Нужна помощь с Ибп от трех источников питания, Разработка принципиальной схемы входного болка ИБП Опции

[vALUKARDin]

Здраствуйте, на преддипломной практике передо мной встала такая задача, разработать входной блок питающий ибп от солнечной батареи, ветрогенератора и промышленной сети переменного тока (100-220 В, 45-60 Гц, 1 кВт) Я примерно себе представляю как принципиальную схему разработать, но очень много причин появляется что бы забраковать мои наработки. Если кто нить разбирается подскажите особенности разработки подобных устройств, Спасибо за внимание.

Сообщение отредактировал vALUKARDin - Mar 17 2013, 09:02

Эскизы прикрепленных изображений

 

[artkam]

Вы бы указали диапазон напряжений на выходах ветрогенератора и солнечной батареи...

[vALUKARDin]

Напряжение ветрогенератора Uвг = 48 В ± 10%;
Напряжение солнечной батареи Uсб = 40÷50 В;

[kovigor]

Здраствуйте, на преддипломной практике передо мной встала такая задача, разработать входной блок питающий ибп от солнечной батареи, ветрогенератора и промышленной сети переменного тока (100-220 В, 45-60 Гц, 1 кВт) Я примерно себе представляю как принципиальную схему разработать, но очень много причин появляется что бы забраковать мои наработки. Если кто нить разбирается подскажите особенности разработки подобных устройств, Спасибо за внимание.

Не "блок", а "блоки". От солнечной батареи энергия поступает очень неравномерно, равно как и от ветряка, и питать от них нагрузку напрямую в общем случае невозможно. Один из вариантов - предусмотреть в системе буферный накопитель, например, аккумулятор достаточной емкости, или маховик, который будет пополняться энергией и выдавать ее нагрузке , сглаживая при этом пульсации и колебания потока энергии от источника. Я бы на вашем месте начал с поиска по ключевым словам вроде "солнечная энергетика" и "ветроэнергетика". Задача сложная и объемная, и нужно хорошо представлять себе систему в целом, чтобы спроектировать "входное устройство".
P.S. Можно модель построить и самому все пощупать - "запрячь" для какого-то полезного дела простой ветрячок или солнечную батарею ...

Напряжение ветрогенератора Uвг = 48 В ± 10%;
Напряжение солнечной батареи Uсб = 40÷50 В;

Это из сказки данные ? Любой здравомыслящий человек вам скажет, что так не бывает. Солнце не всегда светит ярко, а ветер вовсе не обязан дуть постоянно сильно и ровно. Это вам так, к сведению ...

[perfect]

Я думмаю что структуру что на картинке надо подумать.
Три источника значит не стабилизаторы напряжения, а три зарядных устройства. Источники могут питать/не_питать в разных комбинациях - когда есть/нет солнце, ветер, сеть. Задача управления - не обидеть аккумуляторную батарею зашкаливающим зарядным током и напряжением. Значит диспетчерить кому сколько вливать в батарею, учитывая приход и выдачу выходному инвертору.

[vALUKARDin]

Когда я начал с поиска по ключевым словам "солнечная энергетика" и "ветроэнергетика" мне руководитель сказал что я это не проектирую, в общем зря потратил время на подбор, всё что надо было это определиться с параметрами которые в общем я и взял, у другого учителя по этому направлению ( не думал что там может быть такая неточность, так как вкр была сдана с такими параметрами ) Спасибо что подметили (оптимальное рабочее напряжение, макс. Вольт - 36)
А вот с устройством я уже не знаю что и думать, идея состоит в том что бы оно просуммировать напряжения от трёх источников, выдать стабилизированное выходное напряжение и по возможности уменьшать потребление мощности сети. В него входят не все блоки функциональной схемы (Вг, Сб, В, Сн, Бс + Су добавил руководитель для выпрямителя, но тут если выбрать управляемый) Остальное проект другого студента.

[kovigor]

Спасибо что подметили (оптимальное рабочее напряжение, макс. Вольт - 36)

Оно должно реально работать, или это для рисования на бумаге ? Бумага все выдержит. И даже проект, сделанный под руководством человека, который, похоже, видел Солнце только на картинках ...
P.S. Поищите в сети готовые системы и скомпилируйте ваш проект из их описаний. При таком подходе как со стороны студента, так и со стороны руководителя это решение будет, похоже, оптимальным ...

[Guest_TSerg_*]

В мое время это была бы реальная разработка в теории и многое в практике.
А щас - бамага все стерпит.

[Ydaloj]

очень хорошо, что напряжение с ветряка при максимально допустимом ветре и напряжение с батареи при максимальной освещённости примерно равны между собой, и так же примерно совпадают с 48 вольтами - типовым напряжением аккумуляторной батареи. Это значит, что ожидается минимум электрических преобразований.
С другой стороны, для выбора конкретного напряжения АКБ нужно руководствоваться не предельными значениями, а среднегодовыми показателями освещённости и ветра в предполагаемом районе, а также параметрами ветрогенератора и СБ - какие характеристики они обеспечат при таком ветре и солнце. Вполне возможно, что придётся перейти на 36 или 24 вольт напряжения АКБ.
На мощность 1кВт бортпитание 24 вольта годится - вполне разумные значения токов, которые можно трансформировать без особых проблем. На 12 вольт переходить уже нельзя - слишком большие токи, слишком сложные преобразователи.

[vALUKARDin]

Спасибо за замечания и коментарии. Позавчера на защите ПДП, защищал свою тему диплома, вобщем прошло не плохо, функциональную схему не забраковали, Но кое что изменилось )) За сутки до конференции прибавилось зарядное устройство и двойное преобразование )) С силовой конечно будут проблемы, если есть какая нить литература близкая к этой теме, черканите пожалуйста )))

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Ydaloj]

распишите обозначения, непонятно же ничерта

[vALUKARDin]

распишите обозначения, непонятно же ничерта

Вэг-Ветрогенератор_Номинальное напряжение ветрогенератора Uвг = 24 В; Pвгmax = 500 Вт;
Сб-Солнечная батарея_Максимальное напряжение солнечной батареиUсб = 36 В; Pсбmax = 180 Вт;
Тр-Трансворматор
В- Выпрямитель
Ф- Фильтр
И- Инвертор
Аб- Аккумуляторная батарея
Зру- зарядное устройство
Вот как то так согласовали структурную схему, ещё конечно придется согласовывать, но хотелось разобраться поглубже что к чему ))

[Ydaloj]

а теперь скажите, зачем выходное напряжение, перед нагрузкой, после второго трансформатора, выпрямлять и сглаживать фильтром, если оно должно быть переменным?

и потом. мне кажется, двойное преобразование - это не из высокого напряжения в низкое, а затем наоборот. Двойное - это из переменного 220 сделать постоянное и сгладить в +300, а затем снова сделать переменное.

А у вас получается классический ИБП с резервным питанием, а не ветрогенераторная установка. Потому что у ветрогенераторов вырабатываемое напряжение приоритетно перед сетевым, а недостаток берётся из сети. А у вас наоборот, сначала идёт сеть, а при недостатке подключается ветрогенератор и СБ.

И суммирование энергии с источников, мне кажется, надо выполнять на высокой стороне, где +300, а затем нарезать синус 220 - и в нагрузку.

Сообщение отредактировал Ydaloj - Mar 23 2013, 08:58

[vALUKARDin]

а теперь скажите, зачем выходное напряжение, перед нагрузкой, после второго трансформатора, выпрямлять и сглаживать фильтром, если оно должно быть переменным?

и потом. мне кажется, двойное преобразование - это не из высокого напряжения в низкое, а затем наоборот. Двойное - это из переменного 220 сделать постоянное и сгладить в +300, а затем снова сделать переменное.

А у вас получается классический ИБП с резервным питанием, а не ветрогенераторная установка. Потому что у ветрогенераторов вырабатываемое напряжение приоритетно перед сетевым, а недостаток берётся из сети. А у вас наоборот, сначала идёт сеть, а при недостатке подключается ветрогенератор и СБ.

И суммирование энергии с источников, мне кажется, надо выполнять на высокой стороне, где +300, а затем нарезать синус 220 - и в нагрузку.

На выходе должны быть Выходное напряжение Uвых = 24 В;
Максимальная выходная мощность Pвых = 1 кВт;
На входе однофазная сеть переменного тока Uвх = 100-240 В;

Как я понимаю у меня добавилось преобразование в постоянку, но это для выполнения требования в Т.з. А на счет приоритетов и напряжения с ветряка и сб тут явно надо додумывать.... Обратные связи точнее систему управления правильно надо сделать, как додумаю, так сразу досогласовывать схему побегу.

[Ydaloj]

то есть, у вас на батареях напряжение 36 вольт, а потребителю выдать надо 24?