Carga simulada del panel solar

Un panel solar es una fuente de corriente, pero tiene un límite de Voc en el que Vmp = 85% Voc a plena corriente y cae a 70 ~ 75% Voc a < 10% de corriente de cortocircuito nominal con una entrada de energía solar cubierta o un 10%.

Esto se aplica a 25'C a muchos, pero no a todos los PV.

Me gusta modelar diodos fotovoltaicos para que el voltaje aumente con la corriente para que coincida con el Vmp para aumentar la energía solar lo más cerca posible sin seguimiento.

• si PV está clasificado como Vmp = 17V @ 75W

  • luego Imp = 4.41A y ESR = 17 / 4.41 = 3.85 Ohms

  • Calculemos el 70% de Voc con un 10% de entrada solar de 0.441A y, por lo tanto, la carga activa equivalente de Zener tendrá un voltaje de umbral de ESR y Vth.

  • si Voc max en = 17V / 85% = 20V

  • luego Voc 10% en = 70% * 20V = 14V
  • por lo tanto, ESR = (17-14) /4.41-0.44) = 0.75 Ohm

Por lo tanto, su carga activa debe ser un sumidero regulado de 14 V + 0,75 ohmios

La forma de disipar 85W y regular esta carga depende de usted y hay muchas formas de implementarlo después de tener una hoja de datos con estos parámetros para verificar (si es posible)

La resistencia de caída de la serie o dos faros de 50W 14V caen a 5A LDO (emisora cuasi PNP) a una derivación de corriente de 100 mV a 5V a tierra. Alambre calibrado de 20 miliohmios.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Ajuste el regulador a ~ 12.7V de modo que el PV sea 17V a la potencia solar máxima. Luego, la entrada LDO es ~ 13.8V y R12, de modo que I shunt lee 4.4Amp * 20mOhm = 88mV

Addendum

Teorema de la función de transferencia de potencia máxima wiki

  

la resistencia de la carga debe ser igual a la resistencia de la fuente vista desde sus terminales de salida. Moritz von Jacobi publicó el teorema de máxima potencia (transferencia) alrededor de 1840; también se conoce como "la ley de Jacobi".

• Se aplica a las impedancias de origen que no se pueden cambiar, pero la carga es variable

• La carga es el conjugado de la impedancia de origen

  • para cargas resistivas pasivas, decimos que la fuente es igual a la carga (tomando el valor absoluto), aunque una fuente de energía tenga una pendiente diferencial negativa o ESR

  • A continuación se muestran las líneas de carga para una fuente de voltaje con una ESR de 5 ohmios y una carga de 5 ohmios donde el punto de transferencia de potencia máxima (MPT) es la intersección de dos pendientes idénticas pero la polaridad conjugada.

AcontinuaciónsemuestranlascurvasdeBP275UIVdelOP Panel solar de 75W 19V conjugado girando y volteando el gráfico.

- The same is true for reactive source and load impedances in RF antenna power optimization with conjugate  matching 
-  perhaps same is true for battery charging with pulses where a capacitive low ESR battery should be charged with a conjugate matched source ( inductive).

El circuito que hunde la corriente para mantener el voltaje constante se llama "regulador de derivación". Google, hay muchos, muchos diseños alrededor.

No podrá medir la potencia máxima del panel con una resistencia fija O si se fija el voltaje y su panel no funcionará con la máxima eficiencia. Para operar el panel con la máxima eficiencia, debe tener un máximo rastreador de potencia máxima. Los picos de potencia cuando no está extrayendo demasiada corriente desde la celda como se muestra a continuación.

Si no desea ejecutar un rastreador MPPT con su panel, solo use una carga fija y solo necesitará medir (o registrar el registro de datos a lo largo del día) el voltaje, ya que conoce la carga Puede calcular la corriente y la potencia desde la celda.

Una buena manera de averiguar qué puede hacer tu celular es obtener una lámpara y calibrarla. Luego, encuentre la curva I-V variando la carga (por lo general, las personas obtienen una carga digital) a diferentes niveles de luz de la celda, pero eso probablemente sea más tiempo del que desea invertir.

He estado contemplando exactamente la misma pregunta. Llegué a la conclusión de que el mejor sistema sería utilizar un microcontrolador para rastrear el punto de máxima potencia.

Yo usaría un Arduino, con un mínimo de partes externas:

• un pin ADC para medir la corriente, caída de voltaje en una (por ejemplo) resistencia de detección de 0.25 ohmios
• en el siguiente pin ACD, use un divisor de resistencia para medir el voltaje del panel
• (debe restar la caída de voltaje de la resistencia, del voltaje aparente del panel
• haga que el Arduino conduzca un MOSFET grande, o varios, en un disipador grande
• suavice la salida "analógica" de PWM con una red RC para controlar la puerta MOSFET
• escriba un algoritmo simple para rastrear el mppt

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

(perdón por las brechas en los cables, no pude hacer que saltara)

El arduino también puede reportar el poder a mi computadora, o registrarlo, o integrarlo durante el día, o algo así

Si solo está interesado en rastrear el mmpt, no es necesario escalar correctamente el voltaje o la corriente. Siempre y cuando la resistencia de detección y las resistencias divisoras de voltaje no cambien de valor.

Como se indicó en la otra publicación, deberá implementar algún tipo de seguimiento MPPT (punto de máxima potencia) para tener datos significativos.

Puedes usar una carga ficticia que puedes dimensionar cerca del Vmp @ STC, pero no será muy preciso.

Sin embargo, una forma económica de hacerlo es utilizar un microinversor que puede encontrar por 20-30 USD que se hará cargo de esto por usted, y solo necesita medir el voltaje y la corriente en el cable del panel .