برای ثبت نام با ما در ارتباط باشید:
@EESSA_IUST

یکی از قوانین پایه‌ای در فیزیک الکتریسیته این است:

توان الکتریکی برابر است با حاصل‌ضرب ولتاژ در جریان.

P = V * I

وقتی یک باتری (مثلاً ۱۲ ولت) را مستقیم به یک پنل (مثلاً ۱۸ ولت) وصل می‌کنید، ولتاژ پنل به زور روی ولتاژ باتری فیکس می‌شود.

یعنی ولتاژ افت می‌کند، اما جریان به همان نسبت بالا نمی‌رود.

نتیجه؟ درصد زیادی از توان ارزشمند خورشیدی تلف می‌شود!

رفتار پنل‌های خورشیدی خطی و ساده نیست.

آن‌ها یک منحنی مشخصه به نام I-V (جریان-ولتاژ) دارند.

اگر جریان زیادی از پنل بکشید، ولتاژش به‌شدت افت می‌کند. و اگر جریان کمی بکشید، ولتاژ بالا می‌ماند اما توان کل افت می‌کند.

فقط یک نقطه‌ی جادویی روی این منحنی وجود دارد که در آن حاصل‌ضرب ولتاژ و جریان بیشترین مقدار خودش را دارد:

به آن نقطه توان ماکزیمم (MPP) می‌گوییم.

مشکل اینجاست که این نقطه‌ی جادویی ثابت نیست!

با عبور یک تکه ابر، تغییر زاویه‌ی تابش خورشید، یا حتی داغ شدنِ خود پنل در ظهر، این نقطه جابه‌جا می‌شود.

پس ما به سیستمی نیاز داریم که مثل یک شکارچی، این نقطه را لحظه‌به‌لحظه ردیابی کند.

اینجا پای الگوریتم‌های ردیابی مثل P&O (Perturb and Observe) وسط می‌آید.

میکروکنترلر مدام این سؤال را از خودش می‌پرسد:

«اگر یک ذره ولتاژ را تغییر بدهم، توان خروجی بیشتر می‌شود یا کمتر؟»

اگر توان بیشتر شد سیستم می‌فهمد مسیر درست است و به همان سمت ادامه می‌دهد. اگر توان کمتر شد،مسیر را برعکس می‌کند.

یعنی سیستم دائماً در حال تست و خطا در ابعاد میلی‌ثانیه است!

حالا چطور این تصمیمات محاسباتی را در عمل پیاده کنیم؟

جواب، استفاده از مبدل‌های DC-DC (مثل یک مبدل Boost) است.

با تغییر دادن زمان روشن و خاموش شدن یک سوییچ الکترونیکی سریع (Duty Cycle) که با D نشان داده می‌شود:

V_{out} = V_{in}/{1 - D}

ما مقاومت ورودی که پنل می‌بیند را به صورت الکترونیکی تغییر می‌دهیم.

پنل فکر می‌کند بار متصل به آن تغییر کرده است، در حالی که ما فقط داریم نقطه‌ی کارش را روی منحنی می‌لغزانیم تا دقیقاً روی قله‌ی توان (MPP) بیفتد.

همان‌طور که دیدید، پشت یک سیستم خورشیدیِ بهینه، فقط چند تکه سیلیکون و سیم قرار ندارد.

در واقع ما با یک سیستم کنترل هوشمند روبه‌رو هستیم که شامل:

- مدار قدرت (Power Electronics)

- سنسورهای دقیق ولتاژ و جریان

- و یک مغز متفکر (الگوریتم نرم‌افزاری) است.

استاد « » خیییلی پیگیره!