Zkušební systém 12V 20A s panelem 217Wp

[havran]

Chci vyzkoušet malý solární systém. Dostala se mi do rukou nabídka GridFree http://i4wifi.blog.cz/1203/budte-gridfree . Asi vyzkouším tu nejmenší variantu 12V 20A s panelem 217Wp + lithiová baterka + měnič 12V/230V cca 2 kW.

[kobe]

Náhodou jsem narazil na toto fórum a prvně ho pročítám, díval jsem se i na uvedený odkaz.

Zarazilo mne, že tam jsou použity všude stejné panely s napětím na prázdno nějakých 36,4V.
A to jak pro 12V, tak 24V systém.
Chtěl bych se někoho znalejšího zeptat, zda je navržená sestava efektivní i pro 12V?

Uvažuji takto:
Maximální proud je nějakých 8A na panel a nabíjecí napětí je baterkou limitováno ( cca. 13V olovo ).
Pokud to vynásobím, jsem cca. na 100W, tedy polovině max. výkonu panelu.
Pro 24V systém by to vycházelo daleko lépe.

Jak to tedy je s využitím toho výkonu panelu?
Nebo snad použitý regulátor má interní měnič a dokáže zdvojnásobit nabíjecí proud při polovičním napětí?

Omlouvám se za asi dost laický dotaz, trochu jsem ztratil kontakt s nejnovějšími trendy.
Na chatě používám fotovoltaiku již 15let a od té doby se mnohé změnilo.
Pomalu se ale blíží konec jeho životnosti, tak začínám uvažovat o upgradu.

Předem díky za vysvětlení či jakékoli zajímavé myšlenky k věci.

[mypower.cz]

Zarazilo mne, že tam jsou použity všude stejné panely s napětím na prázdno nějakých 36,4V.
A to jak pro 12V, tak 24V systém.
Chtěl bych se někoho znalejšího zeptat, zda je navržená sestava efektivní i pro 12V?

Uvažuji takto:
Maximální proud je nějakých 8A na panel a nabíjecí napětí je baterkou limitováno ( cca. 13V olovo ).
Pokud to vynásobím, jsem cca. na 100W, tedy polovině max. výkonu panelu.
Pro 24V systém by to vycházelo daleko lépe.

Jak to tedy je s využitím toho výkonu panelu?
Nebo snad použitý regulátor má interní měnič a dokáže zdvojnásobit nabíjecí proud při polovičním napětí?

Panel při zatížení cca 8A nemá 36.4V. Napětí klesá při zvyšující se zátěži. Proto existují takzvané MPPT regulátory, které hledají průběžně ideální zatížení tak aby napětí krát proud, tedy výkon, byl co nejvyšší. 8x36.4 = 291.2W. Pokud panel má 290W pak je možné, že při 36.4 bude dávat skutečně 8A, ale tipl bych, že v tom případě na štítku bude mít napětí naprázdno daleko vyšší. Nedavno jsem se taky obdobne nachytal na svestkach, měřil jsem zkratový proud panelu, nicméně tohle nic nevypovídá o výkonu protože v době mého měření zkratového proudu byly na panelu řekl bych tak 2V a to při plném osvitu, možná i méně, což je samozřejmě úplně mimo jeho ideální pracovní bod. No a jedna věc je ideální pracovní bod, a druhá věc je systémové napětí. Pro 24V systém je vhodné zapojit panely sériově, nebo sério-paralelně (až dokud to umí regulátor) a získat tak z panelů daleko vyšší napětí. Ještě poznámka, panel je takzvaný měkký zdroj. Se zátěží se snižuje napětí tohoto zdroje (panelu). Tvrdý zdroj se snaží držet napětí při rostoucí zátěži (tedy až do jeho výkonového limitu).

[kobe]

Díky za odpověď.

Já chápu, že panel je měkký zdroj a že má nějakou VA charaktristiku.
Neznám ale ty nové "MPPT" regulátory.
Pokud to dobře chápu, musejí tedy mít v sobě nějaký měnič, pokud dokážou řídit odběr z panelu v optimálním bodě VA charakteristiky a zároveň nabíjet správně baterku.

Tak chytré regulátory před lety nebyly, budu muset nastudovat, co ten můj dřevo-plynový vůbec umí ( Fronius Solarix 400 RI ).
Pak buď hledat panely přímo pro systémové napětí 12V nebo pořídit modernější regulátor.

[mypower.cz]

Jak to funguje přesně elektronicky, to až tak netuším, MPPT chápu jen principielně, dokázal bych naprogramovat mikroprocesor pro řízení MPPT ale HW (tedy elektronika, obzvláště analogová), to už by pro mě byl trochu ořech. Mezi zdejším osazenstvem fóra je několik dosti odborných lidí v oblasti elektrotechniky, tak snad někdo vysvětlí, jak to funguje po stránce elektronické.

[matej]

MPPT funguje v podstatě celkem jednoduše: Regulátor (obvykle spínaný snižující měnič) s příslušnými řídícími obvody prochází V-A charakteristiku panelu a měří výkon. No a když zjistí kde je největší výkon tak se nastaví tak aby udržoval panel v tom bodě. To měření výkonu v analogové formě je právě kámen úrazu proč se moc nepoužívají MPPT s analogovým řízením, vyžaduje to totiž analogovou násobičku. A také to dostavení se do bodu max. výkonu analogově vyžaduje docela důvtipné řešení. Proto se většinou konstruktéři přikloňují k digitálnímu - mikroprocesorovému řízení.

Řečeno ještě jinak: Klasický snižující měnič má nějaký vstupní rozsah a nějaké dané výstupní napětí. Takže udržuje konstantní napětí bez ohledu na vstupní napětí anebo výkon (v mezích svých schopností). MPPT regulátor je snižující měnič s tím rozdílem, že neudržuje konstantní napětí na výstupu, ale na vstupu a to napětí je to, při kterém jde z panelu největší výkon což zjistil procházením V-A charakteristiky a postupným měřením výkonu. V tomto režimu pracuje ovšem za předpokladu že baterie není plně nabita. Když je nabita tak obvykle začne omezovat výstupní napětí (napětí baterie) což se projeví tím že opustí bod max. výkonu a posune se na V-A křivce doprava (na vstupu zvýší napětí tzn. sníží proud).
Když je měnič v bodě max. výkonu tak v určitých intervalech zlehka zkouší jestli vpravo anebo vlevo od aktuálního prac. bodu náhodou není větší výkon (mění se s teplotou panelu a osvitem) když ano tak se tam posune a pracuje zase tam.

[kobe]

Mateji, perfektní vysvětlení, díky.
Nějak tak jsem to logicky předpokládal.

Ještě bych se ale rád zeptal na otázku vlastní spotřeby MPPT.
Pokud je tam mikroprocesor, asi nebude zcela zanedbatelná.
Jde mi o zimní období, to je každá Wh dobrá.
Máte představu, kolik si to může vzít?
Případně pokud by byl nějaký odkaz na moderní ale osvědčený MPPT s CPU, spotřebu bych si tam snad v technických specifikacích našel sám.

[atom]

vlastní spotřeba MPPT regulátorů bývá minimální, Morningstar má pod 1W a to má i www rozhraní a ten z i4wifi píšou 10mA při 24V, takže 1/4 watu.
jestli chceš něco osvědčeného a myslíš to trochu vážně do budoucna tak jdi do tohodle: http://www.morningstarcorp.com/en/tristar%20mppt
omyl, tak je to podle datasheetu pod 2,4W, ale i tak je to zanedbatelné

[kobe]

Pročítal jsem vlákno věnované TriStaru a nejprve se mi hodně líbil.
Pak jsem se ale dočetl, že nemá integrovanou ochranu před vybitím baterie.
Preferuji komplexní řešení bez dodělávek, prostě zapojit a používat.

Ale zpět k té spotřebě.
2,4W není v zimě zase tak zanedbatelé.
Mám to na chatu, kde je občasný provoz a malý panel.
Takže budu muset vše ještě zvážit.

Pokud bych chtěl panel vyměnit za nový silnější ( stávající je tam již těch 15 let ),
nevyužiji bez MPPT celý jeho výkon ( mám 12V ).
A napěťově optimálnější panely jsem v nabídkách viděl málo.

[matej]

Ono kdomě té vlastní spotřeby je důležitým parametrem též účinnost MPPT regulátoru resp. jeho výkonové části.
Tristar je v tomto velmi dobrý. Ale na malý systém s jedním panelem bych ho nedával, nevyplatí se. Mám na 720Wp systému regulátor 24V 30A a má účinnost 95,5% co jsem naměřil při plném výkonu, a když nevyrábí tak má spotřebu 40mA což při 24V je 0,96W. Spokojenost!