لماذا هو MPPT ضروري؟
Context:تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT) أو في بعض الأحيان فقط تتبع نقطة الطاقة (PPT) ، هو تقنية تستخدم مع مصادر الطاقة المتغيرة لزيادة استخراج الطاقة إلى أقصى حد مع اختلاف الظروف. وتستخدم هذه التقنية بشكل شائع مع أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV) ، ولكن يمكن أيضًا استخدامها مع توربينات الرياح ونقل الطاقة البصرية والكهروضوئية الحرارية.  أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية لها علاقات مختلفة مع أنظمة العاكس والشبكات الخارجية ومصارف البطارية والحمولات الكهربائية الأخرى. المشكلة المركزية التي تناولتها MPPT هي أن كفاءة نقل الطاقة من الخلية الشمسية تعتمد على كمية ضوء الشمس المتاحة والظل ودرجة حرارة اللوحة الشمسية والخصائص الكهربائية للحمولة. وبينما تختلف هذه الظروف، تتغير خصائص الحمولة (العائق) التي تعطي أعلى قدر من نقل الطاقة. يتم تحسين النظام عندما تتغير خصائص الحمولة للحفاظ على نقل الطاقة بأعلى كفاءة. تسمى هذه الخصائص المثلى للحمل نقطة القوة القصوى (MPP). MPPT هي عملية تعديل خصائص الحمل مع تغير الظروف. يمكن تصميم الدوائر لتقديم أحمال مثالية للخلايا الضوئية ثم تحويل الجهد أو التيار أو التردد لتناسب الأجهزة أو الأنظمة الأخرى.  يمكن تحليل العلاقة غير الخطية بين درجة الحرارة والمقاومة الكلية للخلايا الشمسية استنادًا إلى منحنى التيار والجهد (I-V) و منحنيات الطاقة والجهد (P-V). يقوم MPPT بأخذ عينات من إنتاج الخلية وتطبيق المقاومة المناسبة (الحمل) للحصول على أقصى قدر من الطاقة. عادة ما يتم دمج أجهزة MPPT في نظام محول الطاقة الكهربائية الذي يوفر الجهد أو تحويل التيار والترشيح والتنظيم لدفع مختلف الأحمال ، بما في ذلك الشبكات الكهربائية والبطاريات أو المحركات. المحولات الشمسية تحويل الطاقة المستمرة إلى الطاقة المتغيرة وقد تتضمن MPPT.  القوة في MPP (Pmpp) هي ضرب الجهد MPP (Vmpp) والتيار MPP (Impp).  بشكل عام، يمكن أن يكون للمنحنى P-V لمجموعة شمسية مظللة جزئيًا قمم متعددة، ويمكن لبعض الخوارزميات أن تتعثر في الحد الأقصى المحلي بدلاً من الحد الأقصى العالمي للمنحنى.
تعتمد كفاءة نقل الطاقة من أنظمة الطاقة الشمسية الضوئية على العديد من العوامل التي تتغير بشكل متكرر. الغرض من نظام MPPT هو ضبط المعلمات باستمرار التي يعمل بموجبها النظام لتحقيق نقل الطاقة الأكثر كفاءة من النظام الشمسي إلى الحمل.