Рабочая точка солнечной батареи, ищу решение. Опции

[Attitude]

Привет!
Подскажите пож-та, при помощи чего можно отследить оптимальную рабочую точку (U-I) системы? Есть какой-то контроллер или есть уже готовый девайс?
Спасибо заранее!

[injener]

Смотрите МРРТ контроллеры

[Attitude]

Смотрите МРРТ контроллеры

Я к сожалению в них не разбираюсь. Если возможно, чуть подробнее, буквально пару предложений. Ребята, ну это же форум!
Спасибо ещё раз!

[injener]

Я, к сожалению, с готовыми мррт контроллерами (промышленными) не сталкивался. Когда была похожая задача для ветряка, мы ее реализовали на микроконтроллере. Как мне кажется в данных изделиях должна быть либо сканирующая логика (установили ток - посмотрели, что получится и т.д.) - оптимальная система регулирования, либо должна имется модель солнечной батареи и программно задаваться рабочая точка, исходя из режима. Встречалась англоязычная статья (пошукаю), где предлагалась система на базе нечеткой логики. Там просто в контроллер вводились программные элементы ЕСЛИ (условие), ТО (действие). Получалось подобие сканирующей логики с возможностью более быстрого выхода на режим. Если есть время повозится, попробуйте применить простенький микроконтроллер, который буде подстраивать вам рабочую точку методом сканирования: изменил ток - посмотрели мощность. Стала больше - еще изменили ток. Мощность стала меньше - вернулись обратно. Не знаю понятно ли объяснил. Предлагаю подумать всем вместе.

[Microwatt]

Если есть время повозится, попробуйте применить простенький микроконтроллер, который буде подстраивать вам рабочую точку методом сканирования: изменил ток - посмотрели мощность. Стала больше - еще изменили ток. Мощность стала меньше - вернулись обратно. Не знаю понятно ли объяснил. Предлагаю подумать всем вместе.

Да. де-то так. встречалось даже решение на простой логике. Реверсивный счетчик, с выхода - примитивный ЦАП для регулировки мощности конвертора. Методом постоянных проб и ошибок находится максимальная мощность.
Вся эта суета добавляет к СБ 7-12% мощности.

[Attitude]

Спасибо, Ребята! После часа поиска дошло, что MPPT - латинскими буквами и означает maximum power point tracking...

Вроде то что надо!

[Microwatt]

MPPT - латинскими буквами и означает maximum power point tracking...

Вроде то что надо!

ну да! Проблема проработана и даже имеет аббревиатуру.

[Attitude]

Ну раз мы эту проблему решили, сразу ещё вопрос!

Имеется батарея, которая должна посредством этого MPPT заряжаться. У неё в ДШ стоит:
Charging Method:
Control voltage: 13.6 - 13.8 V; Initial current: 3.6 A or smaller

То есть ток зарядки не должен превышать 3,6А?
С другой стороны, в ДШ MPPT стоит: макс. ток заряда 30А.

Как это понимать? Можно эту связку использовать? Если да, то каким образом MPPT отслеживает Imax батареи?

[Microwatt]

Ну раз мы эту проблему решили, сразу ещё вопрос!

Имеется батарея, которая должна посредством этого MPPT заряжаться. У неё в ДШ стоит:
Charging Method:
Control voltage: 13.6 - 13.8 V; Initial current: 3.6 A or smaller

То есть ток зарядки не должен превышать 3,6А?
С другой стороны, в ДШ MPPT стоит: макс. ток заряда 30А.

Как это понимать? Можно эту связку использовать? Если да, то каким образом MPPT отслеживает Imax батареи?

В батарею нельзя втолкнуть мгновенно пару киловатт-час. Ток заряда не должен превышать для кислотной батареи 1/10 от ее емкости при обычном режиме заряда. Потому, нельзя использовать мощный источник с током в 30 ампер для заряда маленькой батареи в 30-40 ампер-часов. Для такого тока нужна батарея минимум в 300 амперчасов - больше танковой, но меньше подлодочной. Зарядники от ветряков и солнечных батарей обычно никогда не озабочены полным зарядом батареи. такого практически не бывает. Энергии постоянно не хватает. При полном заряде просто отключают автоматом батарею от зарядного, удерживая предельное напряжение заряда. Ток при этом нулевой или около.
При мощностях о которых пошла речь, уже нерационально использовать 12-вольтовую батарею. Тут впору на 48 вольт переходить. Иначе, все хитрости этого МРРТ в пятикратном размере просто потеряете в тепло на проводах.
Вы рано за МРРТ схватились, похоже. Сам проект продумайте осторожно и внимательно на реалистичность. А то, можно с эмбеддерскими знаниями понакупить батарей, помечтать о чудо-контроллерах зарядных, а потом - куда все это выбросить или кому бы подарить хоть за подержанный мерседес.

[injener]

По поводу 48 вольтовой батареи. Так все и делают. А еще иногда заряжают их секционно (допустим по 12В).

[Attitude]

На самом деле от источника я расчитываю получить около 60W. Ток и напряжение соответственно до 10.

Как сделать лучше в этом случае?

[Microwatt]

Если СБ отдает до 60 ватт, то аккумулятор должен уметь это проглотить, иначе зачем такая мощность? Это значит. что в 12-вольтовой системе ток заряда будет под 5 ампер (10 никак не наскребете) и минимально достаточно автомобильного аккумулятора 6СТ55 или 6СТ60.
Если хотите собирать энергию в солнечные дни и неделю слушать шум дождя при тусклом освещении - батарею нужно раза в четыре побольше.
И, совершенно не в обиду будь сказано, я просто хочу Вас предупредить, предостеречь что ли....
Если это навеянные экоозабоченными мечты на диване о посторении коммунизма + полной электрификации отдельно взятой дачи, - пошукайте 5-10 килобаксов, купите готовую игрушку. Она будет работать совершенно не так, как Вы надеялись, но время сэкономите.
Если же коммерческий проект - возьмите в коллектив специалиста, который знает ТОЭ и отличает ватт от джоуля.
Трудно обсуждать алгоритмы отбора наивыгоднейшей мощности, когда сама система представляется очень туманно, по красивым картинкам из популярных статей. Много таких проектов рождались и умирали на диване. Хуже, когда вкладывались ощутимые деньги и время в совершенно непродуманные проекты и приходилось все потом выбрасывать.

[injener]

Кстати, отбор максимальной мощности от солнечной батареи похож на отбор от ветряка. Где-то здесь есть ветка по ветряку. Почитайте

[Praktik84]

injener - да.. действительно чемто похоже..
на одной занятной фирме народ не заморачивался поиском рабочей точки - просто через диод "упирали" напряжение батареи в АКБ, с ограничением тока и напруги есно..
все работало вполне сносно.. аналогичное и с генераторами ВЭС делали.. иногда к генератору городили некий согласующий преобразовательный модуль (это когда оптимальное напряжение генератора нестыковалось с АКБ )
и ниче - потеря 10 ,,20 процентов энергии там была не смертельна

[Attitude]

Если это навеянные экоозабоченными мечты на диване о посторении коммунизма + полной электрификации отдельно взятой дачи, - пошукайте 5-10 килобаксов, купите готовую игрушку. Она будет работать совершенно не так, как Вы надеялись, но время сэкономите.
Если же коммерческий проект - возьмите в коллектив специалиста, который знает ТОЭ и отличает ватт от джоуля.

Нет, ни то и ни то.

Вот кстати, сваял схемку. Можно так будет сделать?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Microwatt]

У Вас батарея - даденное от бога? Или есть какая-то свобода в выборе?
Тогда сразу нужно попытаться перейти к 24-вольтовой батарее. 60ватт на 9 вольтах это все-таки коммутировать 10-15 ампер, это технологические сложности и потери в тепло.
Вы потеряете на двойных низковольтных преобразованиях втрое больше, чем со всеми этими тракингами. Даже с 12-вольтовой СБ есть смысл сделать аккумуляторную батарею 24вольта и заряжать ее через повышающий однотактник. При определенной его конфигурации точка наибольшей мощности поймается сама собой.
И потом, если АКБ не одноразового использования, то не следует ее разряжать ниже 10.6-10.8 вольта. Разряжая ее до 10 вольт Вы получите дополнительно не более 5-7% энергии, а вот срок службы сократится в разы.

[injener]

Совершенно верно. Тем более, как я понял Вы собираетесь использовать бустерный преобразователь. Лучше 24В и никаких бустеров

[Attitude]

Нет, батарею конечно же можно заменить! Какую посоветуете?

Повышающий однотактник - это тот же DC/DC? Такой подошёл бы?
http://octopart.ru/catalogue/Power/DCDC_Co...ors/SD-100B-24/

[Microwatt]

Нет, батарею конечно же можно заменить! Какую посоветуете?

Повышающий однотактник - это тот же DC/DC? Такой подошёл бы?
http://octopart.ru/catalogue/Power/DCDC_Co...ors/SD-100B-24/

Не, это не из той оперы.... Это DC-DC 18-36/ 24 V. Хм....трудно будет сделать эту систему без базовых знаний по преобразователям и их топологии.. Готовый покупной стабилизатор Вы вряд ли найдете.
Для начала, давайте четко определимся с характеристиками СБ. От чего и до чего меняется напряжение на выходе?
Если это 12-вольтовая батарея, то диапазон 6-14 вольт можно принять за отправную точку. Далее, можно от этих 6-14 вольт получить бустером 21-28 вольт для заряда АКБ. Если бустер автогенераторный или отслеживает входное напряжение, то можно попутно получить отот желанный power traking.
Если это 24-вольтовая СБ, то входное напряжение вдвое выше и тут может сначала работать бустер, а при хорошем освещении он превращается просто в проволочку с диодом последовательно.
Если 48-вольтовая (четыре 12-вольтовки последовательно), то преобразователь нужен несколько другого типа, SEPIC, например.
Бустер хорош высоким КПД, так как "проваривает" не всю мощность, а только вольтодобавку. Бустер легко работает в режиме стабилизации мощности. Он достаточно прост и дешев в отличие от DC-DC с полной гальваникой и стабилизацией напряжения.

[injener]

Добавлю, что для ветряка мы отслеживали максимум мощности именно бустером, устанавливая его входной ток. С сепиком не работал.

Сообщение отредактировал injener - Apr 11 2010, 16:57

[Microwatt]

Добавлю, что для ветряка мы отслеживали максимум мощности именно бустером, устанавливая его входной ток. С сепиком не работал.

Ну, если честно, большого опыта с СБ, кроме полутораваттных игрушек не имею. На ветряки же убил года два. Да, бустер там отлично работает, если завести ОС по входному напряжению (ПОС). А проблемы тут с ветряком очень схожие.
SEPIC (инвертирующий ее вариант Кук или Чук) ... ну не очень почему-то пока распространенная топология. Хороша тут двумя моментами:
- выходное может лежать внутри диапазона входных
- входной ток имеет малые пульсации, несмотря на то, что схема однотактная. В теории можно сделать и чисто постоянный входной и выходной ток, без пульсаций.

[injener]

Думаю, что для 60Вт вполне сгодится и бустер. плюс батарея на 24В. Хотя все-таки хотелось бы узнать про предполагаемые параметры СБ...

[Attitude]

Думаю, что для 60Вт вполне сгодится и бустер. плюс батарея на 24В. Хотя все-таки хотелось бы узнать про предполагаемые параметры СБ...

Самой СБ пока нет, т.к. пока не совсем ясна схема. Поэтому пока известна только нужная мощность - примерно 60Вт.

Кстати, вы говорили о том, что принцип работы схемы с ветряком и СБ отличаются. Вы не могли бы объяснить в чём именно? Вроде и тот и другой вырабатывают энергию в зависимости от внешних факторов. В чём принципиальное отличие при составлении схемы и выборе компонентов?

Сообщение отредактировал Attitude - Apr 13 2010, 11:10

[Microwatt]

Ветряк дает энергию через двое суток на третьи. А СБ много хуже в средних широтах. Если нужна постоянная мощность в 60 ватт, то для начала СБ закладывайте в 600ватт. И думайте как это прожевать часов 6, пока солнце светит.
А все эти power traking могут иметь небольшой смысл, когда батарея уже оснащена системой автослежения за Солнцем. Рассогласование перпендикуляра к потоку градусов в 30 перекроет в разы все потери от неоптимальной нагрузки.
СБ - пока дорогая игрушка для экоозабоченных. Никакого технико-экономического смысла использовать ее где-то, кроме экзотических необслуживаемых или труднодоступных мест нет. И севернее Экваториальной Гвинеи - тоже.

[Attitude]

Понятно, спасибо!

Мне всё же хотелось бы подвести т.с. теоретический итог. Как выглядела бы схема, если СБ выдавала бы постоянно 60Вт +/- 15. Опять-таки, теоретически.

СБ ---> MPPT ---> АКБ 24В
---> DC/DC ---> система 24В

Будет ли такая схема работать в принципе или нужно обязательно менять компоненты?

Сообщение отредактировал Attitude - Apr 13 2010, 13:16

[314]

Для Microwatt:
Ну если Вы 1.5Вт игрушками балуетесь, то возможно Вам будет любопытно здесь: http://merk.wikidot.com/eng-electt-solar-charger

[Microwatt]

Для Microwatt:
Ну если Вы 1.5Вт игрушками балуетесь, то возможно Вам будет любопытно здесь: http://merk.wikidot.com/eng-electt-solar-charger

Ага, спасибо. Когда-то, до эпохи мобилок, для байдарочных походов таскал 1.5Вт СБ и 3ач щелочной аккумулятор. Хватало на освещение и приемник. Летом, много севернее Москвы, где в полночь в лесу еще можно в сумерках дров набрать.
А сечас выставил 0.7 Вт батарею на балкон дома. понаблюдал. С нее и 0.1 ватта в среднем не получается. И даже 50 милливат зимой.

[314]

Тут под Харьковом летом, в июле, когда с реки поднимается легкая дымка (6-11 утра), при чистом небе и припекающем солнце, из-за этой дымки отдача снижатся с батареи на 30-40% (в сравнении с днями без дымки), небольшое перистое облачко вообще оставляет 5-10% отдачи, про обычные облака и говорить нечего, вообще вырубают батарею до отсутствия признаков жизни. А зимой в пасмурную погоду 50 мВт с батареи можно получить только под 100 Вт лампочкой, а лучше под 200 Вт - ной. В ясную погоду зимой может и получиться с 2 Вт батареи взять 0.1-0.2Вт, не знаю, не пробовал. И фокус здесь еще и в том, что угол падения солнечных лучей низкий, они больший путь проходят в атмосфере чем летом, и она их здорово поглощает (по субъективному ощущению особенно гасят мощность излучения водяные пары в воздухе).

[Microwatt]

А зимой в пасмурную погоду 50 мВт с батареи можно получить только под 100 Вт лампочкой, а лучше под 200 Вт - ной. В

Вы раскрываете секреты получения особо чистой экологически энергии.
Есть еще сенсационный способ добывания экологически чистого изюма из булок.

М-да... легкое облачко и даже дымка солнечную батарею садят сильно. Заявленную мощность она отдает в середине дня на прямом перпендикулярном солнышке в абсолютно ясную погоду.

Сообщение отредактировал Microwatt - Apr 16 2010, 20:13