L ỜI MỞ ĐẦU 5
1. Phương thức điều khiển dòng công suất từ pin mặt trời sang acquy 31
acquy
- Phương thức đểđiều tiết dòng/áp truyền công suất từ pin mặt trời vào acqui Có một vấn đề đặt ra là sự phụ thuộc công suất đầu vào công suất của PV vào điều kiện ánh sáng và các điều kiện khác. Để đưa được nhiều nhất năng lượng của PV, ta sử dụng một bộ điều khiển bám theo điểm công suất cực đại (MPPT : maximum power point tracking) của PV. Một bộ MPPT cơ bản có thể thấy trong hình 2, trong đó còn bao gồm bộ biến đổi DC-DC Cuk. Vi điều khiển sẽ xác định
điểm công suất cực đại (MPP) bằng thuật toán MPPT[1]. Khi điểm MPP được xác
định, vi điều khiển sẽ phát xung pwm với chu kỳ duty được tính toán để đóng mở
van đểđảm bảo rằng bộ biến đổi hoạt động gần điểm MPP nhất có thể.
Hình 3.1: Bộ MPPT và bộ DC-DC Cuk converter
Để một bộ điều khiển MPPT hoạt động hiệu quả, hai vấn đề cần được xét
đến. Thứ nhất là phát triển thuật toán để bám theo điểm MPP. Thứ hai là thiết kế bộ
Với mỗi modul PV, sẽ có 1 điểm trên đường đặc tính dòng-áp hoặc công suất-điện áp, mà tại đó PV hoạt động ở hiệu suất cao nhất, đưa ra đầu ra công suất lớn nhất.
Vị trí của điểm MPP có thể không biết, nhưng có thể tìm ra bằng bộ MPPT
để duy trì cho PV hoạt động tại điểm MPP. Trong trường hợp này ta sử dụng phương pháp đo dòng và áp trực tiếp của PV để tính toán ra điểm MPP.
Phương pháp MPPT có thể phân chia thành hai phương pháp trực tiếp và gián tiếp. Phương pháp trực tiếp sự dụng dòng hoặc/và áp đo về từ PV, kết hợp các kỹ thuật vi phân, phản hồi điện áp, nhiễu và các bộ quan sát để tính toán ra điểm MPP[3]. Phương pháp này không phụ thuộc vào sự hiểu biết về tính chất của PV, đồng thời không phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài như cường độ sáng và nhiệt độảnh hưởng
đến PV. Trong các phương pháp này thường dùng fuzzy logic hay mạng noron để
thực hiện, việc thực hiện cũng khá phức tạp. Một cách đơn giản hơn là sử dụng phương pháp gián tiếp, phương pháp này dựa trên thông số của PV trong các điều kiện cường độ sáng, nhiệt độ thay đổi hoặc có thể dựa trên các hàm toán học từ số
liệu thực nghiệm để đánh giá điểm MPP. Trong hầu hết các trường hợp, sự ước lượng của bộ PV dựa trên các hàm toán học thu được từ thực nghiệm là cần thiết. Những phương pháp này bao gồm sử dụng các đường đặc tính phù hợp [4,5], phương pháp tra bảng, phương pháp điện áp hở và dòng ngắn mạch của PV [6]. Trong bài báo này, phương pháp gián tiếp được đề xuất thực hiện thông qua sử
dụng các đường đặc tuyến phù hợp của PV để tìm được điểm MPP.
Hình 3.2: Đặc tuyến dòng-áp với cường độ ánh sáng 1000w/m2, nhiệt độ thay đổi
Hình 3.3: Đặc tuyến dòng-áp với cường độ ánh sáng thay đổi 200÷1000w/m2, nhiệt
độ PV 25°C
Riêng trong hệ thống nạp điện cho acquy, sự thay đổi chu kỳ duty không áp dụng để thay đổi điện áp đầu ra bởi vì điện áp đầu ra chính là điện áp acquy, được acquy giữ là gần như là hằng số hoặc biến đổi chậm trong quá trình nạp phụ thuộc vào đặc tính tự nhiên của acquy. Thay vì thay đổi điện áp đầu ra, thay đổi chu kỳ
duty sẽ tăng hoặc giảm công suất ra lấy từ PV. Điều này có nghĩa trong trường hợp này khối MPPT sẽ tính toán ra giá trịđặt cho bộ thay đổi dòng nạp.
Giá trị đặt của dòng Iref sẽ được bộ MPPT tính toán theo dòng và áp đo
được và kết hợp với đường đặc tuyến của PV.
Đặc tính động học của cả hệ thống có thể thấy qua hình 3.4 nó bao gồm từng thành phần trong hệ thống: bộđiều khiển, bộ DC-DC Cuk, đo dòng.
Hình 3.4: Sơđồ hệ thống điều khiển dòng