optimizare sistem offgrid

[clausb]

După multe încercări și modificări sistemul meu offgrid arată cam așa: 2 panouri 190W (36V în gol), controller MPPT, baterii deep-cycle 12v 160Ah. Inițial am folosit baterii auto cu gândul folosirii energiei cât mai mult în timpul zilei. Apoi am luat și baterii deep-cycle și am dezvoltat un sistem de iluminat cu leduri la 12v iar invertorul îl pornesc manual.  În felul acesta nu folosesc tot ce pot produce panourile. Bateriile auto sunt chiar bunicele(4buc paralel), încărcate, furnizează aprox.16A timp de cca.3 ore până să scadă la 10,8V. Am încercat să le folsesc împreună cu cele deep-cycle dar cred că le tulbură ciclul de încărcare.

Mă gândesc la un sistem doar cu baterii deep-cycle, în momentul când ele ajung la 13,5V să permită racordarea la panouri a unui al doilea regulator(un pwm mai ieftin) legat pe bateriile starter, pe acestea fiind branșat invertorul.

Sau cum altfel să folosesc ziua surplusul de curent ce depășeste încărcarea bateriilor?

Dat fiind că din încercările anterioare m-am ales cu bateriile starter și cu un regulator pwm n-ar fi mare investiție.Atașez o schemă desenată în grabă.

Întrebarea este ce se întâmplă dacă la panourile solare se branșează două regulatoare?

 

[bolek]

Eu pt test as cascada prin releu / regulatorul suplimentar pwm / acumulatorii auto ,  dupa acumulatorii deepcycle , adica nu din panou. Panoul are rez interna mare si MPPurile probabil se vor lupta pt optimizarea puterii extrase. Daca pwm are setabil Vmin shutdown poti scapa de releu si controller suplimentar.

Atentie totusi la cascadarea de orice fel intre acumulatori (rez interna e f mica) daca e dezechilibrul mare si cumva se defecteaza interconnectul se va lasa cu artificii in mod sigur (ex , la legarea directa cu 3V diferenta la un string de 48V s-a topit papucul)

Editat Ianuarie 7, 2016 de bolek

[rinaldoparaipan]

Solutia e urmatoarea;Invertor MPP Solar de 2kw.

Cand iti produc panourile, iti baga totul in consumatori.Cand dispare soarele, ia din baterii pana scad la o anumita tensiune, dupa care comuta instantaneu pe retea.

Nu mai amesteca baterii de tipuri, capacitati sau modele diferite.

[clausb]

Da, așa este nu e bine deloc să amestec baterii diferite. Dar din etapa anterioară a construcției sistemului am rămas cu bancul de 4 baterii auto de 80Ah care sunt foarte bune pentru a fi tampon de scurtă durată, fără descărcare profundă (acum sistemul merge cu deep-cycle), ar fi păcat să nu le folosesc la ceva.

Am studiat varianta cu invertorul MPP Solar și din câte-mi dau seama ar fi soluția perfectă pt. mine. Dar acum vreau să mă descurc cu ceea ce am, să le folosesc cât mai bine, fără să mai investesc (cel puțin deocamdată) că deja am băgat cam mult într-un hobby.

 

Eu pt test as cascada prin releu / regulatorul suplimentar pwm / acumulatorii auto ,  dupa acumulatorii deepcycle , adica nu din panou. Panoul are rez interna mare si MPPurile probabil se vor lupta pt optimizarea puterii extrase.

Nu prea înțeleg. Puteți fi mai explicit vă rog.

Studiez orice variantă posibilă.

Totuși oare ce se întâmplă dacă pe aceleași panou se branșează simultan două regulatoare? Dacă nu aflu am să experimentez eu cu măsurători.

[rinaldoparaipan]

Incarcatorul MPPT lasa panourile in gol(sau, ma rog, da un tren de impulsuri scurte)atunci cand bateriile sunt full.

Atentie:bateri full inseamna 14,4-14,8V pt cele auto si 14V(depinde de tip) pentru deep-cycle-daca sunt cu gel, daca nu, 14,4V.

13.5V inseamna baterie "ametita" nu incarcata.

Poti folosi chargerele in paralel, fara relee de on-off, si te joci din setari.

Atentie insa ca doar anumite tipuri de PWM-uri accepta 36Voc si 380W pe sistem de 12V.

Editat Ianuarie 8, 2016 de rinaldoparaipan

[clausb]

Voi face experimentul mâine. Sper să fie și soare. Am să măsor toate tensiunile și curenții să văd ce se întâmplă. Apoi mai supun dezbaterii problema. Regulatorul PWM (care se dă drept MPPT în prospect) (cred că are funcție MPPT doar când tensiunea panoului depășește 14V) are tensiunea max. 40V iar panourile au U în gol 37,7V.

[clausb]

Incarcatorul MPPT lasa panourile in gol(sau, ma rog, da un tren de impulsuri scurte)atunci cand bateriile sunt full.

Atentie:bateri full inseamna 14,4-14,8V pt cele auto si 14V(depinde de tip) pentru deep-cycle-daca sunt cu gel, daca nu, 14,4V.

13.5V inseamna baterie "ametita" nu incarcata.

Poti folosi chargerele in paralel, fara relee de on-off, si te joci din setari.

Atentie insa ca doar anumite tipuri de PWM-uri accepta 36Voc si 380W pe sistem de 12V.

Am greșit, panourile mele au U în gol 46V dar PWM-ul meu acceptă 48V max. la intrare. Oricum permanent va exista consum deci Upanou va fi mai redusă.

Am încercat să fac experimentul dar cum ploua (iluminarea max. pe panouri a fost 3200lux) curentul de încărcare nu a depășit 2A. Tensiunea pe bateriile deepcycle abea a ajuns la 12,4V. În felul ăsta mi-am dat seama ce puțin produc panourile pe vreme noroasă (vreo 180-200Wh pe zi)

Am să pun chargerele în paralel dar vreau prioritate de încărcare pe MPPT-deepcycle. Pentru asta am nevoie de un controller setabil care citind tensiunea pe baterii să permită branșarea lanțului PWM-starter-invertor când tesiunea pe deepcycle depășește o valoare setabilă(tatonări)

Deci am nevoie de un astfel de controller (ceva asemănător releului de încărcare auto), trebuie să aibă tensiunile de cuplare decuplare setabile, ideal și afișaj așa cum are regulatorul meu PWM. Mai demult am construit așa ceva cu un comparator lm339 cu histerezis reglabil dar am renunțat datorită instabilității parametrilor și dificultăților de reglaj. Sigur aș putea folosi încă un regulator solar de tipul cum am unul. Dar n-am chef să mai bag încă vreo 200 lei în jucăriile mele. Vreau să mă descurc cu ce am.

De unde aș putea găsi așa ceva? 

[cavit]

 Normal daca folosesti 2 chargere MPPT in paralel prioritate are cel care are limita inferioara a mpp mai jos cu condtia sa fie true mppt si nu din alea chinezesti ieftine pe care scrie MPPT.

 

  In ceeace priveste bateriile poti pune pe un charger baterii de acelasi tip , gel, agm, calciu flooded sau stibiu flooded, nu se recomanada amestcarea bateriiilor cu calciu cu cele cu stibiu deoarece au tensiuni si curenti de float diferite pe celula: astfel dacse conecteaza in paralele o baterie cu calciu cu una cu stibiu si starile sunt pentru calciu cea cu stibiu se supraincarca, daca sunt setari pentru stibiu cea cu calciu nu se vaincarca complet, in casul in care sunt insereie doua baterii de capacitati eegale una cu stibiu si una cu calciu, cea cu calciu se va supraincarca deoarece are curenti de float mai mici ca la stibiu.

 

in general se pot pune in paralel baterii de acelasi tip chiar daca au capacitati diferte, in serie se recomanda numai baterii identice si din acelasi lot, si folsite la fel, de preferita se instaleaza noi.

 

  totusi din cate am testat eu numai cele cu placi tubulare sunt potrivite pentru sisteme solare, fie TGI cu gel,din care cele mai performante sunt OPZ-v si acestea sunt cu calciu, si cele tubulare cu stibiu cu electrolit lichid semitractiuni , tractiuni, si OPZ-s varful de gama.

 

 practic o semitractiune tubulara permite 1200 ciclari la 75% dod si un OPZ-s 1800 ciclari la 80%dod dar e de 3 ori mai scump, mai rentabil e semitractiunea, pentru sisteme care stau mai mult in standby TGI/OPZ-v este solutia optima.

 

  Cele cu placi pastate pot performa max 300 cicluri la 50%dod sau 500la 30%dod si sunt la jumate de pret fata de tubulare, deci nu sunt rentabile, oricum vor trebui inlocuite.

 

  Era o teorie ca cele cu placi pastate cu separatori din cauciuc natural, sistemul american, ar fi comparabile cu cele cu placi tubulare, totusi viata de zi cu zi le impune pe cele tubulare, sistemul german pantzer, cele cu placi tubulare cu separatori imbunatatiti performeaza oricum mai bine decat toate celelalte tipuri.

[clausb]

Am reușit să experimentez azi sistemul imaginat de mine. Am aflat exact cât produc panourile mele și faptul că un MPPT e totuși ceva grozav - chiar și la o iluminare de 80lux (16.45 aproape întuneric,3grd C) reușește să stoarcă 1,2W (0,12A) încărcare. Păcat că nu încarcă ceva și de la lumina stelelor. În soare aproape plin a ajuns la un maxim de 223W (16A). Datele au fost achiziționate cu programul propriu al MPPT-ului pe care am reușit cumva să-l instalez pe un vechi calculator ce are portul serial (rs232) necesar.

Dar, m-am înșelat, nu se poate conecta în paralel pe același panou un MPPT și un PWM. la branșarea PWM acesta ”fură” tot curentul el punând practic panoul să lucreze la tensiunea de încărcare a bateriei (cca.14v) iar mppt-ul afișează încărcare 0.

Deci eșec.

Caut soluții.

 

 

[bolek]

 nu se poate conecta în paralel pe același panou un MPPT și un PWM. la branșarea PWM acesta ”fură” tot curentul 

Am scris aproximativ acelasi luctu in postul nr 2. Si ti-am propus si o rezolvare dar implica ceva setari si tatonari. Acumulatorii "secundari ca importanta" a caror incarcare se face deci cu prioritate redusa, ii incarci prin controllerul pwm din acumulatorii mai importanti, pe care ii incarci cu mpt din panou. Dar neaparat setezi Vmin la controlerul pwm secundar (prin orice mijloace reusesti si sper sa nu ajungi chiar la modificari pe placa) la valoarea la care cei importanti sunt deja complet incarcati . Astfel vei folosi doar surplusul  de energie pentru asta, fara sa descarci semnificativ acumulatorii importanti.

[cavit]

 poti sa faci cum am facut eu, un controller MPPT si altul o sursa buck cu citire pe intrare setat ceva mai sus de puctul MPP la 18v 36 celule sau 36 la 72, tensiunile astea nu sunt batute in cuie, un potetimetru pentru a o ajusta e binevenit.

dupa ce acumulatorii de pe MPPT sunt incarcati mppt este dezactivat si trece in regim de limitare tensiune incarcare, deci tensiunea pe panou va creste, porneste sursa aceasta si incarca ceilalti acumulatori, sursa nu va porni cat contollerul e in regim MPPT, e simplu de facut.

aceasta sursa poate avea si limitare la tensiunea de iesire, pentru incarcare sau daca nu, cum am facut eu am mai pus una la fel pe acumulatorii cu pricina legata la un dump load pentru a folosi si energia aceasta, sursa legata la dump load se regleaza sa porneasca la tensinea de incarcat a acumulatorilor, ea va stabiliza aceasta tensiune si va debita puterea pe dump load e le am la 120v, din motive de sarme.

 

 le am asa: panouri 10 in serie de 12v 2 siruri, sursa push pull cu redresare sincrona raport 5/1 unda continua, charger mppt 24v, si direct pe panuri o alta sursa buck la 120v care porneste in fapt la 170v si alimenteaza un dump load boiler electric.

 Dupa instalare aceasta sursa se regleaza sa porneasca cu cativa v mai sus decat punctul de MPP, dupa incarcare intra ea si stabilizeaza tensiunea pa panouri la valoarea setata.

 Genul asta de sistem poate asigura functionarea unui sistem ongrid fara baterii si in regim offgrid in limita puterii furnizate life de aria fotovoltaica. invertorul offgrid fara charger se monteaza direct pe panouri in paralel cu sursa asta si invertorul ongrid cu mppt, in acest caz trebuie modificate pe tensiune ceva mai mare 120-200 cum le am eu sau chiar pe 400-500, sursa cu dump load va limita tensiunea si va proteja atit invertorul ongrid cat si pe cel offgrid, acestea ar trebui sa reziste oricum la Voc dar se asigura o protectie suplimentara.

[clausb]

Vă mulțumesc mult pentru răspunsuri -idei. Între timp, fără să citesc sugestiile dvs., am experimentat metoda cu un PWM legat de pe bateriile ”principale” ce încarcă celelalte. Și funcționează. Am un PWM cu tensiunile setabile și suportă 30A (scrie pe el dar n-am încredere). Oricum nu voi depăși probabil 15A.

Dar am să încerc și varianta cu branșarea pe panou dar cu intrare în funcție doar la o tensiune superioară punctului de maximă eficiență. Am timp de experimente pt. că observ că pe timp de iarnă producția panourilor depășește rar și cu puțin necesarul pt. reâncărcarea bateriilor principale (ziua scurtă, seara lungă).

Experimentez. În măsura timpului alocabil hobby-ului.

[clausb]

După multiple încercări am reușit să perfecționez schema inițială și a ajuns să funcționeze bine. Am conectat PWM-ul bateriilor secundare la panouri prin intermediul unui releu controlat funcție de tensiunea de pe bateriile principale. În momentul când bateriile princ. ajung la 14,0V se conectează și PWM-ul care de fapt nu ”fură” tot curentul MPPT-ul reușește să mai încarce ceva. Dacă tensiunea pe baterii scade sub 13,2V (asta e tensiunea de încărcare 100% pe tipul meu de baterii în repaus) se decuplează PWM-ul. Separat ieșirea ”load” a PWM-ului controlează printr-un releu pornirea și oprirea invertorului astfel încât să mențină și bateriile starter la tensiuni normale.

Și a funcționat nesperat de bine în condiții de soare obișnuit.

Doar că astăzi a crăpat invertorul. Din nou. Și nici măcar n-avea sarcină în momentul ăla. Cum a mai fost stricat odată am tras concluzia că are ceva greșit în proiectare sau fabricație. Acum am să-l repar dar cred că soluția cea mai bună e cea propusă de Rinaldoparaipan cu invertor-charger 2 în 1. Deja studiez varianta să vând toate jucăriile și să iau unul de acela.

[clausb]

Cred că în sfârșit am ajuns la o soluție. Aproximativ ideea colegului Bolek, am legat intrarea ”solar” a regulatorului PWM la ieșirea load a mppt-ului. Cum Mppt-ul nu știe să cupleze și să decupleze ieșirea load funcție de tensiunea bateriilor cuplarea se face printr-un releu de către un controler. Când bateriile principale ajung la 13,9V se deschide transferul spre bateriile sec. iar funție de tensiunea acestora pornește invertorul trecând câțiva consumatori casnici pe curent solar. În felul acesta nu mai irosesc producția panourilor ce nu era folsită după încărcarea bateriilor principale simulând astfel destul de bine funcționarea invertor-chargerului la care mă gândeam ca soluție perfectă. În formă experimentală schema a funcționat acceptabil două zile însorite. În a treia nu a fost soare, invertorul a funcționat cu intermitențe cca. 1,5 ore. 

Problema pe care o constat este că în acest fel bateriile starter nu vor fi niciodată încărcate, ele ajung doar la 13,7-13,8V în loc de 14,4 corect și seara sistemul le lasă cam golite la cca12V. Le voi scurta viața. Dar nu prea mă doare, nu costă mare lucru înlocuirealor anuală.

Dacă are cineva idei de perfecționare, vă rog.

Lucrez la forma finală a sistemului (nu cu toate sârmele în aer) apoi pun și ceva poze.

[clausb]

Am apucat să demontez legăturile instalației în vederea construirii variantei optimizate când un accident nefericit m-a trimis pt săptămâni cu un picior în ghips în pat. Întrebarea mea este dacă se întâmplă ceva dacă panourile stau câteva săptămâni la soare fără sarcină?Bateriile au rămas pline deci n-au nimic iar firele sunt toate cu izolații pe capete. Doar de panouri mă tem să nu aibă ceva până fac eu rost de un picior nou.