Was für eine Art von Bauteil ist das rote zwischen Emitter des Darlington und Ground?
Mit einem ohmschen Widerstand würdest du im Takt des PWM lediglich hart zwischen Maximal- und Minimallast umschalten. Die Maximallast entspricht der Leistung bei einem Zusammenbruch der Panelspannung auf etwa Versorgungsspannung des µC.
Um den MPP eines Solarmoduls zu finden, musst Du auf einen stabilen Arbeitspunkt einregeln können. Dein RC-Tiefpass an der Basis des Darlington kann das vielleicht, wird aber hoch belastet, da er den kompletten Basisstrom liefern muss. Ich vermute, da bleibt viel Ripple zurück und dann hat man keinen stabilen Arbeitspunkt.
Besser wäre ein nachgeschalteter Linearregler, der z.B. den Modulstrom auf einen Sollwert einregelt und der µC gibt nur diesen Sollwert vor.
Alternativ kann man das auch ganz einfach über eine analoge Rampe machen, also daß man den Strom ungesteuert langsam ansteigen lässt, dabei Strom und Spannung misst und daraus die Leistung berechnet. Entweder bis zu dem Punkt, an dem die Leistung abzufallen beginnt (MPP erreicht bzw. leicht überschritten) oder über die komplette Kurve und dann das Maximum ausgeben, ganz wie man möchte.
Wichtig ist ein geregelter Strom (geregelte Modulspannung sollte auch gehen wenn man das besser findet), die Modulleistung wird dann im Leistungshalbleiter frei. Bei einem 100W Solarmodul kriegt man das noch hin, bei den heutigen 500W-Modulen muss man da schon mehr aufbieten. Sonst raucht der Transistor ab. Da braucht man dann mehrere (etwa wie in einem starken Linearnetzteil oder Endstufen) mit tauglicher Lastverteilung.
Das ist aber Unsinn wenn Du die Leistung sowieso komplett verheizt.
Der Darlngton-Leistungs-Transistor BDW besitzt
eine sehr hohe Stromverstärkung.
Bei 4A Kollektorstrom benötigt er nur einen Basisstrom im uA Bereich.
Damit ist die Belastung der RC-Kombination vernachlässigbar gering.
Schön schön, aber da Du keinen Basiswiderstand verbaut hast, nuckelt der über 1,2V Basisspannung alles weg, was er kriegen kann.
Schön. Aber welche Frage willst du mit deinem Aufbau beantworten? Willst du das PV Modul testen oder die Sonneneinstrahlung an einem Standort messen oder was?
Es ist ja so, dass du die gesamte PV-Leistung in Wärme verwandelst.
da Du keinen Basiswiderstand verbaut hast, nuckelt der über 1,2V
Basisspannung alles weg, was er kriegen kann.
Nicht ganz. Denk nochmal darüber nach. Ein Basiswiderstand wird theoretisch überhaupt nicht benötigt.
Der Emitterwiderstand (1 Ohm) ermöglicht erst die eigentliche Spannuns-Stromregelung.
Bsp. Baaisspannung von 2V. Der Transistor wird leitend und es fließt ein Strom durch den 1Ohm-Widerstand.
Sein Spannungsabfall wird größer, bis der Transistor kaum noch eine U(B-E) abbekommt und er verringert den Stromfluss. Das System regelt sich dann selber ein.
Aber nur wenn das PV-Modul auch ordentlich Strom liefert. Im Schatten sieht's anders aus, da kommen keine Ampere aus einem 100W-Solarmodul.
In meinen Augen ist das einfach Murks. Bipolare Transistoren sind stromgesteuert, nicht spannungsgesteuert.
Aber wenn Du sowieso alles besser weißt und Deine Schaltung in Deinen Augen der absolute Perfektionismus ist - wieso stellst Du sie dann hier überhaupt zur Diskussion?
Der Transistor wird zunehmend mehr aufgesteuert und erreicht tatsächlich den MPP, dient aber lediglich als Messung denn die Leistung wird nicht genutzt sondern verheizt.
Ob seine Software wirklich das nötige tut, hab ich mir nicht angeguckt, und ob der Kühlkörper des Transistors die 80W abführen kann auch nicht. Immerhin reicht seine SOA, ist ja kein MOSFET.
Der MPP wurde gefunden, wenn grün und gelb abwechselnd leuchten.
EIN MPP. Sobald mehrere Zellen wie im Panel in reihenschaltung liegen, die nicht perfekt gleich hergestellt und beleuchtet sind, gibt es die kontinuierlich steigende Lehrbuchkennlinie nicht mehr. Da versagt dein Algorithmus. Es muss regelmäßig ein größerer bereich gescannt werden, um das globale maximum zu finden, sonst sitzt der Tracker auf einem hügel fest.
Ich habe den Zweck der Bastelei auch noch nicht erfasst. Normalerweise nimmt man zu messzwecken die Kennlinie des PV-Moduls über die aufladung einer bekannten kapazität auf. Kein DAC/PWM notwendig. Damit ist auch die messzeit kurz und damit die einstrahlungsschwankung über die messzeit der gesamten kennlinie nicht relevant.
Da gebe ich Dir Recht, werden mehrere Solarmodule in Reihe oder parallel geschaltet, dann können seltsame Effekte entstehen.
Ev. sogar mehrere lokale Extrema.
In der ersten Version wird der komplette Bereich durchlaufen, die Messwerte im SRAM abgelegt, bis die Solarspannung einen definierten Wert unterschreitet.
Und dann das Leistungs-Maximum in den gespeicherten SRAM Werten gesucht.
Normalerweise nimmt man zu messzwecken die Kennlinie des PV-Moduls über
die aufladung einer bekannten kapazität
Eine sehr schöne Idee. Gefällt mir.
Man könnte z.B. einen 10.000uF Elko aufladen lassen. Erst wenn er eine Spannung von z.B. 16V erreicht hat wird die Zeit gestoppt.
Die Aufladezeit wäre ein Indikator für die Leistung des Solarmoduls.
Indem man über den gesamten Spannungsbereich des Solarmoduls Spannung und Strom loggt. Ausmultiplizieren und das Maximum bestimmen kann hinterher noch (falls der verwendete Controller das nicht zur Laufzeit schafft).
Edit:
Wenn man die Größe der Kapazität genau kennt (und Änderungen durch Alterung etc. vernachlässigt) kann man sich die Strommessung sparen und den Strom aus dem Anstieg der Spannung berechnen.
Durch den annähernd konstanten Strom, den ein Solarmodul unterhalb des MPP liefert, wird der Kondensator fast linear aufgeladen, geht bei großen Modulen mit über 11A sehr schnell, muss man einen entsprechend großen Kondensator nehmen.
Versuchsaufbau.png
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Schaltung.png
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