MPPT

　　傳統太陽能充放電控制器在充電時直接把太陽能陣列連接到蓄電池。這就要求太陽能陣列在通常低于Vmp電壓范圍內運行。以12V系統為例，蓄電池電壓范圍通常是11-15V，但太陽能陣列的Vmp電壓通常是大約16-17V。

　　12V太陽能電池I-V曲線及P-V曲線

　　太陽能光伏陣列最大功率點電壓Vmpp是輸出功率最大時的電壓，它在太陽能光伏陣列I-V曲線圖中的轉折處（如圖）。而傳統太陽能充放電控制器并不總是在太陽能光伏陣列Vmpp時運作，這樣能量就被浪費了，這些能量本來是可以用來為蓄電池充電并給系統負荷提供電力的。蓄電池電壓和太陽能光伏陣列的Vmpp之間的差異越大，能量被浪費的也就越多。

　　而且最大功率點主要受環境溫度和太陽光強的影響。在太陽光強不變的情況下，溫度越高，光伏電池的開路電壓降低，最大輸出功率隨之降低。當溫度不變，太陽光強增加時，光伏電池的開路電壓基本不變，但短路電流大幅增加，最大輸出功率也大幅增加。

　　如此一來，傳統太陽能充放電控制器就不能精準的捕捉到最大功率點，而MPPT通過其運算方法自行捕捉并始終在最大功率點運行，與傳統太陽能充放電控制器相比減少了能源浪費。

　　MPPT的控制方法根據選擇的算法來實現，MPPT算法主要有三種：擾動觀察法、電導增量法和恒定電壓法。前兩種方法通常被稱作"爬山"法，因為它們利用這樣一個事實：最大功率點左側曲線不斷上升(dP/dV>0)而最大功率點右側曲線不斷下降(dP/dV<0)。

　　擾動觀察法(P&O)最為常見。該算法以特定方向對工作電壓進行微擾，然后對dP/dV進行采樣。如果dP/dV為正，則算法知道其朝MPP方向調節了電壓。然后，繼續以該方向調節電壓，直到dP/dV為負。P&O算法很容易實施，但有時它們會導致穩定狀態運行的MPP周圍出現振蕩。另外，在快速變化的空氣條件下，它們的響應時間較長，甚至會在錯誤的方向追蹤。

　　電導增量(INC)法使用PV陣列的增量電導dI/dV來計算dP/dV的符號。相比P&O，INC快速追蹤變化的光照條件更加準確。然而，INC算法也產生振蕩，并會在快速變化的空氣條件影響下變得混亂不清。另一個缺點是，其高復雜性增加了計算時間，并降低了采樣頻率。

　　第三種方法是恒定電壓法，其利用這樣一個事實：一般而言，Vmpp（最大功率點電壓）/Voc（開路電壓）的比約等于0.76。這種方法所出現的問題在于它要求立刻設置光伏陣列電流為0來測量陣列的開路電壓。這樣，陣列的工作電壓便被設置為這一測量值的76%。但是，在這期間，陣列被斷開，浪費掉了有效能源。同時還發現，76%開電路電壓是一個非常接近值的同時，它卻并非總是與最大功率點一致。

　　由于沒有一個能夠成功地滿足所有常用情景要求的MPPT算法，因此許多設計人員都會走一些彎路，它們對系統進行環境條件評估然后選擇最佳的算法。實際上，有許多MPPT算法可以用，并且太陽能板廠商提供其自己的算法也很常見。

　　對于一些廉價的控制器來說，執行MPPT算法會是一項難以完成的任務。因為，除微控制單元的正常控制功能以外，算法還要求這些控制器擁有高性能的計算能力。先進的32位實時微控制器就適用于眾多太陽能應用。

　　MPPT控制器可以智能調節太陽能發電板的工作電壓，使太陽能板始終工作在I-V特性工作曲線的最大功率點，比較傳統太陽能充放電控制器對太陽能電池板發電功率的利用率提高了10-30%，對光伏系統的穩定高效工作起到了至關重要的作用，這也是MPPT取代傳統太陽能充放電控制器的必然性，然而MPPT算法的改進，提高系統的效率和可靠性也將是MPPT以后的研究重點。