FVE Holetín 1200Wp

[PeKy]

Zdravím, dovolím si přispět i svojí troškou do mlýna. Jsem úplný začátečním, ale nadšení pro věc mám stále silnější. Chtěl jsem si vyzkoušet vlastní výrobu el.energie a zvolil jsem, jak jsem si myslel, nejjednodušší způsob výroby a přímé spotřeby DC na tělese bojleru. Nainstaloval jsem 5ks FV panelů každý 240Wp 30V všechny panely jsem zapojil do série, takže při plném osvícení dávají cca 1200W 150V. Keramické těleso bojleru jsem si nechal za 500,- vyrobit tak, abych při těch 150V využil maximum, el. odpor tělesa je cca 18ohm. První problém nastal samozřejmě s termostatem a vypínáním DC proudu. To jsem vyřešil SSR, které ovládám termostatem v bojleru.
Při jasných dnech v létě to fungovalo jedna radost, bojler se nahřál a přebytek jsem ještě pouštěl na těleso v akumulační nádobě topení. Horší je, když tolik nesvítí a panely nejedou na plno. V tu chvíli nevyužívám z panelům vše co by za daných podmínek mohly dát, protože zátěž je stále stejná 18ohm, ale vnitřní odpor panelů se mění.
Nevěděl by někdo jak v tomto případě vyřešit optimální spotřebu (nějaká regulovaná zátěž, na principu MPPT regulátoru), ale abych nemusel používat baterie a měnič?
Další věc co marně řeším je měření vyrobené energie. DC elektroměry sice existují, ale zatím jsem natrefil jen na digitální, které mají nevýhodu, 1. musí mít externí napájení, 2. ještě hůř začínají měřit až při napětí cca 30-40V DC. Onehdá jsem viděl mechanický na principu stejnosměrného motorku s počítadlem.
Ještě bych se chtě zeptat jestli někdo nemá zkušenost s mikro vodní elektrárnou. Teče mi u baráku potok, kde mohu docílit spád cca 1,5 m a průtok cca 10l/s a vyloženě mě dráždí, jak je ta energie nevyužitá .
Děkuji a končím, už jsem se moc rozkecal.

[MareC3k]

Na ziskanie maxima z panelov do bojlera odporucam precitat: https://forum.mypower.cz/viewtopic.php? ... pn5QMRWw68
p. Oplocky a jeho zapojenie: http://www.volny.cz/oplockyj/Download

Maly potok pri pozemku mam aj ja, ale zatial som neprisiel na to ako ho relne vyuzit, mam velmi maly prietok aj spad

[brumlaj]

Ještě bych se chtě zeptat jestli někdo nemá zkušenost s mikro vodní elektrárnou. Teče mi u baráku potok, kde mohu docílit spád cca 1,5 m a průtok cca 10l/s a vyloženě mě dráždí, jak je ta energie nevyužitá

no a odvalovací turbínu znáš? http://www.setur.cz/index.asp?dokument=38&sablona=9999 Jen ta cena...... no a zkušenosti? http://web.telecom.cz/kz-mechanika/chata.html a ještě něco teorie http://mve.energetika.cz/jineturbiny/setur.htm

[tomas]

Zařízení od p. Oplockého nemá zatím funkci MPPT a neřeší tedy toto:
"Horší je, když tolik nesvítí a panely nejedou na plno. V tu chvíli nevyužívám z panelům vše co by za daných podmínek mohly dát, protože zátěž je stále stejná 18ohm, ale vnitřní odpor panelů se mění."
Na zařízení p. Oplockého si můžete nastavit optimální zatížení panelů, ale pokud si PeKy nechal vyrobit na zakázku topné těleso které už má optimální odpor (zatížení) tak si zařízením p. Oplockého moc nepomůže, leda že by to chodil pořád ručně seřizovat do maximálního výkonu při změně slunečního svitu nebo teploty panelů.

MPPT regulátory pro toto řešení se již prodávají:
http://www.solar-kerberos.cz/index.php/ ... r-kerberos
http://www.solarnielektrarny.cz/nase_pr ... ntrol-box/

Na ten Solar Kerberos se chci podívat na INFOTHERMĚ v Ostravě, nemůžu k tomu najít žádné technické údaje (napětí, proudy, výkon, účinnost atd..) takže zatím nevím co od toho čekat.

SSR (MOSFET, triak, tyristor atd..) neřeší bezpečnostní vypnutí bojleru. SSR nelze úplně vypnou (přerušit). Je to pouze polovodič bez mezery mezi kontakty. Pokud máte beztlakový bojler (akumulační) nádrž tak to nevadí, jinak je to dost nebezpečné.

[bert]

brumlaj:
Dosť ma pobavilo, ako sa počíta kapacita batérií v tom Telekomáckom odkaze:

Z dostupného výběru typů akumulátorů zvolíme sestavu 2 kusů akumulátorů se jmenovitou kapacitou 80 Ah s napětím 12V v sériovém zapojení:
C=160 Ah, výstupní napětí obou akumulátorů U = 24 V (odpovídá USYST)

Podľa tabuľky v ďalšom odkaze, by to malo dať asi 100W na hriadeli. Ak by z toho liezlo čo i len 50W v elektrine, stojí to za zamyslenie. Je to výkon k dobru a nonstop. No asi by boli treba už aj batérie a všetko okolo nich. Ale tiež treba zvážiť aj akustický "prínos" zariadenia, ak by to malo byť niekde blízko.
Prajem všetkým veľa slnka.

[ixo]

PeKy: malé vodné elektrárne fascinujú aj mňa. Kade chodím, tade obzerám potoky a odhadujem ich výkon. Našu domácnosť by pokrylo aj 100W trvalého príkonu.

[vlkazajac]

Vaše zariadenie je geniálne jednoduché a nepoznám riešenie, ktoré by zlepšilo návratnosť investície. V zime však jednoducho nemáte dosť energie a MPPT regulátor a batéria s meničom k tomu sú zbytočná investícia, i keď regulácia a meranie na strane 230 V by bola jednoduchá.
ALE
máte zdroj energie, ktorý Vám poskytne snáď až 100 W trvalej energie, čo je denne 2400 Wh a to môže byť 50 % spotreby kultivovanej domácnosti, bez ohrevu TUV.
Toto je dôvod, prečo by ste museli použiť pre napájanie ďalších spotrebičov batériu, menič a samozrejme generátor. Pre Váš vodný mikrozdroj je vhodná JEDINE Bankiho turbína, ktorá je najlepšie realizovateľná. Presvedčte sa, aký výdatný je zdroj v predjarí, prv než sa začne topiť sneh a uprostred suchej časti leta a môžete optimalizovať návrh svojej turbíny. Parametre turbíny a z toho plynúce nároky na generátor získate napr. tu:
http://mve.energetika.cz/primotlaketurbiny/banki.htm
Tiež treba premyslieť koncept turbíny, aby celá zástavba nezamŕzala. Prajem Vám úspech a úprimne závidím potok na pozemku ((

[drama]

Vynikající stránka specialistů na mikrohydroelektrárny je tato: http://www.kleinstwasserkraft.de/. Setur je hezká věc, ale hrozně málo trvanlivá. pořád se musí něco vyměňovat.

[jirkam]

V casopisu Urob si sam, vyslo kdysi technicke reseni na podobnou vodni elektrarnu a byla tam i snad takova jednoducha bezspadova prutokova s alternatorem z auta

[honzaL]

Zapojení bojleru přímo na panely není příliš výhodné. Jednak to nikdy netrefí MPPT bod a navíc při menších výkonech je bod výkonu velmi vzdálen ideální poloze. Já to řeším obráceně. Ke klasické ostrovní FVE jsem přidal bojler s převinutou spirálou na 1200W, 56V, asi 21,5A. Spirálu mi navinuli v Miřeticích (dvě vesnice od Vás). Používám to ale pouze na přebytky a jsem schopen zapojit i trochu energie z akumulátoru. hlavní výhodu to má v tom, že mi to nezatěžuje měnič a mám k dispozici jeho plný výkon pro ostatní spotřebiče.

Druhé řešení, co jsme vyvinuli, pro přímé spojení panelů s bojlerem je použití 3 spirál o cca 400W a odporu cca 8 ohmů. Používáme to tak, že podle výkonu panelu (měřeno zvláštním FV panýlkem) přepínáme 3 stringy spojené z 6ti panelů tak, že jede buď 1 spirála nebo dvě paralelně nebo 3 paralelně. Tak dosáhneme přibližně polohy pracovního bodu blízko ideálního MPPT bodu. Tohle ale vyzkoušíme až asi na jaře. Nějak není čas na instalaci. Teoreticky by to mělo zlepšit výkon o cca 30 procent.

[gupa]

Jak jsou řešeny bludné proudy?

[joseff]

Zapojení bojleru přímo na panely není příliš výhodné. Jednak to nikdy netrefí MPPT bod a navíc při menších výkonech je bod výkonu velmi vzdálen ideální poloze. Já to řeším obráceně. Ke klasické ostrovní FVE jsem přidal bojler s převinutou spirálou na 1200W, 56V, asi 21,5A. Spirálu mi navinuli v Miřeticích (dvě vesnice od Vás). Používám to ale pouze na přebytky a jsem schopen zapojit i trochu energie z akumulátoru. hlavní výhodu to má v tom, že mi to nezatěžuje měnič a mám k dispozici jeho plný výkon pro ostatní spotřebiče.

Druhé řešení, co jsme vyvinuli, pro přímé spojení panelů s bojlerem je použití 3 spirál o cca 400W a odporu cca 8 ohmů. Používáme to tak, že podle výkonu panelu (měřeno zvláštním FV panýlkem) přepínáme 3 stringy spojené z 6ti panelů tak, že jede buď 1 spirála nebo dvě paralelně nebo 3 paralelně. Tak dosáhneme přibližně polohy pracovního bodu blízko ideálního MPPT bodu. Tohle ale vyzkoušíme až asi na jaře. Nějak není čas na instalaci. Teoreticky by to mělo zlepšit výkon o cca 30 procent.

Jak a cim zapinas spiraly bojleru pri prebytcich u obou tvych reseni? Je to nejak automatizovane?

[honzaL]

Používám k tomu Siemens LOGO! verze BA7 Relé 24V. Má to samo o sobě 2 - 4 analogové vstupy 0-10V a 4 releové výstupy do 10A. Má to ethernet a dá se to řídit na dálku třeba i z mobilu. Vstupy i výstupy se dají rozšířit o další moduly po 4 nebo 8 výstupech. viz SIEMENS LOGO!

[joseff]

Siemens LOGO! asi nebude ve verzi i pro 48V system, ze? (aspon se mi nepodarilo najit)

[ixo]

PeKy: malé vodné elektrárne fascinujú aj mňa. Kade chodím, tade obzerám potoky a odhadujem ich výkon. Našu domácnosť by pokrylo aj 100W trvalého príkonu.

Doplním niečo z praxe: pri poli kúsok od nás je odvodňovací kanál a objavil som v ňom malý "vodopádik" - 50 cm široký, voda padá cca 30 cm s hrúbkou cca 2 cm.
Na základe tejto stránky:
http://mve.energetika.cz/mereni/U-prepad.htm
...som vypočítal prietok cca 3 l/s.

Na základe tejto stránky:
http://mve.energetika.cz/primotlaketurbiny/banki.htm
...mi vyšiel výkon bánkiho turbíny cca 10W.

Je to trochu málo, ale adekvátne "potôčiku"

[honzaL]

Doplním niečo z praxe: pri poli kúsok od nás je odvodňovací kanál a objavil som v ňom malý "vodopádik" - 50 cm široký, voda padá cca 30 cm s hrúbkou cca 2 cm.

Hned vedle chalupy mi teče Chrudimka. viz foto. Jedna elektrárna je o 500m výše s výkonem 300kW, druhá o 100m nize s výkonem asi 10KW. Mě by stačilo 300W, ale nechtěl bych nijak zasahovat do toku. vydatnost je kolem 1m3 za sec (až po 20m3 při I pov. stupni) Muselo by to být na pontonu a to si zatím netroufám postavit..

[antilop]

PeKy: Ohledně možností regulace bojleru (přizpůsobení na panely) se nabízejí dvě celkem jednoduché možnosti. První z nich je vyrobit analogový levný PWM regulátor, který bude začínat velkou sběrnou kapacitou (v řádu 1.000uF/250V) a bude zapojen principem jako stepdown měnič s tím, že nebude mít výstupní (akumulační) tlumivku ani výstupní filtrační kapacitu, na výstupu bude přímo samotné topné těleso bojleru. Tedy bude se jednat o spínací tranzistor (ideálně MOSFET) připínající těleso na panely, které budou současně podloženy velkou kapacitou. Dá se totiž využít jevu, že jak se snižuje střída řídícího PWM signálu otevírajícího tranzistor zvětšuje se stejně vstupní odpor regulátoru viděný ze strany panelů (tj. jejich zatěžovací odpor). Dá se tak zcela snadno ovládat přizpůsobení zátěže (tělesa) na zdroj (panely) podle parametrizace, kterou si budete přát a kterou zanesete do řídící funkce té PWM. Popsaný regulátor je obvodově velice triviální a de facto si stabilizuje napětí na panelech (jejich pracovní napětí se tak stane konstantním pro různé osvity a jen výstupní proud se dle osvitu mění). Ale ještě vhodnější je stabilizovat sice na konstantní pracovní napětí, ale současně si k němu přimíchat ještě složku úměrnou aktuálnímu výkonu, aby při slabších osvitech pracovní napětí panelů trochu klesalo a při vyšších osvitech trochu rostlo - cca 10% své nominální hodnoty. Takže ráno při rozednění byste měl na vašich panelech 135V (150-15V) a panely by právě začínaly dávat výkon držené regulátorem na tomto napětí. Zde (135V ve vašem případě) totiž dost přesně leží bod MPP pro malé výkony, který je napěťově cca o 10% níže než je nominální pracovní napětí. Jak by výkon rostl zdvihalo by se spolu s ním i pracovní napětí na panelech tak, aby při nominálním osvitu (=nominálním výkonu) došlo zpět na 150V, kdy i panely dají svůj nominální proud a PWM regulace současně vymizí (protože zatěžovací odpor tělesa propojeného napřímo souhlasí na pracovní bod panelů na 150V - při plném světle dají panely zrovna takový proud, že na tělese bojleru bude právě požadovaných 150V). Touto metodou se velice dobře přiblížíte chování, které by vykazoval i MPPT tracker s aktivním hledáním pracovního bodu připojený na vaší fixní zátěž (na bojler). Pro vás protože máte stálou zátěž jsou důležité polohy maxim výkonu pro dané osvity které lze velice přesně popsat pracovními napětími panelů, na které budete ten regulátor řídit - a leží jak jsem psal dost dobře na lineární křivce mezi 135V pro výkon 0% linárně proloženo do 150V pro výkon 100% (pro váš případ). Takže můžete stabilizovat napětí panelů právě změnou PWM a nemusíte přepínat žádné spirály s odbočkama a pod. Popsaný regulátor jsem si navrhl a postavil - pokud máte zájem o bližší vysvětlení můžu to rozvést.

Druhá možnost je použít Arduino. To se na ebayi koupí za 10USD a přímo se tu nabízí. Interně totiž samo vyrábí PWM 490Hz s měnitelnou střídou, která je k dispozici na výstupním pinu. Pokud se použije k řízení MOSFETU viz předchozí řešení, lze celou řídící smyčku algoritmizovat. V podstatě se napíše úplně stejná řídící rovnice (a použije i stejné obvodové zapojení jako výše) a procesor podle naměřeného napětí na panelech (na tom velkém kondenzátoru) mění střídu vyráběné PWM, kterou se řídí odběr (tedy aby velikost proudu do bojleru byla v souladu s dostupným proudem z panelů na tom pracovním napětí které si zvolím). V tomto řešení je pak zdarma k dispozici i kompletní měření (napětí, okamžitý výkon, vyrobená energie atd). Přitom obslužný program je v podstatě asi 20 řádků. Změř napětí a když je napětí menší než zadané uber střídu, když je správné nedělej nic a když je vyšší než zadané přidej střídu. Obvod na přidání střídy totiž reaguje poklesem napětí na panelech a na ubrání střídy jeho zvýšením, je tak snadno k dispozici řídící smyčka zpětné vazby, kdy chybovým signálem je rozdíl napětí změřeného od žádaného a výstupní veličinou která se ovládá je střída. Obvod se tak ustálí v jakémkoli stavu, které si arduino svým programem objedná. Dále ještě program musí hlídat krajní body aby se nevykolejil při dorazech a při každém průchodu spočítá výkon a energii. Takže opět nic složitého. Ale zde možnosti procesoru teprve začínají. Algoritmizovat řízení podle parametrů funguje krásně (pro odporovou zátěž je už téměř dokonalé), ale problémy začínají když jsou panely osvětleny nerovnoměrně - stíny. Pak by to chtělo aktivně projít všechny pracovní body (=všechna napětí kde mohu díky různé střídě panely do bojleru v danou chvíli napěťově provozovat) a na všech si napočítat výkony a rozhodnout se pro ten nejlepší. Tedy aktivní hledání maxima výkonu přes celou zatěžovací charakteristiku = MPPT s hledáním globálního maxima. Arduino umí 256 kroků PWM, jeden krok je tedy méně než 0.5% a řízení může být krásně jemné. A s tímhle se v danou chvíli peru. Postavil jsem si zatím arduino na malém modelu bojleru (10W panel a 10W pevný odpor) a snažím se napsat algoritmus, který mi najde globální max jak zatěžovat panely, aby daly maximum výkonu i ve chvíli, kdy jsou nerovnoměrně osvětleny - kdy na jejich křivce je více lokálních maxim. Tohle mi zatím nefunguje protože se do problému míchá příliš velká dynamika osvitu (než projdu křivku abych si napočítal výkony ve všech bodech osvit se pohne a pak nalezené maximum není správným maximem), ale s oběma předchozími řešeními vám případně můžu i nějak pomoct. V obou případech to požaduje mít bojler, jehož topné těleso zvládne provoz na DC proud. Musí to tedy být suché keramické těleso. Spirály vkládané do vody bohužel mají při DC napájení krátkou životnost.

[střídač]

A zase ta oblíbená hra na kvadratura kruhu ómovýho zákona. Nebo, že by přece jen šlo důsledkem ovlivnit příčinu?

[antilop]

???

PWM regulatorem lze pomoci stridy menit ekvivalentni zatezovaci odpor jako ktery se dany obvod navenek tvari. A vykonove prizpusobeni nastane tehdy kdyz se vnitrni odpor zdroje srovna se zatezovacim. Coz jde skutecne delat prepinanim odbocek na telese, ale jde to taky plynule zmenou stridy na pwm regulatoru. Zrovna o tom ted je clanek na tzb-info.

[joseff]

...V obou případech to požaduje mít bojler, jehož topné těleso zvládne provoz na DC proud. Musí to tedy být suché keramické těleso. Spirály vkládané do vody bohužel mají při DC napájení krátkou životnost.

V cem je problem u spiral vkladanych do vody? Proc maji kratkou zivotnost?