Teknik E-Bülten ; MPPT Prensibi

 

Teknik Bülten

cid:image003.png@01CEE11D.8ABF3110http://power2011.solarpovver.com/Images/Logo.png

 

 

Konu: MMPT Nedir?

Aralık, 2013

 

MPPT Nedir, Nasıl Çalışır?


Alternatif enerji sistemlerinin kurulum şemasında önemli bir eleman olan MPPT, sistemin doğru çalışması için oldukça önemli bir rol oynamaktadır. Peki MPPT nedir, ne işe yarar, özellikleri nelerdir?

http://cdn.elektrikport.com/Article/8064/6/83d89340-9614-4da1-ae86-754e67e70eed.jpg

 

 

http://cdn.elektrikport.com/Article/8064/6/f2d44a4a-3c7e-4249-bd6f-dc81cda6be2f.jpg

 

 

 

 

http://cdn.elektrikport.com/Article/8064/6/99fe8181-55cf-440d-91b9-70facb87a285.jpg

 

 

 

MPPT kelimesinin Türkçe kelime karşılığı Maksimum Güç Noktası Takipçisidir. Adından da anlaşılacağı gibi, belirli periyotlarda elde edilen gücün peak yaptığı değeri yani tepe değerini takip ederek yüke yollanmasını sağlar. MPPT'ler bir bakıma alternatif enerji sistemlerinin kesişim noktası diyebiliriz. Tüm sistemlerde elde edilen enerjiden maksimum seviyede yararlanmak, bu elektronik cihazlar sayesinde mümkün hale gelmiştir. Rüzgar türbinlerinde ve solar sistemlerde kullanılan MPPT çeşitleri mevcuttur.

http://cdn.elektrikport.com/Content/201302/Diyagram1.PNG

Kullanım alanlarına göre bazı teknik farklılıkları olsa da genel olarak işleyiş şekilleri aynıdır.SolarMPPT'leri ele alacak olursak, gün içinde güneş ışınlarının yer yüzüne düşme açısı sürekli değişmektedir. Buna bağlı olarak solar panelin (fotovoltaik hücrelerin) absorbe ettiği ışın miktarı da değişeceği için elde edilen enerji her zaman aralığında farklı olacaktır. Fakat sistemin doğru işleyebilmesi için, artan azalan düzensiz bir güç eldesi doğrudan yüke verilemez. Bu güç değerlerinin evirilip düzenli ve verimli bir hale getirilmesi gerekmektedir. İşte MPPT bu sırada devreye girer. Farklı zaman aralıklarında elde edilen farklı güç değerlerinin en büyük olduğu anları tespit ederek bir dizi işleme başlar. Bu işlemleri içerisinde bulunan mikrodenetleyicideki kompleks algoritmalar sayesinde gerçekleştirir.

YAPISI

 

MPPT'nin elektronik bir birim olduğundan bahsetmiştik. Devre şemasına baktığımızda bobin, diyot, kondansatör gibi temel devre komponentlerinin yanı sıra çeşitli sensör ve datalogger dediğimiz veri sayacı bulunmaktadır. Panelden alınan, sonrasında evirilen ve bataryaya yollanan güç miktarları bu loggerlar tarafından kaydedilir. Bir de tüm bu sistemlerin düzenli bir şekilde çalışmasını kontrol eden, olası bir arıza/tehlike anında sistemi kapatan ve verimlilik için yazılmış algoritmaların içinde bulunduğu mikro denetleyici bulunmaktadır.

 

 

http://cdn.elektrikport.com/Content/201302/Diyagram...PNG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÇALIŞMA PRENSİBİ

 

MPPT'ler enerjinin elde edildiği fotovoltaik piller ile enerji depo birimi arasına yerleştirilen DC-DC dönüştürücülerdir. Fakat bu dönüşüm tek bir aşamada meydana gelen bir olay değildir. Önce fotovoltaik hücrelerden alınan DC gerilim AC'ye çevrilir. Ondan sonra o anki sistem güç ihtiyacına göre farklı gerilim ve akım değerleri tekrar DC'ye dönüştürülür. Buradaki temel amaç fotovoltaik pilden, yüke (sisteme) maksimum gücün iletilmesini sağlamaktır.

 

İdeal olmayan bütün gerilim kaynaklarının iç direnci vardır. bu sebeple bir kaynaktan akım çekmeye başladığınız anda kaynağın gerilimi düşmeye başlar. Çekilen akım artıkça gerilim de düşer. bu aralıkta pek çok güç değerleri oluşur: hiç akım çekilmeme durumundan (sıfır güç) kaynağı kısa devre ettiğinizde maximum akım ama sıfır gerilim (sıfır watt) durumları arasında sıfırdan başlayıp artan, sonra sıfıra kadar düşen bir güç eğrisi oluşur.

Bir kaynağı, rastgele bir gerilim akım seviyesinde aküye bağlarsanız muhtemelen en fazla gücü elde edeceğiz akım-gerilim değerinde olmayacaktır. Dahası değişen koşullar sebebiyle bu maximum noktası değişebilir. Bir mppt devresi, kaynaktan çekilen akım ve gerilimi sürekli ölçer, gücü hesaplar değeri hafızaya alır. Pwm oranını bir arttırır tekrar akım, gerilim ölçer, gücü hesaplar, güç bir önceki değerden yüksekse, işleme devam eder, düşükse oranı geri düşürür. Böylece sürekli maximum güçle kaynağı yüklemiş olur.