سیستم مستقل شارژ خودروی برقی با ترکیب پنل خورشیدی و باتری
دانشمندان هندی یک سیستم قدرت خارج از شبکه طراحی کردهاند که بر اساس پنلهای خورشیدی، باتریهای لیتیوم یون و مبدلهای چوک (Ćuk) عمل میکند. این مبدلها اجزای کلیدی هستند که به سیستم اجازه میدهند تا با ولتاژ ورودی متغیر ناشی از تغییر شرایط نور خورشید مقابله کند.
* Standalone PV-plus-storage system: سیستم مستقل شارژ با ترکیب پنل خورشیدی و باتری
* Off-grid power system: سیستم قدرت خارج از شبکه
* Ćuk converters: مبدلهای چوک (نوعی از مبدلهای قدرت DC-DC)
گروهی از پژوهشگران به رهبری موسسه ملی فناوری سردار والاچهبایی پاتل هند، یک سیستم مستقل شارژ با ترکیب پنل خورشیدی و باتری برای استفاده در شارژ مجدد خودروهای برقی جادهای طراحی کردهاند.
نویسندهی مسئول این تحقیق، آقای آشیِش کِی. پانچال به مجلهی pv گفت: “این سیستم بر اساس الگوریتم کنترل شارژ باتری با جریان پالس مثبت پیشرفته (PPC) کار میکند.” وی همچنین افزود که این سیستم برای افزایش طول عمر باتری و در عین حال استفاده از حداکثر انرژی حاصل از پنلهای خورشیدی، از ردیابی نقطهی حداکثر توان (MPPT) صعودی استفاده میکند.
این سیستم پیشنهادی از دو پنل خورشیدی ۴۰ وات، دو باتری لیتیوم یون ۱۲ آمپر ساعت و دو مبدل چوک استفاده میکند. این مبدلها به طور معمول برای تبدیل ولتاژ DC ورودی به ولتاژ DC خروجی با قطبیت معکوس به کار میروند.
این گروه توضیح دادند که مبدلهای چوک به ویژه هنگامی که ولتاژ ورودی از ماژولها به دلیل تغییر شرایط نور خورشید به شدت تغییر میکند، میتوانند بازدهی تولید برق از پنلهای خورشیدی را تضمین کنند. این گروه در ادامه توضیح دادند که “از آنجا که مبدلهای چوک دارای ضریب تقویت ولتاژ بالایی هستند، به دلیل تطبیقپذیریشان، برای سیستمهای PV که برای بارهای مختلف یا شارژ باتری به سطوح ولتاژ متفاوتی نیاز دارند، عالی هستند.” “همچنین مبدلهای چوک با کنترل کارآمد جریان ریپل خروجی، ولتاژ خروجی نرمتری تولید میکنند.”
در پیکربندی سیستم پیشنهادی، مبدلهای چوک با درگاههای ورودی به پنلهای خورشیدی متصل شدهاند، در حالی که درگاههای خروجی به باتریها وصل میشوند. این سیستم همچنین از یک سیستم کنترل برای ادغام MPPT با شارژ باتری استفاده میکند.
تکنیک کنترل شارژ PPC برای شارژ باتری با استفاده از ماژولهای خورشیدی به کار میرود. این تکنیک در سه حالت عمل میکند:
۱- حالت PV با یک مبدل،
۲- حالت PV با دو مبدل و عملکرد هم فاز (in-phase)،
۳- حالت PV با دو مبدل و عملکرد خارج از فاز (out-of-phase).
دانشمندان توضیح دادند: “به دلیل اینکه هر دو مبدل هنگام کارکرد سیستم خارج از فاز به طور متناوب کار میکنند، از توان خروجی پنلهای خورشیدی (PV) به طور مؤثرتری استفاده میشود.” “با این حال، زمانی که سیستم در حالت هم فاز کار میکند، هر دو مبدل همزمان در حالت بیکاری قرار میگیرند که باعث هدر رفتن توان خروجی پنلهای خورشیدی میشود.”
تحلیل آنها نشان داد که حالت سوم میتواند به میزان استفاده ۱۰۰ درصدی از پنلهای خورشیدی دست یابد، در حالی که این مقدار برای دو حالت دیگر ۵۰ درصد است. همچنین این تحلیل نشان داد که عملکرد خارج از فاز PPC بهترین گزینه برای شارژ سریعتر باتری است. عملکرد خارج از فاز زمانی اجرا میشود که جریان PV به طور کامل به یک باتری در یک زمان داده شود و باتری دیگر در زمان بعدی جریان کامل PV را دریافت کند.
پانچال اظهار داشت: “ما با استفاده از سخت افزار آزمایشگاهی، شارژر پیشنهادی را با موفقیت آزمایش و تایید کردیم.”
منبع: مقاله ای با عنوان “کاربرد مستقل ذخیرهسازی انرژی فتوولتائیک با شارژ باتری جریان پالس مثبت” که در مجلهی “ذخیرهسازی انرژی” منتشر شده است.
