Ohřev vody pomocí FV

[Pavel111]

Zdravím všechny příznivce FVE.Nevěděl jsem,kam příspěvek zařadit,ale je to zároveň poptávka,tak to dávám sem.Uvažuji vážně o realizaci ohřevu teplé vody pomocí FVE,ale zkušenosti s tím jsem moc nenašel ani zde na fóru.Máme větší spotřebu teplé vody,než obyčejná domácnost a nemám možnost dát kolektory na střechu domu,ve kterém bydlím.Proto bych chtěl dát na střechu protějšího domu přes dvůr dát FV panely,cca 27 kusů 240Wp (30V/8A)Vlastně 3 takové samostatné nezávislé celky pro každou spirálu jeden.Mám patronu v ohřívači 9kW/3x220V.Měřil jsem odběr jedné spirály při napětí v síti 222V okolo 14,25A,což je něco přes 3 kW.Spirálu jsme naplno využívali pouze sporadicky,protože při dnešním napětí 240 V má skoro 11kW,což je zbytečně moc a ohýbalo to komíny v Temelíně.Většinou jsme měli pouze zapojeny 2 fáze.
Představa je taková:
9x FV panel
1xMPPT Tracker(jestli se sežene)
1x spirála

to celé 3x
ale nevím jestli nebudu muset pořídit vhodnější patronu,např.6kW(3x2kW)kvůli správnému odporu.S tím by mi mohl někdo zdejší poradit.
Toto je zároveň poptávka po komponentech pro tuto realizaci.Pavel

[brumlaj]

Naplánoval jsi to tak, že na tom není co měnit. Doplňuji pouze MPPT což je původem zapojení pana Öplockého. Bohužel ne všichni jsme dostatečně pilně kopírovali jeho web, který již 2 měsíce neexistuje, abychom si v mezičase než bude finální výrobek, bastlili sami. Videa s funkčními vzorky lze shlédnout na TvéTubě.
doplnění: našel jsem jej zde

[Pavel111]

Něco takového s měničem na AC jsem měl na mysli,ale tam píšou,že je to teprve ve vývoji a tudíž nedostupné.A myslíš,že by to fungovalo i s tou silnější spirálou?(byť by měla ve skutečnosti 6 a ne 9kW)

[brumlaj]

ano fungovat to bude, nemá to problém s přizpůsobením se zátěži. Spirály jsou zapojeny do hvězdy, nebo trojúhelníka? Škoda peněz za síťový měnič. Zkus se ozvat přímo panu Kolaříkovi, snad Ti i v mezidobí poskytne nějaký vzorek. Nejde o vývoj, jde o schválení zkušebnou a případně registraci užitného vzoru. Zařízení se už prodávalo, mnoho lidí je dělalo dle návodu Oplockého.......

[atom]

9 panelů (240Wp) na 3kW spirálu je málo. Chce to alespoň 15 aby to jelo nějakou hodinu na 100% výkonu.

Spíš napiš kolik propálíš energie denně v tom bojleru. Těch 27panelů by ti mohlo asi až 40kWh když bude pěkný den.

[brumlaj]

Ale on nepotřebuje jet na 100 procent výkonu spirály. On potřebuje zužitkovat vše co panely dají. A to se se zmíněným regulátorem dá. Není důvod špekulovat jak co ohnout.

[Pavel111]

Spirála je původně do trojúhelníku,což je mi celkem jedno,lze přeci jednoduše přepojit.Jak to myslíš,škoda peněz za měnič?DC by mi nevadil,ale jak řešit potom opalování kontaktů v termostatu?Jasně- term.může ovládat spec.relé na DC,které ale je také poměrně drahé.
Já vím,že 9 panelů je na 3kW málo a ani to snad nepotřebuji.Dotaz byl,jestli kvůli 2kW,co dostanu z panelů a měniče,musím měnit spirálu 3kW za 2kW kvůli odporu.Neznám totiž možnosti této "krabice"jak reaguje,když se mění zátěž(odpor)na výstupu.
Jak napojit 15 panelů na 3kW?Nějak mi to není jasné.15 do série je moc napětí a stejně to dá jen 8A.Na sériopararelní mi nevychází počet-2x7,5?Moc se v FVE nevyznám tak se omlouvám za laické uvažování v tomto směru.Kolik propálím kW na ohřev vody domácnost +firma přesně spočítáno nemám,nemám elměr přímo na boileru,ale procentuálně na faktuře za elektřinu to bude většina.Spotřeba teplé vody není kontinuální.
Tak koukám,že než jsem to napsal,brumlaj mi na něco odpověděl...

[brumlaj]

bez MPPT nebo PWM o tom ani neuvažuj, výkonnový zisk z panelů by byl při menším, než jmenovitém osvitu tristní.
Měnič jsem myslel kupovat nějaké čínské udělátka za drahé peníze a potom laborovat co s tím. Oplocký tam má i nějakou nadproudovou ochranu, takže výkonnější spirály bych se nebál.

[Pavel111]

Kdybych mohl použít spirálu(patronu) co tu mám,bylo by to nejlepší.Né,že bych neměl na jinou,ale mám tu ještě 3ks náhradní a to se počítá.Dělá se vůbec MPPT,kde na výstupu je napětí zhruba stejné jako na vstupu-že to má jen funkci MPPT?

[tomas]

Spirála je původně do trojúhelníku,což je mi celkem jedno,lze přeci jednoduše přepojit.

Pokud je spirála do trojúhelníku, tak je na napětí 3x400V a ne 3x230V.
Přepojení do hvězdy je možné, ale výkon při napětí 3x230V bude jen 3x992W

Topná tělesa zapojená do hvězdy a tedy na napětí 3x230 jsou standardně pouze do 6kW, ty výkonnější už jsou do trojúhelníka a na 3x400V. Jinak potom zakázková výroba.

[Pavel111]

Ano to já vím,že do hvězdy jsou do 6 kW,dokonce 6kW má na štítku obě možnosti zapojení.Ale toto není relevantní pro můj případ,kdy každou spirálu v patroně z těch tří ,co tam jsou,považuji za samostatné topné těleso.Původně je patrona 3x380V,ale já ji mám zapojenou na 3x230V,(původně 220)respektive 2x230V,kdy na 3x230V má úplně stejný příkon jako na 3x400V a na 2x230V má o třetinu nižší.Kdybych z trojúhelníka vyndal jednu fázi,tak bude výkon nižší podstatně více,než o jednu třetinu.To si dokáže každý spočítat.

[Pavel111]

Tak po šesti týdnech provozování fotovoltaiky na topení domu tyto poznatky:
Zapojení natvrdo,bez jakékoli regulace(a případné ztráty).Celkem spokojenost,bez MPPTrakkeru.MPPT pana Oplockého totiž nabízí jen 2,5 kW,což je na mne málo.Instalace cca 6,7kW panelů.Zvolil jsem pro začátek sériopararelní zapojení 2x7 panelů na jednu fázi(spirálu)Když se však slunce opře do panelů a zahřejí se,tak mám k disposici pouze 194 V cca.Takže chci změřit ještě napětí v zimě(mám strach z napěťových špiček)Na jaře,pokud vyjdou mé předpoklady,že se toho nemusím tak obávat,dám na jednu fázi 2x8 panelů.Tím využiju potanciál spirály naplno.
Spínání přes SSrelé se mi bohužel neosvědčilo,takže do budoucna bych chtěl vyzkoušet normální stykač 3f zapojený sériově.Uvidíme.Ten oblouk je opravdu brutální.

[brumlaj]

No uvidíme jak budeš spokojen v zimě za nízkého osvitu. Zapojeno to máš dobře, na to se Oplocký bude dát kdykoli připlácnout, takže až budeš chtít dostat z panelů podstatně více tepla, tak cestu máš kdykoli před sebou. Nebyl by graf napětí na spirále v průběhu dne?

[Vláďa]

Tak po šesti týdnech provozování fotovoltaiky na topení domu tyto poznatky:
Zapojení natvrdo,bez jakékoli regulace(a případné ztráty).Celkem spokojenost,bez MPPTrakkeru.

Tohle bude fungovat sice nějak, ale určitě né optimálně. O co tam jde? Panely mají nějaké v papírech psané napětí, proud a z toho tedy vyjde výkon. Jenže to platí obvykle pro max. osvětlení (slunečný letní den, poledne). Voltampérová charakteristika má typický ohyb, ve kterém je ten MPPT bod (optimální výkonové přizpůsobení k zátěži). Pod tímto bodem (při menším napětí) se panel chová jako zdroj konstantního proudu, který však není konstantní, ale mění se podle osvětlení. Nad ohybem je napětí omezeno tím, že PN přechod v panelu se začne otvírat a teče přes něj proud, který by při nižším napětí tekl do zátěže. Panel si tak omezí napětí naprázdno.

Při velkém zjednodušení je napětí pro max. výkon dané (ve skutečnosti klesá s rostoucí teplotou) a proud je daný osvětlením. Pro optimální výkonové přizpůsobení musí zátěž dělat to samé, tedy měnit odpor. Pokud to neumí, např. při polovičním osvětlení dostanu poloviční proud, ale už né plné napětí co panel umí, ale poloviční napětí a tedy čtvrtinový výkon. Při desetinovém osvětlení mám jen 1% max. výkonu. Tohle přizpůsobení má řešit právě ten MPPT regulátor.

Pokud to má být opravdu jen pro ohřev vody, nevím proč je potřeba, aby napětí bylo střídavé. Nějaký DC měnič s plynule řízeným převodním poměrem přece musí stačit. Kdybych tohle řešil před 30 lety kdy měniče nebyly, asi bych šel cestou přepínat stykačema sérioparalelní uspořádání na jiné sérioparalelní (více panelů paralelně, méně v sérii), v posledním stupni (nejméně světla) by pak byly všechny panely paralelně.

[Vláďa]

No uvidíme jak budeš spokojen v zimě za nízkého osvitu. Zapojeno to máš dobře, na to se Oplocký bude dát kdykoli připlácnout, takže až budeš chtít dostat z panelů podstatně více tepla, tak cestu máš kdykoli před sebou. Nebyl by graf napětí na spirále v průběhu dne?

Ještě mě tak napadlo - nebyla by lepší cesta nepřizpůsobovat zdroj pomocí MPPT regulátoru k zátěži, ale místo toho zařídit aby se přizpůsobovala zátěž? Asi by to chtělo trochu bastlit mechaniku, ale ve výsledku by to bylo možná levnější a účinnější. Spirály bych připojil ke kolektorům né přímo, ale přes výkonové tranzistory, které budou přes nějakou teplosměnnou plochu taky ohřívat vodu.

Při max sluníčku bude celé napětí na spirále, tranzistory budou plně otevřené. Při polovičním osvětlení (poloviční proud) bude na spirále poloviční napětí, zbytek do bodu MPPT bude na tranzistorech. Takže na nich bude 1/4 max. dodávaného výkonu. Při nízkém osvětlení budou topit v podstatě jen tranzistory. Nevím, jestli by v bojleru šla někde dole najít vhodná teplosměnná plocha, ale kdyby se to povedlo, bylo by to určitě levnější, jednodušší a účinnější, než nějaký MPPT regulátor. S zátěžema na principu kombinace tranzistorů a odporů mám bohaté zkušenosti, dělali jsme s tím zkušebnu pro měření baterek.
http://piknymburk.cz/vyb6000.html

[brumlaj]

v tomto případě tam je ta spirála úplně zbytečná, vše lze vyzářit na těch tranzistorech. Prostě vyrobit chladič na tranzistory na standartní rozměr závitu topných těles a hurá s tím přímo do vody.

[gupa]

Já bych se na stejnosměrným přímo na spirálu vykašlal. Jsou stím už i na teoretické úrovni jen problémy.
Hlavní je svodový proud co rozpohybuje kov ohřívače coby galvanický článek.
Druhý je chyba, která nastane při probití spirály do vody.
Třetí je to rozpojování panelů kvůli oblouku a ten odpor spirály.

Osobně bych nejprve chtěl vědět, kolik vody a stupňů z kolika na kolik se má ohřát.

Potom bych se zamyslel, zajak dlouho by takové množství vody zvládl ohřát nějaký hybrid když by ohříval vodu v zapojení spirál do série na na 230V.

Pokud by byl nějaký lepší offgrid měnič s malou baterií, dokáže spínat a odepínat další ongrid měnič asi bych udělal tuto variantu. Střídavý lze jistit, chránit a odepínat bezpečněji než stejnosměrný.

Tak po šesti týdnech provozování fotovoltaiky na topení domu tyto poznatky:
Zapojení natvrdo,bez jakékoli regulace(a případné ztráty).Celkem spokojenost,bez MPPTrakkeru.MPPT pana Oplockého totiž nabízí jen 2,5 kW,což je na mne málo.Instalace cca 6,7kW panelů.Zvolil jsem pro začátek sériopararelní zapojení 2x7 panelů na jednu fázi(spirálu)Když se však slunce opře do panelů a zahřejí se,tak mám k disposici pouze 194 V cca.Takže chci změřit ještě napětí v zimě(mám strach z napěťových špiček)Na jaře,pokud vyjdou mé předpoklady,že se toho nemusím tak obávat,dám na jednu fázi 2x8 panelů.Tím využiju potanciál spirály naplno.
Spínání přes SSrelé se mi bohužel neosvědčilo,takže do budoucna bych chtěl vyzkoušet normální stykač 3f zapojený sériově.Uvidíme.Ten oblouk je opravdu brutální.

[Pavel111]

Ano,v zimě spokojen určitě nebudu,o to však primárně nešlo.Primárně šlo o to v létě ohřát větší množství TUV a zkrátit topnou sezónu.Což zatím vychází.Jsem trochu výše,takže častěji nad inverzní oblačností.Trakker bez střídače by mi stačil,až bude někde dostupný pro 3,5kw,tak ho pořídím(více kusů)Sám si ho udělat neumím.Ohmův zákon znám,tak vím kde je momentálně problém.Když je celý den hezky,jako např.včera a dnes,jede systém "naplno" cca 4,5 hodiny.Ale topí to částečně samozřejmě déle.Graf neumím,pro monitorování střídaviny je toho na trhu spousta,ale DC,to už je horší.Ale toto chci také řešit.Dále ještě doplnit střechu na 12kW.Je toho ještě dost na zlepšování.Ale přípravu už nějakou mám,tak to snad nebude tak zlé.

[brumlaj]

........,pro monitorování střídaviny je toho na trhu spousta,ale DC,to už je horší.............

zas tak zlé to není, existují běžné prostředky. Stačilo by opravdu pouze jak se mění napětí na spirále v průběhu dne. Zapojení máš jednoduché a je super, že je funkční a víš co to dělá. Ale jak říkám, mohlo by dělat více. Ale je to v Tvém případě o dalších investicích. Dva oplocké regulátory (každý na jeden string) a možná jiná spirála ty 2 stringy po 7-mi panelech výkonnově zvládnou. A vytáhneš z panelů násobně více energie ve dnech, kdy bude pod mrakem.

[Pan Taum]

ve dnech, kdy bude pod mrakem.

Pod mrakem, ráno, večer, za deště atd...
Připojovat panely napřímo do ohmické zátěže je dle mne plýtvání.