Μελέτη και σχεδιασμός κυκλωμάτων εντοπισμού μέγιστου σημείου λειτουργίας ηλιακών κυττάρων:
Creators: name: Παπαϊωάννου, Θεόδωρος Ιωάννη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2014
Subjects: ηλιακό κύτταρο
ανίχνευση ισχύος
εντοπισμός μέγιστου σημείου ισχύος
solar cell
power sensing
maximum power point tracking (MPPT)

description: Τα φωτοβολταϊκά είναι στις μέρες μας μια ταχέως αναπτυσσόμενη και ολοένα σημαντικότερη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας. Στις μέρες μας έχουν αναπτυχθεί κυκλώματα συγκομιδής ενέργειας από ηλιακά κύτταρα. Παρόλα αυτά, τα κυκλώματα αυτά δεν εξασφαλίζουν ότι η συγκομιδή ενέργειας από τα ηλιακά κύτταρα είναι η μέγιστη δυνατή που μπορεί να εξοικονομηθεί. Έτσι, είναι απαραίτητη η χρήση κυκλωμάτων τα οποία θα είναι υπεύθυνα για την συγκομιδή της μέγιστης ενέργειας. Τα κυκλώματα αυτά ονομάζονται κυκλώματα εντοπισμού σημείου μεγίστης ισχύος (Maximum Power Point Tracker, MPPT). Ένα τέτοιο κύκλωμα εντοπισμού του σημείου μέγιστης ενέργειας σχεδιάστηκε, ώστε να εξοικονομείτε η μέγιστη ισχύς που μπορεί να παράγει ένα ηλιακό κύτταρο. Αρχικά σχεδιάστηκε ένα κύκλωμα ανίχνευσης της ισχύος, το οποίο αποτελείται από έναν ενισχυτή αγωγιμότητας (ΟΤΑ) και έναν μεταφορέα ρεύματος (CCII). Ο μεταφορέας ρεύματος ανιχνεύει την τάση εξόδου του ηλιακού κυττάρου και παράγει στην έξοδό του ένα ρεύμα ανάλογο με την τάση εξόδου του ηλιακού κυττάρου. Το ρεύμα εξόδου του μεταφορέα ρεύματος πολώνει τον ενισχυτή αγωγιμότητας. Μέσω μιας αντίστασης στην έξοδο του ηλιακού κυττάρου ανιχνεύεται το ρεύμα εξόδου του ηλιακού κυττάρου. Η πτώση τάσης στα άκρα της αντίστασης δίνεται ως είσοδος στον ενισχυτή αγωγιμότητας και στην έξοδο του παράγεται ένα ρεύμα ανάλογο της ισχύος εξόδου του ηλιακού κυττάρου. Πάνω στο κύκλωμα ανίχνευσης ισχύος βασίστηκε ο σχεδιασμός του κυκλώματος εντοπισμού της μέγιστης ισχύος. Μέσω του κυκλώματος ανίχνευσης ισχύος υπολογίζεται η ισχύς του ηλιακού κυττάρου κάθε χρονική στιγμή. Επίσης, μέσω του κυκλώματος ανίχνευσης ισχύος και δυο ηλιακών κυττάρων «πιλότων» υπολογίζεται η μέγιστη ισχύς του ηλιακού κυττάρου και η τάση στην οποία εμφανίζεται η μέγιστη ισχύς. Τέλος με την χρήση δυο συγκριτών εντοπίζεται η θέση του σημείου της ισχύος εξόδου του ηλιακού κυττάρου, δηλαδή αν βρίσκεται δεξιά ή αριστερά του σημείου μεγίστης ισχύος.
description: Photovoltaics are nowadays a rapidly growing and increasingly important source of renewable energy. Nowadays, energy harvesting circuits have been developed for solar cells. However, these circuits do not guarantee that the harvesting energy from solar cells is the maximum that can be saved. Thus, it is necessary to use a circuit which will be responsible for the harvesting of the maximum energy. These circuits are called maximum power point trackers (MPPTs). Such a MPPT circuit designed to save the maximum power that can be produced from a solar cell. Firstly, was designed a power detection circuit, which consists of a transconductance amplifier (OTA) and a current conveyor (CCII). The current conveyor detects the output voltage of the solar cell and produces at its output a current proportional to the output voltage of the solar cell. The current output of the carrier conveyor biases the OTA. Through a resistor to the output of the solar cell detects the output current of the solar cell. The voltage drop across the resistor is given as input to the amplifier and the output of the OTA produces a current proportional to the output power of the solar cell. On the power detecting circuit based the design of the maximum power point tracker. Through the power detecting circuit is calculated the power of the cell at every moment. Also, through the power detecting circuit and two solar cells “pilots”, is calculated the maximum power of the solar cell and the voltage at which maximum power occurs . Finally, by using two comparators is detected the position of the power output of the solar cell, namely if the power of the solar cell is right or left of the maximum power point.