Incarcare 2 acumulatori litiu 18650 din panou solar

[Bandi Szasz]

Din punctul meu de vedere sunt 3 optiuni:

• module individuale si le comuti manual in functie de conditiile meteo.
• convertoare buck pilotate de un microprocessor cu algorithm MPPT, in functie de conditii meteo microprocessorul decide cat curent este disponibil fiecarui convertor buck.
• Acumulator 12V tampon care sa suporte diferenta de curent.

[nickrvl]

Varianta cu comutare manuala as scoate-o din ecuatie....

Varianta 2 in stand-by deocamdata.

Varianta 3 am testat-o deja in sensul ca am pus o baterie de condensatoare dar ma multumeste partial... am scris mai sus.

 

Deocamdata lucrez la o alta varianta fata de montajul cu monitorizarea tensiunii. In principiu va fi o rezistenta de "putere" cuplata la panou care va simula curentul absorbit de un singur acumulator si un buck de 5v care va alimenta montajul , atunci cand acest curent va fi depasit cu un anume procent minim stabilit un releu va decupla acea rezistenta si va cupla incarcarea uneui acumulator....

Am facut ceva simulari pana la nivel de breadboard si sunt sperante, functie de timp avansez.

Editat Iulie 2 de nickrvl

[cloudy]

1 hour ago, nickrvl said:

Deocamdata lucrez la o alta varianta fata de montajul cu monitorizarea tensiunii. In principiu va fi o rezistenta de "putere" cuplata la panou care va simula curentul absorbit de un singur acumulator si un buck de 5v care va alimenta montajul

Dacă vrei să experimentezi, eu zic să conectezi la panoul tău un regulator dotat cu MPPT care să-ti asigure 5V volți. Apoi poți pune în paralel la ieșire mai multe module USB charger de 2-3 dolari in paralel.
 

[22euu]

Panoul scoate maxim 1.14A, in conditii optime. In conditia impusa de tine (de a incarca cel putin 2 acumulatori li-ion) cred ca ai nevoie de cel putin 2 panouri puse in paralel ca sa-ti asigure un min de 0.5A / acumulator, curent de incarcare.

[nickrvl]

  La masuratorile mele in scurt panoul a trecut de 2A in soare maxim (canicula) cel putin asa-mi amintesc.... oricum 2 acumulatori ii incarca ok, am incercat.

 Dar scopul meu e sa pun chiar 3 (sau mai multi )si sa-i incarce pe rand atata timp cat e energie disponibila si celalalt/ceilalti sunt incarcati.

 

Uite asa o sa stochez eu energie pentru iarna  

Editat Iulie 5 de nickrvl

[antonvasileeee]

Acum 56 minute, nickrvl a spus:

in scurt panoul a trecut de 2A in soare maxim

In acest caz tensiunea este aproape zero .

Nu vei avea disponibil acel curent in utilizare .

Nu forta mult nota cu panoul in scurt .

[nickrvl]

Ok, nu am experienta cu panourile, doar ce experimentez.....  

[nickrvl]

Nu mai pot edita.

Am pus schema pe cablaj si dupa reglaje lucreaza astfel:

 - Nu cupleaza incarcarea acumulatorilor pana nu e asigurat de catre panou un curent minim de 0.5A, pe panou este pusa o rezistenta de putere de 10 Ohmi + sursa de alimentare cu 5v buck care "simuleaza" acest curent.

 - Trece de acest prag cupleaza RL3 care decupleaza rezistenta de putere si cupleaza acumulatorul nr 1 la incarcat. Pragul, 5,4V cupleaza RL3 - 4V decupleaza RL3

-Mai departe va fi urmarita tensiunea din panou, urca la 9.5V cupleaza RL1 si incepe incarcarea celui de-al doilea acumulator, decupleaza la 8.9V

 

In weekend testez pe panou, momentan probe am facut din sursa separata de alimentare.

 

Deja vad ca nu e logica cum trebuie..., atunci cand e incarcat acumulatorul 1 care are prioritate iar panoul are curent doar pentru un singur acumulator cum il incarc pe al doilea care e descarcat? Trebuie facuta o comutare de prioritati intre acumulatorii incarcati/descarcati.

 

Editat Iulie 5 de nickrvl

[cirip]

Va salut @nickrvl,

 

Urmaresc topicul, dar am avut retinere sa intervin pana acum. Inteleg ca deocamdata scopul este doar acela de a experimenta. Am fost in aceeasi situatie acum 2 ani.

Cateva opinii, avand in vedere ca am facut experimente asemanatoare:

• Cred ca va complicati inutil prin comutarea acumulatoarelor.
• Circuitul din primul post functioneaza corect, chiar daca pare ca nu. Cand acumulatorul este incarcat, puterea generata de panou trebuie sa se duca undeva. Ceea ce face circuitul acela este sa devieze curentul panoului catre diodele D1... D4 si Q1, ca sa nu supraincarce acumulatorii. Normal ca D si Q se vor incalzi daca trebuie sa disipe 20W.

 

In ceea ce priveste realizarea, as incepe cu analiza panoului. Panoul are specificata o tensiune la care genereaza puterea maxima. Este indicat sa fie utilizat in apropiere de acea tensiune. Asta se poate face in doua moduri:

• Simplu, ieftin, blocul de acumulatori are tensiunea nominala apropiata de tensiunea la care panoul scoate Pmax. Folosesc asa ceva la un termometru de exterior bricolat. Panouasul livreaza puterea maxima la o tensiune egala cu 2 acumulatori NiMH in serie. Merge de cativa ani fara probleme. Se intampla sa se descarce complet daca e vreme ploioasa mai mult de 2-3 saptamani, dar isi revine imediat ce da soarele.
• Mai complicat, cu un convertor care ajusteaza sarcina "vazuta" de panou astfel incat sa se obtina maximum de putere in conditiile de iluminare disponibile. Asta face MPPTul:  cauta si optimizeaza.

In cazul experimentelor mele, am construit un convertor de tip SEPIC (un fel de buck-boost), care functioneaza corect indiferent daca tensiunea blocului de acumulatori este mai mare sau mai mica decat tensiunea optima a panoului. Am folosit modulatorul PWM dintr-un PIC si tot in PIC am scris un algoritm MPPT. Cateva detalii si filmulet la postul asta:

 

Fiind un experiment cu scop principal didactic, am mers pana la caracterizarea si extragerea circuitului echivalent al panoului. Asta mi-a permis sa fac si cateva simulari in LTSpice pentru o mai buna intelegere a functionarii. Mai jos poza cu grafice extrase din testarea a 3 panouri de mici dimensiuni pentru lampile de gradina. Observati tensiunea, curentul si puterea maxima in functie de rezistenta de sarcina a panoului. In graficul din stanga-jos se observa o curba simulata, in care am vrut sa vad cat de mult se apropie modelul spice de masuratori.

 

Dpdv electric, panoul se comporta ca o sursa de curent cu rezistenta interna finita, adica imperfect. Este o diferenta subtila intre sursa de curent si sursa de tensiune. Din acest motiv exista si poate fi gasit acel punct optim de functionare la care puterea debitata de panou este maxima.

 

Referitor la acumulatori, nu cred ca este necesar sa ii incarcati pe rand. Nu inteleg nici conditia de a incepe incarcarea de la un curent minim disponibil. Eu as conecta acumulatorii in serie, impreuna cu un circuit de egalizare. Este treaba convertorului sa stoarca puterea maxima din panou prin intermediul algoritmului MPPT si sa incarce blocul de acumulatori. Circuitul de egalizare sau un BMS ptr mai multe celule ar trebui sa isi faca treaba. In functie de model, BMS-ul ar trebui sa deconecteze acumulatorii cand sunt complet incarcati.

 

Spor la experimentari!

[ionut120v]

Modulul cu CN3791 porneste la tensiunea presetata 6 V 9V 12V sau cat doresti sa setezi din divizorul respectiv si o mentine acolo indiferent ce curent furnizeaza panoul, va incarca acumulatorul cu puterea disponibila, in situatia in care panoul poate furniza mai multa puterea decat limita de de 2A la 4v setata in charger intra in functie bucla de limitare de curent iar tensiunea pe panou creste, indiferent ce putere scoate panoul se pot pune un numar indefinit de cahargere din acestea, deorece tensiunea de pornire nu poate fi exact aceeasi, porneste primul cel cu tensiune mai mica si o mentine acolo daca nu e putere suficienta la panou, dupa ca termina de incarcat incepe urmatorul si asa mai departe,

daca panoul furnizaza putere suficienta incarca toate in acela timp.

 

Acest fel de MPPT nu este MPPT adevarat sau true MPPT care presupune adaptarea tensinunii pe panou pe maximul puterii din acel moment si care presupune o serie de algoritmi din care cel mai simplu, dar si brutal este perturb and observe.

 

Acest MPPT se numeste MPP park, adica parcarea punctului MPP la o tensiune prestabilita mentinuta cu ajutorul unei bucle de reactie care citeste tensiunea de intrare. (reglarea se poate face cu ajutorul unui potentiometru luand ca marime de intrare curentul de iesire din caharger care este maxim pentru maximul de putere).

 

MPP park nu generaza conflicte la instalarea mai multor chargere in paralel pe acelasi panou sau acelasi sir de panouri!

 

 

Chargerul acesta se poate realiza cu un controller PWM obisnuit de tipul tl494 sau tl 598.

Atasat schema folosita personal de peste 10 ani(cu notificarea ca DC/DC-ul poate avea orice topologie, acum am instalat Forward punte cu izolare galvaniva controllerul si bulclele de reactie sunt acelesi).

 

 

Editat Iulie 7 de ionut120v

[nickrvl]

  Am incercat montajul si lucreaza relativ bine, in prima faza nu porneste decat daca are suficienta energie pentru a incarca un acumulator iar cand puterea creste il incarca si pe al doilea. Porneste relativ bine zic deoarece tot are momente de bazait releul de la acumulatorul 2 in perioada de tranzitie intre tensiuni, probabil va trebuii histerezis mai mare... dar is face treaba si a incarcat doi acumulatori in paralel de 1.6A in doua ore

 

 

 

  Aceasta discutie este strict despre incarcarea individuala a unui element litiu de 4.2v tensiune maxima iar daca este destula energie sa se mai poata incarca si alte elemente neaparat in paralel. Deci in circuit la incarcat pot fi un element sau mai multi, aleatoriu, neparat in paralel.  Aceste elemente litiu nu vor fi conectate definitiv la panou vor fi flotante, am cateva placi led smd ramase de la lampi solare de 3V/0.6A daca nu ma insel care dau lumina destul de puternica din care vreau sa fac lampi portabile,  deocamdata la asa ceva vreau sa folosesc acesti elementi ....

 

 

 

  Circuitul din postul unu functioneaza foarte bine, am spus-o acolo, insa nu se preteaza la panoul meu deoarece debiteaza prea mult curent si arde acel circuit.... daca se foloseste impreuna cu un panou mic de 0.5A sa zicem, da e bun....

  Logica folosirii unei rezistente de putere in paralel pe panou pentru a conditiona pornirea alimentarii circuitului doar de la 0.5A in sus am spus-o, Buck DC to DC Converter Steep Down la 5v cu LM2596  la inceperea alimentarii treptate in jurul tensiunii de 4v ia curent mare (peste 1.4A) de-mi pune panoul in scurt si asa ramane blocat in scurt... cu acea rezistenta alimentarea buck-ului se face instantaneu peste acel curent debitat de panou si sare peste "efectul de scurt"...

 

Nu as mai lua si modul/module cu CN3791 doar de dragul experimentarii... in plus am totusi oarece semne de intrebare cu legarea lor in paralel....

 

 

O discutie la fel de buna fata de MPPT este si aceasta: