MPPT太阳能最大光功率点追踪的详细原理是什么

ID:528684 · 发表于 2019-5-6 16:43

如题

ID:123289 · 发表于 2019-5-7 11:13

1、要有一个能够被移动的【机电机构】，其移动范围可覆盖太阳所在的各个方位。
2、要有一个能够检测大阳方位的【装置】。
3、根据【装置】检测的数据，控制【机电机构】移动。

ID:251061 · 发表于 2025-8-18 07:42

我自己做了个机械版的太阳能跟踪系统，感觉还不错，都了3-4年了，基本没什么问题，就是通过时控，来驱动电机转角度

ID:1012747 · 发表于 2025-8-19 08:04

就是根据太阳直射角度随时间变化进行最佳射入角度调整，一般可以根据安装地的太阳直射角，还有地理信息进行换算，当然你要是需要精确的就需要一个多自由度的调整机构，研究用可以，不然就是一个固定方位朝向然后水平面夹角调整就行了，这个方位角带来的损失不大，还不如阴天带来的影响大

ID:940483 · 发表于 2025-8-19 13:46

我本科DIY小玩意就是这个，有需要参考资料的踢我，我发你邮箱。

ID:712097 · 发表于 2025-8-19 20:16

举例说明：

CN3722采用恒电压法跟踪太阳能电池的最大功率点。在太阳能电池的伏安特性曲线中，当环境温度一定
时，在不同的日照强度下，输出最大功率的点所对应的输出电压基本相同，亦即只要保持太阳能电池的
输出端电压为恒定电压，就可以保证在该温度下光照强度不同时，太阳能电池能输出最大功率。但是在
环境温度变化时，太阳能电池最大功率点对应的电压随温度大致按照－0.4%／℃的温度系数变化。
在环境温度为25℃时，CN3722太阳能电池最大功率点跟踪端MPPT管脚的电压被调制在1.04V，其温度系
数为－0.4%／℃，配合片外的两个电阻(图1中的R3和R8)构成的分压网络，可以实现对太阳能电池最大
功率点进行跟踪。这种最大功率点跟踪方法非常适合四季温差比较大或者日温差比较大的情形。

ID:1110477 · 发表于 2025-8-20 08:47

发表于 2025-8-19 13:46
我DIY小玩意就是这个，有需要参考资料的踢我，我发你邮箱。

先谢谢昂，我的邮箱：keemee@163.com，初学，兴趣，给点基本能玩的就好

ID:155507 · 发表于 2025-8-20 13:09

“机械版太阳能跟踪系统”其实是 太阳能追日系统（Solar Tracking System），而 MPPT（Maximum Power Point Tracking，最大功率点追踪） 跟它不是一回事，很多人容易混淆。

帮你把两者的区别和 MPPT原理 详细展开：

① 太阳能追日 vs. MPPT

追日系统：通过机械结构（电机 + 角度调整），让太阳能板尽量正对太阳，保证入射角接近 90°。这样可以获得更高的光照强度。
MPPT：即使光照强度和入射角确定了，太阳能电池板的输出电压、电流和功率也不是固定的。MPPT 是在 电力电子电路 + 控制算法 中寻找某个“最佳工作点”（最大功率点），让太阳能板输出功率最大化。

所以：

追日系统 = 机械层面最大化光输入
MPPT = 电路/算法层面最大化电能输出

② 为什么需要 MPPT？

太阳能电池板的 I-V 曲线 是非线性的：

开路电压：电流为 0 时的电压
短路电流：电压为 0 时的电流
在这两点之间存在一个“最大功率点（MPP）”，使得 P = V × I 最大

这个最大点的位置会随着 光照强度、温度 改变。
如果直接把太阳能板接到电池或负载上，往往不会在 MPP 上工作 → 输出功率打折扣。

③ MPPT 实现的基本原理

MPPT 需要一个 DC-DC变换器（升压/降压/升降压） + 控制算法 来动态调整工作点。

实时采样
MCU 采样太阳能电池的电压 V 和电流 I，算出功率 P。
算法寻找最大点
常见算法有：
- 扰动观察法 (P&O, Perturb and Observe)
  - 稍微调节工作电压，观察功率是否增加
  - 如果功率增加 → 继续同方向
  - 如果功率减少 → 改变方向
- 增量电导法 (IncCond, Incremental Conductance)
  - 利用 dP/dV = 0 来判断是否到达最大功率点
- 恒压比法 (Constant Voltage Ratio)
  - 让工作电压保持在开路电压的固定比例（比如 0.76 Voc），简单但效率一般
DC-DC变换器调节
MCU 根据算法输出 PWM，占空比调整 DC-DC 电路，使太阳能板的工作点逼近 MPP。

④ MPPT 系统典型结构

太阳能电池板 → 电流/电压传感器 → DC-DC变换器（升降压） → 电池/负载 ↑ MCU（运行MPPT算法）

⑤ 类比解释

你做的机械追日 = 调整窗户方向，让太阳光更强
MPPT = 调整窗帘开合角度，让透进来的光照效率最高

两者 可以结合，但 MPPT 即使在固定角度的面板上也必须要有。

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