Chybí Vám nějaké funkce u MPPT regulátorů?

[RadekCX]

no predstav si, ze jsi presne na tom bodu 2 v tabulce 36.9V a 23.4W - tomu odpovida nejake nastaveni regulatoru treba hypoteticky 100 - ja udelam v dalsi kroku zvyseni zateze a nastavim 101 a zmerim opet vykon jdouci z generatoru - pokud ten vykon je vyssi tak tohle nastaveni necham, pokud mi vykon vyjde nizsi tak se vratim zpet a v dalsim kroku zkusim zatizeni pro zmenu snizit na 99 a opet zmerim co z toho leze - pokud vykon vyjde vyssi tak necham snizene nastaveni na 99 pokud nizsi tak se vratim zpet na 100 - ta hystereze je jeste osetrena tim limitem 0.1W, kdy se rozhoduju co udelat a jak zareagovat

cele je to jeste o dost slozitejsi - ladil jsem to skoro 3 mesice na schvalne malem panelu, kde se opravdu velmi spatne rozhoduje co je zmena skutecna a nebo zmena jinych hodnot - navic je to problem merit vykon s rozlisenim na uW 2.5cm od 200W menice

priznam se, ze to nechci moc dal rozpitvavat, a rozebirat jak co presne funguje - jak znamo dabel je ukryt v detailu

mimochodem nemas nejakou vrtulku s generatorem na zapujceni? mame lodzii mezi barakama kde to dost profukuje - nemel by byt problem tam dat konzoli a priupojit to na regl a merit - ja ted nebudu mit cas narychlo delat vrtuli s generatorem
pokud by to chodilo nebo bych dokazal upravit firmware tak aby to chodilo i s vetrnikem nemel by byt problem zase zapujcit regulator k tobe - ja bych snad pak mel motivaci udelat novou verzi na vetsi napeti (tu budu delat tak jako tak)

jsem z Ceskych Budejovic a mam kolegu, ktery jezdi casto k Novym Zamkum - ma tam odtud zenu

[miroc]

Bohuzial momentalne nemam nic vhodne na skusky. Presne by vyhovoval tento maly srandovny Savonius http://www.vawt.om2cm.sk/?q=node/704, ale je uz dlhsiu dobu slubeny zaujemcovi. Si mi vlastne pripomenul, ze uz sa dlhsiu dobu neozval. Zistim ci to plati...

[RadekCX]

tak jsem ten svuj regl naucil dalsi kousky, hlavne dopisuju komunikaci po seriove lince:

http://www.cncnet.info/galery/mppt/vypis_serial.gif

v reglu jsou vsechny udaje (jak provozni data tak konfiguracni hodnoty) registrech, ktere je mozne vycitat tak samozrejme i menit - funguje to nejak takto (kazdy registr ma dve bunky - jednu provozni a druhou konfiguracni - to kvuli tomu aby slo nastavit vic parametru a pak je promitnout najednou - prepisou se do provoznich):
// syntaxe
// r001*; - vypise nastaveni registru r001 - jak run hodnotu tak set
// r001$45; - zapise do r001 hodnotu 45 do set hodnoty
// r001#; - prepise hodnotu z set do run
// c001!; - vykonna prikaz c001

dale jsou definovane jak je videt i prikazy - takze je mozne donutit regl napriklad nucene zacit dobijet z externiho zdroje - mohu treba ted z prace na dalku zapnout dobijeni z 230V, odpojit spotrebice nebo zapnout externi zatez

pridal jsem dalsi vnitrni registry - takze uz se eviduji veskere presouvane energie - tedy z panelu do reglu, z reglu do baterie a z baterie do zateze:
http://www.cncnet.info/solar/

az ten SW finalne dopisu (aspon tak abych to pak jen mohl dopilovavat) tak zacnu navrhovat finalni verzi HW tak aby to umelo aspon 500W a na vstupu cca tech 150-200V

[JAVA]

Zaujala mě zmínka o přehřívání panelu - mám za to, že panel je přirozeně sluncem zahřátý - tak jako každá věc na přímém slunci - nicméně pokud ho zatížím, protékající proud ho ohřeje ještě více díky ztrátám na vnitřním odporu panelu/zdroje.
Díky tomu, že panel pracuje v bodu max. výkonu - což bude jen o něco méně než zkratový proud, "přihřívání" panelu by mělo být docela účinné.

ano presne tohle jsem resil - ja regulator vyvijel na kajutovou lod - kde je to v podstate chatovej rezim a resil jsem co s prebytecnym vykonem pres tyden kdy tam nebudu - bude tam nizkonapetove teleso a bojler s vodou, kam budu prebytecny vykon odvadet - zaroven tim zabranim prehrivani panelu, ktere by jinak byly bez odberu

to moje reseni ma na strane baterie oboustranny snimac proudu +-20A a snimac na strane panelu do 20A takze vim celkovou bilanci - soucet vykonu (baterie, panel, zatez) musi byt 0 plus samozrejme spotreba regulatoru a nejaka ucinnost menice

Regulátor by tedy musel měřit nabíjecí proud do akumulátoru, ale mimo proud tekoucí do spotřebičů. Z toho by poznal kolik proudu teče do akumulátoru a kolik do spotřebičů a proud by omezoval (nebo přepínal do jiného spotřebiče) tak aby nepřekročil dovolený nabíjecí proud akumulátoru. PWM výstup vhodný pro ovládání SSR např:
http://www.gme.cz/ssr-pro-montaz-na-chl ... -p635-025/

[JAVA]

Polemika ohledně regulátoru pro větrnou turbínu vyžaduje teoretické osvětlení. U solárního panelu je zatěžovací charakteristika odpovídající proudovému zdroji - panel má limitované výstupní napětí a limitovaný výstupní (zkratový) proud, který je funkcí dopadající energie. V tomto případě má MPPT algoritmus zcela jasné opodstatnění - hledá se bod pro maximální vytěžení výkonu ze zdroje.
V současné době se u větrných generátorů malých výkonů používají v podstatě BLDC motory v režimu generátoru s usměrněním. Výhodou je zcela bezúdržbový stroj, kde jedinými opotřebovávanými součástkami jsou ložiska.
U generátoru větrné turbíny (a prakticky je lhostejno, zda je to alternátor, BLDC nebo dynamo) je charakteristika příliš tvrdá. Nutno si uvědomit, že zkratový proud je mimo rámec únosnosti použitých polovodičových součástek a pokud je třeba BLDC generátor roztočen větrem a vyzkratujete vývody - odpálíte usměrňovací diody - setrvačná energie vykoná své.
U FV panelu toto nikdy nenastane - zkratový proud má prakticky přesně definovanou hodnotu - na kterou je možné zcela bezpečně dimenzovat elektroniku a reakce při změnách jsou okamžité - žádná setrvačnost...

Takže u popisovaného algoritmu (5x za vteřinu) lehce dojde k přetížení - detekovaný výkon bude stále růst - až dojde na hranici proudové únosnosti polovodičů - nutno hlídat a limitovat maximální proud. Setrvačnost a pokles otáček se projeví až opožděně.

MPPT algoritmus u větru bude muset být zásadně pomalejší - pro ustálení s ohledem na setrvačnou energii celé soustavy. Bohužel změny rychlosti větru můžou být značně rychlé (poryvy) a tak uhlídat to v celku bude oříšek. Asi to bude chtít nějaké adaptivní algoritmy (měření otáček bude výhodou) - v praxi budou řešení větrných turbín, setrvačných hmotností, aerodynamických vlastností a vlastností generátorů mnohem pestřejší, než jsou FVE zdroje. Nedejbože aby chtěl někdo do algoritmu zapracovat nastavení úhlu náběhu stavitelných rotorových listů )) .

Omezme se tedy na čistě amatérskou ligu - turbína s pevnými listy a jednoduchým generátorem typu BLDC s permanentními magnety. Tato soustava bude mít prakticky danou hodnotu rozběhové rychlosti větru (kdy se vůbec vrtule roztočí) a charakteristiku naprázdno - tedy závislost výstupního napětí na rychlosti větru/otáčkách turbíny - ta bude v zjednodušeném pojetí lineární. Důležité jsou otáčky (rychlost větru) kdy se dosáhne rozumně zpracovatelného napětí na výstupu generátoru - tedy o něco vyšší, než napětí nabíjených AKU - tady by měl nastoupit MPPT algoritmus a v prvním momentě udržet napětí na zpracovatelné úrovni ale se zvyšujícími se otáčkami zvyšovat zátěž (u slabého větru rychle dojde ke ztrátě otáček) - čili odtížit, pokud napětí bude klesat ke hranici zpracovatelného napětí.
Další fungování algoritmu je potřeba promyslet podle podmínek - pokud by rychlost větru po dosažení hranice využitelnosti pomalu stoupala, "klasický" MPPT algoritmus pro panely by zřejmě způsobil úměrné zatěžování generátoru a nedovolil by turbíně vhodně zvyšovat otáčky - až se narazí na proudový limit. Tento pracovní bod ale není vhodný - maximální proud a nízké otáčky můžou špatně chladit generátor a navíc se turbína zřejmě ocitne ve velkém snosu s nízkou účinností.
Tady velkou roli bude hrát geometrie a aerodynamika turbíny a vlastnosti generátoru.

[RadekCX]

Zaujala mě zmínka o přehřívání panelu - mám za to, že panel je přirozeně sluncem zahřátý - tak jako každá věc na přímém slunci - nicméně pokud ho zatížím, protékající proud ho ohřeje ještě více díky ztrátám na vnitřním odporu panelu/zdroje.
Díky tomu, že panel pracuje v bodu max. výkonu - což bude jen o něco méně než zkratový proud, "přihřívání" panelu by mělo být docela účinné.

noo na to podle me staci zakon zachovani energii - pokud vezmu panel na ktery napriklad dopada 1kW a ma ucinnost treba 15% tak nepripojeny panel ohriva temer cela 1kW (neco se odrazi, neco se vyzari salanim atd) - nikam jinam se nema kam energie ztratit - teplota se ustali na takove, kde jsou ztraty a prijmy energii v rovnovaze

pokud z tehoz panelu zacnu odebirat onech 150W (coz je jeho ucinnost) tak zakonite jsem tuhle energii z panelu odsal a o to se bude ohrivat mene

co se tyka ztrat na vnitrnim odporu - kdysi davno jsem nejake jednotlive clanky premeroval a Ri vychazel v radech jednotek miliohmu - takze pokud vezmu nas vyse zmineny hypoteticky 150Wp panel s Umppt napriklad 30V a proudem 5A, ktery bude slozen z 60 seriove zapojenych 5A clanku tak celkovy vnitrni odpor bude dejme tomu 60mOhmu - prochazet pres neho bude proud 5A - ztrata na vnitrnim odporu bude tedy R * I^2 co je 1.5W takze jedna setina jeho vykonu - je to naprosto smesne cislo proti tem zbyvajicim 850W, ktere ten panel zahrivaji

[RadekCX]

Polemika ohledně regulátoru pro větrnou turbínu vyžaduje teoretické osvětlení. U solárního panelu je zatěžovací charakteristika odpovídající proudovému zdroji - panel má limitované výstupní napětí a limitovaný výstupní (zkratový) proud, který je funkcí dopadající energie. V tomto případě má MPPT algoritmus zcela jasné opodstatnění - hledá se bod pro maximální vytěžení výkonu ze zdroje.
V současné době se u větrných generátorů malých výkonů používají v podstatě BLDC motory v režimu generátoru s usměrněním. Výhodou je zcela bezúdržbový stroj, kde jedinými opotřebovávanými součástkami jsou ložiska.
U generátoru větrné turbíny (a prakticky je lhostejno, zda je to alternátor, BLDC nebo dynamo) je charakteristika příliš tvrdá. Nutno si uvědomit, že zkratový proud je mimo rámec únosnosti použitých polovodičových součástek a pokud je třeba BLDC generátor roztočen větrem a vyzkratujete vývody - odpálíte usměrňovací diody - setrvačná energie vykoná své.
U FV panelu toto nikdy nenastane - zkratový proud má prakticky přesně definovanou hodnotu - na kterou je možné zcela bezpečně dimenzovat elektroniku a reakce při změnách jsou okamžité - žádná setrvačnost...

no to co jste napsal chapu a vcelku souhlasim, ale netusim treba proc by mel regulator zkratovavat generator

Takže u popisovaného algoritmu (5x za vteřinu) lehce dojde k přetížení - detekovaný výkon bude stále růst - až dojde na hranici proudové únosnosti polovodičů - nutno hlídat a limitovat maximální proud. Setrvačnost a pokles otáček se projeví až opožděně.

no a mate nejake vysvetleni proc by melo dojit k pretizeni? od toho jsou ty regulatory nejak nastavitelne a parametrizovatelne aby system uridily

co se tyka vlastniho algoritmu - zpomaleni regulacni smycky je to nejmensi, ale ani to by nemusel byt velky problem pokud by se zaroven merily otacky rotoru (treba snimanim zvlneni napeti z generatoru) - tak se da velmi dobre eliminovat setrvacna energie ulozena v rotoru

ono interne se meri dokonce kazdych 7ms - to je kvuli presnemu mereni odebranych a dodanych energii

MPPT algoritmus u větru bude muset být zásadně pomalejší - pro ustálení s ohledem na setrvačnou energii celé soustavy. Bohužel změny rychlosti větru můžou být značně rychlé (poryvy) a tak uhlídat to v celku bude oříšek. Asi to bude chtít nějaké adaptivní algoritmy (měření otáček bude výhodou) - v praxi budou řešení větrných turbín, setrvačných hmotností, aerodynamických vlastností a vlastností generátorů mnohem pestřejší, než jsou FVE zdroje. Nedejbože aby chtěl někdo do algoritmu zapracovat nastavení úhlu náběhu stavitelných rotorových listů )) .

no nedelal bych z toho kovbojku - je pravda, ze jsem se s tim MPPT algoritmem trapil asi mesic, ale jednak proto, ze jsem to psal po chvilkach po vecerech a take proto, ze vecer slunce nesviti a nebylo to jak vyzkouset a nasimulovat si umele charakteristiku FV panelu na zdroji nebylo zas tak jednoduche - dost to s nim cvicilo
otazkou je zda by treba velmi nepomohlo merit nezavisle rychlost vetru nejakou nezavislou vrtulkou

Důležité jsou otáčky (rychlost větru) kdy se dosáhne rozumně zpracovatelného napětí na výstupu generátoru - tedy o něco vyšší, než napětí nabíjených AKU - tady by měl nastoupit MPPT algoritmus a v prvním momentě udržet napětí na zpracovatelné úrovni ale se zvyšujícími se otáčkami zvyšovat zátěž (u slabého větru rychle dojde ke ztrátě otáček) - čili odtížit, pokud napětí bude klesat ke hranici zpracovatelného napětí.

no tohle vsechno umim s prehledem - tohle je novy vystup z toho meho reglu:
http://www.cncnet.info/solar/index2.php
je vyrez ze dne kdy je napeti na panelu vyssi nez 12V - tedy mirne driv nez zacne regl vubec reagovat - u vetrniku to ale nebude zalezet ani tak na napeti aku, ale na nejakych minimalnich otackach rotoru, kdy ma smysl vubec neco delat - ten paramater tam ja uz ted mam

vsimnete si predevsim prvnich trech grafu - vykon panelu, napeti panelu a nastaveni vykonu menice - kouknete se hlavne na zacatek grafu - kde vidite jak regulator mava s nastavenim menice, ale graf vykonu je naprosto hladky a spojity, coz je to co je dulezite - tzn ze odber vykonu z generatoru nekolisa a jeho zatizeni je spojite - komparacni hranice algoritmu je ted nastavena na 0.1W

musim si to jeste trosku promyslet, ale je mozne, ze tak jak to mam udelane nevadi ani to zpozdeni zpusobene naakumulovanou energii v rotoru

Další fungování algoritmu je potřeba promyslet podle podmínek - pokud by rychlost větru po dosažení hranice využitelnosti pomalu stoupala, "klasický" MPPT algoritmus pro panely by zřejmě způsobil úměrné zatěžování generátoru a nedovolil by turbíně vhodně zvyšovat otáčky - až se narazí na proudový limit. Tento pracovní bod ale není vhodný - maximální proud a nízké otáčky můžou špatně chladit generátor a navíc se turbína zřejmě ocitne ve velkém snosu s nízkou účinností.
Tady velkou roli bude hrát geometrie a aerodynamika turbíny a vlastnosti generátoru.

ja hlavne nevim co myslite tim "klasickym" MPPT - pokud myslite to co se dela obvykle kdy regl promeruje celou charakteristiku o zkratu az do open circuit tak to samozrejme je problem tohle ja nedelam

na druhou stranu vy porad operujete tim, ze MPPT nastavi zatizeni tak, ze bude maximalni proud a nizke otacky - to je prece blbost - maximalni proud neznamena maximalni vykon!!

[kybos]

Nutno si uvědomit, že zkratový proud je mimo rámec únosnosti použitých polovodičových součástek a pokud je třeba BLDC generátor roztočen větrem a vyzkratujete vývody - odpálíte usměrňovací diody - setrvačná energie vykoná své.
...

Takže u popisovaného algoritmu (5x za vteřinu) lehce dojde k přetížení - detekovaný výkon bude stále růst - až dojde na hranici proudové únosnosti polovodičů - nutno hlídat a limitovat maximální proud.

Omezme se tedy na čistě amatérskou ligu - turbína s pevnými listy a jednoduchým generátorem typu BLDC s permanentními magnety. Tato soustava bude mít prakticky danou hodnotu rozběhové rychlosti větru (kdy se vůbec vrtule roztočí) a charakteristiku naprázdno - tedy závislost výstupního napětí na rychlosti větru/otáčkách turbíny - ta bude v zjednodušeném pojetí lineární.

Dovolil bych si poněkud oponovat. Možná tyto teze platí u turbín o výkonech v řádu MW, ale u malých větrných turbín do 1kW to bude asi trochu jinak. Provozuji přes deset let malou větrnou turbínu (amatérská liga - turbína s pevnými listy a jednoduchým generátorem s permanentními magnety) s výkonem do 1kW (33V/30A při 12m/s) s paralelní regulací. Usměrňovač má jmenovitý proud 50A a zatěžovací charakteristika generátoru s permanentními magnety má výrazný proudový limit (lehce nad 30A), který je dán jednak magnetickým tokem rotoru generátoru a jednak momentem zatížení větrné turbíny, který snižuje otáčky a díky snížení otáček vzhledem k rychlosti větru se na výkonové charakteristice posouvá pracovní bod do oblasti nižších výkonů (rychloběžnost stroje se třemi listy). Malé větrné turbíny se pro ochranu proti přetočení brzdí elektricky (odstavení se provede zkratováním generátoru). Dovolil bych si tvrdit, že paralelní způsob regulace je vhodný, neboť limituje maximální otáčky rotoru a tím omezuje namáhání ložisek a listů v bouřlivém větru. Ještě bych poznamenal, že omezování otáček paralelní regulací není jedinou metodou ke snížení výkonu stroje, v součinnosti s touto regulací působí přímočinná regulace sklápění osy rotace ze směru větru. Sklápění osy rotace má díky gyroskopickému momentu pomalejší časovou odezvu.
Za uplynulých 10 let provozu už nějaká ta vichřice otestovala regulační schopnosti paralelního regulátoru a vzhledem ke vhodně dimenzovaným polovodičovým prvkům nedošlo k jejich destrukci.

[JAVA]

Nutno si uvědomit, že zkratový proud je mimo rámec únosnosti použitých polovodičových součástek a pokud je třeba BLDC generátor roztočen větrem a vyzkratujete vývody - odpálíte usměrňovací diody - setrvačná energie vykoná své.
...

Takže u popisovaného algoritmu (5x za vteřinu) lehce dojde k přetížení - detekovaný výkon bude stále růst - až dojde na hranici proudové únosnosti polovodičů - nutno hlídat a limitovat maximální proud.

Omezme se tedy na čistě amatérskou ligu - turbína s pevnými listy a jednoduchým generátorem typu BLDC s permanentními magnety. Tato soustava bude mít prakticky danou hodnotu rozběhové rychlosti větru (kdy se vůbec vrtule roztočí) a charakteristiku naprázdno - tedy závislost výstupního napětí na rychlosti větru/otáčkách turbíny - ta bude v zjednodušeném pojetí lineární.

Dovolil bych si poněkud oponovat. Možná tyto teze platí u turbín o výkonech v řádu MW, ale u malých větrných turbín do 1kW to bude asi trochu jinak. Provozuji přes deset let malou větrnou turbínu (amatérská liga - turbína s pevnými listy a jednoduchým generátorem s permanentními magnety) s výkonem do 1kW (33V/30A při 12m/s) s paralelní regulací. Usměrňovač má jmenovitý proud 50A a zatěžovací charakteristika generátoru s permanentními magnety má výrazný proudový limit (lehce nad 30A), který je dán jednak magnetickým tokem rotoru generátoru a jednak momentem zatížení větrné turbíny, který snižuje otáčky a díky snížení otáček vzhledem k rychlosti větru se na výkonové charakteristice posouvá pracovní bod do oblasti nižších výkonů (rychloběžnost stroje se třemi listy). Malé větrné turbíny se pro ochranu proti přetočení brzdí elektricky (odstavení se provede zkratováním generátoru). Dovolil bych si tvrdit, že paralelní způsob regulace je vhodný, neboť limituje maximální otáčky rotoru a tím omezuje namáhání ložisek a listů v bouřlivém větru. Ještě bych poznamenal, že omezování otáček paralelní regulací není jedinou metodou ke snížení výkonu stroje, v součinnosti s touto regulací působí přímočinná regulace sklápění osy rotace ze směru větru. Sklápění osy rotace má díky gyroskopickému momentu pomalejší časovou odezvu.
Za uplynulých 10 let provozu už nějaká ta vichřice otestovala regulační schopnosti paralelního regulátoru a vzhledem ke vhodně dimenzovaným polovodičovým prvkům nedošlo k jejich destrukci.

Jistě. Používáte regulátor na to navržený a dimenzovaný - prakticky ke konkrétnímu typu (řadě) větrných turbín. Ta úvaha ale řešila problémy nasazení MPPT algoritmu psaného pro FV panely na větrnou turbínu. Jde o to, že zdroj (turbína s generátorem) má výrazně odlišnou zatěžovací charakteristiku než FV panel.

Pokud máte možnost, proměřte to - bez regulátoru, zatěžujte přímo výstup (po usměrnění) po roztočení turbíny dle možností stabilním větrem. To bude mít pro tuto diskuzi značný přínos.
Velmi přínosné by bylo i proměření dynamického chování - nechat turbínu roztočit naprázdno a po ustálení rychlosti ji dát do zkratu. Teoreticky se to neliší od stavu zkratování turbíny při brzdění turbíny při nadměrném větru. Ta dynamika je ale zajímavá - tedy kam až vyskočí zkratový proud při roztočené turbíně.

[JAVA]

Zaujala mě zmínka o přehřívání panelu - mám za to, že panel je přirozeně sluncem zahřátý - tak jako každá věc na přímém slunci - nicméně pokud ho zatížím, protékající proud ho ohřeje ještě více díky ztrátám na vnitřním odporu panelu/zdroje.
Díky tomu, že panel pracuje v bodu max. výkonu - což bude jen o něco méně než zkratový proud, "přihřívání" panelu by mělo být docela účinné.

noo na to podle me staci zakon zachovani energii - pokud vezmu panel na ktery napriklad dopada 1kW a ma ucinnost treba 15% tak nepripojeny panel ohriva temer cela 1kW (neco se odrazi, neco se vyzari salanim atd) - nikam jinam se nema kam energie ztratit - teplota se ustali na takove, kde jsou ztraty a prijmy energii v rovnovaze

pokud z tehoz panelu zacnu odebirat onech 150W (coz je jeho ucinnost) tak zakonite jsem tuhle energii z panelu odsal a o to se bude ohrivat mene

co se tyka ztrat na vnitrnim odporu - kdysi davno jsem nejake jednotlive clanky premeroval a Ri vychazel v radech jednotek miliohmu - takze pokud vezmu nas vyse zmineny hypoteticky 150Wp panel s Umppt napriklad 30V a proudem 5A, ktery bude slozen z 60 seriove zapojenych 5A clanku tak celkovy vnitrni odpor bude dejme tomu 60mOhmu - prochazet pres neho bude proud 5A - ztrata na vnitrnim odporu bude tedy R * I^2 co je 1.5W takze jedna setina jeho vykonu - je to naprosto smesne cislo proti tem zbyvajicim 850W, ktere ten panel zahrivaji

Vidíte, vzít to přes energie mě nenapadlo. Máte pravdu - článek svoje parametry nemění, tedy při odevzávání el.energie bude chladnější - bude ohříván o cca těch 15% nižší energií.
Jsem před montáží dvou pokusných panelů na sedlovou střechu, až tam budou, dám zespoda na nosný plast panelu pod několik článků teplotní čidla a zjistím, jaká je změna. Panely pojedou přes mikroměniče INVOLAR - tedy v maximu MPPT - rozdíl mezi vypnutým měničem a měničem v provozu bude znatelný. Až budou výsledky podělím se.

[tomas]

U generátoru větrné turbíny (a prakticky je lhostejno, zda je to alternátor, BLDC nebo dynamo) je charakteristika příliš tvrdá. Nutno si uvědomit, že zkratový proud je mimo rámec únosnosti použitých polovodičových součástek a pokud je třeba BLDC generátor roztočen větrem a vyzkratujete vývody - odpálíte usměrňovací diody - setrvačná energie vykoná své.

Nevím jak u BLDC, ale alternátor má zkratový proud omezený svou konstrukcí. Vlastní indukčností sám omezuje maximální proud. U dynama to ale neplatí. 100A a i větší proudy nejsou pro správně dimenzované polovodiče problém, ale to už se vám asi většina zkratového výkonu zmaří ve vodiči k elektrárně než v polovodiči.

[tomas]

Vidíte, vzít to přes energie mě nenapadlo. Máte pravdu - článek svoje parametry nemění, tedy při odevzávání el.energie bude chladnější - bude ohříván o cca těch 15% nižší energií.
Jsem před montáží dvou pokusných panelů na sedlovou střechu, až tam budou, dám zespoda na nosný plast panelu pod několik článků teplotní čidla a zjistím, jaká je změna. Panely pojedou přes mikroměniče INVOLAR - tedy v maximu MPPT - rozdíl mezi vypnutým měničem a měničem v provozu bude znatelný. Až budou výsledky podělím se.

Vadné a nefungující panely nebo články jsou teplejší než ty fungující. S pomocí termokamery lze velmi rychle a jednoduše zkontrolovat stav panelů, takto to potom vypadá:
http://vec.vsb.cz/cz/energeticke-sluzby ... stika.html

[JAVA]

Polemika ohledně regulátoru pro větrnou turbínu vyžaduje teoretické osvětlení. U solárního panelu je zatěžovací charakteristika odpovídající proudovému zdroji - panel má limitované výstupní napětí a limitovaný výstupní (zkratový) proud, který je funkcí dopadající energie. V tomto případě má MPPT algoritmus zcela jasné opodstatnění - hledá se bod pro maximální vytěžení výkonu ze zdroje.
V současné době se u větrných generátorů malých výkonů používají v podstatě BLDC motory v režimu generátoru s usměrněním. Výhodou je zcela bezúdržbový stroj, kde jedinými opotřebovávanými součástkami jsou ložiska.
U generátoru větrné turbíny (a prakticky je lhostejno, zda je to alternátor, BLDC nebo dynamo) je charakteristika příliš tvrdá. Nutno si uvědomit, že zkratový proud je mimo rámec únosnosti použitých polovodičových součástek a pokud je třeba BLDC generátor roztočen větrem a vyzkratujete vývody - odpálíte usměrňovací diody - setrvačná energie vykoná své.
U FV panelu toto nikdy nenastane - zkratový proud má prakticky přesně definovanou hodnotu - na kterou je možné zcela bezpečně dimenzovat elektroniku a reakce při změnách jsou okamžité - žádná setrvačnost...

no to co jste napsal chapu a vcelku souhlasim, ale netusim treba proc by mel regulator zkratovavat generator

Regulátor pro větrné turbíny má režim zkratování generátoru - brzdění při nadměrném větru. Ale tady to bylo jenom jako popis dynamického stavu - reálně regulátor bude hlídat proudový limit (což ale u FV panelu jako zdroje nutně nemusí).

Takže u popisovaného algoritmu (5x za vteřinu) lehce dojde k přetížení - detekovaný výkon bude stále růst - až dojde na hranici proudové únosnosti polovodičů - nutno hlídat a limitovat maximální proud. Setrvačnost a pokles otáček se projeví až opožděně.

no a mate nejake vysvetleni proc by melo dojit k pretizeni? od toho jsou ty regulatory nejak nastavitelne a parametrizovatelne aby system uridily

co se tyka vlastniho algoritmu - zpomaleni regulacni smycky je to nejmensi, ale ani to by nemusel byt velky problem pokud by se zaroven merily otacky rotoru (treba snimanim zvlneni napeti z generatoru) - tak se da velmi dobre eliminovat setrvacna energie ulozena v rotoru

ono interne se meri dokonce kazdych 7ms - to je kvuli presnemu mereni odebranych a dodanych energii

Vyzkoušejte to v praxi, myslím, že nemá cenu to příliš okecávat - zajímá mě, jak bude algoritmus skákat nahoru až k proudovému limitu. Pokud tento jev nastane, shodneme se alespoň na tom, že pokud by limit nebyl hlídán, došlo by k přetížení.
Musím ale podotknout, že chování je silně závislé na parametrech turbíny a generátoru. U drobných sestav bude zdroj natolik "měkký" že k tomu nedojde.

MPPT algoritmus u větru bude muset být zásadně pomalejší - pro ustálení s ohledem na setrvačnou energii celé soustavy. Bohužel změny rychlosti větru můžou být značně rychlé (poryvy) a tak uhlídat to v celku bude oříšek. Asi to bude chtít nějaké adaptivní algoritmy (měření otáček bude výhodou) - v praxi budou řešení větrných turbín, setrvačných hmotností, aerodynamických vlastností a vlastností generátorů mnohem pestřejší, než jsou FVE zdroje. Nedejbože aby chtěl někdo do algoritmu zapracovat nastavení úhlu náběhu stavitelných rotorových listů )) .

no nedelal bych z toho kovbojku - je pravda, ze jsem se s tim MPPT algoritmem trapil asi mesic, ale jednak proto, ze jsem to psal po chvilkach po vecerech a take proto, ze vecer slunce nesviti a nebylo to jak vyzkouset a nasimulovat si umele charakteristiku FV panelu na zdroji nebylo zas tak jednoduche - dost to s nim cvicilo
otazkou je zda by treba velmi nepomohlo merit nezavisle rychlost vetru nejakou nezavislou vrtulkou

Sohlasím, je potřeba to nasadit a pak se to doladí. Nezávislé měření rychlosti větru má přínos, ale u malých zdrojů je to asi zbytečné. Nicméně by to pak pomohlo optimalizovat účinnost turbíny - to už by bylo ale potřeba znát aerodynamické charakteristiky turbíny a to u malých turbín nikdo neudává.

Důležité jsou otáčky (rychlost větru) kdy se dosáhne rozumně zpracovatelného napětí na výstupu generátoru - tedy o něco vyšší, než napětí nabíjených AKU - tady by měl nastoupit MPPT algoritmus a v prvním momentě udržet napětí na zpracovatelné úrovni ale se zvyšujícími se otáčkami zvyšovat zátěž (u slabého větru rychle dojde ke ztrátě otáček) - čili odtížit, pokud napětí bude klesat ke hranici zpracovatelného napětí.

no tohle vsechno umim s prehledem - tohle je novy vystup z toho meho reglu:
http://www.cncnet.info/solar/index2.php
je vyrez ze dne kdy je napeti na panelu vyssi nez 12V - tedy mirne driv nez zacne regl vubec reagovat - u vetrniku to ale nebude zalezet ani tak na napeti aku, ale na nejakych minimalnich otackach rotoru, kdy ma smysl vubec neco delat - ten paramater tam ja uz ted mam

vsimnete si predevsim prvnich trech grafu - vykon panelu, napeti panelu a nastaveni vykonu menice - kouknete se hlavne na zacatek grafu - kde vidite jak regulator mava s nastavenim menice, ale graf vykonu je naprosto hladky a spojity, coz je to co je dulezite - tzn ze odber vykonu z generatoru nekolisa a jeho zatizeni je spojite - komparacni hranice algoritmu je ted nastavena na 0.1W

musim si to jeste trosku promyslet, ale je mozne, ze tak jak to mam udelane nevadi ani to zpozdeni zpusobene naakumulovanou energii v rotoru

Souhlasím, ale otáčky měřit netřeba - prakticky stačí napětí zdroje ať jsou otáčky jakékoliv - nabíjení se dá pustit s nižším napětím, když má vybitý AKU pod 11V a s vyšším napětím, když se dobíjí částečně nabitý AKU.

Další fungování algoritmu je potřeba promyslet podle podmínek - pokud by rychlost větru po dosažení hranice využitelnosti pomalu stoupala, "klasický" MPPT algoritmus pro panely by zřejmě způsobil úměrné zatěžování generátoru a nedovolil by turbíně vhodně zvyšovat otáčky - až se narazí na proudový limit. Tento pracovní bod ale není vhodný - maximální proud a nízké otáčky můžou špatně chladit generátor a navíc se turbína zřejmě ocitne ve velkém snosu s nízkou účinností.
Tady velkou roli bude hrát geometrie a aerodynamika turbíny a vlastnosti generátoru.

ja hlavne nevim co myslite tim "klasickym" MPPT - pokud myslite to co se dela obvykle kdy regl promeruje celou charakteristiku o zkratu az do open circuit tak to samozrejme je problem tohle ja nedelam

na druhou stranu vy porad operujete tim, ze MPPT nastavi zatizeni tak, ze bude maximalni proud a nizke otacky - to je prece blbost - maximalni proud neznamena maximalni vykon!!

Tím klasickým myslím MPPT algoritmus pro FV panely. Není nutno proměřovat celou charakteristiku - to ani neděláte - to jsem vyčetl. Najíždění od nuly by v tomto případě mohlo způsobovat odtížení generátoru a zbytečné přetáčení turbíny.

To jsem nikdy netvrdil, že maximální proud znamená maximální výkon. Tady jde o zatěžovací charakteristiku, která je jiná, než u FV panelů a bude VELMI různá dle konkrétní sestavy turbíny a generátoru. Tohle ale bude potřeba opravdu prakticky ověřit. Proto ten návrh použití nějakých adaptivních metod, které by dovedly vytěžit maximum z konkrétní sestavy turbína-generátor aniž by bylo nutno do regulátoru zadávat parametry pro řízení které navíc nebudou známy.

Třeba zajímavým stavem může být odtržení proudnic při velkém snosu u turbíny - následně výrazně poklesne výkon. Otázka zní, jak se s tím vyrovnat - odtržení nastává méně snáze u malých rychlostí větru, ale tohle je potřeba opravdu testovat - tohle bude u každé konstrukce turbíny zcela individuální. Jeden z adaptivních algoritmů by třeba mohl za stabilního větru (stačí měření napětí naprázdno) provést pomalé najíždění (zatěžování generátoru) tak, aby se eliminovaly setrvačné jevy - až do maxima - teoreticky by se měl projevit skokový pokles výkonu - odtržení proudnic a spadnutí účinnosti turbíny. To by se zřejmě mělo provést při různých rychlostech větru a adaptivně nastavit regulátor tak, aby udržel optimální účinnost turbíny. Zde opět podotýkám, že různá řešení turbín se budou taky různě chovat z hlediska aerodynamiky.

Zde pro další polemiku by bylo vhodné kdyby někdo změřil konkrétní zatěžovací charakteristiku některé sestavy turbína-generátor. Zatěžovací charakteristiky FV panelů jsou podobné jako vejce vejci a jsou přímo udávány v katalogových listech výrobců FV panelů. U větrných elektráren tomu ale tak není.
Pokud tedy někdo má (nebo změří) jakékoliv charakteristiky větrné turbíny (pro nás je nejpodstatnější zatěžovací při definované stabilní rychlosti větru) sem s nimi. Budeme vděčni.

[JAVA]

Vidíte, vzít to přes energie mě nenapadlo. Máte pravdu - článek svoje parametry nemění, tedy při odevzávání el.energie bude chladnější - bude ohříván o cca těch 15% nižší energií.
Jsem před montáží dvou pokusných panelů na sedlovou střechu, až tam budou, dám zespoda na nosný plast panelu pod několik článků teplotní čidla a zjistím, jaká je změna. Panely pojedou přes mikroměniče INVOLAR - tedy v maximu MPPT - rozdíl mezi vypnutým měničem a měničem v provozu bude znatelný. Až budou výsledky podělím se.

Vadné a nefungující panely nebo články jsou teplejší než ty fungující. S pomocí termokamery lze velmi rychle a jednoduše zkontrolovat stav panelů, takto to potom vypadá:
http://vec.vsb.cz/cz/energeticke-sluzby ... stika.html

Výborná ukázka. Teď už ale asi šťourám - ale články v panelech jsou sériově-paralelně řazeny - pokud jeden článek nevyrábí - mělo by se to projevit na jedné celé sériové větvi článků - od všech bude odebraná energie nižší (pokud je ten jeden přerušen, tak žádná) - jak lze vysvětlit jeden jediný přehřátý článek v panelu aniž by byla ovlivněna i teplota souvisejících článků ?

[JAVA]

U generátoru větrné turbíny (a prakticky je lhostejno, zda je to alternátor, BLDC nebo dynamo) je charakteristika příliš tvrdá. Nutno si uvědomit, že zkratový proud je mimo rámec únosnosti použitých polovodičových součástek a pokud je třeba BLDC generátor roztočen větrem a vyzkratujete vývody - odpálíte usměrňovací diody - setrvačná energie vykoná své.

Nevím jak u BLDC, ale alternátor má zkratový proud omezený svou konstrukcí. Vlastní indukčností sám omezuje maximální proud. U dynama to ale neplatí. 100A a i větší proudy nejsou pro správně dimenzované polovodiče problém, ale to už se vám asi většina zkratového výkonu zmaří ve vodiči k elektrárně než v polovodiči.

BLDC je prakticky střídavý alternátor s permanentním buzením (pokud to použijeme jako generátor) - výstup se zpravidla usměrní polovodičovým můstkem .
Pokud mluvíte o automobilovém alternátoru, tam je situace trochu jiná - alternátor je buzen cívkou na rotoru a ta je napájena regulátorem který z důvodu širokých provozních otáček alternátoru budí cívku tak, aby výstupní napětí bylo použitelné pro palubní síť automobilu a nedocházelo k přebíjení akumulátoru. Regulátor dovede pracovat už že samotného alternátoru - resp. počáteční napětí se získá z remanentního magnetického toku kotvy (zbytkový magnetizmus). Funguje to i obráceně - pokud alternátor vyzkratujete, buzení zmizí a alternátor dá nízký zkratový proud který je vyvolán jen zbytkovým magnetismem.
Toto ale zřejmě u větrných elektráren takto fungovat nebude. Bylo by potřeba tedy reálně proměřit generátory používané pro větrné elektrárny.

[kybos]

...
Pokud máte možnost, proměřte to - bez regulátoru, zatěžujte přímo výstup (po usměrnění) po roztočení turbíny dle možností stabilním větrem. To bude mít pro tuto diskuzi značný přínos.
Velmi přínosné by bylo i proměření dynamického chování - nechat turbínu roztočit naprázdno a po ustálení rychlosti ji dát do zkratu. Teoreticky se to neliší od stavu zkratování turbíny při brzdění turbíny při nadměrném větru. Ta dynamika je ale zajímavá - tedy kam až vyskočí zkratový proud při roztočené turbíně.

Kdysi jsem se pokoušel takové měření provést ale skončilo to nezdarem. Bohužel nemám VE postavenou v lokalitě, kde by foukal vítr konstantní dostatečně vysokou rychlostí. U nízkých rychlostí není v podstatě co měřit a pro vysoké rychlosti, kdy je ve větru dostatek energie je proudění vždy turbulentní a vítr nárazový. Exaktní měření by bylo možno provést jen ve větrném tunelu s definovaně řiditelnou rychlostí větru. Ale to už jsme cenově mimo amatérskou ligu.
Co se týče dynamického namáhání, je potřeba si uvědomit, že potenciál energie větru roste s třetí mocninou rychlosti a tedy velmi blízko za hranicí maximálního výkonu je hranice od které je třeba chránit rotor před destrukcí, jelikož za tímto limitem dynamické síly v soustavě velmi prudce rostou. A právě proto, že limit proudu a tím i brzdného momentu je dán konstrukcí alternátoru, není elektricky možné zabrzdit rozjetý rotor, jehož kroutící moment překročí hranici brzdného momentu. Párkrát jsem se do této situace dostal, když jsem ladil paralelní regulátor. Když potom slyšíte jak na doraz sklopený rotor sviští v několikanásobných otáčkách oproti nominálu, přepnete výstup do zkratu a slyšíte, jak otáčky stále stoupají, nezbývá než se dobře skrýt a doufat, že ten poryv větru ustane dřív, než se rotor roztrhne.
Proto jsem regulátor řešil tak, že ochrana a bezpečnost má vyšší prioritu než maximální výtěžnost a regulátor "nesmí pustit rotor z uzdy". Vždy musí začít brzdit dřív, než se rotor přiblíží k maximálnímu brzdnému momentu. A ty maximální výkony VE se tak ocitnou za limitem bezpečnosti.

[RadekCX]

Výborná ukázka. Teď už ale asi šťourám - ale články v panelech jsou sériově-paralelně řazeny - pokud jeden článek nevyrábí - mělo by se to projevit na jedné celé sériové větvi článků - od všech bude odebraná energie nižší (pokud je ten jeden přerušen, tak žádná) - jak lze vysvětlit jeden jediný přehřátý článek v panelu aniž by byla ovlivněna i teplota souvisejících článků ?

pokud ten clanek nevyrabi (ale je vodivy) tak ostatni clanky přes nej normalne tlaci proud - nezapominejte ze tech clanku tam byva hodne seriove - takze pokud odejde treba jeden ze 100ks v serii tak vykon poklesne jen o 1%

[RadekCX]

no to co jste napsal chapu a vcelku souhlasim, ale netusim treba proc by mel regulator zkratovavat generator

Regulátor pro větrné turbíny má režim zkratování generátoru - brzdění při nadměrném větru. Ale tady to bylo jenom jako popis dynamického stavu - reálně regulátor bude hlídat proudový limit (což ale u FV panelu jako zdroje nutně nemusí).

no to je sice hezke, ale to brzdeni prece nedelate tak, ze to nechate roztocit a pak se rozhodnete to zaflekovat - navic si si nejsem jistej, ze se da spolehnout na magnetoelektricke brzdeni - treba u kvalitnich BLDC to muze vest az na odmagnetovani magnetu

Vyzkoušejte to v praxi, myslím, že nemá cenu to příliš okecávat - zajímá mě, jak bude algoritmus skákat nahoru až k proudovému limitu. Pokud tento jev nastane, shodneme se alespoň na tom, že pokud by limit nebyl hlídán, došlo by k přetížení.
Musím ale podotknout, že chování je silně závislé na parametrech turbíny a generátoru. U drobných sestav bude zdroj natolik "měkký" že k tomu nedojde.

proudovemu limitu ceho? generatoru? regulatoru? pokud myslite generator tak si nejak nedokazu predstavit jak byste to chtel udelat - ten bod maximalniho vykonu je na UI charakteristice jen jeden - pokud se od nej vzdaluji tak vykon klesa - proc by tedy regulator mel regulovat nekam kde generator nedava vykon?

Tím klasickým myslím MPPT algoritmus pro FV panely. Není nutno proměřovat celou charakteristiku - to ani neděláte - to jsem vyčetl. Najíždění od nuly by v tomto případě mohlo způsobovat odtížení generátoru a zbytečné přetáčení turbíny.

muzete mi nejak popsat co je ten klasicky MPPT pro FV? jak podle vas pracuje?

To jsem nikdy netvrdil, že maximální proud znamená maximální výkon. Tady jde o zatěžovací charakteristiku, která je jiná, než u FV panelů a bude VELMI různá dle konkrétní sestavy turbíny a generátoru. Tohle ale bude potřeba opravdu prakticky ověřit. Proto ten návrh použití nějakých adaptivních metod, které by dovedly vytěžit maximum z konkrétní sestavy turbína-generátor aniž by bylo nutno do regulátoru zadávat parametry pro řízení které navíc nebudou známy.

pokud se shodneme ze maximalni proud neznamena maximalni vykon tak neni ani duvod aby tam regulator generator dohnal - proc by to delal?
mimochodem proc se nam snazite vsugerovat, ze je ta UI charakteristika jina nez u FV? Ona samozrejme je trochu jina, ale naprosto nezajimave - je naopak jeste ostrejsi - vykon spadne mnohem ostreji - nicmene v okoli MPP je prakticky stejna - ono se staci podivat i na nahradni schemata treba dynama a FV - pribudou tam jen indukcnosti, ktere charakteristiku jen zhorsuji

Třeba zajímavým stavem může být odtržení proudnic při velkém snosu u turbíny - následně výrazně poklesne výkon. Otázka zní, jak se s tím vyrovnat - odtržení nastává méně snáze u malých rychlostí větru, ale tohle je potřeba opravdu testovat - tohle bude u každé konstrukce turbíny zcela individuální. Jeden z adaptivních algoritmů by třeba mohl za stabilního větru (stačí měření napětí naprázdno) provést pomalé najíždění (zatěžování generátoru) tak, aby se eliminovaly setrvačné jevy - až do maxima - teoreticky by se měl projevit skokový pokles výkonu - odtržení proudnic a spadnutí účinnosti turbíny. To by se zřejmě mělo provést při různých rychlostech větru a adaptivně nastavit regulátor tak, aby udržel optimální účinnost turbíny. Zde opět podotýkám, že různá řešení turbín se budou taky různě chovat z hlediska aerodynamiky.

hledate v tom strasidelnou vedu...odtrzeni proudnic na listech je naprosto to same, jako kdyz prijde na slunicko mrak a vykon na panelech spadne ze 100% klidne na desetinu - regulator zacne snizovat zatez a generator odlehci, pak samozrejme bude pokracovat v tom co delal, tedy hledat optimalni zatizeni takze znovu dojde k postupnemu najeti do optimalnich otacek

[prochazka85]

funkce ktera me aktualne chybi je takova ktera by ukazovala jaky je aktualni maximalni vykon ktery by bylo mozno odebirat