وبلاگ
MPPT چیست؟ نقش ردیاب نقطه حداکثر توان در اینورتر خورشیدی
در مشخصات هر اینورتر خورشیدی به عبارت MPPT برمی‌خورید: «دو MPPT»، «بازهٔ ولتاژ MPPT» یا «راندمان MPPT ۹۹٫۹٪». MPPT یکی از مهم‌ترین قابلیت‌های اینورتر است و مستقیماً روی مقدار برقی که از پنلها می‌گیرید اثر می‌گذارد. در این مقاله توضیح می‌دهیم MPPT چیست، چطور کار میکند و هنگام خرید اینورتر به کدام مشخصات آن باید توجه کنید.
MPPT چیست؟
MPPT (ام‌پی‌پی‌تی) یا ردیاب نقطهٔ حداکثر توان (Maximum Power Point Tracking) بخشی از اینورتر است که ولتاژ و جریان کاری پنل‌های خورشیدی را دائماً تنظیم میکند تا در هر شرایط نور و دما، بیشترین توان ممکن از آن‌ها گرفته شود.
توان پنل حاصل‌ضرب ولتاژ در جریان است. یک پنل در هر لحظه فقط در یک نقطهٔ مشخص از ولتاژ و جریان بیشترین توان را می‌دهد؛ به این نقطه «نقطهٔ حداکثر توان» یا MPP گفته می‌شود. این نقطه ثابت نیست و با تغییر تابش خورشید، دمای پنل و سایه جابه‌جا می‌شود. کار MPPT این است که این نقطه را مدام پیدا کند و پنلها را روی آن نگه دارد.
MPPT چطور کار میکند؟
اگر توان پنل را بر حسب ولتاژ رسم کنید، منحنی‌ای شبیه یک تپه به دست می‌آید که قله‌اش نقطهٔ حداکثر توان است. در ولتاژ خیلی کم یا خیلی زیاد، توان پنل کم است. اینورتر با یک الگوریتم کنترلی ولتاژ کاری را کمی تغییر می‌دهد، اثرش را روی توان می‌سنجد و به سمتی می‌رود که توان بیشتر می‌شود. این کار معمولاً به‌طور پیوسته و در فاصله‌های کوتاه تکرار می‌شود.
- هوای سرد: ولتاژ پنل بالاتر می‌رود و نقطهٔ حداکثر توان به ولتاژ بیشتر منتقل می‌شود.
- هوای گرم: ولتاژ پنل پایین می‌آید و نقطهٔ حداکثر توان هم با آن کم می‌شود.
- ابر یا تابش کم: جریان پنل کم می‌شود و MPPT نقطهٔ کاری جدید را پیدا میکند.
- سایهٔ جزئی: منحنی توان ممکن است چند قله پیدا کند. MPPT باید قلهٔ سراسری (بلندترین قله) را پیدا کند و ممکن است روی یک قلهٔ محلی بماند؛ به همین دلیل جدا کردن پنل‌های سایه‌دار روی MPPT مستقل کمک میکند.
چرا دو MPPT مهم است؟
اینورترهایی که دو ورودی MPPT مستقل دارند، دو گروه پنل را جداگانه کنترل می‌کنند. این ویژگی در این حالت‌ها اهمیت پیدا میکند:
- سقف با دو جهت مختلف: پنل‌های رو به جنوب و رو به غرب در ساعات مختلف روز تابش متفاوتی دارند؛ قرار دادن آن‌ها روی یک MPPT ممکن است تولید را کاهش دهد.
- سایه روی بخشی از پنلها: پنل‌هایی را که در ساعاتی از روز زیر سایهٔ کولر یا دیوار می‌روند، می‌توان روی MPPT جداگانه گذاشت.
- رشته‌هایی با تعداد پنل متفاوت (رشته یعنی چند پنل سری‌شده، String): اگر فضای سقف اجازهٔ دو رشتهٔ هم‌اندازه را ندهد، دو MPPT این امکان را می‌دهد که هر رشته طول خودش را داشته باشد.
هر سه اینورتر آنگرید امنیک (Omnik) یعنی مدل ۵ کیلووات، مدل ۱۰ کیلووات و مدل ۲۰ کیلووات طبق دیتاشیت دو MPPT مستقل دارند.
مشخصات MPPT در دیتاشیت اینورتر
هنگام بررسی دیتاشیت، این اعداد را ببینید:
| مشخصه | معنی | Omniksol-5k-TL2 | Omniksol-10k-TL3 | Omniksol-20k-TL2 |
|---|---|---|---|---|
| تعداد MPPT | تعداد ورودی‌هایی که مستقل کنترل می‌شوند | 2 | 2 | 2 |
| بازهٔ ولتاژ کاری MPPT | بازه‌ای که ردیابی در آن انجام می‌شود | 120–550 V | 150–800 V | 250–850 V |
| بازهٔ MPPT در توان نامی | بازه‌ای که اینورتر در آن به توان کامل می‌رسد | 200–500 V | 520–800 V | 480–850 V |
| ولتاژ راه‌اندازی | کمترین ولتاژی که اینورتر با آن روشن می‌شود | 150 V | 220 V | 300 V |
| حداکثر جریان DC هر MPPT | سقف جریان کاری هر ورودی | 18 A | 10 A | 22 A |
| راندمان MPPT | دقت ردیابی نقطهٔ حداکثر توان | 99.9% | 99.9% | 99.9% |
«بازهٔ MPPT در توان نامی» از بازهٔ کاری مهم‌تر است: اگر ولتاژ رشته در ساعات اوج کمتر از این بازه باشد، اینورتر ممکن است به توان نامی خود نرسد. روش محاسبهٔ ولتاژ رشته را در بخش «محاسبه تعداد پنل در هر رشته» از راهنمای انتخاب توان اینورتر خورشیدی با مثال آورده‌ایم.
راندمان MPPT با راندمان تبدیل فرق دارد. راندمان MPPT ۹۹٫۹٪ یعنی اینورتر نقطهٔ حداکثر توان را با دقت بسیار بالا پیدا میکند؛ اما این عدد نشان نمی‌دهد چند درصد از برق DC به AC تبدیل می‌شود. برای آن باید به راندمان حداکثر و راندمان اروپایی نگاه کنید. توضیح کامل را در مقالهٔ راندمان اینورتر خورشیدی آورده‌ایم.
MPPT در اینورتر آنگرید و شارژ کنترلر
MPPT فقط مخصوص اینورترهای آنگرید نیست؛ شارژ کنترلرهای MPPT در سیستم‌های باتری‌دار هم همین کار را انجام می‌دهند. تفاوت در مقصد برق است: در اینورتر آنگرید برق به AC تبدیل و به شبکه تزریق می‌شود، در حالی که شارژ کنترلر برق را برای شارژ باتری تنظیم میکند.
اشتباهات رایج دربارهٔ MPPT
- وصل کردن پنل‌هایی با جهت یا سایهٔ متفاوت به یک MPPT: ممکن است تولید را کاهش دهد؛ به‌خصوص اگر این پنلها در یک رشتهٔ سری باشند.
- رشته‌های خیلی کوتاه: اگر ولتاژ کاری رشته در گرما زیر بازهٔ MPPT یا نزدیک ولتاژ راه‌اندازی برود، اینورتر دیرتر روشن می‌شود یا به توان کامل نمی‌رسد.
- بی‌توجهی به سقف جریان: پنل‌های پرجریان امروزی ممکن است از سقف جریان ورودی بعضی اینورترها بیشتر باشند؛ برای نمونه، طبق دیتاشیت سقف جریان DC هر MPPT در Omniksol-10k-TL3 ۱۰ آمپر و سقف جریان اتصال کوتاه آن ۱۲ آمپر است (در مدل ۵ کیلووات ۱۸ آمپر کاری و ۲۰ آمپر اتصال کوتاه، و در مدل ۲۰ کیلووات ۲۲ و ۲۵ آمپر).
این موارد را در کنار سایر نکات در مقالهٔ ۱۱ اشتباه رایج در خرید نیروگاه خورشیدی آنگرید هم بررسی کرده‌ایم.
جمع‌بندی
MPPT بخشی از اینورتر است که تلاش میکند پنلها را همیشه روی نقطهٔ حداکثر توان نگه دارد. داشتن دو MPPT مستقل برای سقفهای دوجهته، سایهٔ جزئی و رشته‌های نامساوی ارزشمند است. هنگام خرید، تعداد MPPT، بازهٔ ولتاژ MPPT در توان نامی، ولتاژ راه‌اندازی و سقف جریان هر ورودی را با مشخصات پنل‌های خود مقایسه کنید. اگر هنوز نوع انشعاب برایتان روشن نیست، مقالهٔ اینورتر تک‌فاز یا سه‌فاز را بخوانید، برای پایش رشته‌ها پس از نصب به راهنمای نگهداری نیروگاه خورشیدی سر بزنید و همهٔ مدل‌ها را در دستهٔ اینورتر خورشیدی امنیک ببینید. برای مشاوره در طراحی رشته‌ها، از صفحهٔ تماس با ما با کارشناسان امنیک در ارتباط باشید.
پرسش‌های متداول دربارهٔ MPPT
آیا اینورتر با یک MPPT هم کار میکند؟
بله. اگر همهٔ پنلها همجهت باشند و سایه نداشته باشند، یک MPPT کافی است. دو MPPT در سقفهای دوجهته یا با سایهٔ جزئی مزیت دارد.
راندمان MPPT ۹۹٫۹٪ یعنی اینورتر ۹۹٫۹٪ برق را تحویل می‌دهد؟
خیر. راندمان MPPT فقط دقت پیدا کردن نقطهٔ حداکثر توان را نشان می‌دهد؛ درصد تبدیل برق DC به AC را راندمان حداکثر و راندمان اروپایی نشان می‌دهند. توضیح کامل در مقالهٔ راندمان اینورتر خورشیدی آمده است.
چند پنل را می‌توان به هر MPPT وصل کرد؟
به ولتاژ و جریان پنل و مشخصات اینورتر بستگی دارد. ولتاژ مدار باز (Voc) رشته در سردترین روز نباید از حداکثر ولتاژ DC اینورتر بیشتر شود و جریان رشته‌ها نباید از سقف جریان هر MPPT عبور کند.
MPPT در هوای ابری هم کار میکند؟
بله. MPPT در هر سطح تابش نقطهٔ حداکثر توان همان شرایط را پیدا میکند؛ اما چون تابش کم است، توان تولیدی هم کمتر خواهد بود.
تصویر شاخص: نمای نزدیک سلول‌های پنل خورشیدی — عکس از Guilhem Vellut، ویکی‌مدیا کامنز، مجوز CC BY 2.0 (برش‌داده‌شده).
