|
ความหมายของ
Maximum Power Point Tracking
Maximum Power Point Tracking
หรือ MPPT หมายถึง ขั้นตอนวิธี
(algorithm) ที่ถูกรวมเข้าไว้ในอุปกรณ์ควบคุมอิเลคทรอนิคส์ ซึ่งใช้ในการทำให้แผงเซลล์แสงอาทิตย์สามารถผลิตกำลังไฟฟ้าให้ได้สูงสุด
(maximum power) ทั้งนี้ กำลังไฟฟ้าสูงสุดจะเปลี่ยนแปลงไปตามการเปลี่ยนแปลงของค่าพารามิเตอร์ต่างๆ
เช่น ความเข้มของแสงอาทิตย์ (Solar radiation), อุณหภูมิสภาพแวดล้อม
(Ambient temperature) และอุณหภูมิของเซลล์แสงอาทิตย์ (Solar
cell temperature) ระบบ MPPT ได้รับการออกแบบให้ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์สำหรับทำการตรวจสอบกำลังไฟฟ้าขาออกของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ตลอดเวลา
เพื่อให้ได้ค่ากำลังผลิตสูงสุดในแต่ละเวลาตามค่าความเข้มของแสงอาทิตย์ที่ได้รับ
ในรูปของกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้า
ด้วยขั้นตอนวิธีของ MPPT ที่จะทำให้ได้กำลังไฟฟ้ามากขึ้น หากตรวจสอบพบว่า
กลุ่มแผงเซลล์แสงอาทิตย์ใดให้ค่าแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าขาออกสูงกว่า
จะย้ายจุดควบคุมไปยังแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าขาออกของกลุ่มแผงเซลล์แสงอาทิตย์นั้น
| รูปที่ 1 |
กำลังผลิตสูงสุดของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ที่ความเข้มแสง
1,000 วัตต์/ตารางเมตร แสดงโดยใช้ I-V curve |
| ที่มา: |
ค่าพารามิเตอร์วัดจากโปรแกรม IVTracer โดย Sandia National
Laboratories |
| รูปที่ 2 |
กำลังผลิตสูงสุดของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ที่ความเข้มแสง
100 วัตต์/ตารางเมตร แสดงโดยใช้ I-V curve |
| ที่มา: |
ค่าพารามิเตอร์วัดจากโปรแกรม IVTracer โดย Sandia National
Laboratories |
จากกราฟรูปที่ 1 และ 2 จะพบว่า ที่ความเข้มของแสงอาทิตย์แตกต่างกัน
แผงเซลล์แสงอาทิตย์จะให้ค่าพารามิเตอร์ที่เปลี่ยนไปด้วย ได้แก่
(1) กำลังไฟฟ้าสูงสุด (Maximum power; Pm)
(2) แรงดันไฟฟ้าที่กำลังไฟฟ้าสูงสุด (Maximum power voltage;
Vpm)
(3) แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (Open circuit voltage; Voc)
(4) กระแสไฟฟ้าที่กำลังไฟฟ้าสูงสุด (Maximum power current;
Ipm)
(5) กระแสไฟฟ้าลัดวงจร (Short circuit current; Isc)
หลักการทำงานของ
Maximum Power Point Tracking
หลักการสำคัญของระบบ MPPT คือ ดึงกำลังไฟฟ้าจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ให้ได้มากที่สุด
โดยการทำให้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูงที่สุด
กล่าวคือ
MPPT ทำงานโดยการตรวจสอบที่เอาท์พุตของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ และเปรียบเทียบกับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ในระบบ
จากนั้นกำหนดค่ากำลังไฟฟ้าสูงสุดที่แผงเซลล์แสงอาทิตย์สามารถจ่ายออกเพื่อทำการประจุลงในแบตเตอรี่
และทำการแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าสูงสุดเพื่อให้ได้กระแสไฟฟ้าสูงสุดในการประจุแบตเตอรี่
นอกจากนี้ ยังสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรง
(DC load) ที่ต่อโดยตรงกับแบตเตอรี่ได้อีกด้วย
ระบบ MPPT มีประสิทธิภาพสูงหากทำงานภายใต้สภาวะเหล่านี้
- สภาวะอากาศเย็นหรือฤดูหนาว โดยปกติ แผงเซลล์แสงอาทิตย์จะทำงานได้ดีที่อุณหภูมิต่ำ
ถึงแม้ในช่วงฤดูหนาวที่มีอากาศเย็น จะมีช่วงเวลาการตกกระทบของแสงอาทิตย์
(Sun hours) น้อย หากมีการติดตั้งอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยระบบ
MPPT จะทำให้เกิดการผลิตกำลังไฟฟ้าสูงสุดมากยิ่งขึ้นไปอีก
แต่จะมีการสูญเสียพลังงานน้อยมาก
- สภาวะที่มีการประจุแบตเตอรี่ต่ำ เนื่องจากยิ่งมีอัตราการประจุแบตเตอรี่ต่ำ
จะทำให้กระแสไฟฟ้าเข้าสู่ระบบ MPPT มากขึ้น
|
