كيف يعمل الكونتروللر PWM والكونتروللر MPPT
قد يبدو لغير المحترفين أن معرفة طريقة عمل الكونتروللرات نوعاً من الترف والفذلكة العلمية ، لكن المؤكد ان معرفة المهندس بطريقة والية عمل هذه الكونتروللرات تمنحه هوامش أوسع للتصميم.
بداية علينا أن نعرف حقيقتين:
1- إن مهمة الكونتروللر هي تحويل الاستطاعة الناتجة من مصفوفة الخلايا الشمسية لتوتر وتيار مناسبين لاستخدامنا بأقل نسبة مفاقيد.
2- تعاني الخلايا الشمسية من معضلة تتعلق بالاستطاعة التي تنتجها فمثلاً لو وصلنا مصدر تيار كهربائي قادراً على تزويدنا بتيار قدره 100ميلي امبير وتوتر 10 فولت وقمنا بوصل حمل عليه وبدأنا بزيادة الحمل حتى وصل لـ100ميلي امبير لوجدنا أن الخرج =10 فولت ولكن لو قمنا بزيادة الحمل فسنلاحظ أن التوتر سينخفض ويرتفع مقابله التيار بحيث يبقى حاصل جداء التوتر والتيار ثابت "تقريباً".
لكن لو استبدلنا مصدر التيار الكهربائي بخلية شمسية وكررنا التجربة السابقة لوجدنا أن الاستطاعة التي نحصل عليها "جداء التوتر بالتيار" تتزايد عند زيادة الاستهلاك حتى تصل لذروة ثم تنخفض بعدها بشكل شبه لوغاريتمي مما يعني أن حاصل جداء التوتر والتيار لم يعد ثابتاً كما كان عند استخدام مصدر تيار كهربائي عادي.
إن المعضلة التي واجهت العلماء أن نقطة الانهيار ليست ثابتة بل تتغير وتتبع عدة شروط من أهمها كمية وطبيعة الضوء الساقط على الخلية مما يعني أنه يتوجب حسابها بشكل ديناميكي واستحالة اعتماد رقماً ثابتاً دون خسارة نسبة معتبرة من الاستطاعة.
الآن لنتعرف على الكونتروللر PWM وكيف يعمل:
كلمة PWM=Pulse width modulation وتعني تعديل عرض النبضة ومهمة الكونتروللر PWM هي تخفيض التوتر الناتج عن الخلية لقيمة مناسبة للاستهلاك بأقل نسبة من المفاقيد (Step down)، لذا تم اللجوء لتقنية PWM والتي تقوم بتقطيع التيار الكهربائي بسرعة كبيرة وإدخاله لملفات عالية النفوذية المغناطيسية ثم إعادة استرداد التيار الناتج وتقويمه وضبطه بحيث يتم تحويل التوتر الزائد لتيار مما يعني بقاء الاستطاعة شبه ثابتة فمثلاً لو كان اللوح ينتج 20 فولت وتيار 6أمبير فستكون الاستطاعة حوالي 120واط لكن بعد استخدام الكونتروللر سنلاحظ أن بإمكاننا الحصول على توتر 12 فولت بتيار حوالي 9.5أمبير مما يعني أن الاستطاعة ثابتة تقريباً "باستثناء ضياع الكونتروللر".
لكن لوُحظ عند استخدام الكونتروللر PWM وجود لحظات تنهار فيها الاستطاعة وتعطي مردواً أقل مما يمكن الحصول عليه، لذا قام العلماء بتصميم الكونتروللر MPPT وهي اختصار للعبارة MAXIMUM POWER POINT TRACKING والتي تعني (تتبع أعلى نقطة استطاعة)، حيث قام العلماء ببناء كونتروللر PWM بعد أن زودوه بقنية Bulk & Boost أي يمكنه رفع أو خفض التوتر حسب الحاجة و وصلوا دخل الألواح الشمسية لمبدلات تمثيلية/رقمية تقوم بقياس التوتر والتيار يتم إدخال هذه المعلومات لمعالج سريع مزود بخوارزمية تقوم بحساب أعلى نسبة للاستطاعة ويقوم المعالج بالتحكم بالاستطاعة التي ستنتجها دارة Bulk & Boost بحيث يمكنه زيادتها أو إنقاصها ، يقوم المعالج بزيادة الاستطاعة تدريجياً مع الاستمرار بقياس وحساب قيمة الاستطاعة بحيث يتوقف عند أعلى نقطة ويبقى يراقبها ويناور حولها "حسب الخوارزمية التي تم تزويده بها" بحيث يبقيها على أعلى استطاعة.
أهم ميزات كونتروللرات MPPT:
1- تؤمن زيادة بالاستطاعة حوالي 30% أكثر من PWM.
2- تسمح بمجال توتر أعلى مما يقلل من الضياعات ويسمح باستخدام مقاطع كبلات اصغر.
فيصل العطري خاص لموقع أي تو زد
أي تو زد شريكك الموثوق في الصين
قد يعجبك أيضاً:
2- كيف تستثمر بالاستيراد من الصين بمبلغ قليل
3- كيف تستورد من الصين دون أن تتعرض للاحتيال
4- ثورة أشجار توربينات الريح الواعدة.
5- مالفرق بين كونتروللر PWM و MPPT؟
6- أجهزة إنارة الليد بمقابل الإنارة التقليدية.
مقالات هامة:
3-إيجاد أفضل المصادر للمصانع من الصين
