太陽光発電所の運用においては、効率的な稼働状態を維持するために、光エネルギーを電気エネルギーに変換する効率を最大化することが常に求められてきました。では、太陽光発電所の発電効率を最大化するにはどうすればよいでしょうか？
今日は、太陽光発電所の発電効率に影響を与える重要な要素である、最大電力点追従技術についてお話しします。MPPT.
最大電力点追従（MPPT）システムは、電気モジュールの動作状態を調整することで、太陽光パネルからより多くの電気エネルギーを出力できるようにする電気システムです。太陽光パネルで発電された直流電流をバッテリーに効率的に蓄電し、従来の電力網ではカバーできない遠隔地や観光地における家庭用および産業用の電力消費を効果的に解決し、環境汚染を引き起こすこともありません。
MPPTコントローラーは、太陽光パネルの発電電圧をリアルタイムで検出し、最高電圧・電流値（VI）を追跡することで、システムが最大出力でバッテリーを充電できるようにします。太陽光発電システムに適用され、太陽光パネル、バッテリー、負荷の動作を調整することは、太陽光発電システムの頭脳です。
MPPTの役割
MPPTの機能は一言で表すことができます。つまり、太陽電池の出力電力はMPPTコントローラの動作電圧と相関関係にあり、最適な電圧で動作している場合にのみ、出力電力は一意の最大値を持ちます。
太陽電池は光強度や環境などの外部要因の影響を受け、出力電力が変化します。光強度が高いほど発電量が多くなります。MPPT最大電力追従機能を備えたインバータは、太陽電池を最大限に活用し、最大電力点で動作させます。つまり、日射量が一定であれば、MPPT制御後の出力電力はMPPT制御前よりも高くなります。
MPPT制御は、一般的にDC/DC変換回路によって実現され、太陽電池アレイはDC/DC回路を介して負荷に接続され、最大電力追跡装置が常に
太陽光発電アレイの電流と電圧の変化を検出し、その変化に応じて DC/DC コンバータの PWM 駆動信号のデューティ サイクルを調整します。
線形回路の場合、負荷抵抗が電源の内部抵抗と等しいとき、電源は最大出力を発揮します。太陽電池とDC/DC変換回路はどちらも強い非線形性を持ちますが、非常に短い時間では線形回路とみなすことができます。したがって、DC/DC変換回路の等価抵抗が常に太陽電池の内部抵抗と等しくなるように調整すれば、太陽電池の最大出力を実現でき、太陽電池のMPPTも実現できます。
線形回路は、非常に短い時間ではあるが、線形回路とみなすことができる。したがって、DC-DC変換回路の等価抵抗が常に光起電力と等しくなるように調整されている限り、
バッテリーの内部抵抗により、太陽電池の最大出力を実現できるとともに、太陽電池のMPPTも実現できます。
MPPTの応用
MPPT の位置づけについては、多くの人が疑問を抱いています。MPPT は非常に重要なので、なぜ直接見ることができないのでしょうか?
実際、MPPTはインバータに統合されています。マイクロインバータを例にとると、モジュールレベルのMPPTコントローラは、各PVモジュールの最大電力点を個別に追跡します。つまり、あるPVモジュールの効率が低下しても、他のモジュールの発電能力に影響を与えることはありません。例えば、太陽光発電システム全体で、あるモジュールが太陽光の50%に遮られた場合でも、他のモジュールの最大電力点追跡コントローラは、それぞれの最大発電効率を維持し続けます。
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投稿日時: 2023年8月2日