Automatická regulace boileru

[jirkadj]

Zdravím vás pane Oplocký , musím také pochválit váš vývoj.
Je zvláštní že je zde tak málo reakcí na váš výtvor.
Podle mého je to naprosto dokonalý - a téměř beztrátový PWM regulátor pro topné těleso bojleru (u Ostrovních FVE).
(a pokud to opravdu funguje) pak tento relativně jednoduchý system nemůže mít pro své vpoužití snad ani konkurenci!
Stejně tak úžasná mi připadá i AC verze střídače - pro přímého konvertu z DC z panelů - přímo do AC 250V (díky velkým kondenzátrům)

Jestli jsem to správně pochopil u vašeho PWM regulátoru pro bojler(nastavení bodu mppt efektivního napětí panelů) je základem konkrétní zvolená zenerova dioda.
Jakmile se napětí např u 8 panelů 230Wp blíži k hranici 170Volt (západ slunce , nebo mrak) - oscilátor ve vašem PWM začne pulzně zpětnovazebně rozpínat FET aby se udrželo napětí co nejvíše (na úkor snížení výkonu do topného tělesa bojleru)

Zrovna totiž tento problém řeším ,hledám informace , a vidím že jste téměř rozjel seriovou výrobu - bylo by prosím možné si od vás koupit hotový kus , nebo alespoň polotovar ?
Neboť už nevím jak jinak vyřešit problém (mppt) - když je třeba nízký osvit panelů , východ nebo západ - kdy by panely mohli ještě dávat polovinu výkonu - a přitom mi topné těleso FV panely zkratuje.
Mám velice levně pořízené FV panely 10ks 1750Wp , a 8ks 1800Wp (cca 700Kč za kus - měli totiž utržené konektory)
... Zapojeno 2x string paralelně přes Jištění a 2x Shotkyho diody celkový výkon by měl být tedy 3550Wp
Reálný max naměřený výkon je za sluného dne 4 měsíc je max cca 2700W (sklon střechy je jen 11°)... Sice nevím kam se mi ztatilo zhruba 800W ,ale možná to bude ten špatný sklon panelů , nebo snad ještě nebylo to správné počasí ?
Napojen mám tedy především Bojler 200L (2000W)
((+ Paralelně na SS je také napojeno přes 230/20v Pulz zdroj z notebooka = tj: nabíjení do 12V Autobatrie 100Ah přes PWM regulaci = pro kompletní LED osvětlení domu + drobné 12V spotřebiče))
Další spotřebiče v domácnosti jsou zapojeny přímo na stejnosměrný proud z panelů 230V - využívám přes den totiž i přímého bezztrátového napojení na SS 230V ... např. na sporáku jsem si vyčlenil jednu plotýnku na SS , rychlovarnou konvici bez vypínače na SS ,a veškeré pulzní zdrjoe v domě mají svoji SS zásuvku pro přímé využití denní energie z FV panelů (zkrátka vše co je na baterii např: Robo-vysavač, Notebooky , mobily se nabíjí převážně přes den)
Jen se musí dávat pozor na oblouky u spotřebiču s mikrovypínači - viz konvice , a nebo aby se do stejné SS zásuvky nestrčilo trafo , nebo jiná indukce.

Mám tedy 200L/2000W bojler zatím připojený jen provizorně.
A přesto že mám relativně rezervu 3550Wp - přesto se mi nezdá že by to bylo OK ... 200L bojler natopí přes celý slunný den (asi 7hod) těleso 2000W / 225V ... jen max na 60C° (někdy 55 , a jindy 65)
Každé suché těleso 2000W má od výroby vždy 2x topné spirály 2x 1000W paralelně - lehce jsem ho vykuchal a upravil jsem ho na možnost skokové ruční regulace - podle počasí 1). 1000W , 2). 2000W , 3). a nebo v zapojení serii 500W , Ale už mě unavuje několikrát denně toto ručně přepínat. tzn: (ráno 500W , dopoledne 1000W , od 10hod 2000W , později + přebytek asi 600W někam třeba přímotop ... , a k večeru opačně takže jakési ,,podřazování do kopce" .
Původně mě napadlo toto nějak automatizovat - pomocným FV čidlem - a podle osvitu řízeně postupně spínat 3x stykače (ale už tak to háže oblouky jako pra-se ..takže nevím jeslti by to přepínací stykač přežil?)

Opravdu by mi ulehčilo život vaše řešení... poprosím o váš buďto o hotový výrobek , polotovar , či tištěný spoj , nebo alepoň radu - či odkaz
Předem moc děkuji a uctivým pozdravem
Jiří (jirkadj@seznam.cz)

[Petr]

Opravdu by mi ulehčilo život vaše řešení... poprosím o váš buďto o hotový výrobek , polotovar , či tištěný spoj , nebo alepoň radu - či odkaz
Předem moc děkuji a uctivým pozdravem

http://shop.mypower.cz/fv-oh-ev-vody-1

[jirkadj]

Díky za ryché info - Mé krédo je postavit ostrov fve svépomocí za nejnižší náklady. Takže cena MPPT trackeru kolem 7000Kč za je pro mě dražší , než pořizovací cena panelů co jsem za ně dal.
((Na jeden string 1800Wp v panelech jsem zaplatil 6000Kč. tj cca 8x 700Kč za jeden panel 225Wp - vedené jako nefunkční - a měli pouze upálené konektory + 8x cena za nové konektory + kabel cca 100Kč)) Jistě uznáte že v kategorii stavby FVE ,,samo doma" dávat za PWM víc než za samotné panely je návratnostní nesmysl.

Jsem občasný bastlíř - a pokud je něco drahý ,a jde to vyrobit - raděj si to zbastlím
Takže by mi postačil jen smaotný tišťák ať už pro AC , nebo DC verzi (sám bych si to osadil).
Ale pokud tato možnost není? ... udělám si jednodužší DC verzi jako ,,3D bastl hnízdo" - nebo raději 2D na univerzal TS.
Cena součástek vidím max do 200Kč + co dům dá , a nějaké součástky a kondenzátory ze smetiště z PC zdrojů.
Nejlépe by mi postačila koupit jen hotovou jednoduchou DC verzi. (viz foto)
Nebo alepoň samotný TS (z lenosti) ať nemusím leptat , nebo pak nezbude než si udělat 2D univerzal TS.

Už také vzhledem k tomu že jsou tu zveřejněny tak podrobné plány" pro vlastní výrobu PWM regulátoru bojleru.
Proto se tu ptám a otravuji" - neporadí tedy prosím někdo kde sehnat alepoň samotný částečně osazený , nebo alepoň neosazený tišták?
Mám za to že zde na této konkrétní diskusi je asi zatím jediné místo kdo by o tom mohl někdo něco vědět (Možná autor?
Díky Jiří

[mypower.cz]

Zdravim, jen poznamecka.. ono na tom to seskladani a ta bedynka plastova nebude moc draha, ale rekl bych ze to, co je hlavni soucasti ceny, je ta prace na vyvoji a testovani a vyladeni zarizeni, coz jsou tydny a mesice zkouseni, pokusu a omylu a samozrejme potreba mit dosti dobre knowhow, coz obnasi dalsi roky studia a intenzivniho venovani se problematice. Bez toho se to samo nevymysli. Nekdo do toho minimalne ten cas musi investovat. A cas stoji .... atd.

Je samozrejme bez pochyby, ze pokud vymyslite, odladite a zde zdarma odprezentujete levnejsi funkcni stabilni a bezpecne zarizeni, jsem presvedcen, ze vsichni (vcetne me) vam budou vdecni.

[jirkadj]

Ano ,musím vám dát za pravdu. Zapoměl jsem k mizivé ceně součástek připočítat podstatnou položku - tj: vývoj.
Přeci jen vejce není dříve než slepice a naopak
Sám o tom něco vím - pár jednoduchých bastlů jsem si vymýšlel a věnoval tomuod dětství mnoho času (různé zlepšení v oblasti audio (díky vysokým cenám) vlastní mixy počínaje , Telkom alarm a později GSM alarm když mobily začínali) - když později jsem zjistil že už toto je dávno vymyšlené a v prodeji.
Zkrátka vymýšlel jsem již vymyšlené - i můj pra-praděd dá se říci že vymyslel již jistě někde vymyšlené ruchadlo"

Vlastně bych neprudil s TS ,ale po stavbě konstukce jsem ,,zlenivěl" jsem a raději bych si TS pro jednoduchou PWM regulaci koupil hotový (vyleptaný). Asi nezbude než zamakat a vyrobit si sám - o to z toho budu z toho mít větší radost
Díky alepoň za mé rozhodnutí k odhodlání "

[mypower.cz]

Je docela pravdepodobne, ze kdyz kontaktujete pana Oplockeho napriklad zde pres SZ, mozna se na plosnem spoji a soupisce soucastek dohodnete To uz zalezi na tvurci tohoto menice/regulatoru

[antilop]

Cena součástek vidím max do 200Kč + co dům dá , a nějaké součástky a kondenzátory ze smetiště z PC zdrojů.

Kolikpak asi bude stát tranzistor? Já bych se řídil tím, aby alespoň výkonová strana byla udělaná správně tj. v provedení a dimenzování odpovídající účelu, kdy má-li to řídit 2kW výkonu a samo bez dozoru, těžko to bude moct být s libovolným tranzistorem z GME za 20,-Kč a baterií vyschlých elytů z popelnice stylem každý pes jiná ves. Pokud nemají být překročeny mezní hodnoty těch výkonových prvků (u kondenzátorů se zejména rádo zapomíná na dost kritický Ripple current způsobující pak jejich krátkou životnost), budou jen elyty za 500,- a tranzistor má-li to být nějaký slušný tak řekněme za 150,-. To jen na vysvětlenou s čím asi tak počítat nemá-li to být navržené na hranu a má-li to mít nějakou spolehlivost a design...

[jirkadj]

U kondenzátorů ano - už mi jich pár vyšumělo. 500Kč za kondenzátory a 200 za tranzistor je pořád lepší než 7500Kč za celý hotový komplet.
A v mém případě bastlíře + mé pořízení FV panelů levněji než regulátor - by to byl hřích kupovat hotové.
Neříkám že 7500Kč za spolehlivý a kompletní regulátor je hodně peněz (to rozhodně není - je v tom taky ten mnoha-hodinový vývoj - omylů a pokusů" )
Mnohdy vyhodím peníze za kravinu ani se nad tím nepozastavím. Ale zde u FVE je jiná politika" - a to pro dobrý pocit ušetřit za energie , být nezávislý , ekologie ..atd ..
A pokud něco bude stát víc než ušetřím - pak to logicky postrádá smysl a dobrej pocit se jaksi vytrácí.
Něco jiného by to bylo jako ,,donate" autorovi za slušnou práci ... flaška rumu atd

Mimochodem výkonocvý tranzistor v GME jsme našel nedostupný:
http://www.gme.cz/stgw30v60df-p213-345

Co tedy dosadit jako ekv ? ... žádný z nich nedá Ic = 60 A (:8 = 7,5A reálných)
http://www.gme.cz/products/search?term=IRG4

[antilop]

Nerozumim. Predne nac igbt tranzistor? Poradnej fet je tady daleko lepsi volba (mensi ztraty). Jenze slusnej fet nebude z gme - zapomen na to ze eshop pro obcasne bastlire disponuje prvky vhodnymi k tomuto. Zkus tme a farnell.

Dal naprosto nechapu myslenku kolem Ic / 8. Prosim vysvetlit

[jirkadj]

Netušil jsem že je to takový šafrán - sehnat výkonové spínací prvky?
A máte pravdu že FET má rozhodně menší ztráty.
Jednou jsem zkoušel na stole pokus FET vs. obyčejný vypínač asi 10A - a plně otevřený Fet vyhrál !

Dal naprosto nechapu myslenku kolem Ic / 8. Prosim vysvetlit[/quote]

Informaci jsmem čerpal z citace: Autor: Jiří Oplocký Datum: 26.06.2013 06:53
(asi jsem to špatně pochopil)
viz: IGBT se dají také použít, ale mají 4x větší ztráty, vše se musí nastudovat dle katalogových listů, já zkoušel IRG4PC40SPBF, IGBT přechod se udává ve voltech čím menší tím lepší, vypočítejte si kolik je ztráta na 1,3V při 2kW, u MOSFET se udává mOh IRFP4323 mají 29mOh opět si spočítejte ztrátu, je to jednoduché, = IRFP4323 / U=RxI _ 0.029ohm*7,5A = 0,2V _ P=U*I _ P=0,2*7,5= 1,6W ztráta , IGBT IRG4PC40SPBF P=U*I _ 1,3V*7,5A= 9,75W ztráta , jsou to teoretické výpočty dle katalogových listů při 7,5A ale pasuje to. Cena je přibližně stejná, proto mají originál měniče s modifikovanou sinus takové chlazení , v můstku s IGBT dosáhne ztráta při 2KW 20W. Katalogový list udává např 60A , ale v těchto případech se musí dělit 8 a vyjde vám skutečný provoz tranzistoru

Zdroj: http://forum.tzb-info.cz/123674-automat ... ky#text191

[antilop]

Výkonové spínací prvky požadované kvality se sehnat dají proč by ne...?? Snad nikde není psáno že je musí mít zrovna v GME (to je koutek pro bastlíře takže sortiment odpovídá poptávce). Ve farnellu si vyberete.

Nerozumím ani tomu co chtěl básník Oplocký svou poslední větou sdělit ani to, co jste si z toho mohl vzít. Ic je mezní kolektorový proud tranzistoru (IGBT) jak jej deklaruje výrobce. Nikde však není řečeno že musíte tranzistor provozovat zrovna takhle. Každopádně IGBT bych nedával - má dost velké saturační napětí (výstupní strana je klasický bipolár) a díky tomu vyjde zbytečně velká ztráta. A nejde to zlepšit ani výběrem typu s vyšším Ic. Pod cca 1.5V se pravděpodobně nedostanete - to s fetem vyjde ztráta na tranzistoru líp

[jirkadj]

[quote="antilop"]Výkonové spínací prvky požadované kvality se sehnat

Šlo o to že v GM mám možnost nakoupit přes známého za nížší ceny (navíc bez poštovného) ... proto jsme tak bazíroval na GM (jinak tam maj ho--o
Jinak to už z větší části snad chápu.
A co se týká prvního použití ztrátového IGBT - to byla samozřejmě nějaká starší verze ve vývoji pana Oplockého .. Jak jsem zjistil že se nejedná o FET - tak jsem od toho ihned upustil Už ho samozřejmě nechci - chci FET"

[antilop]

Oplocký to asi myslel tak, že mluvil o něčem s výstupním můstkem ze čtyř tranzistorů který běží v obdélníku 50:50 - pak asi usoudil že ztráta na každém jednom tranzistoru bude děleno čtyřmi (za to že jsou čtyři) a pak ještě děleno dvěma za to že jimi proud teče jen půl doby. Tím asi přišel na tu osminu. Jenže zapoměl že jsou vždy v chodu dva tranzisotry současně (proud teče dvěma a druhou polovinu doby naopak druhými dvěma), takže výkonová ztráta obvodu se na tranzistory rozdělí nikoli na osminy ale na čtvrtky (taky jak jinak když jsou čtyři). Takže možná tohle tím chtěl říct - nevím... Každopádně se to zkoumané situace naprosto netýká a s mezním proudem kolektoru (nebo drainu - dle prvku) to zaplaťpánbu nemá naprosto co společného.

IGBT není ztrátový - je jiný. Je to tranzisotr který se na výstupu chová jako čistý bipolár a tudíž vykazuje vždy své obvyklé saturační napětí Ucesat (kolem 1.5V) líp ho otevřít nejde. Tohle napětí pak udrží i pro vcelku velké výstupní proudy skoro se s proudem už nezvyšuje (trochu jo). Naproti tomu FET se chová skoro jen jako vodivost (má nějaký vlastní odpor v plně otevřeném stavu téměř nezávislý na proudu) a díky tomu v "menších" proudech vychází líp. Jde to snadno spočíst z jeho Rdson, takový odpor v sepnutém stavu totiž bude mít bude-li správně buzen. Z něj pak napočítat napěťový úbytek pro daný proud a bude-li pro tenhle tranzistor a proud menší než cca 1.5V, vychází tato volba lépe než jakýkoli IGBT. Bude-li větší, pak buď vyměnit FET za vhodnější typ nebo návrat zpět k IGBT prvku. Je to snadné.

Sám mám regulaci bojleru postavenou z arduina a jako výstupní tranzistor mám IRFP 4768. Ten ovšem GME spolehlivě nevede. Mám 6ks panelů a proto mi stačí Vds 250V. Výkonová ztráta na tomto tranzistoru při 8A je kolem 1.2W - to jsou ztráty vodivostní. Ztráty spínací (druhá složka ztrát - mnohdy ještě důležitější) je u mě skoro zanedbatelná. Tranzistor mi řídí TC4420 budič (ten se taky v GME nekoupí) - o něm totiž vím, že klopí skutečně dokonale tj. fet se otevírá/zavírá střihem (u velkých výkonů extrémně důležité). Proto ho tam mám. Oplocký když začínal tak otevíral přímo z výstupu OZ a to ještě přes 1kOhm - tam pak ztráty spínací musely být strašné... Pracovní kmitočet PWM mého zařízení je 490Hz (bojler bzučí jak starý metro - je to přesně ten kmitočet).

[tomas]

Topné tělesa se dají koupit i na 48V, jak pro ohřev vody tak i vzduchu (přímotopy).
http://www.jakama-ge.sk/jakama-ge/eshop ... ermostatom
ale má při 1000W proud přes 20A

Klasické topné těleso 6kW na tři fáze 3x230V, 3x2kW bude mít při napájení 48V pouze 261W a proud 5,4A. Při přepojení všech třech kontaktů termostatu do série by těch 48Vdc měl bez problémů rozpojit.
http://www.dzd.cz/cs/ohrivace-vody-bojl ... a-jednotka

Je možné upravit i suchá keramická topná tělesa do jímek bojlerů, ale přes 1000W při 48V se asi nedostanete, ty proudy už jsou moc vysoké a kompilují to i možnosti termostatů.

Aktualizace.
Tak už mají topné tělesa na 48V i o výkonu 2,4kW:
http://www.jakama-ge.sk/jakama-ge/eshop ... 600W-2400W
ale vypadá to, že už nemají provozní ani bezpečnostní termostat. Takže nutno doplnit vlastní a pro tak velký výkon i stykač, nebo pro každou spirálu 800W (17A) vlastní bezpečnostní a provozní termostat.

Teď ještě čím to plynule ovládat, SSR na DC jsou dost drahé, možná by stačili MOSFETy a nějaký optočlen pro oddělení řídícího PWM signálu.

[brumlaj]

IRFP4468PbF, nebo nějaký z této řady. A rozhodně ne plynule, ale jak píšeš PWM.

[honzasl]

Táto špirála posúva možnosti využitia DC špirál na vyšší level. Vzhľadom k tomu, že špirála sa skladá z troch odporových vetiev nezávislých na sebe, je možné zapojenie v troch výkonoch t. j. 800W/1600W/2400W.

Se třemi samostatnými spirálami tam vidím alespoň 7 výkonových stupňů.

266-400-533-800-1200-1600-2400 W při napětí 48 V Akorát to chce pár stykačů navíc.

[tomas]

Dala by se udělat i různá sérioparalelní kombinace jak na jednom tělese tak i vzájemně mezi více tělesy. Ale pokud by to řešili stykače, tak by to byl rachot jak ve staré analogové ústředně

[tomas]

IRFP4468PbF, nebo nějaký z této řady. A rozhodně ne plynule, ale jak píšeš PWM.

To ano, ale PWM je už skoro analogový signál, stačí pouze filtr (vhodný odpor a kondenzátor), ale tím už se potom nedá MOSFET dobře řídit.
Ale když se tam k MOSFETu přidá cívka a kapacita, a zvolí se dostatečný časový interval. Tak v tomto intervalu se to bude chovat třeba tak, jako by topné těleso mělo poloviční výkon. Podobně jako digitální zesilovače (třída D), také dokáží přenést pomocí PWM signálu kterým budí MOSFETy "spojitý" sinusový signál a budit reproduktory libovolným "spojitým" proudem (výkonem). Také lze vlastně říct, že je to DC/DC měnič s regulací výstupního napětí (výkonu).
A jestli ten proud do topného tělesa poteče (dostatečně velkou frekvencí) nasekaný nebo úplně vyhlazený (spojitý) je mi celkem jedno, zvláště pokud je DC strana pouze pro střídač a nevyužívá se pro jiné spotřebiče např. světla která by mohla blikat.

[PavelR]

u PWM v ramci stovek hertz bych se nedal nejakeho blikani.
Toto je naprosto cisty reseni bez menice to je proste super.

Napadla me ted jedna vec. Pokud bych chtel resit bojler na DC tak mam ho od baterek necelych 5m coz je pohoda.
Ale mam suchy teleso. (drazice) coz tak si z odporoveho dratu do tohoto telesa uvinout svoje vykonove stupne.

[tomas]

Napadla me ted jedna vec. Pokud bych chtel resit bojler na DC tak mam ho od baterek necelych 5m coz je pohoda.
Ale mam suchy teleso. (drazice) coz tak si z odporoveho dratu do tohoto telesa uvinout svoje vykonove stupne.

Dá se celkem jednoduše upravit na 57,5V. Viz fotky dole:
http://danyk.cz/reg60v.html
ale asi nejlépe na novém tělese. Staré tělesa už mají topný drát vyhřátý a asi bude křehčí a praskat.