Solare Fotovoltaico
Regolatore di Carica MPPT ,Discussione sui vari algoritmi adottati

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eliafino

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GigaWatt


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Msg:1419

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Inviato il: 13/5/2013,10:12

Salve,
in questo post vorrei riassumere e discutere i vari metodi di calcolo del MPPT, con vantaggi e svantaggi...

P&O (Perturb and observe)
Incrementa o decrementa periodicamente (generalmente ogni 60min) la corrente di riferimento sulla base della potenza di ingresso misurata. Se una data perturbazione del punto di lavoro porta ad un variazione della potenza di uscita del modulo fotovoltaico, la perturbazione successiva sarà generata nella stessa direzione della precedente se la variazione della potenza di uscita è stata positiva; altrimenti sarà generata nella direzione opposta.
Farà comunque delle microscansioni continue.

S&H (Scan and Hold)
Sostanzialmente simile a P&O, ma una volta fatta la misurazione, ferma il valore per tutto il periodo della misurazione (generalmente 60min).

Incremental conductance
Il metodo della conduttanza incrementale considera il fatto che la pendenza della curva tensione-corrente è zero nel punto di massima potenza, positivo a sinistra del MPP, e negativo a destra del MPP. Il MPP è determinato confrontando la conduttanza istantanea (I / V) alla conduttanza incrementale (ΔI / AV). Una volta che il MPP, il sistema mantiene questo punto il potere se non un cambiamento nella V o I si verifica (causato da un evento esterno). In questo caso, l'algoritmo troverà il nuovo MPP.
Questa tecnica ha il vantaggio che può raggiungere e mantenere la MPP senza perdere parte efficienza facendo oscillare attorno a questo punto. In condizioni in rapida evoluzione di questo algoritmo tiene traccia con più precisione della P & O metodo. Lo svantaggio di questo metodo è che può richiedere più tempo per raggiungere la MPP perché il calcolo maggiore richiesta diminuisce il numero di perturbazioni alla tensione e corrente possibile in un periodo di tempo.

Constant voltage
Con questo termine si usa descrivere diverse tecniche, una dove la tensione di uscita viene regolata ad un valore costante in tutte le condizioni e una in cui la tensione di uscita viene regolata sulla base di un rapporto costante misurando la tensione a circuito aperto (VOC). Quest'ultima tecnica viene definita come "tensione a circuito aperto". Se la tensione di uscita viene mantenuta costante, non c'è alcun tentativo di individuare il punto di massima potenza, quindi non è un inseguimento del punto di massima potenza in senso stretto, anche se ha alcuni vantaggi nel caso in cui il tracking MPP tende a sbagliare, e quindi a volte è utilizzato per integrare un metodo MPPT.
Nel metodo della "tensione costante", la potenza erogata al carico viene momentaneamente interrotta e viene misurata la tensione a circuito aperto. Il controllore poi riprende a funzionare con la tensione controllata con un rapporto fisso, ad esempio 0,76 della tensione a circuito aperto VOC. Questo è di solito un valore che è stato determinato per essere il punto di massima potenza, empiricamente o basato su modelli, per le condizioni operative previste.


Il mio regolatore di carica gestisce i metodi P&O, S&H, Percentage VOC, Hold Input V.
Per i metodi P&O e S&H si può definire la frequenza delle scansioni, da 1 minuto a 4 ore (1 ora di default).
Per il metodo Percentage VOC si imposta la percentuale della Vmp e il tempo di scansione, da 1 minuto a 4 ore (1 ora di default).
Per il metodo Hold Input V si imposta una tensione fissa in base alle caratteristiche dei pannelli, da 0V a 140V.

Vorrei discutere su quale sia il metodo più vantaggioso...

Sembra che il P&O sia il più semplice e vantaggioso sia con buona insolazione sia con insolazione variabile (nuvole passeggere). Al momento della scansione per qualche frazione di secondo i pannelli vengono scollegati per eseguire la misurazione...
Secondo voi che frequenza è meglio impostare? Lasciare 1 ora? Aumentare? Calare?

Impostare il modo S&H magari con scansioni più frequenti?



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Impianto Fotovoltaico "eliafino" in Tempo Reale.
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eliafino

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MODERATORE
Msg:1419

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Inviato il: 11/02/2014 12:14:09

Riesumo un mio vecchio post perché sto testando il metodo "Hold Input V", cioè fissare il valore della tensione di ingresso dei pannelli, secondo specifica del costruttore.

I mie pannelli sono 100W, con una tensione alla potenza nominale Vpmax: 17,8V.

Avendo 6 pannelli in serie ho una tensione nominale al regolatore di 106,8V.

Ho quindi impostato un valore di "Hold Input V" di 105V.

In questo modo il regolatore cercherà di stare su quel valore fisso di tensione, evitando di staccarmi i pannelli ogni x ore per la scansione e la misurazione del MPPT.

Purtroppo oggi è un giorno nuvoloso, ma posso dire che il regolatore è abbastanza stabile sui 105V, variando solo la corrente, con alcuni picchi di 20A, superando anche i 2000W.

Vedremo con una giornata di pieno sole



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ElettroshockNow

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Msg:4656

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Inviato il: 11/02/2014 12:17:08

Ottima iniziativa.
Ti seguo con interesse ...

 

Luca450Mhz

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Msg:3204

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Inviato il: 11/02/2014 12:19:05

Il regolatore ti permette di impostare il tipo di algoritmo? Quanti ne supporta? Tutti quelli che hai elencato nel primo post?



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Pannelli: 6975 Wp (poli e mono). Inverter UPS PSW7 6kW 48V toroidale con switch comandato dal mio si...

 

eliafino

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Msg:1419

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Inviato il: 11/02/2014 12:25:20

Che onore Elettro divento rosso...

Sì Luca, il regolatore permette di scegliere tra questi:
- Perturb and observe (di default)
- Scan and Hold
- Percentage VOC
- Hold Input V



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Prius2008

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Msg:439

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Inviato il: 11/02/2014 17:16:59

Ottimo post .. . .. anche io ho due regolatori come quelli di eliafino,ma i fratelli minori da 50A, collegati in parallelo. Non ricordo ora come sono contigurati, ma ricordo che ho impostato la frequenza di campionamento ogni 15 min.



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8 kwp di pannelli disposti a sud con inclinazione di 41 gradi. 3kw di pannelli a sud inclinazione 25...

 

eliafino

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Msg:1419

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Inviato il: 11/02/2014 17:32:26

Ciao Prius2008,
il problema è che così facendo ogni 15 minuti i pannelli vengono staccati e ricollegati gradualmente... c'è un vuoto di circa 15-20 secondi... in quel vuoto tutti il carico viene alimentato dalle batterie.

Il mio scopo è quello di evitare questi vuoti ed avere una buona produzione...



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Prius2008

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Msg:439

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Inviato il: 11/02/2014 21:15:34

Ok Elia, quale configurazione consiglieresti? Ho due stringhe formate da due pannelli da 240w in serie x regolatore.
Ciao ciao



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eliafino

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Msg:1419

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Inviato il: 11/02/2014 23:15:53

Il primo giorno di sole sperimento...
Sto testando il metodo Hold Input V.

... quindi hai 960Wp per regolatore?



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Prius2008

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Msg:439

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Inviato il: 12/02/2014 14:21:12

Si esatto Elia, ho 960w su ogni regolatore, è configurato così perchè ho 4 pannelli sulla falda est e 4 sulla falda ovest. Niente sud........



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8 kwp di pannelli disposti a sud con inclinazione di 41 gradi. 3kw di pannelli a sud inclinazione 25...

 

eliafino

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Msg:1419

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Inviato il: 14/02/2014 17:06:38

Ecco il grafico di oggi 14/02/2014
Pienamente soddisfatto! 14,45kWh prodotti, con l'ultima ora di nuvole...

http://eliafino.homepc.it/grafici/2014/02/14.png



Modificato da eliafino - 03/10/2014, 09:57:59


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Prius2008

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Inviato il: 14/02/2014 18:21:06



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eliafino

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Msg:1419

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Inviato il: 17/02/2014 08:49:06

Ecco il giorno 15/02/2014
Giornata nuvolosa con qualche apertura, 7,26kWh
Da notare i picchi oltre i 3000W, punto massimo 3504W

http://eliafino.homepc.it/grafici/2014/02/15.png

Lo spettacolo di 16/02/2014
Nuvoloso la mattina, si è caricata la batteria, poi velato nel pomeriggio, 5,85kWh. Pompa di calore sotto inverter dalle 11.30 alle 19.30...

http://eliafino.homepc.it/grafici/2014/02/16.png

Ok, sistema Hold Input Voltage collaudato, lo lascio sicuramente, vedrò solo se aumentare o diminuire qualche volt...
... anche lo scambio dei carichi come i condizionatori o il bypass automatico funziona, non devo più preoccuparmi di controllare la % della batteria o la produzione per decidere se passare su inverter o su enel.



Modificato da eliafino - 03/10/2014, 09:58:14


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ElettroshockNow

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Msg:4656

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Inviato il: 17/02/2014 09:07:30

complimenti è proprio un bel impianto e grazie per la preziosa sperimentazione in teoria è completamente autonomo e non dovresti più metterci mano ..Ma son sicuro che hai gia' altre diavolerie da implementare .

Quindi saluti l'algoritmo perché non hai riscontrato una riduzione della produzione durante il test ?

 

eliafino

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MODERATORE
Msg:1419

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Inviato il: 17/02/2014 09:28:38

Direi addirittura che è più stabile, soprattutto con scarsa luminosita...
... prima tendeva a cercare il massimo punto di potenza salendo e abbassando la tensione, ma consumando anche di più e non rendendo tantissimo.
Ora ho l'impressione che renda di più, produce di più e consuma di meno.
Appena ci saranno 2 o 3 giorni di sole uno dopo l'altro (spero presto), faccio dei paragoni più precisi sui 2 algoritmi.

Correggimi se sbaglio:
Un pannello solare, tende a dare anche a bassa insolazione, la sua tensione nominale, mentre riesce a dare poca corrente...

Ma soprattutto evitando di fare una scansione completa ogni ora, non mi ritrovo ad avere tutto il carico alimentato dalle batterie, non mi piace trovarmi 6000W erogati direttamente da loro, anche se per qualche secondo (anche 10-15).
Purtroppo succede anche al raggiungimento della carica (100% batteria), ma questo è ovviabile spegnendo i carichi più impegnativi per 10-15 secondi alla lettura del 100% batteria, 1 volta al giorno e non ogni ora...



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