最大功率点跟踪技术在离网无电池光伏反渗透海水淡化系统中的应用及太阳能跟踪器供电方面的挑战

《Scientific Reports》：Maximum power point tracking implementation and solar tracker energization challenges in off-grid battery-less PVRO desalination plant

　　

摘要

本文提出了一种用于离网、无电池光伏系统的最大功率点跟踪（MPPT）算法，该系统为太阳能海水淡化厂供电，其中包含并联的反渗透（RO）模块。首先测量光伏阵列的开路电压和表面温度，然后估算最大功率点电压（V_MP）。在每个RO模块启动之前，都会先估算光伏电压。因此，RO单元会依次启动，直到达到最大功率点（MPP）。系统中集成了一台单轴太阳能跟踪器，以提高发电能力。该跟踪器由基于日历的继电器控制，无需辐射传感器。由于电池在系统的稳定运行中不起作用，因此用预先设计好的电容器来替代电池，以处理跟踪器电机在无电池情况下的启动冲击电流。本文还提出了一种两阶段回归算法，使面板能够无需电池即可恢复到初始方向。因此，整个系统无需电池备份即可正常运行。实验结果表明，对于一个1100瓦的光伏系统（为10个总功率为860瓦的RO模块供电），同时应用所提出的MPPT算法和每小时运行的太阳能跟踪器，可以将海水淡化能力提高71%。