Univerzální dobíjení baterií FVE z elektrocentrály pro LV i HV systémy

[Davsch]

Dobíjení baterií FVE z elektrocentrály – univerzální řešení pro LV i HV systémy

Doma mi leží starší elektrocentrála a občas potřebuji spálit zbytky benzínu ze sekaček a pily. Zároveň se chci do budoucna pojistit proti výpadkům distribuční sítě (DS), které budou s útlumem uhlí a vyšším podílem nestabilních zdrojů pravděpodobně častější.

Problém, který řeším:
Pokud člověk nemá Victron nebo jinou nízkonapěťovou technologii, je nabíjení baterií z elektrocentrály prakticky nemožné nebo extrémně drahé.
Například originální Solax HV nabíječka stojí kolem 30 000 Kč a stejně není moc flexibilní.

Moje řešení:
Pracuji na zařízení, které mi umožní dobíjet baterie FVE z libovolné elektrocentrály – a to jak baterie nízkonapěťové (48 V), tak i vysokonapěťové (např. Solax HV - tohle teďka stavím).
Cíl je výkon cca 1,8 kW, stabilní DC výstup a kompatibilita s různými typy baterií i měničů.

Už mám objednané klíčové komponenty, řeším s dodavateli detaily a chci si nejdřív postavit funkční prototyp a vyzkoušet jej u mě doma. Pokud bude zájem, můžu to posunout dál.

Zajímá mě taky, kdo/kolik lidí by o to měl reálný zájem.
Pokud ano, napište prosím:

– požadovaný nabíjecí výkon
– napětí baterie (LV / HV)
– napětí a max. proud stringů
– typ vašeho měniče / MPPT / nabíječky
– případně jaké problémy/postřehy jste měli při pokusu nabíjet z elektrocentrály (EC).

Rád to přizpůsobím podle toho, co komunita nejčastěji potřebuje.

Edit: nízkonapěťové nabíječky jsou easy. Soustřeďme se na HV 200-600v

[kkristian]

Neviem ake problemy riesis,ja napriklad dobijam moju bateriu z DS pomocou 20A nabijacky z ali. Stalo ma to 63 euro.

[pibi]

Hodně lidí používá bazarové Eltek Flatpack.

[Mex]

Neviem ake problemy riesis,ja napriklad dobijam moju bateriu z DS pomocou 20A nabijacky z ali. Stalo ma to 63 euro.

Možná jsi přehlídl ten požadavek pisatele "pro LV i HV systémy".
Pro LV baterku 48V to skutečně není žádný velký problém.
Pro HV baterky 200-600V už to trochu problém může být.

[Davsch]

Neviem ake problemy riesis,ja napriklad dobijam moju bateriu z DS pomocou 20A nabijacky z ali. Stalo ma to 63 euro.

Nízkonapěťové baterky nejsou problem. HV je složitější vyřešit za malé peníze…

[Davsch]

Neviem ake problemy riesis,ja napriklad dobijam moju bateriu z DS pomocou 20A nabijacky z ali. Stalo ma to 63 euro.

Možná jsi přehlídl ten požadavek pisatele "pro LV i HV systémy".
Pro LV baterku 48V to skutečně není žádný velký problém.
Pro HV baterky 200-600V už to trochu problém může být.

Přesně…

[Mex]

Hodně lidí používá bazarové Eltek Flatpack.

Ty Flatpacky by byly fajn. Ale pro HV baterku to znamená jich mít hodně. Třeba 6 nebo více kusů, zapojených sériově.
A to už trochu leze do peněz.

Na Alíkovi se dají najít nějaké vysokonapěťové zdroje.
Ale levné nejsou. Líp asi vyjde víc zdrojů s nižším napětím.
Navíc by to chtělo, aby měly možnost řízení.

Bylo fu fajn umět přesvědčit měnič, aby mu pro nabíjení z gridu stačila jen jedná fáze.
A pak mu na vstup místo DS připojit tu centrálu.
Nebo ten výstup z centrály usměrnit a pustit to do vstupu z panelů.
Otázkou je, co s tím udělá MPPT. Ale možná by to nevadilo.

[Davsch]

To Mex: “ Otázkou je, co s tím udělá MPPT. Ale možná by to nevadilo”
Tohle právě potřebuju testnout.

Více zdrojů lze použít jen pokud jsou galvanický oddělené a to vám prodávající z ali asi neřeknou…

Grid má přesně parametry a elektrocentrála ne vždy pracuje přesně podle limitu sítě, to pak vede k nucenému odpojení měniče-tudy cesta nevede.

[Mex]

Síťový zdroj ze své podstaty musí být galvanicky oddělený. Druhá věc je, jestli pak na výstupu není jeho zem dodatečně spojena s PE.
Pokud je, tak není zase tak velký problém toto spojení zrušit.

Jsou měniče, které mají přímo vstup pro centrálu. Bývá to zapojené tak, že jenom pomocí stykačů to odpojí grid a místo něho na stejný vstup připojí tu centrálu.
Ale asi budou mít ošetřené, že pak povolí širší rozsah napětí a frekvence na vstupu.
To by se zřejmě dalo udělat i u běžného měniče. Jen to znamená přepisovat Flash/EEPROM s konfigurací při každém připojení centrály.

Jak to chceš dělat Ty, když píšeš, že už máš objednané klíčové komponenty?

[Davsch]

To Mex: zdroje nejsou z podstaty oddělené od sítě. Jsou zdroje které mají jako zpětnou vazbu odpor, kond, popr jejich kombinaci. Oddělené zdroje potřebují mít uvnitř jako zpětnou vazbu z výstupu na vstup trafo, popr optiku, každopádně to neni to jen o zemi….Takže ne všechny jsou oddělené což potvrdili i čínští dodavatelé.

Ja mam v planu pouzit izolovaný AC/DC měnič s mým řízením výstupu + další ochrany aby ten měnič neodpálila špatně nastavená centrála

Technicky to mám snad vyřešeno, zajímá mě jestli si udělat jeden kus, nebo o to bude zájem a o tomhle je taky tenhle příspěvek - parametry a různé nastavení. Popr jestli výkon kolem 2kw stačí…?

Šťastný nový rok

[Mex]

Zdroj, u kterého se uživatel může dotknout výstupních terminálů, nemůže být galvanicky spojen se žádným silovým vodičem na vstupu (tedy L ani N).
Nelze říct, na jakém potenciálu vůči zemi by pak daný výstupní terminál byl.
Takže pokud by existovala galvanická vazba ze vstupu na výstup, muselo by se jednat o nějaký zdroj jen pro interní použití v nějakém zařízení, které samo pak má ochranu proti doteku. Něco jako byly třeba zdroje ve starých televizích se skleněnou obrazovkou.

Jestli by o to byl zájem, na to je tu příliš málo informací.
Co by to umělo a za kolik.

Mělo-li by to být univerzálně použitelné, muselo by to asi umět nějakou komunikaci s baterkou.
Jenže jakou, když každý výrobce používá jiný protokol.
Sice spousta z nich umí třeba protokol Pylontech, jenže baterka bude používat takový protokol, jaký používá měnič.
Takže před nabíjením by se musela baterka překonfigurovat.
Nebo to nabíjení dělat v hloupém režimu "olovo", ale to by bylo asi dost omezující.

[Franta2776]

Na 48V to řeší za pár kč extender na 48V
I just found this on AliExpress:
CZK7,120.24 | Extender range extender generator 48V60V72V electric vehicle frequency conversion intelligent range 4KW 5KW 6KW 7KW low noise
https://a.aliexpress.com/_EHBzYXq

[gupa]

Je hodně možností jak to udělat, ale popravdě jsem to nikdy neřešil. Mít elektrocentrálu je o několika napětí a fázích. Mít nakonec DC/DC buck boost měnič za diodou je další věc. Nebo variabilní nebo s odbočkami autotrafo jak izolované, tak neizolované. Elektrocentrála je, bych řekl, oddělená galvanicky. Potom může být nafázována a z neizolovné fáze se prostě nabíjí. Potom většinou měnič, hybridní, který je běžně montován do domácností, bych věřil, že mají vyřešený start a provoz elektrocentrály přes parametry a svorky. Ať jde o nízkonapěťový nebo vysokonapěťový měnič.

Nějak se mi vytrácí ta potřeba a logika si to pořídit.

Potom důvod stavět další bazmek abych ten benzin nějak spotřeboval? Většinou se to z nádrže nějakého cuk motorku buď celé odpaří, nebo zpetrolejuje což je na výměnu a čištění v každém případě. Prostě to celé jako důvod nějak nechápu.

Něco jiného je reaktor pro pohon a spálení syntetického plynu. Tam jsou obrovské možnosti protože dřevo naroste vždy každý rok o kousek a musí se pravidelně těžit. A to je pěkný důvod mít stroj a zdroj na elektřinu o něco složitější.

Edit: Hodně štěstí všem v Novém roce!

[Davsch]

Zdroj, u kterého se uživatel může dotknout výstupních terminálů, nemůže být galvanicky spojen se žádným silovým vodičem na vstupu (tedy L ani N).
Nelze říct, na jakém potenciálu vůči zemi by pak daný výstupní terminál byl.
Takže pokud by existovala galvanická vazba ze vstupu na výstup, muselo by se jednat o nějaký zdroj jen pro interní použití v nějakém zařízení, které samo pak má ochranu proti doteku. Něco jako byly třeba zdroje ve starých televizích se skleněnou obrazovkou.

Jestli by o to byl zájem, na to je tu příliš málo informací.
Co by to umělo a za kolik.

Mělo-li by to být univerzálně použitelné, muselo by to asi umět nějakou komunikaci s baterkou.
Jenže jakou, když každý výrobce používá jiný protokol.
Sice spousta z nich umí třeba protokol Pylontech, jenže baterka bude používat takový protokol, jaký používá měnič.
Takže před nabíjením by se musela baterka překonfigurovat.
Nebo to nabíjení dělat v hloupém režimu "olovo", ale to by bylo asi dost omezující.

Zdravím v novém roce.
“Izolace”:
souhlas, mam potvrzeno, ze i neizolované jsou běžné k mání a vy se na Ali musíte trefit, protože to tam nikdo neuvádí…

“Co by to umělo”:

• vstup: 180–260 V AC
• výkon: cca 1,8 kW
• galvanické oddělení: ano (izolovaný AC/DC)
• výstupní rozsah: 200–600 V DC
• max. proud: podle napětím, výkonu (cca 3–9 A)
• řízení výstupu: moje vlastní regulace
• ochrany: přepětí, podpětí, proud, teplota, špatná frekvence EC, měkká sinusovka, pulsy.

“Za kolik”:
Cíl je být výrazně pod cenou originálních HV nabíječek (Solax 30k+)

[Davsch]

Je hodně možností jak to udělat, ale popravdě jsem to nikdy neřešil. Mít elektrocentrálu je o několika napětí a fázích. Mít nakonec DC/DC buck boost měnič za diodou je další věc. Nebo variabilní nebo s odbočkami autotrafo jak izolované, tak neizolované. Elektrocentrála je, bych řekl, oddělená galvanicky. Potom může být nafázována a z neizolovné fáze se prostě nabíjí. Potom většinou měnič, hybridní, který je běžně montován do domácností, bych věřil, že mají vyřešený start a provoz elektrocentrály přes parametry a svorky. Ať jde o nízkonapěťový nebo vysokonapěťový měnič.

Nějak se mi vytrácí ta potřeba a logika si to pořídit.

Potom důvod stavět další bazmek abych ten benzin nějak spotřeboval? Většinou se to z nádrže nějakého cuk motorku buď celé odpaří, nebo zpetrolejuje což je na výměnu a čištění v každém případě. Prostě to celé jako důvod nějak nechápu.

Něco jiného je reaktor pro pohon a spálení syntetického plynu. Tam jsou obrovské možnosti protože dřevo naroste vždy každý rok o kousek a musí se pravidelně těžit. A to je pěkný důvod mít stroj a zdroj na elektřinu o něco složitější.

Edit: Hodně štěstí všem v Novém roce!

Díky za pohled.
Jasně, možností je spousta vady a u každého tématu – od autotrafa až po různé DC/DC kombinace. A souhlasím, že u některých měničů se dá centrála připojit přímo na grid vstup, pokud mají širší toleranci napětí a frekvence.

Jenže tohle celé řeším z trochu jiného úhlu:

1) Ne všechny hybridy umí centrálu.
U Solaxu, GoodWe nebo Huawei je to často nepoužitelné – centrála nesplní parametry sítě a měnič ji okamžitě odpojí.

2) HV baterie (200–600 V) nemají levné nabíjecí řešení.
Originální HV nabíječky stojí 30–40 tisíc a nejsou univerzální.
LV je jednoduché, HV je problém.

3) Cílem není „spálit benzín“, ale mít zálohu.
Jde o možnost dobít HV baterii v zimě nebo při výpadku DS, když FV nedává nic.
Centrála je jen zdroj AC – zařízení si z ní vezme, co potřebuje.

4) Chci to mít izolované, bezpečné a univerzální.
Ne každý chce řadit 6 Flatpacků do série nebo experimentovat s neizolovanými zdroji.

Takže ano, možností je hodně, ale žádná z nich není jednoduchá, levná a univerzální pro HV systémy.
A právě tuhle mezeru se snažím vyřešit.

Diky za konstruktivní dotazy a odpovědi

[pave69]

Viděl bych to, že nejjednodušší by bylo připojit usměrněnou centrálu na MPPT vstup HV měniče - ale kdybych se tím měl zabývat, tak bych ještě nějak vyhladil ty půlsinové hrboly - velký kondík na paralel asi problém sehnat, tak nějaké olověné baterky spolu v sérii (taky paralelně k výstupu usměrňovače), nebo sériově od výstupu větší žárovka nebo tlumivka, nebo to nějak zkombinovat.... spočítat a pak nanečisto zkouknout na osciloskopu, radši.
Výhoda by byla, že by se to dalo pak použít i na odmrazování panelů, kdo nemá optimizéry (což já mám).
Zajímavé téma, ale pro mě jen teoreticky .

[kyocera]

Zkusím to popsat více podrobněji místo Davsch. No a ta cena pomocné nabiječky , tedy mat.vyjde asi na 3tis.Kč viz popis níže.
Davsch chtěl asi napsat, že nejednoduší a univerzální pro všechny druhy HV měničů bude takovou nabiječku používat odpojením HV stringu od panelu
a připojením do vstupu od měniče místo FV panelů na pomocný nabijecí zdroj, který bude připojený na libovolnou centrálu.
Ten pomocný nabijecí zdroj napětí z centrály nejprve má oddělovací bezpečnostní trafo a pak
se napětí usměrní, pak nastupuje regulace proudu a napětí pomocí PWM. Regulace proudu na výstupu takové nabiječky je
důležitá aby se nastavený proud držel pod urovní dovoleného proudu , který snese vstup MPPT měničeHV . Tato hodnota proudu je vždy uvedena v manuálu každého měniče. A napětí tohoto pomocného zdroje stačí mít nastavené nad hodnotu MPPT, kdy měnič HV začne nabijet HV aku , hodnotu napětí MPPT máme opět uvedenou v manualu pro daný typ měniče. No a to je celé. Praktické řízení pomocného
zdroje spočívá jen v řízení proudu a napětí pomocí PWM. Izolované trafo může být jednoduše železo , tedy toroid na urovni 50Hz ale muže to být i součást pomocného zdroje na vysokém kmitočtu. Tedy na feritu.
Pokud by jste se do takové konstrukce chtěl někdo pustit , stačí jen mírně upravit veřejně dostupné zapojení v odkazu níže. Upravy budou dvě. První je přepočet sekundárního vinutí na feritovém trafu, místo ze současných 60V na nové výstupní napětí DC max 300V. Druhá úprava bude zpětná vazba měření výstupního napětí pomocí optočlenu . Ve stávající zapojení zpětná vazba měření napětí galvanické oddělení pomocí optočlenu nemá. A také samozřejmě správně nově budete dimenzovat na výstupu usměrňovací diody či nějakou kapacitu. Pokud budete dělat výpočty na feritu, možná raději trochu zvětšit ferit trafo aby byla rezerva ve výkonu pomocné nabiječky, že taková pomocná nabiječka vyhoví pro každou libovolnou centrálu.
Pokud se do výroby pustíte jako Davsch, nezapomeňte na závěr provést izolační napětovou zkoušku. Ta se provádí tak, že se napětí 4000V připojí po dobu 4 minut mezi vstup a také výstup pomocné nabiječky. Pokud za 4 minuty nedojde k průrazu, pak je izolační napětová zkouška hotová a můžete svůj výrobek bezpečně používat. . Když tohle víte uděláte důkladně izolaci mezi prim a sek vinutím na feritovém trafu. Pro měniče s vysokonapětovým stringem nastavíte proud a napětí podle manuálu příslušného FV měniče a proud někdy snížíte, pokud by elektrocentrála nestačila.
Centrála pak bude mít stabilní otáčky a Vy budete mít jistotu, že si vstup HV stringu ve FV měniči nezničíte vysokým proudem , protože tento pomocný zdroj se bude na vstupu FV Měniče chovat tak jako kdyby měl zapojené FV panely a slušně osluněné. Žádný protokol , žadná data při takovém způsobu dobijení HV baterka nepotřebuje. Vhodné schéma pro úpravu - jako pomocná nabiječka z elektrocentrály do HV vstupu stringu FV měniče je zde.
https://danyk.cz/reg60v.png

[gupa]

No možnost je i nahradit buzení či AVR samotné elektrocentrály. HV měniče jedou některé od 65VDC-120VDC, takže tím PWMkem na buzení (s OZ) lze ten proud a napětí v nějakém okně regulovat, navíc nějaký most, pěkně velký elektrolytické kondenzátory od 450V a nějakou pojistku a třeba i tlumivku do série na plusu. Jde o cívku, nelze samozřejmě chodit moc daleko s napětím, ale možnosti s lepším buzení by to mohlo dokázat mít lepší regulaci samotné elektrocentrály.
Podrobné vysvětlení:

[Davsch]

Viděl bych to, že nejjednodušší by bylo připojit usměrněnou centrálu na MPPT vstup HV měniče - ale kdybych se tím měl zabývat, tak bych ještě nějak vyhladil ty půlsinové hrboly - velký kondík na paralel asi problém sehnat, tak nějaké olověné baterky spolu v sérii (taky paralelně k výstupu usměrňovače), nebo sériově od výstupu větší žárovka nebo tlumivka, nebo to nějak zkombinovat.... spočítat a pak nanečisto zkouknout na osciloskopu, radši.
Výhoda by byla, že by se to dalo pak použít i na odmrazování panelů, kdo nemá optimizéry (což já mám).
Zajímavé téma, ale pro mě jen teoreticky .

Zdravím,
Vámi popsané řešení me taky napadlo. Zjišťoval jsem to simulaci - jak píšete teoreticky - analyticky - v Microcapu - cívka přes 10A a kondenzátory na napětí nad 200v, což je min mppt voltage u solaxu, by vyšly dráž než celé zařízení včetně ochran a řízení a navíc stejně byste se nezbavil zvlněni napětí a proudu při zatížení/ resp vyšším odběru bylo víc jak 10v a netroufám si říct či by to udělalo s mppt na frekvenci 100hz.
Jsou to prostě vysoké proudy a napětí a cokoliv jinak
- např trafem zvednout napětí a vyhladit cívka+kond + podobným krámem jako je VLDO.
- např podobné řešení s 3F frekvenčním měničem
- to vše je vyšší cenová kategorie než plánuji, spočítal jsem cívku, kondy a ochrany. Cenová nabídka na cívku byla 9k s DPH..zbytek jsem odhadoval na další 3-4K a to je prostě moc za něco nestabilního.

Prozatím výsledná cesta je mít řízeny zdroj s determinovanými parametry.

[Davsch]

No možnost je i nahradit buzení či AVR samotné elektrocentrály. HV měniče jedou některé od 65VDC-120VDC, takže tím PWMkem na buzení (s OZ) lze ten proud a napětí v nějakém okně regulovat, navíc nějaký most, pěkně velký elektrolytické kondenzátory od 450V a nějakou pojistku a třeba i tlumivku do série na plusu. Jde o cívku, nelze samozřejmě chodit moc daleko s napětím, ale možnosti s lepším buzení by to mohlo dokázat mít lepší regulaci samotné elektrocentrály.
Podrobné vysvětlení:

Jasně, ale zas bych nechtěl rejpat do centrály resp ji chci dal používat bez nutnosti změn..