Спосіб пошуку точки максимальної потужності сонячної батареї

Реферат: Спосіб пошуку точки максимальної потужності сонячної батареї включає підключення СБ до навантаження через послідовно з'єднаний узгоджувальний IP, який полягає у періодичному вимірюванні вихідної потужності СБ, та у залежності від знака різниці двох останніх вимірювань зміщує робочу точку СБ у відповідному напрямку шляхом зміни вхідного струму IP. Послідовно вимірює миттєву потужність СБ у точках максимуму та мінімуму її вихідного пульсуючого струму. UA 91151 U (54) СПОСІБ ПОШУКУ ТОЧКИ МАКСИМАЛЬНОЇ ПОТУЖНОСТІ СОНЯЧНОЇ БАТАРЕЇ UA 91151 U UA 91151 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі альтернативної енергетики і може бути використана в системах керування сонячних електростанцій. Відомі способи пошуку точки максимальної потужності сонячної батареї (СБ), які передбачають періодичне вимірювання її вихідної потужності і в залежності від знака двох останніх вимірювань зміщують робочу точку СБ у відповідному напрямку [1, 2]. При цьому вихідна потужність коливається відносно точки максимальної потужності СБ, наслідком чого є недоотримання електричної енергії в навантаженні. Найближчими до корисної моделі, що заявляється, є спосіб пошуку максимальної потужності СБ, який вимагає підключення сонячної батареї до навантаження через послідовно з'єднаний узгоджувальний імпульсний регулятор (IP), та періодичному вимірюванні потужності СБ. У залежності від знака різниці двох останніх вимірювань робоча точка СБ зміщується у відповідному напрямку шляхом зміни величини вхідного струму IP [2]. До недоліків найближчого аналога належить те, що у процесі пошуку максимальної потужності, вихідна потужність СБ коливається відносно точки максимальної потужності, що приводить до недоотримання певної кількості електричної енергії в навантаженні. Крім того, оскільки навантаженням СБ є IP, вхідний струм якого має пульсуючий характер, відбувається додаткове зміщення робочої точки СБ внаслідок пульсуючого характеру її вихідного струму. За рахунок цього кількість недоотриманої від СБ електричної енергії збільшується. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення способу пошуку точки максимальної потужності СБ шляхом того, що періодично вимірюється миттєва потужність СБ в точках максимуму та мінімуму її вихідного струму, що забезпечує зменшення кількості недоотриманої від СБ електричної енергії. Поставлена задача вирішується у способі пошуку точки максимальної потужності СБ, що вимагає підключення сонячної батареї до навантаження через послідовно з'єднаний узгоджувальний IP, який полягає у періодичному вимірюванні вихідної потужності сонячної батареї, та в залежності від знаку різниці двох останніх вимірювань зміщує робочу точку СБ у відповідному напрямку шляхом зміни величини вхідного струму IP, тим, що послідовно вимірюється миттєва потужність СБ у точках максимуму та мінімуму її вихідного пульсуючого струму. Спосіб здійснюється наступним чином. При заданих умовах навколишнього середовища СБ може віддавати максимально можливу вихідну потужність РММ при певній величині вихідного струму ІМП та напруги UМП (фіг. 1). При пошуку точки максимальної потужності (ТМП) шляхом періодичного зміщення робочої точки СБ, вихідна потужність буде коливатися відносно РММ в результаті чого кількість одержаної електричної енергії за час t W (t) буде меншою від максимально можливої W ММ = PMM ▪ t. При зміні зовнішніх умов координати точки МП СБ (ІМП та UМП) змінюються. Для забезпечення відбору від СБ максимальної потужності в різних режимах роботи, між СБ та навантаженням підключається IP і шляхом зміни величини його вхідного струму забезпечується вивід СБ в точку МП. Однак вхідний струм IP має пульсуючий характер. Внаслідок цього навіть у випадку, коли початкова робоча точка СБ перебувала в точці МП, під дією пульсації струму ΔІ енергія, отримана на виході СБ W(t), буде меншою від W ММ, на величину площі заштрихованих ділянок (фіг. 2). Крім того, внаслідок асиметрії кривої Р= f(I) відносно точки РММ, пульсація вихідної потужності СБ буде також асиметричною, що збільшує кількість недоотриманої енергії. Якщо при тій же пульсації вихідного струму СБ ΔІ її початкову робочу точку зміщувати вліво від точки МП в точку О' (фіг. 3) пульсація вихідної потужності буде симетричною і кількість недоотриманої енергії (площа заштрихованих ділянок) буде меншою, ніж у попередньому випадку. При роботі СБ на IP, при невеликій пульсації його вхідного струму ΔІ, форма вихідної напруги та струму СБ наведена на (фіг. 4), з якого слідує, що миттєва потужність СБ в точці ІМАХ дорівнює ІМАХ ▪ UМАХ, а в точці ІMIN ІMIN ▪UMIN Для одержання симетричної пульсації вихідної потужності СБ (фіг. 3) необхідно, щоб миттєва потужність СБ в точці ІMAX дорівнювала миттєвій потужності в точці ІMIN, тобто: IМАХ ▪ UMIN=IMIN ▪ UМАХ (*) При виконанні умови (*), для заданої пульсації вихідного ΔI = ІMAX- ІMIN струму IP від СБ одержимо максимальну кількість електричної енергії. При зменшенні пульсації струму ΔI кількість недоотриманої відносно W MM енергії буде зменшуватися і у граничному випадку при ΔI  0 кількість отриманої електричної енергії W наближається до максимально можливої W  W MM. Виконання умови (*) гарантує одержання максимальної кількості електричної енергії від СБ при заданій пульсації її вихідного струму. При невиконанні цієї умови необхідно зміщувати 1 UA 91151 U 5 10 початкову робочу точку СБ у відповідному напрямку шляхом збільшення або зменшення середнього значення вхідного струму IP. Таким чином, запропонований спосіб пошуку точки максимальної потужності сонячної батареї відповідає критерію корисної моделі "новизна ". Порівняння запропонованого рішення із уже існуючими не дозволило виявити ознак, які дублюються запропонованим рішенням, що дозволяє зробити висновок про відповідність критерію " суттєві ознаки ". Джерела використаної літератури: 1. J.Suryakumari, G.Sahiti, G.Sudhakar: Analysis and Simulation Of Perturb and Observe Mppt Technique, International Journal of Engineering Research and Applications (IJERA), Vol. 3, Issue 4, Jul-Aug 2013, pp. 1662-1668. 2. M.Lokanadham, K.Vijaya Bhaskar: Incremental Conductance Based Maximum Power Point Tracking (MPPT) for Photovoltaic System, International Journal of Engineering Research and Applications (IJERA), Vol. 2, Issue 2,Mar-Apr 2012, pp. 1420-1424. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Спосіб пошуку точки максимальної потужності сонячної батареї (СБ), який включає підключення СБ до навантаження через послідовно з'єднаний узгоджувальний імпульсивний регулятор (IP), який полягає у періодичному вимірюванні вихідної потужності СБ, та у залежності від знака різниці двох останніх вимірювань зміщує робочу точку СБ у відповідному напрямку шляхом зміни вхідного струму IP, який відрізняється тим, що послідовно вимірюють миттєву потужність СБ у точках максимуму та мінімуму її вихідного пульсуючого струму. 2 UA 91151 U 3 UA 91151 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4