Las características del panel solar I-V son altamente no lineales; esto se traduce en un gráfico de voltaje-potencia que presenta un máximo en un Vmpp de voltaje determinado en el panel .
Como señaló en su pregunta, sucede que la curva IV cambia con el tiempo de acuerdo con la irradiancia de la luz y la temperatura, y también cambia la Vmpp. Esa es la razón por la que se buscan métodos para rastrear Vmpp: exprimiendo la mayor cantidad de energía posible de la fuente, es decir, el panel .
Entre su panel y el elemento de almacenamiento (batería, supercapacitador) hay un circuito de recolección, basado en una topología de convertidor CC-CC (conmutada) (por ejemplo, impulso); Se implementan técnicas MPPT dentro de este circuito para mantener el voltaje de entrada del cosechador (es decir, el voltaje de salida del panel) lo más cerca posible de Vmpp.
Por lo tanto, cuando apunta a MPPT, el enfoque está en la transferencia de energía óptima desde la fuente al cosechador (que, a su vez, introducirá algunas pérdidas en sí, ¡sí!). Como dice RoyC, la carga óptima de la batería es otra historia.
Tal vez el siguiente esquema lo ayude: el panel fotovoltaico está modelado como una fuente de corriente en paralelo con un diodo (que representa la unión PN); el objetivo de MPPT es mantener el voltaje V lo más cerca posible de Vmpp .
simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab
Para mayor claridad, dibujé una posible implementación de un cosechador solar basado en Boost.
El IC que puse en el esquema es un comparador de disparos Schmitt cuya tarea es la de mantener el voltaje en su terminal no inversor lo más cerca posible de Vref. Uno puede configurar Vref = Vmpp para lograr nuestro objetivo.
simular este circuito
Ahora: ¿cómo podemos generar Vref = Vmpp?
Incluso en este caso hay diferentes posibilidades: por ejemplo, un cicuitry de temporización adicional puede diseñarse para desconectar periódicamente la carga del panel solar, de modo que un soporte de pico pueda "capturar" la tensión Voc del circuito abierto del panel. Se puede ver que Vmpp suele ser una fracción constante de aproximadamente de Voc, independientemente de las condiciones ambientales. Al conocer la relación Vmpp / Voc, se puede usar un divisor de voltaje para obtener Vmpp a partir del valor almacenado de Voc.
Consideraciones sobre el esquema anterior:
- este es solo un ejemplo de implementación: debe tenerse en cuenta que una lógica de control externo no es necesaria para activar y desactivar el MOSFET. en cambio, la salida del comparador realiza esta tarea, que es muy útil en aplicaciones donde no se puede permitir el uso de microcontroladores que agotan la energía;
- el comparador de baja potencia extrae su suministro del terminal de entrada del cosechador; ya que esto tiene cierta fluctuación (principalmente dependiendo del valor del inductor y del retardo de tiempo del comparador) se puede usar un filtro RC para suavizarlo.
Otras posibles soluciones de recolección incluyen el uso de microcontroladores que implementan algún tipo de 'Perturbe & Observe el algoritmo: como se muestra en otra respuesta, en este caso las condiciones de operación cambian un poco mientras se monitorea la respuesta de la potencia de entrada.