Propriul meu sistem fotovoltaic

[clausb]

După circa un an și jumătate de experimentări, am ajuns la o formă mulțumitoare cu ”propriul meu sistem solar” (așa îl alint). Am încercat multe variante, cu multe eșecuri. Dar am citit mult (mai ales pe acest forum) și am primit sfaturi bune. Mulțumesc! Acum ajungând la o formă prezentabilă aș vrea să-l descriu, pe scurt (e forum nu blog) pt. a învăța și alții din ce am făcut eu.

2 panouri 190W orientate SSW 45grd în paralel, cabluri solide spre un MPPT (chinezărie dar serioasă) Apoi plecând de la ideea că punctul slab al unui astfel de sistem sunt acumulatorii am căutat o formă de a folosi energia produsă în timpul producerii. După mai multe variante încercate am pus acumulatori mici 2x80Ah 12v deepcyle VRLA paralel. Îi folosesc seara la iluminat, descărcare max25%, se încarcă full chiar și pe timp ploios. Când e soare evident că panourile ar putea produce mai mult și un controler cu releu, funcție de tensiunea pe baterii permite ca pe ieșirea LOUD a MPPT-ului să se cupleze un regulator (PWM) ce încarcă un banc de 4 baterii tip starter sh(cost aproape zero). Același regulator, funcție de încărcarea bateriilor starter comută de pe rețea (evident prin intemediul unui invertor) diveși consumatori. Am ochit de exemplu pompa sistemului solar pt. apă caldă menajeră (e pornită numai când e soare) și frigiderul pt. bere (e mult mai bună răcită de la soare).

Știu economia de curent e mică față de investiție dar principalul scop a fost unul de hobby. Dar și de a avea o rezervă de curent în caz că se pârlește trafo de la capătul străzii.

În acest fel, seara acumulatorii sunt full, descărcare mică= viață lungă iar surplusul este folosit aproximativ în timpul producerii. Consider că varianta cu două seturi de baterii este cea mai bună pt. instalațiile mici fără pretenții de autonomie totală.

Revin

Și acum încep problemele. Faptul că bateriile secundare se încarcă din ieșirea MPPT-ului face ca ele să nu fie încărcate niciodată pe deplin, ele lucrează între 12-13v nu 14-14,4. Rezultă viață scurtă. Nu ar fi mare problemă, se înlocuiesc aproape gratis. Dar diferența mică de tensiune între bateriile principale și secundare face să am un curent de transfer de multe ori sub potențialul de producție al panourilor. Deci nu e folosită toată puterea disponibilă.

Poate mai are cineva vreo idee.

În poză partea centrală a sistemului.

 

[addysoftware]

Din moment ce pe MPPT ai tot baterii cu Pb, poti face urmatorul artificiu:

 

De la iesirea LOUD a MPPT-ului comanzi un tranzistor N-MOSFET cu R_{DS_ON} foarte mica, ceva de cativa miliohmi (de ex IRFB7730)- costa cca 10 lei - sau un alt tranzistor in capsula cu terminale mai groase, sau intaresti tu drena si sursa la 7730 cu cate un fir de cupru de 1,2 mm diam sau cu un tub de cupru subtire, din cele folosite pe la frigotehnica. MOS-ul permite curenti enormi, dar terminalele nup...

 

MOS-ul va fi pe bara de minus, deci... atentie la consumatori.

 

Firele de legatura sa nu fie prea groase, si suficient de lungi, a.i. sa limiteze curentul; curentul maxim circulabil sa fie de cca 30-40A daca pui tranzistorul pe un radiator micut, 15A merge si fara radiator. Foloseste formula rezistivitatii; daca ai probleme posteaza aici.

 

daca vrei sa urmezi aceasta metoda da-ne de stire, te putem ajuta cu comanda acestui tranzistor a.i. sa fie mai "brutala", pt a comuta corect.

Editat Aprilie 1, 2017 de addysoftware

[diamant]

Ma uitam ca ,,prostu,n testament,, la ce scrii...pai LOUD =tare...tu de fapt ai vrut sa spui LOAD =sarcina/incarcare.

 

Detalii care fac diferenta.

Editat Aprilie 1, 2017 de diamant

[addysoftware]

io doar l-am imitat.. ::

[cristi_908]

Nu inteleg de ce trebuie ingrosate terminalele la un mosfet @addy sparge o capsula de mosfet si vezi cam ce firsoare merg in iteriorul capsulei....

[addysoftware]

Stiu f bine ce e innauntru

Firisoarele (la MOS-ul ala 7730 de care spuneam sunt 4 "firisoare" pentru sursa) au disipatie catre epoxi-ul carcasei, solid versus solid deci, pe cata vreme sarma terminalelor disipa doar catre aerul inconjurator si prin ea insasi catre cablaj si catre aceeasi capsula.

sa te uiti in pdf-ul acestor tranzistoare sa vezi ce scrie:

I_D = Silicon Limited 246A

Package limited 195A (Bond Wire Limited)

Si stai ca asta nu e tot: Note that current limitations arising from heating of the device leads may occur with some lead mounting arrangements. (Refer to AN-1140)

Adica da-i o cautare dupa AN-1140 pdf si vei citi niste secrete bine ascunse

[cavit]

Nu e cazul sa igrosati terminale, in regim de comutatie nu puteti nici pe departe merge spre curentul ala, poate doar pe o comanda on off in loc de un releu.

 

Admitand ca are 246A, limita in comutatie, varful este in general 6xcurentul mediu, si nu aveti voie sa depasiti acel curent, curentul mediu este 40A, deci va reiesi un charger de 40A.

 

Cu cat creste tensiunea mai intervine o limitare curentii de recuperare inversa a diodelor structurale, la 12v e ok la 24 mai merge la 48 e la limita pentru siliciu, la 120v deja siliciu nu mai merge trebuie carbura.

 

Din acest motiv mosfeturile nu merg in puntile H, mai cu seama cele superjonctiune, igbt-urile au diode rapide fast recovery si merg, dar grosul pierderilor in comutatie este tot prin acel shut-thru prin aceste diode.

[clausb]

Am înțeles ideea. Oricum curentul de încărcare a bateriilor secundare nu ar depăși 15-16A. Dar ieșirea LOAD a MPPT-ului meu nu poate fi setată funcție de tensiunea bat. principale. De asta am folosit un controler suplimentar ce comandă un releu(cel cu beculeț din foto). Problema este că bateriile vrla au tensiunea de float la 13,8V iar cele auto la peste 14V astfel că cele auto sunt tot timpul doar semiîncărcate. Nu văd avantajul controlului prin MOS, are căderea de tensiune infimă dar nici prin releu nu am cădere de tensiune (mie mi-ar trebui o ridicare de tensiune).

[addysoftware]

• Batt auto au tensiunea de incarcare (bulk & absorb) de 14,4;
• float este la ORICE baterie cu plumb 2,15V - 2,25V pe celula;
• doar tensiunile de absorb difera in fct de chimie, in general bateriile de tractiune au tensiuni mai mari.
• tensiunile (toate: bulk, absorb, float, egalizare) trebuie sa fie corectate cu temperatura, coeficientul de corectie este negativ, aprox -3,9mV / grad celsius /celula.

 

MOSFET-ul costa pana in 10 lei (vreo 4 lei unele de curenti rezonabili si Rds-on de sub 20mOhmi), chestiile de pe langa el un leu; un releu de curent mare cred ca costa mai mult. In curent continuu e posibil ca la curenti mai mari, arcul sa continue. La curenti mici nu e problema, cred, totusi - oricum, de aia am propus MOSFET.

Din moment ce oricum ai releu si functioneaza, il poti pastra, dar MOSFET-ul nu consuma nimic ca sa stea actionat, il poti comanda cu un amper in puls dar pulsul dureaza o microsecunda-doua, apoi circuitul de comanda nu mai consuma nimic (nimic = poate fi facut mult sub 1mA)

Admitand ca are 246A, limita in comutatie, varful este in general 6xcurentul mediu, si nu aveti voie sa depasiti acel curent, curentul mediu este 40A, deci va reiesi un charger de 40A.

Nu, 246A este curentul limita in regim DC al siliconului; varful limita absoluta in impuls este de cca 950A ! (scrie in pdf)

Din pct meu de vedere (am lucrat cu ele) acest tranzistor se poate folosi absolut lejer la 15A fara radiator, la 30A cu o tablita subtire de cativa cm (5x5cm), la max 20A fara ingrosare terminale, si la 90A cu terminale ingrosate cu cate doua fire de cupru de 2,5mmp sectiune fiecare si cu un radiator mare (90A x 90A x 3mOhmi = 24W disipatie)

Cu cat creste tensiunea mai intervine o limitare curentii de recuperare inversa a diodelor structurale, la 12v e ok la 24 mai merge la 48 e la limita pentru siliciu, la 120v deja siliciu nu mai merge trebuie carbura.....

Da, din pacate; eh, lucrurile sunt putin mai nuantate; se pot folosi in anumite limite inductante serie de 10-15 nanohenri sau perle de ferite; si se pot pune in afara acestora diode schottky.

 

 

@clausb

_{... Dar ieșirea LOAD a MPPT-ului meu nu poate fi setată funcție de tensiunea bat. principale. De asta am folosit un controler suplimentar ce comandă un releu(cel cu beculeț din foto).}

 

Ideea ar fi sa cuplezi bateriile auto in PARALEL cu bateriile principale, inainte ca acestea sa intre in float; adica cata vreme acestea sunt inca in absorb, cand tensiunea e inca 14,4V sau mai mare. Astfel, bateriile secundare vor trage curent direct din MPPT si se vor incarca corect; limitarea de curent prin cablurile de legatura va permite ca bateriile principale sa nu se descarce (ma rog, aici ar fi buna o automatizare care sa nu permita incarcare batt secundare decat cand principalele au intrat in absorb, si iar e bun MOS-ul...) pe cele secundare cata vreme MPPT-ul livreaza mai mult decat consuma bateriile principale

Editat Aprilie 3, 2017 de addysoftware

[cavit]

Pentru una bucata sistem solar nu conteaza ca releul e ceva mai scump ca mosfet-ul din moment ce @clausb a ales solutia cu releu si il multumeste cat de cat, e bine venita si aceea.

 

Referitor la ingrosarea terminalelor, spre curentii aia temperatura jonctiunii e la limita si dispazitivul are zilele numarate, locul unde se distruge este la lipitura firelor pe pastila, acolo densitaeta de curent si temperatura sunt maxime, in plus metalizarea pastilei este foarte subtire.

 

La 12 24 v cum e cazul aici energiile de comuatare ale body diodes nu prea conteaza se poate aproxima curentul maxim in impus in comutare 6X curentul mediu, una bucata irfp 4368 merge si fara terminale ingrosate.

[clausb]

În fișa tehnică a bateriilor mele principale scrie tensiune bulk 14,4V și float 13,8V(2,3 V/element) așa că am setat aceste tensiuni în MPPT. Când începe încărcarea dimineața, acesta lasă curent maxim până la atingerea tensiunii de 14,4V. Când ajunge la 13,8 se deschide și releul care permite încărcarea secundarelor. Funcționează mulțumitor, există un flux de curent spre bateriile secundare, se pornește consumul din aceste baterii. Dar la un anumit moment, tensiunea pe cele principale reușește să ajungă la 14,4V iar MPPt-ul reduce tensiunea la 13,8V corect pt. cele VRLA dar puțin pt. cele auto.

Nu pot să zic că e rău cum funcționează doar că tot nu folosesc la maxim ce pot panourile.

Referitor la consumul releului - când obții cu greu curentul ești atent la fiecare miliamper așa că releul are un limitator de curent, cel mai simplu posibil, cel cu bec cu incandescență ce-i reduce consumul după aclanșare la doar cca. 35mA.

Totuși mai caut soluții pentru optimizare. În sensul de a folosi cât mai mult din ce poate produce panourile.

[addysoftware]

buna idee si cea cu becul; eu foloseam un electrolitic paralel cu o rezistenta.

MPPT-ul nu lasa un timp relativ indelungat bateriile in 14,4V? Ideal asa ar fi; acesta se numeste timp de absorb si sunt niste reguli; trebuie sa fie proportional cu adancimea si timpul de descarcare; sau macar cu timpul de incarcare; deseori se face doar monitorizand curentul de incarcare si cand acesta scade sub C/50 mppt-ul trece in float.

 

cavit: corect pt curenti foarte mari; dar treaba e nuantata, adica depinde... Acu, initiatorul are nevoie de curenti chiar f mici fata de acesti curenti enormi; am propus un astfel de tranzistor tocmai pentru a lucra rece sau aproape rece, pentru a avea viata lunga si pentru a avea pierderi infime.

[tpc]

In cazul unei instalatii solare fotovoltaice ( de aprox. 500W) , de unde se alimenteaza invertorul ? Eu l-am alimentat de pe baterii .E gresit ? Am vazut la cineva care il avea alimentat de pe iesirea notata cu LOAD .Care e varianta corecta ?

[Untold]

LOAD inseamna sarcina. Deci, la sarcina se pun bateriile. Invertorul se alimenteaza din baterii/acumulatori.

[clausb]

 

 

buna idee si cea cu becul; eu foloseam un electrolitic paralel cu o rezistenta.

Da, am preluat ideea dintr-un Tehnium vechi și pe cât e de simplă e de eficientă. Filamentul rece are o rezistență mică permițând aclanșarea releului iar apoi se încălzește, î-și mărește rezistența și limitează drastic curentul. Dacă e corect ales un simplu bec scade mult consumul releului.

 

MPPT-ul nu lasa un timp relativ indelungat bateriile in 14,4V?

MPPT-ul lucrează după un algoritm complex, el lasă curent de încărcare maxim până la atingerea a 14,4V apoi reduce curentul pentru menținerea acestei tensiuni nu știu precis până la ce curent iar apoi trece la încărcare la tensiune constantă 13,8v. Timpul cât stă la 14,4 e destul de scurt -minute- și cum la 13,8 se deschide încărcare bateriilor secundare de pe ieșirea LOAD nu prea apucă să crească tensiune secundarelor suficient. De obicei dimineața bateriile auto se găsesc la 12,0V iar controlerul lor de încărcare nu deschide consumul decât la 13,2 V

Cred că am să încerc o setare la tensiuni mai joase a bateriilor secundare în ideea de a obține un flux de curent mai mare în miezul zilei folosind mai bine potențialul panourilor. Sigur asta va însemna moartea prematură a acestor baterii. Dar acestea se pot înlocui cam gratis în fiecare an.