Vytěžování do bojleru s pulzním řízením závislým na napětí baterie.

[Martin P]

Dobrý den.
Napřed k tomu jak jsem na to přišel.

U rodičů je Siton napájený z osmi panelů nahřívající bojler. Co jsem vyčetl a podle zvuku to vypadá že pracuje tak, že se v závislosti na napětí a proudu z panelů mění šířka proudového pulzu jdoucího do topné spirály.
Napadlo mne tedy udělat vytěžovač řízený napětím baterie pracující na stejném principu. Kdy v závislosti na napětí baterie se bude měnit šířka proudového pulzu jdoucího do topné spirály.
Kdy bude například 53,2 V znamenat start či ukončení vytěžování (nulový pulz) a napětí 54,0V maximální výkon (pulz například 95%). S tím, že šířka pulzu bude přímo úměrná napětí baterie.
Uvažuji o možnosti využít k ohřevu přímo napětí baterie (nasekané regulátorem), tak i variantu kdy bude součástí vytěžovače pulzní měnič na 230V.
Kvůli odrušení uvažuji o stále stejné frekvenci spínání, kdy se bude výkon lišit šířkou pulzu závislou na napětí baterie.

[gupa]

To je vyřešený, viz tato diskuze. Doporučuji přečíst od začátku do konce.
viewtopic.php?t=10717

[JirkaE]

Vyřešená je jedna z mnoha variant a je super.
Ale ne každý do dokáže postavit a rozhýbat, ne každému takové řešení pasuje.

Možná i další varianty budou zajímavé - mě další varianta zajímá



Já si stavím nyní TPK pro vytěžování - která sice nebude tak chytrá ale bude komplet přímo z přebytků nabíjení baterie a bude spínaná podle napětí baterie jednoduchým napěťovým relé které již existuje.
Už jen čekám na keramické 3 spirály, které budou každá 3 x 660W ( 55V) to je, každá spirála v TPK bude mít 1980W celkem celá TPK téměř 6kW při sepnutí všech 9 po 660W.

Řídit se to bude automaticky samo, například pokud baterie stoupne na DC53,8V sepne jedna spirála, na 54V druhá na 54,2V třetí...
Pokud napětí v baterii jen nepatrně poklesne budou se zas postupně spirály odpojovat.

Je něco na mojí myšlence špatného ?

Zkusím to touto cestou, mám ohromné přebytky a nevím co s nimi tak to zkusím takto do akumulačky, bez dalších ztrát z přeměny na AC, rovnou za MPPT-regulátor nabijení pro baterie.

[Kostěj]

každá 3 x 660W ( 55V) ... například pokud baterie stoupne na DC53,8V sepne jedna spirála, na 54V druhá na 54,2V třetí...
Pokud napětí v baterii jen nepatrně poklesne budou se zas postupně spirály odpojovat.

Už druhý rok mi něco podobného běhá a maximální spokojenost. O nějakém napěťovém relé jsem původně uvažoval, jenže při sepnutí jedné spirály napětí nějak poklesne, je třeba řešit diferenci, kdy a za jak dlouho má zase rozepnout, a to celé v kaskádě a pokud možno i podle teploty a nabíjecího proudu... Takže nakonec to mám v ESP32, viz schéma v odkazu.

[JirkaE]

Už druhý rok mi něco podobného běhá a maximální spokojenost. O nějakém napěťovém relé jsem původně uvažoval, jenže při sepnutí jedné spirály napětí nějak poklesne, je třeba řešit diferenci, kdy a za jak dlouho má zase rozepnout, a to celé v kaskádě a pokud možno i podle teploty a nabíjecího proudu... Takže nakonec to mám v ESP32, viz schéma v odkazu.

Koukal jsem na to již dříve - je to super

Ale zas je to řešení pro velmi velmi šikovného kutila který se orientuje ve více směrech.

Chtěl bych postavit řešení maličko universální z běžně dostupných komponent, včeně originál ochraných prvků = asi si budu muset projít všechny negativa s poklesem napětí atd pěkně krok za krokem sám, abych věděl o čem je řeč...

[glottis]

S lifepo bude tenhle přístup složitý. Jsou hodně ploché a při zatížení ti napětí padne víc než chceš. Buď budeš mít hysterezi malou a bude to cyklovat nebo velkou a baterie vycucas. Záleží i na počasí. Záleží i na kabelech a kde napětí budeš přesně měřit.

Nejlíp je to udělat na ESP nebo třeba WiFi zásuvkou a řídí HA a třeba node red.

[gupa]

Nějak se nemohu dozvědět, jestli ESP spíná mosfety podle napětí baterie za pomoci PWM s postupným náběhem proudu za určitý čas. To by případný výkyvy při postupným připínání a odepínání spirál mohly být hodně eliminovaný.

[glottis]

Jak si to uděláš tak to budeš mít. ESP žádný mod řízení mosfetu nemá. Měnit plynule PWM jde. Na to hw na řízení led světel. Zpomalit sepnutí mosfetu můžeš i správným buzením. Stejně by to chtělo ideálně driver mosfetu. Z ESP kde 3.3v a nevím kolik mA na PIN.

[kyocera]

Pro gupa.
Tak jak to má nakreslený, ESP spíná mosfety postupně , ESP je naprogramovaný jako napětový spínač pro různé napětové hladiny.
Ale je možné, že kromě postupného spínání má i PWM. To už ze schématu poznat uplně do důsledků nejde.
Šlo by to i bez procesoru analogově, kdy by se využil nějaký obvod pro LED Bargraf. Z LED diod bargrafu přes optočleny opět spínat tranzistory.
Pokud by bylo řízení podle PWM. spirály by nemusely být rozdělené, ale jedna velká zátěž , kdy se výkon řídí šířkou pulsu. Vzhledem k tomu, že
se jedná o nízké napětí aku 60V, jednalo by se o řízení velkých proudových pulsů.
Jedno pouzdro tranzistoru 247 přenese přes svou chladící plochou proud cca 30A i když je malé Rdson. Cca 2,5miliOhm.
Tranzistor má v katalogu třeba max proud 200A , ale skutečnost je reálně těch 30A jinak se tranzistor při 100A neuchladí.

[gupa]

Díky za odezvu. Takže to není pulzně řízené. Je to řízené digitální zpětnou vazbou s plným zapojení dc/dc, které ale pulzní je. (můj dojem)

No ale, to, z toho dc/dc měniče co spíná gejty, o tom se snažím diskutovat jako odpověď na problém snižující se napětí na svorkách baterie při sepnutí místo naráz, dynamicky podle napětí.

S lifepo bude tenhle přístup složitý. Jsou hodně ploché a při zatížení ti napětí padne víc než chceš. Buď budeš mít hysterezi malou a bude to cyklovat nebo velkou a baterie vycucas.

Tz. otázka zní, existuje dc/dc měnič, které by řídilo digitálně ESP napěťově, podle počtu právě sepnutých spirál? Nebo nebylo by lépe řiditelný, manuálně gejty nastavovat, podle ročního období, přes nějakou analogovou vazbu, potenciometrem nebo piny?

A třeba se zachováním postupným připínání, jen třeba v zimě pro nastavit DC/DC na měkké připínání v nižších 30% natočení elektronů mřížky v zimě, a v létě kdy je oslunění fv stabilnější tak spínat na víc.


Tz. v datasheetu mosfetu co co jsou uvedeny ve schématu, spínají díky gejtům, gejty mají a je křivka mezi 3,75-4,75V při 25°C na 0-80A. Takže by dc/dc měnič podle zpětné napěťové vazby z baterie, korigoval oknem jednoho voltu 0-80 A gejty jejich polovodičovou mřížku. Tz. žádné pulzy, ale jemná napěťová regulace.

[Kostěj]

Tz. otázka zní, existuje dc/dc měnič, které by řídilo digitálně ESP napěťově, podle počtu právě sepnutých spirál?

Měřící interval mám nastaven tuším 3 sekundy, takže pauza 3 sec a měřím napětí na baterce. Pokud naměřím napětí vyšší, než nastavená hranice (tzv. nabito, pálíme přebytky), sepne se další spirála. Pokud je napětí naopak nižžší, než ta druhá hranice (baterka má méně než řekněme 70%), jednu spitálu odepnu. Za tři sekundy znovu.
Ta dvě napětí jsou nastavena v ESP32 během testování, i rozdíl mezi nimi je takový, aby se neustále nezapínalo a vzápětí neodpojovalo.
Tranzistory se musí provozovat ve stavu ON-OFF, na nějaké lineární řízení výkonu zapomeň, ty výkonové ztráty na tranzistoru by ho okamžitě zničily. Do pulzní regulace se mi nechtělo,sice by stačila jen jedna velká spirála a jeden spínač, ale je tam spousta problémů navíc, a to v oblasti, kde jsem si nejsem jist, že bych dokázal řešit. Ostatně schéma Sitonu je na netu volně dostupné, když jsem ho procházel, uvědomil jsem si, kolik toho v této oblasti nevím.

[JirkaE]

Vyzkoušeno.
Baterka již nyní sice nebyla plná, ale na vyzkoušení ,,na panelu" a první test to stačí, napětí lze nastavit jakékoliv do 80V.
https://de.aliexpress.com/item/10050056 ... pt=glo2deu

Pokles napětí je o 0,7V ale lze s tím poklesem normálně počítat a protože má relé nastavení napětí zapnutí i napětí vypnutí, lze se cyklování zcela snadno vyhnout.

Funguje to super.
Použil jsem upravený Logitex LXDC BOX i ovládání, tím je zajištěný bez úprav i originál termostat a havarijní termostat DZD a v TPK stačí vyměnit keramické spirály.

Celkově takhle lze vytěžovat do jedné TPK až 6kW, pokud počítám 3 x 660W na spirálu a do TPK dám spirály 3kusy.
Za mě dobrý super tato cesta je bezpečně schůdná...

PS: Spirály 3 x 660W ještě nemám, použil jsem nyní pro test spirálu z Nadety, 2 x 48V 600W
PS2 : Odběr relé bliká mezi nulou a 1,05W tedy téměř nic.

[JirkaE]

Edit:

Při odpojení jednoho napěťového relé a spuštění obou spirál najednou na jedno relé jsem byl na výkonu spirály 1440W.

V ten moment je pokles napětí o 1,4-1,5V při téměř plné baterii. Tedy z 54,3V na 52,8V na displeji relé.

Nastavil jsem vypnutí při poklesu o 1,7V to je na 52,6V a vše funguje velmi dobře.

Při nepatrném odběru měniče napětí baterie také poklesne a relé automaticky odepne spirály.
Při poklesu výkonu FV také odepne do 10s = NEBUDE TO NIKDY CUCAT Z BATERKY

Pokud se napětí stabilizuje nad hranicí, připne spirály zpět i se zátěží, pokud je zátěž měniče větší, spirály se připojí až potom.

Testoval jsem 2000W rychlovarnou konvici a pokles o 0,2V stačil aby se odpojili spirály.
Když se voda dovařila, relé připojilo spirály zpět.

Teplota na spirále 480 Stupňů, musel jsem ji posunout dál jede na plný kule, je červená.

Ale víc šťávy už do spirály nejde, hranice 13,6A (na spirálu) to nepřekročilo i když by mohlo.
Obě dohromady teda 27,2A.

FV v tento moment 1700-1800W, zapnul jsem naplno i balkonovku na 800W, abych šel s baterií na plno a zbytečně nic neodebíral - i s odběrem domácnosti.

Myslím že není víc co testovat.

Asi bude mít každý jiný pokles napětí = každý jiné nastavení relé.
Spirály by měli asi také alespoň maličko kopírovat výkon FV, spíš o pár Watt méně, aby to fungovalo a zbytečně často nevypínalo