Анализ режимов и выбор параметров преобразователя напряжения и контроллера максимальной мощности автономной фотоэлектрической станции

Цель - разработка методики выбора параметров основных компонентов автономной фотоэлектрической станции: преобразователя напряжения понижающего типа и контроллера поиска точки максимальной мощности, обеспечивающих максимально эффективное преобразование и использование солнечной энергии. Проведен анализ режимов и энергетических характеристик солнечных батарей при различных условиях освещения и температуры по уравнениям, описывающих физические процессы в эквивалентной электрической схеме замещения фотоэлектрического преобразователя. Выполнено имитационное моделирование динамических режимов автономной фотоэлектрической станции в программном комплексе MATLAB/Simulink. Проведен анализ основных энергетических характеристик и разработаны математические модели компонентов автономной фотоэлектрической станции для исследования режимов отслеживания точки максимальной мощности. Определены необходимые условия согласования параметров солнечной батареи и преобразователя напряжения для отслеживания точки максимальной мощности. Разработана оригинальная методика и алгоритм расчета и выбора параметров основных элементов фотоэлектрической станции. Рассмотрен практический пример расчета и выбора параметров преобразователя напряжения и цифрового контроллера максимальной мощности автономной фотоэлектрической станции. Результаты имитационного моделирования динамических режимов фотоэлектрической станции показали, что преобразователь напряжения и контроллер максимальной мощности со значениями параметров, выбранными по предложенной методике, обеспечивают надежное и эффективное отслеживание точки максимальной мощности во всех пяти рассмотренных тестовых вариантах внезапного изменения освещенности солнечных батарей. Точность отслеживания составляет не менее 98,2%, а коэффициент полезного действия преобразователя во всех рассмотренных режимах - не ниже 93,2%. Рабочие диапазоны изменения энергетических характеристик основных элементов фотоэлектрической станции соответствуют расчетным значениям, полученным при их проектировании.

фотоэлектрическая станция, контроллер максимальной мощности, понижающий преобразователь напряжения, имитационное компьютерное моделирование, параметры солнечной батареи, расчетные значения