تتبع نقطة القدرة القصوى (MPPT)، والذي يُشار إليه أحيانًا باسم تتبع نقطة القدرة (PPT)، هي تقنية تستخدم في إمدادات الطاقة المتغيرة لزيادة كمية الطاقة المستخرجة مع تغير الظروف. يتم استخدامه عادة في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية.
أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية وتختلف في علاقتها بنظام العاكس، والشبكة الخارجية، ومجموعة البطاريات، والأحمال الكهربائية الأخرى.
يتناول MPPT القضية المركزية المتمثلة في أن كفاءة نقل الطاقة للخلية الشمسية تعتمد على كمية ضوء الشمس المتاح، والتظليل، ودرجة حرارة اللوحة الشمسية، والخصائص الكهربائية للحمل.
2. كيف يعمل MPPT
مصدر الصورة: https://www.veichi.com/knowledge/what-is-mppt.html
يتم تحديد الطاقة الناتجة من الألواح الكهروضوئية من خلال العلاقة بين الجهد والتيار. يحتوي منحنى "الطاقة-الجهد" لهذه الأجهزة على نقطة محددة حيث يتم تعظيم الطاقة الناتجة، والمعروفة باسم "نقطة الطاقة القصوى (MPP)".
تقوم وحدات التحكم MPPT بمراقبة وتعديل معلمات النظام (عادةً الجهد أو التيار) بشكل مستمر لتتبع التشغيل والحفاظ عليه في هذه المرحلة، حتى مع تغير العوامل البيئية مثل درجة الحرارة أو شدة ضوء الشمس أو سرعة الرياح.
3. الوظائف الرئيسية لـ MPPT
- تحسين انتاج الطاقة:تضبط تقنية MPPT الجهد والتيار في النظام بشكل ديناميكي لتحقيق أقصى قدر من خرج الطاقة.
- التكيف مع التغيرات البيئية:يمكن لـ MPPT التكيف مع الظروف المختلفة، مثل التغيرات في ضوء الشمس، أو التظليل، أو درجة الحرارة، أو سرعة الرياح.
- تحسين كفاءة النظام:من خلال ضمان التشغيل في محطة الطاقة متعددة المراحل، تعمل تقنية MPPT على تحسين كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 10% -30% مقارنة بالأنظمة التقليدية التي لا تحتوي على تقنية MPPT.
4. التطبيقات الرئيسية لـ MPPT
- أنظمة الطاقة الشمسية:تختلف نقطة الطاقة القصوى للألواح الشمسية وفقًا لشدة ضوء الشمس ودرجة الحرارة. تضمن تقنية MPPT استخراج أقصى قدر من الطاقة في ظل ظروف مختلفة.
- أنظمة طاقة الرياح:تعمل تقنية MPPT على ضبط تشغيل توربينات الرياح لتتناسب مع سرعات الرياح المتغيرة وتعظيم إنتاج الطاقة.
5. مزايا MPPT
- كفاءة أعلى:تضمن MPPT الطاقة المتجددة أنظمة الطاقة بشكل متسق العمل بأقصى قدر من الكفاءة.
- القدرة على التكيف:يمكن لـMPPT التعامل مع التغيرات السريعة في الظروف البيئية، مثل التظليل أو التقلبات في ضوء الشمس.
- التوافق واسعة:يمكن استخدام MPPT مع مجموعة واسعة من مصادر الطاقة والأحمال.
6. تحديات وقيود MPPT
على الرغم من أن MPPT يعزز أداء النظام بشكل كبير، إلا أنه يواجه بعض التحديات:
- التكلفة:تعتبر وحدات التحكم MPPT أكثر تكلفة من وحدات التحكم التقليدية بسبب تعقيدها.
- وقت الاستجابة:قد تؤدي التغييرات السريعة في الظروف البيئية إلى تأخير طفيف في تتبع MPP.
- تعقيد:يتطلب تنفيذ MPPT أجهزة وخوارزميات متقدمة، مما يزيد من تعقيد النظام.
7. خوارزميات MPPT الشائعة
تعتمد فعالية MPPT على الخوارزميات المستخدمة لتتبع MPP. تتضمن الخوارزميات الشائعة ما يلي:
- الاضطراب والمراقبة (P&O):تتضمن هذه الطريقة تعديل الجهد أو التيار بشكل طفيف ومراقبة التغير الناتج في الطاقة. يستمر النظام في التعديل حتى الوصول إلى الحد الأقصى للطاقة.
- التوصيل التزايدي (IncCond):تحسب هذه الخوارزمية مشتق منحنى القدرة لتحديد MPP بشكل أكثر دقة، خاصة أثناء الظروف البيئية المتغيرة بسرعة.
- الجهد الثابت (CV):طريقة أبسط تحافظ على الجهد عند نسبة ثابتة (على سبيل المثال، 70%-80%) من جهد الدائرة المفتوحة. ورغم أنها أقل دقة، إلا أنها أسهل في التنفيذ.
- المنطق الضبابي أو الشبكة العصبية:تقنيات متقدمة تستخدم الذكاء الاصطناعي للتنبؤ وتحسين MPP، وهي مناسبة للأنظمة المعقدة أو شديدة التغير.
8. ملخص
تعد تقنية MPPT تقنية بالغة الأهمية لتعظيم تحويل الطاقة في أنظمة الطاقة المتجددة، وخاصة أنظمة الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. من خلال ضبط معلمات النظام ديناميكيًا لتتبع نقطة الطاقة القصوى، تضمن تقنية MPPT الكفاءة المثلى في ظل الظروف البيئية المتغيرة. لقد أصبحت مكونًا أساسيًا لأنظمة الطاقة الحديثة، مما يتيح استخدامًا أكثر فعالية واستدامة للموارد المتجددة.
تقدم HIITIO خدمات شاملة حلول MPPT لأنظمة الطاقة الكهروضوئية، بما فيها مُحسِّنات الطاقة الشمسية, العاكسون الصغيرة، والمزيد. للحصول على معلومات مفصلة حول مجموعة منتجاتنا، فلا تتردد في الاتصال بنا. تواصل معنانحن دائما في أفضل حال!
