Panouri legate la radiatoare electrice - caut schema variator impedanta la tensiune continua

[OC2022]

Buna ziua

 

Mi-am facut toate calculele - daca am gresit undeva va rog sa ma corectati.

 

Vreau sa cumpar niste panouri solare ca sa incalzesc putin casa de la tara cat sa nu inghete. M-am saturat sa ma duc saptamanal pana acolo doar ca sa fac focul.

Nu pot pune panourile pe casa sau langa casa pentru ca nu am nici un loc cu soare toata ziua, casele sunt cam inghesuite la drum si e plin de pomi, vreau sa folosesc gradina din spatele casei (la 50 metri). Din acest motiv nu pot pune nici panouri termice (colectoare plane) ca se raceste toata apa calda pana in casa. Oricum gradina sta nefolosita din octombrie in mai, toamna dau o sapa si pun panourile la 23 grade inaltime si spre sud, fara pic de umbra toata ziua.

 

La calculul financiar iese ok, se gasesc panouri mono sau poli second-hand cu 1-2 RON/Wp - o sa iau cat sa ajung la 2400Wp (sa zicem 12 bucati de 200Wp)

Zona langa Bucuresti - pe 7 luni octombrie-aprilie ar produce cam 1200kWh, cat vreo 500kg de lemne de foc, iar pe aici paletul a ajuns la 630 RON (de 1.6 ms = 1mc = 700 kg lemne la 3.5kWh/kg cu eficienta cazan gazeificare 70% --> rezulta 630 RON pentru 1700kWh per palet, 37bani/kWh). Productia de 1200kWh de la panouri de 2500Wp ar economisi 450 RON/iarna in lemne, iar daca panoul costa 1.5 RON/Wp se amortizeaza in 8 ani. 

 

Nu doresc nici redresor, nici baterie, toata energia produsa va fi disipata pe rezistente electrice - radiatoare. Stocarea energiei se va face ca si caldura in casa, ziua se incalzeste si noaptea se raceste. La nevoie pot sa pornesc de la distanta aerul conditionat pe incalzire, dar la 1.2 RON/kWh la electrica nici cu un COP de 3 (cam imposibil iarna) nu renteaza, plus ca nimeni nu ia in calcul uzura pompei de caldura si costul initial foarte mare - un AC bun e 2000RON, o pompa peste dublu, si dupa 10 ani tot se strica.

 

Daca aleg panouri de 200W care au curentul MPP 5A si tensiunea MPP 40V - ies 12 panouri, grupate in 2 linii in paralel de cate 6 panouri in serie, deci la maxim 240V si 10A.

Si aici e problema, daca inteleg corect graficele, ca in functie de radiatia solara trebuie tinute mereu la aprox 220V, iar curentul generat variaza de la zero la 10A.

Deci rezistenta ar trebui sa varieze intre 24 ohm si infinit, mentinand tensiunea la aprox. 220V.

 

De aceea va rog frumos sa ma ajutati cu scheme/idei de circuite de curent continuu astfel incat rezistenta sa varieze astfel incat tensiunea sa ramana fixa 

 

Prima mea idee (proasta) era sa folosesc un calorifer cu ulei de 2500W, insa are rezistenta fixa R=25 ohm, si cand soarele e slab 10% si genereaza doar 1A, pe sarcina de 25 ohm ar fi doar 25V in loc de 240V, deci puterea utila va fi doar 24W in loc de 240W... pierdere de 90%...

 

A doua idee ar fi sa folosesc 6 rezistente de radiator cu halogen de cate 400W (150 ohm) fiecare si un sistem care sa le porneasca/opreasca in functie de puterea generata.

Prima rezistenta cuplata permanent

A doua sa cupleze cand tensiunea ajunge 200V si sa decupleze cand scade sub 80V

A treia sa cupleze peste 205V si sa decupleze sub 130V

A 4-a sa cupleze peste 210V si sa decupleze sub 150V

A 5-a sa cupleze peste 215V si sa decupleze sub 170V

A 6-a sa cupleze peste 220V si sa decupleze sub 180V

As putea sa folosesc niste relee comandate de un program pe un microprocesor/raspberry, sau un montaj analog cu comparatoare si potentiometre

 

Totusi cred ca exista o alta cale mult mai simpla si care imi scapa, cu siguranta nu sunt eu primul care s-a lovit de aceasta problema...

 

Multumesc

[validae]

Nu cred că vor sughița panourile dacă sunt lăsate permanent cu sarcină.Ce s-ar putea întâmpla în caz contrar?  Randamentul lor va fi nul noaptea și dimineața foarte slab, iar maximul atunci când soarele radiază direct pe ele și nu sunt nori.Deci rezistențele vor disipa maxim la prânz, în rest căldura generată va fi neglijabilă.

[OC2022]

Repet, problema e neliniaritatea de generare a celulelor fotovoltaice, la 40V au 5A si la scurtcircuit au 5,5A, insa puterea e curentul inmultit cu tensiunea.

Puterea efectiva la 5A si 10V e 50W iar la 5A si 40V este 200W.

O rezistenta obisnuita e liniara, calculand la maximul 40V si 5A inseamna 8 ohm.

Dar cand sunt nori cu soare doar 20% si panourile scot doar 1A - pe o rezistenta de 8 ohm sunt doar 8V - deci in loc de 40W (20% din 200W) primesc doar 8W

Pentru panouri e irelevant daca au o rezistenta mai mare sau mai mica, daca e soare de 1A, vor produce 1A pe tot intervalul de tensiune intre 1V si 40V

Cum iarna nu prea e soare, si cand e abia radiaza, solutia mea devine inutila daca ii scad eficienta la 20% ... nu se poate amortiza in 40 de ani ca nici un panou nu tine atata.

[sesebe]

Tu chiar crezi ca se vor amortiza in viata asta?

Ceea ce vrei tu sa faci se realizeaza cu un controler MPPT.

[Mircea]

Oricum, ideea de casa "acumulatoare" de energie e din start problematica. Daca nu exista o regularizare a temperaturii (sa zicem ca lucrezi cu un histerezis de cateva grade, 3-4°C), apoi sa vezi ce impact au schimbarile drastice de temperatura. Se duce naibii tot ce e din lemn, crapa, etc.

 

Daca tot vrei un sistem de incalzire minima, fa un controller care sa mentina 10-12°C in medie si te joci cu radiatoarele (2-3 contactoare). 

[OC2022]

Casa e bine izolata, 3-4 grade nu scad nici intr-o saptamana de ger. In general sta pe la 5-7 grade.

Ca sa ma joc cu contactoare ar trebui sa fiu acolo, daca as fi acolo as putea si sa pun lemne pe foc, dar nu am timp sa ajung acolo decat in weekend.

Din pacate nu pot sa pun lemne pe foc peste internet.

Amortizarea probabil nu va veni atata din curentul fabricat cat din benzina pana acolo si din costul timpul meu liber. 70 lei saptamanal de benzina fac 1700 lei pe 6 luni de iarna si frig, cand n-am nici o placere sa stau degeaba prin noroaie si ma uit la pamantul gol.

Controler MPPT inseamna baterie, apoi redresor, asta dubleaza costul solutiei, asa nu mai e profitabila niciodata.

 

[sesebe]

Controlerul MPPT nu inseamna neaparat baterie.

[Mircea]

Din pacate, nu se pot face automatizari avand cunostinte inexistente in domeniu.

[sesebe]

Mie imi place aia cu "redresor".

 

@OC2022 poate ai fi mai cistigat daca ai posta o cerere de ajutor la servicii (unde ii pe bani) si s-ar gasi cineva s-ti faca sistemul, DAR nu stiu cine-i fraierul sa se bage la asa ceva in conditiile in care sansa de a functiona multumitor (nu bine doar multumitor) este foarte mica. Da, ai cistiga putina energie dar deranjul cu instalarea si mutarea panourilor plus costul instalatiei fac totul prea scump.

[ionut120v]

Circuitul de care ai nevoie e ceva topice mai jos, el are doua bucle de reactie, una contoleaza tensiunea la intrare si o poti regla manual, MPP park, cealalta controleaza tensiunea la iesire si poate fi controlata de termostatul din camera. acesta bucla are prioritate mai mare ca prima, in momentul cand intra in acesta bucla iese din prima.

 

MPP park e foarte aproape de MPPT ,in cazul panourilor fotovoltaice, daca vrei MPPT inlocuiesti acel potentiometru cu un controller care ruleaza un algoritm MPPT , pertu a genera referinta buclei, controllerul poate avea un pwm integrat sau un DAC. pentru simplitate poti lua ca parametru de intrare in algorimul tau curentul de iesire, asta e maxim cand puterea e maxima, e acelasi luctru cu produsul tensiunii si curentului la intrare, scapi de o multilpicare.

 

Personal il am MPP park de multi ani, nu am simtit nevoia sa-l fac MPPT, are un avantaj fata de MPPT, fenomenul hotspot e limitat fata de MPPT, deoarece tensiunea nu coboara in situatia umbririlor partiale.

 

Ca efector am folosit un convertor buck deoarece are pierderi mici, din acest motiv trebuie sa ai o tensiune adecvata, srul tau de panouri rebie sa scoata 240v la putrea maxima adica Vmp sa fie 240v.

 

Mai bine decat asta este invertor ongrid cu diverter deoarece poti alimenta si restul aparatelor cu energie solara, in acest caz poti alimenta doar radiatoarele,

diverterul meu are un multiplicator analogic pentru a face produsul tensiune curent in punctul de delimitare, daca va intereseaza caut schema.

 

 

Editat Mai 10, 2022 de ionut120v

[gica70]

"variator impedanta la tensiune continua" Ori este c.a. pentru ca acolo putem vorbi de impedanţă, ori c.c. unde spunem rezistenţă!

[ionut120v]

E oarecum fortata notiunea de variator de impedanta, mai potrivita ar fi notiunea de adaptor generator-sarcina.

 

Ca variatiuni care ar putea veni in intimpinarea acestei nevoi, se poate pune un diverter pe AC care sa citeasca tensiunea si curentul in punctul de delimitare, sau un invertor ongrid, cu zero export si acel diverter in DC cu MPPpark, cand exista surplus invertorul lasa tensiunea la bornele sirurilor de panouri sa creasca, si puterea va fi preluata de acest diverter, bucla de control analogica e foarte rapida, nu va interfera cu bucla MPPT a invertorului avind constanta de timp mult mai mica.

 

Pentru sisteme cu 2 siruri trebuie doua divertere sau un sumator cu doua diode si un diverter, in acest caz va prelua mai putina energie, dar nu cu mult.

[dumitrumy]

La 10.05.2022 la 20:26, ionut120v a spus:

MPP park e foarte aproape de MPPT

O documentatie cu MPP park ca Gogu da o tanti din Canada:

[ionut120v]

pricipiul e in PDF-ul asta

https://www.analog.com/en/technical-articles/battery-chargers-unique-input-regulation-loop-simplifies-solar-panel-maximum-power-point-tracking.html

 

La unele invertoare apare in meniu sub denumirea MPP-park,adica poti ingheta tensiunea la intrare in charger, in varianta cu semireglabil faci trackingul manual si ramane la tensiunea respectiva, ca parametru de intrare folosesc curentul de iesire,

foto circuitul realizat de mine care functioneaza in acest moment, el mentine tensiunea la intrare fixa cu ajutorul unei bucle care citeste aceasta tensiune, tl 494 sau tl598 se poate folosi, utilizand intrarea neinversoare ca referinta si intrarea inversoare ca senzor, citeste tensiunea de intrare prin intermediul unui  divizor, celalalt amplificator citeste tensiunea de iesire.

 

schema este in topicul Diy charger/diverter

Editat Mai 14, 2022 de ionut120v

[yo3fhm]

2 hours ago, dumitrumy said:

O documentatie cu MPP park ca Gogu da o tanti din Canada:

 

Eh... stati sa vedeti, ca lucrurile devin interesante!

Colegul nostru se pare ca a oferit deja o explicatie aici :

Regim functionare diverter DC cu carbura de siliciu

(vedeti userul "stdalionutpwr")

 

Quote

Semnificatia MPP park este urmatoarea, inghetarea punctului MPP, adica tensiunea pe panouri e inghetata intr-un punct MPP stabilit anterior, pe unele invertoare si chargere se poate face din meniu, si va mentine acea tensiune.
Pentru a realiza corect MPP park pe un invertor sau charger trebuie sa dati comanda ,,MPP park,, cand nu exista umbriri , e soare din plin si cade perpendicular pe panouri adica cand productia e maxima.
Functia MPP park protejaza impotriva fenomenului hotspot si e utila atunci  cad exista nori razleti.

 

Dar stati putin ! Puteti revizui si materialul de mai jos !

OUTBACK POWER SYSTEMS FLEXMAX 80 USER MANUAL

 

 

Uppss!

 

1 hour ago, ionut120v said:

 

Felicitari pentru realizare !
O intrebare, totusi, pentru ca ceva din stilul montajului mi se pare cumva familiar: sigur montajul a fost realizat pe valea Jiului, si nu a Slanicului / White Mound of Grunj ? 

 

La cat mai mult soare si urari de bine!

C.

 

 

Editat Mai 14, 2022 de yo3fhm