Projekto tikslas
Sukurti efektyvią elektros energijos paskirstymo sistemą su MPPT (angl. Maximum Power Point Tracking) funkcija, optimizuotą energijos kaupimui ir paskirstymui.
Užduotis 1: Energijos kaupimo strategija
Tikslas:
Apsibrėžti kaupiamos energijos kiekį atsižvelgiant į šiuos veiksnius:
- Saulės elementų galia
- Kaupiklio gabaritai, masė, darbo temperatūros diapazonas
- Gyvavimo ciklų skaičius, savikaina
- Apkrovos charakteristikos (vidutinė ir maksimali galia)
- Saugumo ir energijos nuostolių reikalavimai
Veiksmai:
- Ištestuoti kelias akumuliatorių baterijų rūšis
- Parinkti geriausiai tinkančią baterijos tipą pagal energijos poreikį
Rezultatas:
Parinktas energijos kiekis ir tinkamiausias baterijos tipas.
Svarbūs klausimai:
- Ar skirtingiems taikymams reikia skirtingų baterijų talpų?
- Ar būtina naudoti kelis modulius su skirtingomis charakteristikomis?
Užduotis 2: Superkondensatorių modulis
Tikslas:
Įvertinti galimybę diegti superkondensatorių modulį kaip sprendimą momentiniams didelės apkrovos poreikiams.
Rezultatas:
Suprojektuotas ir išbandytas superkondensatorių modulis.
Klausimai:
- Ar reikalingas toks modulis?
- Kokios galios jis turėtų būti, atsižvelgiant į pasirinktą akumuliatorių tipą?
Užduotis 3: MPPT keitiklio reikalavimai
Tikslas:
Atsižvelgiant į baterijų įkrovimo keitiklio savikainą ir efektyvumą, suformuluoti projektavimo reikalavimus.
Veiksmai:
- Atlikti maketavimo darbus skirtingoms keitiklių konstrukcijoms
- Įvertinti energetinį efektyvumą
Rezultatas:
Suformuluoti reikalavimai keitikliui.
Klausimai:
- Koks turi būti sistemos lankstumas?
- Ar verta plėsti įėjimo/išėjimo įtampų ribas ir didinti galią?
Užduotis 4: Monitoringas
Tikslas:
Nustatyti reikalavimus PV (saulės elementų) ir baterijos būklės stebėsenai.
Rezultatas:
Parengti monitoringo reikalavimai keitiklio kontroleriui.
Klausimai:
- Kiek monitoringo funkcijos padidina savikainą?
- Ar jos neblogina efektyvumo esant mažai PV generacijai?
Užduotis 5: Galutinis keitiklio projektavimas
Tikslas:
Suprojektuoti ir pagaminti MPPT keitiklį su integruotomis monitoringo funkcijomis.
Rezultatas:
Pagamintas veikiantis keitiklio prototipas.
Vertinimo aspektai:
- Energetinio našumo priklausomybė nuo paduodamos galios
- Testavimas su įvairiomis įėjimo įtampomis
MPPT keitiklio techninė specifikacija
| Didžiausia leistina įėjimo įtampa (atviros grandinės) | 60V |
| Didžiausia darbinė įėjimo įtampa | 54V |
| Įėjimo įtampa, prie kurios pradeda veikti MPPT algoritmas | 9.1V |
| Mažiausia akumuliatorių baterijos įtampa | 5V |
| Didžiausios akumuliatorių baterijos įtampos konfigūravimo ribos | 9.80-30.15V |
| Įtampos konfigūravimo žingsnelis | 4.97mV |
| Didžiausia įėjimo srovė sėkmingam MPPT veikimui | 15A |
| Didžiausia keitiklio galia dirbant su 12V akumuliatorių baterija | 150W |
| Didžiausia keitiklio galia dirbant su 24V akumuliatorių baterija | 300W |
| Didžiausia išėjimo srovė sėkmingam keitiklio veikimui | 15A |
| Didžiausios išėjimo srovės konfigūravimo ribos | 0.4-20.0A |
| Srovės konfigūravimo žingsnelis | 0.4A |
| MPPT efektyvumas* | >99% |
| Naudingumo koeficientas** | >95% |
| Darbo temperatūra | -35°C ~ +65°C |
| Keitiklio matmenys be korpuso | 70*75*21 mm |
*prie 30%-100% keitiklio galios ir esant pastoviam saulės modulio apšviestumui
**prie 50%-100% keitiklio galios, 200C aplinkos temperatūrai, ir esant ne didesniam kaip 30% saulės modulio ir akumuliatoriaus įtampų skirtumui.
