Fórum | MyPower.CZ | Obnovitelné zdroje energie - energetická soběstačnost | Poslední návštěva: úte pro 06, 2022 3:33 pm


Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

Výroba elektrické energie pomocí větrných turbín, malých větrných elektráren, diskuze na téma účinnosti, dostupných řešení, zkušenosti, nápady, praktické rady.
PředchozíDalší

Re: Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

Příspěvekod kybos » sob led 04, 2014 9:25 pm

Při odpojení indukčnosti se napětí zvedá tak dlouho, dokud připojeným obvodem neteče stejný proud jako jím tekl před odpojením. Růst napětí se tedy zastaví na závěrném napětí odpojeného spínače (je-li polovodičový) nebo na průrazné pevnosti vzduchové mezery (je-li mechanický), pak zde hoří oblouk tak dlouho, dokud se energie akumulovaná v indukčnosti nespotřebuje. U polovodičového prvku je to nejspolehlivější způsob, jak jej zničit. Pro představu: rozepínám proud 30A spínačem se závěrným napětím 500V. Okamžitý výkon na spínači po rozpojení je tedy 30A*500V=15kW.
7,5 kWp poly JJZ + 3x Tristar MPPT60 (>55 MWh) + 5 kWp mono JJZ + Victron 150/100 + 48V VRLA 180 Ah + LiFePO 780 Ah + UPS 8kW (OPTI-Solar SP8000-SW) + 3F nabíječka 4,8kW (DELTA) Start: 2012
Uživatelský avatar
kybos
 
Příspěvky: 2554
Registrován: sob zář 08, 2012 9:40 pm

Re: Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

Příspěvekod tomas » sob led 04, 2014 10:06 pm

kybos píše:
tomas píše:
Pravděpodobně to probíhá takto: Když se větrník točí tak Midnite Classic vypne DC/DC měnič a změří napětí naprázdno...

Nemám s větrníky moc zkušeností z provozu, doma to nemám a u zákazníků většinou nejde měřit a testovat vlastní teorie a regulátory, tam se musí přijít s hotovým otestovaným výrobkem.


Malé větrníky používají většinou generátory s permanentními magnety, které svou rotací generují napětí v indukčnosti navinuté na statoru. Tato indukčnost není zrovna malá. Zkuste si představit, co se stane, když ji v době procházejícího proudu odpojíte, aby se změřilo napětí naprázdno.....
Nanejvýš tak ověříte závěrné napětí spínače, který ji odpojil... ale jenom jednou....


Bavíme se o odpojování DC napětí které přišlo z větrníku přes 3f. usměrňovač pro jeho diody dimenzované v závěrném směru většinou na minimálně 600V. 3f. střídavinu přímo z větrníku do Midnite Classic ani Tristaru nepřipojíte. Indukčnost je tedy před regulátorem "schovaná" za usměrňovačem.
Stejně je to prd, proti špičkám které se tam mohou dostat indukcí i při vzdáleném úderu blesku nebo od rozdílu zemního potenciálu mezi místem kde stojí větrník a domem do kterého vede kabel z větrníku. Kolega měl několik dní bolavou ruku když na rychlo před bouřkou připojoval svod hromosvod domu k uzemnění a dost daleko udeřil do země blesk. Ty regulátory a polovodiče při bouře dostávají někdy daleko větší šupy. Musí být na to dimenzované, proto mají i tu tlumivku a velkou kapacitu na vstupu a také varistory.
Nevím jak ten firmware Tristaru nebo Midnite Classic pracuje, byl to jen návrh možného řešení jak používá tu tabulku s čísly.
Uživatelský avatar
tomas
 
Příspěvky: 2442
Registrován: pon bře 07, 2011 11:05 am
Bydliště: Třinec

Re: Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

Příspěvekod kybos » sob led 04, 2014 10:32 pm

tomas píše:Bavíme se o odpojování DC napětí které přišlo z větrníku přes 3f. usměrňovač pro jeho diody dimenzované v závěrném směru většinou na minimálně 600V. 3f. střídavinu přímo z větrníku do Midnite Classic ani Tristaru nepřipojíte. Indukčnost je tedy před regulátorem "schovaná" za usměrňovačem.

"Schování " indukčnosti za usměrňovač nepomůže. Při rozpojení se napětí zvýší na hodnotu nejnižšího závěrného napětí, které je v připojeném obvodu. Může to být vstupní usměrňovací dioda, může to být spinač, může to být varistor. V žádném případě tam ovšem nebude napětí generátoru naprázdno dokud se nevybije energie akumulovaná v indukčnosti.
Používám k regulaci větrníku (cca 1kWmax, 24VDC) také šestipulsní můstek 1200V a spínací modul IGBT 1200V 150A 800W a přesto se mi stalo, že při neopatrném odpojení komutační diody při nedobře zkratovaném vstupu regulátoru se spínací modul odporoučel do věčných lovišť.
7,5 kWp poly JJZ + 3x Tristar MPPT60 (>55 MWh) + 5 kWp mono JJZ + Victron 150/100 + 48V VRLA 180 Ah + LiFePO 780 Ah + UPS 8kW (OPTI-Solar SP8000-SW) + 3F nabíječka 4,8kW (DELTA) Start: 2012
Uživatelský avatar
kybos
 
Příspěvky: 2554
Registrován: sob zář 08, 2012 9:40 pm

Re: Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

Příspěvekod tomas » sob led 04, 2014 10:38 pm

solárník píše:Ne, myslím, že vy si to představujete moc jednoduše.

Máme nějaký výkon z turbíny - napětí a proud
Regulátor zjistí, že podle tabulky je výkon moc velký.
Tak sníží zátěž a očekává zvýšení napětí na turbíně.

Asi do dobře nechápu ale velký výkon je přece žádoucí k čemu vyšší napětí a proč snižovat výkon? Z bezpečnostních důvodů? Proudově by se neměl alternátor (generátor s buzením nebo magnety v rotoru) zničit. Vlastní indukčností sám omezuje maximální proud. Zkratem se větrníky běžně brzdí (bavíme se o výkonech jednotek kW). Větší proud než zkratový nedají, to je stejné jako u FVE.
Kde vezme tabulku kterou nemá, nebo myslíš Tristar a Midnite Classic?
solárník píše:To se ale nestane, vrtule se podtočila a výkon klesá stále, jak napětí, tak proud.
Sníží zase výkon. Po dalším měření se napětí i proud opět zmenšily. Přesně opačně, než by algoritmus očekával (vrtule je stále podtočená).

Nevím co znamená podtočená vrtule, ale nezdá se mi moc pravděpodobné že by poklesem zatížení větrníku při konstantním větru nevzrostli jeho otáčky a dále klesali.
solárník píše:=> Takto jdou regulovat panely ale ne větrník. Nic takového, ani vzdáleně podobného MPPT nelze použít.

Jinak řečeno - bez nějaké tabulky od výrobce rotoru nebo experimentálně určené to nevidím dobře.
A tu tabulku právě vypočteme na základě dat, co jsem psal - vlastnosti alternátoru atd.

Ani pro měření open circuit voltage bych nebyl, nastane ukrutný zákmit na rozpojeném obvodu, který při vyšších napětích probije cokoli citlivého. Osobně pochybuji, že ho Tristar na wind mode měří, že by tak hazardovali s hardwarem. Podle mne jen sleduje tabulku, kde má dvojice [zatížené napětí - výkon do zátěže] a tancuje sem a tam se zátěží, aby ji dodržel. Jinými slovy, bez předspočítané tabulky jsme totálně v pytli.

Je to možné že je to tabulka [zatížené napětí - výkon do zátěže] a pracuje jinak, já nevím, jen jsem to navrhl, klidně může být i lepší řešení.
Jen není zatížené napětí přímo úměrné výkonu do zátěže při konstantním větru? Tedy při větším zatížení klesá napětí (vnitřní odpor generátoru a pokles otáček) a naopak? Potom by tato regulace nebyla řešitelná, protože měřená veličina je přímo závislá na té která se nastavuje.
solárník píše:p.s. zkusil jste někdy připojit MPPT regulátor na větrník? Stane se to, že turbína se bude točit krokem (pomalu) a napětí bude rovno napětí za MPPT regulátorem = spadne na minimum po pár regulačních krocích. Právě protože to MPPT přezatíží a vrtule se podtočí, její účinnost spadne na jednotky procent a celý algoritmus jde do háje.


Nemám větrník, ale vím jak se hledá MPP bod a co udělá MPPT regulátor propojený na zdroj nebo akumulátor. Protože těmto zdrojům neklesá výkon při zvýšení zátěže (do spálení pojistek, kabelů nebo zdroje) tak je zatíží na plno, protože jejich MPP bod leží dle vnitřní impedance zdroje většinou blízko zkratu. Jenže větrník nemá MPP bod blízko zkratu = zabrzděná turbína, protože při zabrzděné turbíně je výkon 0W, tak jako při zkratovaných (přetížených) panelech. A algoritmus MPPT pracuje tak, že pokud výkon zvyšováním zátěže začne klesat, tak regulátor začne zátěž snižovat a to způsobí zvýšení otáček a výkonu a to bude regulátor dělat tak dlouho dokud bude výkon růst a tedy než zase dosáhne bodu MPPT, po jeho překročení výkon dále neroste ale otáčky ano - odlehčený větrník. Takže regulátor zase zkusí přidat na zátěži a výkon zase spade do MPP bodu a tak to pořád kmitá kolem MPP bodu. Tak to bude fungovat ve větrném tunelu při konstantním větru kolem 10m/s. Jenže ve skutečnosti nemáme konstantní vítr a máme problém s rozběhem kde nesmíme větrník nadměrně zatížit jinak se neroztočí. Ale zase máme navíc informaci o změně otáček ze změny frekvence napětí a proto si myslím že i ten rozběh je řešitelný.
MPP bod se u FVE také mění nejen se zářením slunce, ale i s teplotou a pro nalezení MPP bodu metodou P&O není nutné měřit teplotu ani ozáření.
Uživatelský avatar
tomas
 
Příspěvky: 2442
Registrován: pon bře 07, 2011 11:05 am
Bydliště: Třinec

Re: Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

Příspěvekod solárník » sob led 04, 2014 10:52 pm

Já bych Uoc neřešil a raději netestoval.

Lze ho lehce spočítat, známe-li frekvenci (lze změřit), souhrnný ohmický odpor statoru (lze změřit/vypočítat jednorázově předem), souhrnnou indukčnost statoru (lze také změřit/vypočítat jedonorázově předem) a výstupní proud (lze změřit v rámci regulace).

Uoc = Uout + Us + Uf (Us = úbytek ve statoru, Uf = forward napětí usměrňovače)
kde úbytek ve statoru Us = R*I + Xl*I (Xl=souhrnná induktance při aktuální frekvenci - spočteme z indukčnosti a frekvence)
(doufám že jsem to takhle před půlnocí napsal dobře)

Nevím co znamená podtočená vrtule, ale nezdá se mi moc pravděpodobné že by poklesem zatížení větrníku při konstantním větru nevzrostli jeho otáčky a dále klesali.


Názorný příklad - křídlo letadla funguje stejně jako list vrtule. Naprosto stejně. Pokud zbrzdíte letadlo pod určitou mez, křídla ztratí vztlak a letadlo se začne propadat. I když dáte plný výkon (analogie k "regulátor ubere zátěž"), pak pokud jste přestoupil určitou mez, není už šance na záchranu a letadlo spadne (analogie k "nevzrostou otáčky", pozn.: jen teoreticky, pokud bude dostatečně vysoko, pilot udělá šipku dolů a rychlost nabere a je z toho venku, což vrtule jaksi sama neumí). V případě vrtule jste ji "podtočil", nebo se tomu říká "stall", tedy mez, přes kterou když přejdete, vrtule ztratí tah a nereaguje vlivem setrvačnosti a stále připojené, byť klidně i podstatně menší, zátěže na žádné podněty, které by ji znovu roztočily. Musíte pak zátěž téměř odepnout (což trvá několik regulačních kroků a tedy delší dobu) a počkat na překonání stall efektu a setrvačnosti, než se opět "chytne". To je podstata toho, proč to nejde jednoduše regulovat. Vy chcete zjistit regulací maximum výkonu, ale tím se dostanete do uvedené "vývrtky" která vede téměř k zastavení vrtule a nezjistíte nic.

Nejjednodušší je znát všechny parametry rotoru i alternátoru. Pak stačí vědět jen rychlost větru, frekvenci a odebíraný výkon. Jak kybos správně podotkl, rychlost větru bude třeba inteligentně filtrovat. Vše ostatní lze spočítat a říci : teď bych měl dát do zátěžě 50W, tak uberu, dávám moc. Zbytek jsou jen výpočty.
Naposledy upravil solárník dne sob led 04, 2014 11:41 pm, celkově upraveno 2
?
solárník
 
Příspěvky: 1526
Registrován: pát bře 15, 2013 7:53 pm

Re: Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

Příspěvekod tomas » sob led 04, 2014 11:07 pm

kybos píše:"Schování " indukčnosti za usměrňovač nepomůže. Při rozpojení se napětí zvýší na hodnotu nejnižšího závěrného napětí, které je v připojeném obvodu. Může to být vstupní usměrňovací dioda, může to být spinač, může to být varistor. V žádném případě tam ovšem nebude napětí generátoru naprázdno dokud se nevybije energie akumulovaná v indukčnosti.
Používám k regulaci větrníku (cca 1kWmax, 24VDC) také šestipulsní můstek 1200V a spínací modul IGBT 1200V 150A 800W a přesto se mi stalo, že při neopatrném odpojení komutační diody při nedobře zkratovaném vstupu regulátoru se spínací modul odporoučel do věčných lovišť.


V tom případě tedy nesmím regulátor s větrníkem odpojit ani od akumulátoru (zátěže), protože než se sepne zatěžovací rezistor (dump load) nebo zkratová brzda, tak bude jistě nějaké zpoždění a větrník bude zatížen pouze malou vlastní spotřebou regulátoru a špička může vzniknout. Je tak? Potom tedy i přepálená pojistka nebo vyražený jistič může napáchat ještě více škody.
A není to tak, že indukované napětí má opačnou polaritu a to se zlikviduje na ochranné diodě která chrání regulátory proti přepólování, podobně jak se dává dioda paralelně k cívce relé? Jenže usměrňovač by to napětí zase otočil do té "správné" polarity. :(
Uživatelský avatar
tomas
 
Příspěvky: 2442
Registrován: pon bře 07, 2011 11:05 am
Bydliště: Třinec

Re: Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

Příspěvekod solárník » sob led 04, 2014 11:19 pm

Mohu potvrdit také zničení měniče, když jsem to odpojil a nevšiml si, že se turbína mezitím lehce roztočila (jinak bych jí slyšel, na což jsem spoléhal). Za usměrňovačem. To byla šlupka, že jsem od toho metr odskočil a to je to malá 1,5m kočička.

Potom tedy i přepálená pojistka nebo vyražený jistič může napáchat ještě více škody.

No to každopádně. A daleko větší nebezpečí je, že se to bez zátěže roztočí tak, že z toho budou lítat trsátka. Pokud nezakročí nějaká ochrana, ale málokdy tam taková bývá.
?
solárník
 
Příspěvky: 1526
Registrován: pát bře 15, 2013 7:53 pm

Re: Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

Příspěvekod kybos » sob led 04, 2014 11:26 pm

Malé větrníky se odpojují vypínačem, který zkratuje všechny fáze generátoru (většinou přímo na stožáru, je-li přístupný). Pokud je k dispozici funkční usměrňovač a nabíjená baterie je oddělena diodou, stačí většinou zkratovat vstupní usměrňovací můstek. Jistit větrník pojistkou proti přetížení nemá smysl. Generátor s PM se chová při přetížení jako zdroj konstantního proudu. Jištění by mělo smysl jako ochrana generátoru před proraženým regulátorem a usměrňovačem proti DC proudu z akumulátoru.
Indukované napětí při odpojení indukčnosti má stejnou polaritu jako napětí, které proud v indukčnosti vyvolalo, jelikož indukčnost se snaží indukovaným napětím při odpojení udržet proud ve stejné hodnotě, který jí tekl před odpojením.
7,5 kWp poly JJZ + 3x Tristar MPPT60 (>55 MWh) + 5 kWp mono JJZ + Victron 150/100 + 48V VRLA 180 Ah + LiFePO 780 Ah + UPS 8kW (OPTI-Solar SP8000-SW) + 3F nabíječka 4,8kW (DELTA) Start: 2012
Uživatelský avatar
kybos
 
Příspěvky: 2554
Registrován: sob zář 08, 2012 9:40 pm

Re: Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

Příspěvekod solárník » sob led 04, 2014 11:47 pm

Viděl jsem turbíny, které měly zkratovací obří triak přímo v alternátoru. Řídící obvod reagoval na zvýšení napětí nad určitou mez, kdy zřejmě předpokládal odpojení zátěže. Byl tam ještě i nějaký varistor a pár součástek.
?
solárník
 
Příspěvky: 1526
Registrován: pát bře 15, 2013 7:53 pm

Re: Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

Příspěvekod tomas » sob led 04, 2014 11:55 pm

To je mi jasné že větrník by neměl být bez zatížení. Ale jde mi jen o tu indukci při krátkém vypnutí, než se sepne zatěžovací rezistor a větrník se roztočí do vysokých otáček. Jinak větrník má samočinné vytočení ze směru větru při velkém větru, ale to zřejmě není dimenzované na nezatížený větrník a tak by se asi dříve roztrhal než vytočil.
Větrník byl také dlouhou dobu bez připojeného akumulátoru i v době orkánu Xaver jen s připojeným (nevhodným) regulátorem a přežil to bez úhony. Co jsem sledoval tak když se větrník začal roztáčet a napětí překročilo cca 10V tak se rozsvítil displej a regulátor ožil. Větrník se vesele točil a napětí lítalo dle poryvů větru od cca 20V do 55V. Při největších poryvech napětí vylítlo nad 56V a regulátor sepnul zatěžovací rezistory větrník se zatížil a otáčky i napětí spadlo a regulátor rezistory zase odpojil. Takto to bez problému fungovalo a žádné napěťové špičky změnou zátěže nevznikaly. Ale problém je ten, že pokud nebyl orkán a velký poryv větru tak se napětí nikdy nedostalo nad 48V a akumulátor by nebyl nabíjen. Potom se přišlo na to že byl omylem dodán nevhodný regulátor, tak teď čekáme na jiný který nabíjí již od 8V.
Sám jsem zvědavý jak to bude fungovat a regulovat i když zřejmě nebude mít MPPT. Dám potom vědět.
Jo a teď jsem si vzpomněl že v návodu na stavbu větrníku v časopise Urob udělej si sám někdy z 80 let měl větrník také zvyšující DC/DC měnič a je možné že se jim tak podařilo i analogově dostat blíž k MPP bodu.
Uživatelský avatar
tomas
 
Příspěvky: 2442
Registrován: pon bře 07, 2011 11:05 am
Bydliště: Třinec

Re: Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

Příspěvekod solárník » ned led 05, 2014 12:15 am

Ano to je tenhle návod
http://files.vyrobaprvozuj.webnode.cz/2 ... %A1tor.doc
Tam bylo možné osadit jednoduchý měnič, který napětí 4-12V transformoval výš.
?
solárník
 
Příspěvky: 1526
Registrován: pát bře 15, 2013 7:53 pm

Re: Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

Příspěvekod tomas » ned led 05, 2014 12:49 am

kybos píše:Malé větrníky se odpojují vypínačem, který zkratuje všechny fáze generátoru (většinou přímo na stožáru, je-li přístupný). Pokud je k dispozici funkční usměrňovač a nabíjená baterie je oddělena diodou, stačí většinou zkratovat vstupní usměrňovací můstek. Jistit větrník pojistkou proti přetížení nemá smysl. Generátor s PM se chová při přetížení jako zdroj konstantního proudu. Jištění by mělo smysl jako ochrana generátoru před proraženým regulátorem a usměrňovačem proti DC proudu z akumulátoru.


Větrník jištění nemá, ale jištění je mezi regulátorem a akumulátorem. A tedy když se najednou přeruší nabíjení (zatížení) hrozí napěťová špička. Ale ten nový regulátor bude mít DC/DC měnič, tak by ten pokles proudu v obvodu větrníku neměl být tak prudký. Ovšem napětí na odpojeném výstupu DC/DC měniče v regulátoru zřejmě také vylítne nahoru.

kybos píše:Indukované napětí při odpojení indukčnosti má stejnou polaritu jako napětí, které proud v indukčnosti vyvolalo, jelikož indukčnost se snaží indukovaným napětím při odpojení udržet proud ve stejné hodnotě, který jí tekl před odpojením.

Nevím které napětí myslíš, ale já myslím indukované napětí které vznikne při odpojení cívky a toto napětí má vždy opačnou polaritu je snaha cívky zachovat pouze stejný směr proudu protékající cívkou. A pro snížení tohoto opačného indukované napětí slouží dioda D1 jak je i na tomto schématu:
http://firma.puhy.cz/wp-content/uploads ... rele_1.jpg
Jinak by totiž byl problém ovládat jakýmkoliv polovodičem i obyčejné relé. Ale i běžný tranzistor je schopný ovládat cívku relé pokud je tam také ta ochranná dioda.
Problém s větrníkem to ale neřeší protože usměrňovač to indukované napětí zase otočí.
Uživatelský avatar
tomas
 
Příspěvky: 2442
Registrován: pon bře 07, 2011 11:05 am
Bydliště: Třinec

Re: Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

Příspěvekod tomas » ned led 05, 2014 2:03 am

kybos píše:
solárník píše:Rád bych posoudil nějaký návrh mechanismu takové adaptivní regulace...


Zkusím nastínit návrh takového algoritmu. Přitom ale zdůrazňuji, že jsem jej nerealizoval, jelikož jsem považoval za jednodušší poněkud zvýšit průměr rotoru a posléze použít poměrně nehospodárnou ale bezpečnou paralelní regulaci, která zároveň jedním a tímtéž výkonovým spinačem (cena) zajišťuje i ochranu rotoru proti nadměrnému zatížení.
Generátor VE jako zdroj elektrické energie si ve zjednodušeném modelu můžeme představit jako sériovou kombinaci zdroje elektormotorického napětí (napětí naprázdno) a vnitřního odporu linearizovaného kolem pracovního bodu, do něhož se promítají elektrické vlastnosti generátoru i mechanické vlastnosti turbíny. Pokud bychom chtěli použít při řízení v širším okolí pracovního bodu podrobnější model, museli bychom vzít v úvahu i nelinearity způsobené magnetickými vlastnostmi generátoru i změny charakteru proudění vzduchu kolem listů turbíny, což by vyžadovalo výrazně komplikovanější řešení.

pokud nehodláte natáčet listy vrtule tak je to zbytečné. Regulovat odebíraný proud na základě proudění vzduchu kolem listů turbíny by asi byla dobrá šílenost, to si ani nedovedu představit.
kybos píše:Proto bych v zájmu amatérské jednoduchosti zůstal raději u linearizovaného modelu. Optimální výkonové přizpůsobení takovému modelu generátoru spočívá v jeho zatěžování impedancí, která je rovna vnitřnímu odporu generátoru v daném pracovním bodě. Jinými slovy: stačí nějakým způsobem vhodně a hlavně rychle měřit virtuální vnitřní odpor generátoru a modifikovat zatěžovací proud tak, aby reálná zatěžovací impedance byla stejná jako virtuální vnitřní odpor. Je zřejmé, že v dnešní době laciných jednočipových počitačů by se asi z cenových důvodů zvolilo diskrétní řešení iterací do ekvidistantních časových kroků. Myslím, že by to mohlo probíhat tak, že by regulátor v určitém poměru třeba v daném kroku snížil zatěžovací proud a z hodnot získaných napětí a proudů minulého a současného kroku by se vypočetl minulý a aktuální výkon. Na základě rozhodnutí o tom zda došlo ke snížení nebo ke zvýšení výkonu by se rozhodlo, zda se má v dalším kroku zatěžovací proud zvýšit nebo snížit.

Toto je klasická metoda MPPT kterou zde také popisuji a která se používá i u FVE - Perturb and Observe (P&O) odchýlení a vyhodnocení.
kybos píše:Informace o změně výkonu by však měla pouze určitou omezenou váhu. Další složku rozhodovací váhy by plnila informace v tabulce, která by se paralelně s tímto regulačním procesem obnovovala (kruhový registr). Do této tabulky by se zaznamenávaly dvojice údajů - frekvence zvlnění (otáčky) a výstupní výkon. Omezený počet hodnot by generoval směrnici, která by reprezentovala určitou váhu v rozhodování zda má regulátor v příštím kroku zatěžovací proud zvýšit nebo snížit. Vzdáleností aktuálního pracovního bodu od optima na uložené křivce z historie by bylo možno v jistých mezích řídit aktuální hodnotu přírůstku zatěžovacího proudu. Při stabilní rychlosti větru (což se v reálu téměř nevyskytuje) by tak regulátor vlastně přešlapoval na místě, střídavě by zvyšoval a snižoval zatěžovací proud ale vzhledem k tomu, že by dle tabulky byl blízko optima, snižoval by velikost přírůstku proudu v jednom kroku. Pokud by došlo k prudkému poryvu větru a regulátor by zjistil velkou odchylku od tabulky, zvýšil by přírůstek na jeden krok tak, aby se co nejrychleji dostal zase do optima. Počet hodnot v tabulce by se musel přizpůsobit výkonovým možnostem regulátoru. V případě nedostatku výpočetního výkonu by ji bylo možno nahradit výpočtem váženého průměru, kdy aktuální hodnoty by dostávaly větší váhu než hodnoty historické.
Tak posuzujte...

To musím více promyslet, ale myslím že se to není v rozporu s tím co jsem psal já, jen se snažíš tomu dát větší rychlost a dynamiku tím že se regulátor bude učit a zapamatuje si některé předchozí regulační zásahy jako body a těch bude využívat. Je tak? Jestli ano, tak je potom na zvážení zda tato komplikace za to stojí a není vhodnější použít rychlejší procesor který to vyhodnotí i bez zapamatování předchozích regulačních zásahů.
Setrvačnost turbíny není proti nám, ale pomáhá nám prudké poryvy větru rozložit v čase případně na ně turbína vůbec nestihne zareagovat a tím stejně nic nenaděláme, to samé i kapacita za usměrňovačem a je tedy otázka jak velká musí být rychlost regulátoru a jeho dynamika když se snažíme ovládat roztočený setrvačník který se sebou nenechá jen tak lehce mávat jak větrem tak regulátorem. Turbína se dle své velikosti bude točit dle aktuální průměrné rychlosti větru v kruhové ploše kterou opisují lopatky.

V solárních střídačích probíhá hledání MPP metodou P&O zhruba jednou nebo vícekrát za sekundu. Pro větrník je to málo? Ze sekundu se mi 3kW větrník nepodařilo brzdou zabrzdit i když se točil docela pomalu a nebyl žádný orkán. U malých 100W větrníčků to bude jiné s těmi zamává každý poryv větru a regulace musí být rychlá, ale roztočení a zastavení kW turbín nějaký čas trvá i v silném větru a regulace může být pomalejší.
Uživatelský avatar
tomas
 
Příspěvky: 2442
Registrován: pon bře 07, 2011 11:05 am
Bydliště: Třinec

Re: Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

Příspěvekod kybos » ned led 05, 2014 10:16 am

tomas píše:Je tak? Jestli ano, tak je potom na zvážení zda tato komplikace za to stojí a není vhodnější použít rychlejší procesor který to vyhodnotí i bez zapamatování předchozích regulačních zásahů.
Setrvačnost turbíny není proti nám, ale pomáhá nám prudké poryvy větru rozložit v čase případně na ně turbína vůbec nestihne zareagovat a tím stejně nic nenaděláme, to samé i kapacita za usměrňovačem a je tedy otázka jak velká musí být rychlost regulátoru a jeho dynamika když se snažíme ovládat roztočený setrvačník který se sebou nenechá jen tak lehce mávat jak větrem tak regulátorem. Turbína se dle své velikosti bude točit dle aktuální průměrné rychlosti větru v kruhové ploše kterou opisují lopatky.
V solárních střídačích probíhá hledání MPP metodou P&O zhruba jednou nebo vícekrát za sekundu. Pro větrník je to málo? Ze sekundu se mi 3kW větrník nepodařilo brzdou zabrzdit i když se točil docela pomalu a nebyl žádný orkán. U malých 100W větrníčků to bude jiné s těmi zamává každý poryv větru a regulace musí být rychlá, ale roztočení a zastavení kW turbín nějaký čas trvá i v silném větru a regulace může být pomalejší.

Je nutné si uvědomit, že se budou porovnávat dva po sobě změřené výkony. Čili do výpočtu následného zatížení se promítne chyba rozdílu hodnot. Vzhledem k setrvačnosti rotoru mohou být tyto výkony hodnotově velmi blízké a jejich rozdíl může být ve stejném řádu jako chyba měření.Čím kratší bude ekvidistantní interval měření, tím blíže budou následné hodnoty výkonu k sobě a tím větší bude vliv chyby měření. Tabulka historických hodnot by měla eliminovat tuto chybu měření a bude vlastně sloužit jako reálně naměřená výkonová křivka konkrétního připojeného rotoru. Algoritmus tak získá na obecnosti použití a naměřená tabulka bude zajišťovat adaptabilitu regulátoru na konkrétní podmínky nasazení. Rychlejší procesor sám o sobě chybu měření nesníží. Je samozřejmě možné použít průměrování hodnot váženým vlečeným průměrem (nejčerstvější hodnota bude mít nejvyšší váhu) ale to zcela nenahradí přesnost měření.
Co se týče časových konstant, tak já na max 1kW větrníku (D=240cm) brzdím zkratem cca 10s pro podstatné snížení otáček. Když je vítr silnější (přes 15m/s), tak se stává, že ani zkratování výstupu rotor z větru "neutrhne" a vrtule začne zpomalovat až po chvilkovém oslabení větru. Proto ji drží aktuálně užívaný paralelní regulátor "velmi ostře na uzdě". Při překročení kritických otáček prudce rostou gyroskopické momenty, které v turbulentním proudění způsobují, že jinak velmi stabilní stožár se začne chovat jako by byl ze silikonu.
7,5 kWp poly JJZ + 3x Tristar MPPT60 (>55 MWh) + 5 kWp mono JJZ + Victron 150/100 + 48V VRLA 180 Ah + LiFePO 780 Ah + UPS 8kW (OPTI-Solar SP8000-SW) + 3F nabíječka 4,8kW (DELTA) Start: 2012
Uživatelský avatar
kybos
 
Příspěvky: 2554
Registrován: sob zář 08, 2012 9:40 pm

Re: Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

Příspěvekod střídač » ned led 05, 2014 2:42 pm

Nevím zdali je možné regulaci řešit popsanými způsoby.

U panelů je dvourozměrné pole závislostí,napětí a proud jež vyvozuje sluneční svit. Zde jsme schopni závislost popsat matematicky a proto máme i MPPT.

U větrníků máme minimálně pole čtařrozměrné, napětí proud, otáčky, určitě další rozměr závislost na mechanických rozměrech vrtule a její chování v závislosti na proudu okolitního vzduchu. Jednotlivé závislosti neumíme matematicky popsat, nelze mít proto nějaké větrné MPPT. Stejně tak jak u spalovacího motoru, musíme tyto závislosti pro určitou sestavu změřit na zkušebně, vytvořit pole parametrů a podle tohoto pole nastavovat zatížení. Jistě můžeme nalézt nějaké přibližné matematicko-empirické vztahy a použit je, leč budou jen přibližné.
?
střídač
 
Příspěvky: 544
Registrován: stř led 02, 2013 4:28 pm

Re: Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

Příspěvekod mypower.cz » ned led 05, 2014 2:52 pm

V kazdem pripade bych si jako programator troufnul rict (dle toho jak to tady sleduju) ze v konecnem case neni nemozne napsat software, ktery se na zaklade vstupni statistiky pokusu a omylu dokaze naucit stale presneji vychytat ty nejoptimalnejsi podminky, aby i z vicerozmerneho pole parametru dokazal vymacknout nejvyssi vykon, ktery se ziskat povede a take si statistiku dokazal upravovat tak, jak se napriklad turbina opotrebovava mechanicky, nebo jak se postupem casu meni jine souvisejici vlivy.
Uživatelský avatar
mypower.cz
R.I.P.
 
Příspěvky: 4935
Registrován: pát bře 04, 2011 11:36 am

Re: Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

Příspěvekod kybos » ned led 05, 2014 3:04 pm

Střídač: Myslím, že srovnání VE se spalovacím motorem silně pokulhává. Na rozdíl od spalovacího motoru, kde je mapa výkonu skutečně vícerozměrná, jelikož můžeme řídit množství vstříknutého paliva, množství vzduchu (bohatost směsi), velikost předstihu, teplotu motoru, přetlak turba, poměr zpětného přisávání výfukových plynů, (...) je možné u malé VE (bez naklápění listů rotoru) měnit jen zátěž. V tomto ohledu je malá VE jen černá skříňka s jednorozměrným řízením (zatěžovací impedance). Pro danou rychlost větru pak zatěžovací charakteristika s vysokou pravděpodobností obsahuje právě jedno absolutní maximum dodaného výkonu a je tedy možné zkonstruovat regulátor, který bude soustavu v blízkosti tohoto maxima udržovat. Dokonce bych se odvážil tvrdit, že při řízení metodou P&O není zapotřebí ani přesný matematický model soustavy.
7,5 kWp poly JJZ + 3x Tristar MPPT60 (>55 MWh) + 5 kWp mono JJZ + Victron 150/100 + 48V VRLA 180 Ah + LiFePO 780 Ah + UPS 8kW (OPTI-Solar SP8000-SW) + 3F nabíječka 4,8kW (DELTA) Start: 2012
Uživatelský avatar
kybos
 
Příspěvky: 2554
Registrován: sob zář 08, 2012 9:40 pm

Re: Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

Příspěvekod střídač » ned led 05, 2014 3:21 pm

kybos píše:Střídač: Myslím, že srovnání VE se spalovacím motorem silně pokulhává



Bezesporu, uvedl jsem to jen jako příklad kdy vstupuje mnoho proměnných jímž neumíme stanovit vypočítatelné závíslosti.

K druhé části, píši to "Jistě můžeme nalézt nějaké přibližné matematicko-empirické vztahy a použit je, leč budou jen přibližné."
?
střídač
 
Příspěvky: 544
Registrován: stř led 02, 2013 4:28 pm

Re: Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

Příspěvekod střídač » ned led 05, 2014 3:26 pm

mypower.cz píše:V kazdem pripade bych si jako programator troufnul rict (dle toho jak to tady sleduju) ze v konecnem case neni nemozne napsat software


Vždy je možné napsat SW jenž dělá to, co očekáváme. Leč, a to považuji za podstatné, je třeba vyjít z "nějakých" počátečních stavů. No a tyto počáteční stavy je nejlépe změřit. Pak je to již vskutku otázka umu programátora jak se vypořádá s důsledky.
?
střídač
 
Příspěvky: 544
Registrován: stř led 02, 2013 4:28 pm

Re: Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

Příspěvekod kybos » ned led 05, 2014 3:36 pm

Střídač: Myslím si, že zde vzniklo jisté nepochopení ohledně počtu nezávisle řízených proměnných. U malých VE skutečně řídíme jedinou proměnnou a to je zatěžovací impedance. U větších se potom přidává řízení naklápění listů případně řízení azimutu gondoly. To, že na výslednou výkonovou charakteristiku působí mnoho vlivů od rychlostí větru počínaje přes teplotu, množství srážek atd. nemá vliv na počet nezávisle řízených proměnných.
7,5 kWp poly JJZ + 3x Tristar MPPT60 (>55 MWh) + 5 kWp mono JJZ + Victron 150/100 + 48V VRLA 180 Ah + LiFePO 780 Ah + UPS 8kW (OPTI-Solar SP8000-SW) + 3F nabíječka 4,8kW (DELTA) Start: 2012
Uživatelský avatar
kybos
 
Příspěvky: 2554
Registrován: sob zář 08, 2012 9:40 pm

PředchozíDalší

Zpět na Větrné turbíny

Kdo je online

Uživatelé procházející toto fórum: CC [Bot] a 0 návštevníků

Reputation System ©'