三菱电机开发出了太阳能发电用功率调节器的最大功率点追踪(MPPT:maximumpowerpointtracking)技术的新方式。据介绍,利用该技术,
电力输出功率可较原来的MPPT方式提高2倍以上。
太阳能电池在日射强度及输出电压V确定后即能确定可输出最大电流值I。在“I-V特性”中,电力IV值最大的点称为最大功率点(MPP)。日射强度会随着太阳高度及天气的变化而改变,因此MPP也会相应移动。对其移动轨迹进行追踪,在MPP点输出电流的技术就是MPPT技术,MPPT为功率调节器的重要功能之一。
三菱电机此次开发出了通过直接检测I-V特性来实现MPPT的技术。具体内容为,对功率调节器的电力输入电路部分采用的电容器进行一次性放电,然后再充电。通过检测充电时的电压及电流的变化,可得知其I-V特性。“充放电大约需要50ms。如果间隔为10~数十分钟一次,对太阳能电池的输出功率就几乎没有影响”(该公司)。
太阳能电池部分被遮蔽时也可发挥作用
三菱电机的新MPPT方式利用将数枚太阳能电池模块横向或纵向连接的系统,使部分模块在遮蔽等情况下也可发挥作用。
此前的MPPT通常采用的是通过将输出电压V略微增减,获知此时电流I(或电力IV)的增减幅度,从而追踪不断移动的MPP。三菱电机表示,这“就如同蒙着眼睛登山,通过迈脚获得地形情况,来确定登山的方向”。太阳能电池在没有阴影遮蔽时,IV-V特性会显示为只有一个峰值的单一曲线,因此采用这种方法是可行的。
但是部分太阳能电池模块被遮蔽后,整个系统的I-V特性就显示为一条复杂的曲线。IV-V特性所显示的曲线就如同有多个山峰的“八岳山”一样。并且,随着太阳及遮蔽阴影的移动,以及积雪等模块上障碍物的增减,曲线的形状也会发生变化,有时MPP所在的峰值会快速向其他峰值转移。采用原来的MPPT技术,每次选择一个峰值后,继续追踪其峰值,原来的MPP向其他峰值转移时就很难调整。这种情况下,功率可能还不足原来的1/2。
新MPPT通过短时间内检测IV-V特性来确定MPP,因此每次均可选择准确的MPP。针对这一优点,三菱电机表示,“除了可确保最大的输出功率之外,还可检测太阳能电池面板是否发生故障以及面板表面的污渍程度等”。
三菱电机预定在2010年10月于北美市场供货的产业用100kW级功率调节器产品上安装该技术。据介绍,随后还将面向日本国内的产业用及家庭用功率调节器推广该技术。