Circuito de seguimiento I / V para aplicaciones solares MPPT

Circuito de seguimiento I / V para aplicaciones solares MPPT

La optimización de la energía mediante el seguimiento es la característica clave que hace que el concepto de MPPT solar sea tan único y eficiente, donde la curva I / V compleja y no lineal del panel solar se rastrea y cambia para crear las condiciones óptimas máximas para la carga conectada.

El concepto de circuito

He estado esforzándome por diseñar algo que en verdadero sentido rastree la curva I / V o la curva de potencia del panel y la corrija automáticamente cada vez que se desvíe de los puntos óptimos. El diseño propuesto se basa en los mismos motivos, pero aquí he incluido solo la etapa de seguimiento I (actual) para simplificar las cosas. En realidad, es la corriente lo que realmente importa y es directamente proporcional a la potencia del panel, así que pensé que mantener este parámetro bajo control podría cumplir con el trabajo.

Intentemos entender el diseño con las siguientes observaciones:



Cómo funciona el circuito

Al observar el diagrama del circuito del rastreador de curva I / V solar MPPT propuesto, el BC547 en el extremo derecho junto con la resistencia de 10k y el condensador de 1uF forman un generador de rampa lineal.

La etapa central que comprende los dos 555 IC forma un generador de salida controlado por PWM variable, mientras que la etapa IC 741 se convierte en la etapa de seguimiento de corriente real.

Cuando el voltaje del panel solar se conecta a través del colector BC547 y la tierra, debido a la presencia de la red base de 10k / 1uf, el seguidor del emisor proporciona un voltaje ligeramente ascendente a la etapa del generador 555 PWM.

La rampa activa IC2 y lo obliga a generar una salida PWM correspondientemente ascendente en su pin # 3 que va a la puerta del controlador mosfet.

El mosfet responde a estos pulsos y aumenta gradualmente su conducción y proporciona corriente a la batería en el mismo orden incremental.

Tan pronto como la entrada de corriente a través de la batería comienza a aumentar, se traduce un nivel de voltaje equivalente a través de la resistencia de detección de corriente Rx que se aplica a un pin # 3 del 741 IC.

El potencial anterior también golpea el pin # 2 de 741 a través del diodo 1N4148 que cae, de modo que el pin # 2 sigue este potencial en conjunto con el pin # 3, pero se retrasa en aproximadamente 0,6 V debido a la presencia del diodo en serie.

La condición anterior permite que el opamp comience con una salida alta que mantiene los diodos en su pin # 6 polarizados en reversa.

Mientras la corriente siga subiendo con la rampa, el pin # 3 del opamp sigue siendo más alto que el pin # 2, manteniendo así la salida más alta.

Sin embargo, en algún momento, que podría ser después de que la curva I / V acaba de cruzar, la salida de corriente del panel comienza a caer o, más bien, cae abruptamente a través de Rx.

Esto es detectado por el pin # 3 inmediatamente; sin embargo, debido a la presencia del capacitor de 33u, el pin # 2 no puede detectar y seguir esta caída de potencial.

La situación anterior fuerza instantáneamente al voltaje del pin n. ° 3 a ser más bajo que el pin n. ° 2, lo que a su vez revierte la salida del IC a cero, polarizando hacia adelante el diodo conectado.

La base del generador de rampa BC547 se arrastra a cero, lo que lo obliga a APAGARSE y restablecer todo el procedimiento al estado original. El proceso ahora comienza de nuevo.

El procedimiento anterior continúa y asegura que nunca se permita que la corriente caiga o cruce la región ineficiente de la curva I / V.

Esto es solo una suposición, un concepto que he intentado implementar, puede requerir muchos ajustes y alineaciones antes de que pueda orientarse verdaderamente a resultados.

La salida del mosfet puede integrarse con un convertidor basado en SMPS para una eficiencia aún mayor.

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