躍昉產(chǎn)品｜助力光伏發(fā)電系統(tǒng)，躍昉科技推出BF2-MPPT太陽能控制器
我國光伏行業(yè)于2005年左右受歐洲市場需求拉動起步，十幾年來實現(xiàn)了從無到有、從有到強的跨越式大發(fā)展，建立了完整的市場環(huán)境和配套環(huán)境，已經(jīng)成為我國為數(shù)不多、可以同步參與國際競爭并達到國際領(lǐng)先水平的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，也成為我國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的一張嶄新名片和推動我國能源變革的重要引擎。“十四五”期間，隨著應(yīng)用市場多樣化以及電力市場化交易、“隔墻售電”的開展，新增光伏裝機將穩(wěn)步上升，中國光伏發(fā)電新增裝機容量為4820萬千瓦。2021年，中國光伏新增裝機再創(chuàng)新高，達到54.88GW，同比增長14%。
光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。主要由太陽電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成。由于太陽光照強度的不斷變化，導(dǎo)致實際利用率有限。為使光伏逆變器輸出達到最大功率，并滿足最大輸出電量的需求，以提高充電效率，所以需要控制器對功率進行精準控制。
2021年，全球MPPT控制器市場規(guī)模約為10.7億元，預(yù)計2021-2026年，全球MPPT控制器市場將繼續(xù)以5.5%左右的年均復(fù)合增速增長，到2026年市場規(guī)模將達到14.0億元左右。在全球較多國家中，光伏發(fā)電是傳統(tǒng)火力發(fā)電的重要替代，多國發(fā)布政策推動其裝機量不斷上升，全球光伏產(chǎn)業(yè)仍在快速發(fā)展過程中，為提高光伏系統(tǒng)發(fā)電量，MPPT控制器市場前景廣闊。
目前，市面上使用較多的為傳統(tǒng)的PWM控制器，其結(jié)構(gòu)較為簡單，且無法實現(xiàn)實時追蹤，對充電效率提升較小，而MPPT控制器可實時跟蹤太陽能板的最大功率點，并發(fā)揮其最大功效，可直接提高光伏系統(tǒng)的發(fā)電量，因此將成為太陽能控制器的發(fā)展方向。
PART ONE
什么是MPPT？
– What is MPPT? –
MPPT，即Maximum Power Point Tracking的簡稱，中文譯為“最大功率點跟蹤”。光伏組件是一種非線性較強的直流電源，其輸出最大功率點隨著光照、溫度的變化而變化，在一定的日照強度和溫度環(huán)境下，光伏可以工作在不同的輸出電壓，在某一個電壓值時光伏輸出功率才能達到最大值，這時光伏的工作點就達到了輸出功率電壓曲線的最高點，稱為最大功率點（MPP），在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，要提高整體效率，就需要實時調(diào)整光伏的工作點，讓始終工作在最大功率點附件，這個過程就是最大功率點跟蹤（MPPT）。
舉個例子，假設(shè)MPPT還沒開始跟蹤，這時組件輸出電壓是500V，然后MPPT開始跟蹤之后，就開始通過內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)回路上的電阻，以改變組件輸出電壓，同時改變輸出電流，一直到輸出功率最大(假設(shè)550V最大)，此后就不斷得跟蹤，這樣一來也就是說在太陽輻射不變的情況下，組件在550V的輸出電壓情況，輸出功率會比500V時要高，這就是MPPT的作用。
PART TWO
躍昉產(chǎn)品 – BF2
MPPT太陽能控制器
– Leapfive BF2 –
廣東躍昉科技有限公司聚焦電力及綠色能源，助力雙碳，充分融合RISC-V開源處理器架構(gòu)、ABC的數(shù)據(jù)安全體系、AIoT的算力的技術(shù)，開發(fā)了新一代BF2-MPPT太陽能控制器。本方案在增量電導(dǎo)法的優(yōu)勢基礎(chǔ)上通過改進硬件設(shè)計，優(yōu)化算法效率，依靠BF2芯片算力優(yōu)勢改變了傳統(tǒng)增量電導(dǎo)法實現(xiàn)中對硬件的要求特別是對傳感器的精度要求比較高，整個系統(tǒng)造價較高的缺點，在低成本的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了更為精確的增量電導(dǎo)算法。
1
應(yīng)用方向>>
BF2-MPPT 太陽能控制器主要可用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)，太陽能路燈，太陽能充電樁，太陽能廣告牌，太陽能智能家居，太陽能交通警示燈等光伏發(fā)電工作場景。
躍昉科技產(chǎn)品經(jīng)理透露，該方案中應(yīng)用的核心處器件BF2，是一款32位RISC-V架構(gòu)的SoC（系統(tǒng)級芯片），集成雙模Wi-Fi/BLE，自帶安全加密功能，可應(yīng)用到智慧能源、智慧物流、智慧城市、智慧工廠等多個領(lǐng)域。
2
產(chǎn)品特點>>
● MCU控制+WiFi一體化芯片;
● 可通過APP或小程序遠程控制;
● IoT實時監(jiān)控，歷史數(shù)據(jù)監(jiān)控，根據(jù)云端智能算法根據(jù)實時情況指導(dǎo)用戶進行合理操作;
● 高芯片算力，能夠支持復(fù)雜增量電導(dǎo)算法，更為精準穩(wěn)定;
● 芯片可支持區(qū)塊鏈技術(shù)，通過端側(cè)數(shù)據(jù)上鏈，保障光伏工作數(shù)據(jù)的可靠性。
3
功能概述>>
基于BF2的MPPT充電控制方案能夠?qū)崿F(xiàn)更高的峰值功率追蹤，保持光伏穩(wěn)定長久得工作在最大功率點附近。通過更為精準高效的增量電導(dǎo)控制算法，在光照和溫度變化時，太陽能電池陣列的輸出電壓能平穩(wěn)地追隨環(huán)境變化，使太陽能光伏陣列最后穩(wěn)定在最大功率點附近的某個點，而不是來回的跳動，電壓波動較擾動觀察法小，控制精確，響應(yīng)速度較快。
躍昉科技產(chǎn)品經(jīng)理表示，此方案可同時實現(xiàn)IoT功能，能通過Wi-Fi連接云端，通過app進行遠程檢視及控制。同時可以根據(jù)云端智能算法根據(jù)實時情況指導(dǎo)用戶進行合理操作。通過區(qū)塊鏈技術(shù)保障光伏工作數(shù)據(jù)的可靠性和安全性，為光伏供電場景提供了數(shù)據(jù)保障。
4
產(chǎn)品優(yōu)勢>>
● 低成本
目前市面產(chǎn)品弊端：成本較高，顯示屏和APP控制操作重復(fù)，徒增成本MCU需外掛BLE/Wi-Fi，使成本增加；
BF2-MPPT低成本優(yōu)勢：直接通過App或小程序在線遠程控制，可節(jié)省LCD屏幕以及按鍵等成本。BF2可承載MCU功能，且自帶Wi-Fi/BLE，能夠在成本上降低30%-40%左右。
● IoT功能
通過WiFi/BLE實現(xiàn)IoT功能
可通過App或小程序遠程監(jiān)測設(shè)備運行狀態(tài)，遠程操控;
可精確記錄收集光伏電池功率情況，存儲歷史數(shù)據(jù)，便于問題溯源;
可以根據(jù)云端智能算法根據(jù)實時情況指導(dǎo)用戶進行合理操作;
通過區(qū)塊鏈技術(shù)保障光伏工作數(shù)據(jù)的可靠性和安全性;
支持其他物聯(lián)網(wǎng)接入，開放API接口。
● 區(qū)塊鏈綠能計量
在光伏發(fā)電過程中，對光伏發(fā)電儲能數(shù)據(jù)進行收集統(tǒng)計，輔助EMS進行綠色能源計量。
在工作過程中，能夠依靠BF2芯片高算力對收集到的光伏設(shè)備數(shù)據(jù)進行多種方式加密，同時實現(xiàn)端側(cè)對數(shù)據(jù)進行區(qū)塊鏈上鏈。
保證數(shù)據(jù)在查驗時可溯源并保證數(shù)據(jù)真實性，便于在計量過程中產(chǎn)生問題時及時找到原因，保障穩(wěn)定發(fā)電。
