PV přímo na BMS

[gupa]

Několikrát mne napadla myšlenka, že by BMS se spínacím obvodem spouštějící nabíjení a vybíjení nabíjela přímo napojená sada panelů samozřejmě s jistícími a chránícími prvky. Rozmezí napětí FV panelu do max. nabíjecí napětí baterie nebo spíš mírně nad podle MPPT křivky dané v datasheetu.

Takže by BMS suplovala fotovoltaický regulátor typu PWM.

Jak moc je to blbost?

Využití bych viděl hlavně na mobilní a malé FVE zdroje.

[TomHC]

To je dosť veľká blbosť. Nechce sa mi to rozpisovať, som na mobile.

[unicast]

Mám dojem, že je to myšleno tak, že by tu práci, co dělají mosfety v MPPT boxu, mohly dělat mosfety v BMS, které tam tak jako tak stejně jsou. To v nějakém jednoduchém systému s jediným stringem a jedinou baterií smysl dávat může, zvýší to účinnost a sníží počet součástek.

[kyocera]

Gupa svoji myšlenku špatně popsal . Možná gupa chtěl napsat. Je možné nabijet aku přímo z panelů tím, že by se panely připojovaly přímo na aku přes elektronický výkonový spínač a s nastavitelným napětím pro odpínání ?
Je tedy možné spojení FV panelů s aku bez regulátoru MPPT ?
Podívejme se na tu myšlenku podrobněji na příkladě. Dnes jsou panely levné, dokonce tak levné, že
V případě realizace většího pole se bez benefitu 30% , který udělá MPPT
nabijecí regulátor se obejdeme.
Jak by to tedy vypadalo prakticky. Zrealizujeme pole 10kWp . Ukážeme si dva teoretické příklady řešení. Řekněme, že naše FV pole dosahuje celkové optimální napětí 115V pro maximální přenos výkonu z panelu na aku. Aku musí mít přirozeně menší napětí aby se vytvořil napětový spád pro dobijení aku.
První příklad dokonce přímé napojení FV pole na aku.
1. V provedení FV panelů vždy více panelů seriově ve stringu.. Německý výzkumný institut doporučuje max. počet paraleních striggů 7.Proto pro velký počet paralelních stringů by bylo vhodné určité paralení skupiny stringů slučovat na společný kladný potenciál přes oddělovací diody. Ve výsledku pak tedy máme FV pole nízkého napětí na dvou drátech a připojíme přímo na aku LIFEPO4 mám FV pole 10kWp zapojené serio paralelně na výsledné napětí na 115V.
Otázka :
Jaký by měl být počet aku článků LIFEPO4 ,kde jeden článek plně nabitý 3,45V a vybitý 3,0V a jaká kapacita v Ah aby se vytvořil nejlepší rozdíl mezi napětím FV pole 10kWp a napětím aku pro maximální výkonový přenos bez regulátoru MPPT ?
Potřebujeme sladit pracovní napětí FV pole s nabíjecím napětím baterie (co nejblíže).
Zajistit, aby baterie nebyla přebíjena nebo hluboce vybíjena, což závisí na počtu článků.
Parametry:
FV pole: 10 kWp, 115 V DC (pravděpodobně VOC kolem 130–140 V, Vmp ≈ 110–115 V)
LiFePO₄ článek: 3,00 V (vybito) – 3,45 V (nabitý)
Není použit MPPT regulátor
Výpočet optimálního počtu článků
Napětí baterie = počet článků × napětí článku
Hledáme takový počet článků, aby maximální napětí (nabíjení 3,45 V/čl) bylo o něco menší než pracovní napětí FV pole (~115 V), aby vznikl rozdíl (ΔU) pro proud.
33 článků:
Plně nabité: 33 × 3,45 = 113,85 V to je (blízko 115 V)
Vybitý: 33 × 3,00 = 99 V
Napěťové rozmezí: 99 V – 113,85 V
FV pole bude mít dostatečný rozdíl pro nabíjení většinu času.
Kapacita článků (Ah)
Abychom určili kapacitu, potřebujeme:
Energetické potřeby (Wh nebo kWh)
Délku doby autonomie, případně denní spotřebu
Ale můžeme určit minimální kapacitu, která využije výkon FV pole:
FV pole = 10 kW → za ideálních podmínek (např. 5 hodin denně) = 50 kWh/den
Napětí baterie ≈ 110 V (průměr)
Potřebná kapacita (Ah) = Energie / Napětí
→ 50 000 Wh / 110 V = ~455 Ah
To znamená, že:
Napětí baterie: 33 článků × ~3,3 V = cca 110 V
Kapacita: cca 450 Ah → pro uložení denní produkce
Hypotetický výsledek prvního příkladu
Počet článků LiFePO₄: 33 článků
Napětí: 99–113,85 V
Kapacita článků: min. 450 Ah, ideálně více
A i v tomto případě musíme zajistit aby nedocházelo k pod vybití i pouze jediného článku ve spojení s měničem. To je možné zajistit nastavitelným relé, které vypne měnič pokud celkové spodní
Napětí bude menší jako 99 V nebo libovolný článek se dostal pod hranici 3V. A vypnutí měniče je podle toho, která událost nastane dříve. Vypnutí měniče se rozumí v řídící slaboproudé části, nikoliv v silnoproudé.
2. Nyní se podíváme na druhý příklad a zvolíme počet článků 32 pro vytvoření většího
rozdílu mezi napětím panelu a aku a větší nabijecí proud. V tomto případě už bude nutný výkonový elektronický odpínač s nastavitelným horním napětím nad 32 x 3,45V tedy elektronické vypnutí odepnutí aku od panelů, pokud napětí na aku dosáhne 110,4V.
Samozřejmě v obou příkladech je nutné aby každý článek měl možnost např. pasivní maření energie
V odporech nad 3,45V a celý systém 33 nebo 32 článků bude doplněný aktivním přelévacím indukčním balancerem. A protože jsem na začátku uvedl, že kladný potenciál je sloučený přes oddělovací diody tak do FV panelů ani v noci nikdy nemůže téci žádný zpětný proud.
Uvedené dva příklady jsou jen ilustrační abych rozvedl myšlenku Gupy a neříkám dělejte to tak. Jen jsem chtěl na dvou příkladech přiblížit možné návrhy spojení FV panel a aku bez regulátoru MPPT. A znovu opakuji jen jsem rozvedl myšlenku gupy . Je tedy zbytečné aby jste mně psali, že se Vám můj návrh nelíbí, že raději použijete několik regulátorů Victron, že na to peníze máte a že těch 30% benefitu co poskytne regulátor MPPT je pro Vás důležitý.

[TomHC]

Veľmi v skratke - mám za to, že slabý osvit + vybité batérie spôsobia, že príliš zaťažia panely, mimo bod maximálneho výkonu (MPP) a namiesto malého výkonu bude nabíjací výkon žiadny...

[kyocera]

Má tomHC pravdu ?
Nemá zcela pravdu , akumulátor se může stále dobíjet i mimo MPPT, ale dobíjení bude méně efektivní. FV panel představuje měkký zdroj proudu.
Napětí panelu může být příliš nízké na to, aby překonalo napětí akumulátoru, a tedy žádný proud nepoteče. Taková situace nastává při západu sluníčka.
Kdy se aku dobíjí i bez MPPT:
Napětí panelu je vyšší než napětí akumulátoru:
Proud teče a aku se dobíjí, i když ne optimálně.
Příklad: panel dává 13 V, akumulátor má 12,2 V → proud teče do aku.
Nízký osvit, ale stále nadprahové napětí:
Dobíjení probíhá pomalu, třeba i malými proudy (desítky mA).
Kdy se aku dobíjet nebude:
Napětí panelu klesne pod napětí akumulátoru → proud neteče.
Panel nedokáže překonat vnitřní odpor aku → nulový tok energie. Při západu slunce.
Závěr:
Bez MPPT může akumulátor fungovat a dobíjet se i při slabém osvitu, ale neefektivně.
Pokud je osvit slabý a napětí panelu se dostane pod pracovní napětí akumulátoru, dobíjení se zastaví.
uvedené moje dva příklady byly zaměřené na výkonové poměry při plném slunečním svitu. Plný sluneční svit je cca 1280 hodin dlouhodobě každý rok. Takže hypotetické dva příklady by měly svoje validní argumenty pro plný sluneční svit a TomHc vzpomene jen okrajové nevýznamné režimy nabijení .

[glottis]

nabijeni by treba u lifepo fungovat mohlo a docela dobre, kdyz se zvoli spravny pocet clanku se spravnym panelem. Pak by to prakticky bylo vetsinou v MPP.

Ale proc to bude na prd je to, ze az baterie bude nabita, proud pujde dolu, napeti na panelu pujde nahoru az treba na napeti otevreneho obvodu. BMS by to musela odpojit. Pravdepodobne to povede k velkemu cyklovani a zvedne se sance, ze se BMS prorazi a zacne peklo.

V nouzi a pod dohledem proc ne.

[kyocera]

V mých dvou hypotetických příkladech jsem žádnou BMS z ALI nepoužil. Jen jsem chtěl přiblížit správný návrh počtu článků
k napětí z panelů.
A čistě teoreticky napětí na aku nahoru už moc nepujde, protože vždy je nějaká
zátěž na aku v podobě stálého odběru měniče a spotřebičů na straně 230V je. Mne se ještě nestalo, že bych za celý slunný den měl spotřebu 0kWh.
Vždy nějaké spotřebiče běží nepřetržitě. Lednička, Wifi , vzduchové čerpadlo atd.

[kyocera]

Musím ale být technicky korektní a uvést náhled výpočtu účinnosti přímého napojení panelů na aku 33 článků a srovnat s účinností regulátoru Victron.
Přímé připojení znamená, že napětí FV panelů musí být shodné nebo velmi blízké napětí akumulátoru – což je téměř nikdy, pokud není sluneční podmínka a zátěž dokonale stabilní. Výsledkem je významná ztráta výkonu kvůli nedodržení MPP (Maximum Power Point).
Ztráty při přímém připojení FV panelů na aku 33 článků v příkladu č.1 výše uvedený :
FV panely mají nejlepší výkon při 115 V, ale pokud je baterie na nižším napětí (např. 100 V), FV napětí klesne a panely pracují mimo optimální bod.
Příklad: když baterie má 100 V
FV panely jsou „staženy dolů“ z MPP (115 V) na 100 V → výkon klesne.
Výkon ztracený je zhruba poměr napětí 100V a 115V je potom účinnost 87% pro 33 článků
Modelový příklad č.1 výše uvedený.
Reálná účinnost přímého napojení FV panelů na aku bez MPPT bývá 80% až 90 % v závislosti na počasí a úrovni nabití baterie.
Regulátor Victron MPPT má uváděnou typickou účinnost 98 %
Když to porovnáme na první pohled jasně vede drahé zařízení s účinnosti 98%. Ale pravda je
I taková, že mohou být aplikace, když zvítězí jednoduchost a nízká cena bez regulátoru MPPT nad účinností a
někdy i účinnost jen 80% až 90% je potom přijatelná.

[gupa]

Ale proc to bude na prd je to, ze az baterie bude nabita, proud pujde dolu, napeti na panelu pujde nahoru az treba na napeti otevreneho obvodu. BMS by to musela odpojit. Pravdepodobne to povede k velkemu cyklovani a zvedne se sance, ze se BMS prorazi a zacne peklo.

V nouzi a pod dohledem proc ne.

Mám zato, že třeba JKBMS co mám na kole se nastaví na Imax. na Umax a prostě napětí může být jaké chce, tak to mosfet nebo stykač nepustí. Zkuste se podívat kolik nastavení taková BMS má. Myslím si že můžeme jít až na stovky ampér při promyšlenější konfiguraci a BMS která to zvládne. Zároveň baterie může mít i desítky až stovky kWh. Samozřejmě je to jen nápad. Samotné pokusnictví je druhá praktická věc.

Choronologie na časové ose při FVE a zde na fóru byla totiž byla taková, že na olovo a NiCd nějaká BMS nebyla potřeba. Potom začaly ty pulzery které shazovaly bordel z olověnných elektrod. Potom balancéry. Nyní při hlídání napětí článku baterie jsou různé topologie BMS, ale často základem je spínání polovodiči samotná baterie. Např. allInOne systém Must sepnu baterii malým kolíbkovým spínačem a nic v ní nehrkne, takže mosfet, který by měl zvládat asi 200A. Poslední dobou co jsou poslední 500A BMS v nabídce na trhu nemají ani mosfety, mají oddělené stykače a oddělené shunty.

Edit? Co se týká cyklování, tak si myslím, že BMS má nějaké časovače.

[Mex]

Znám člověka, co to takhle provozuje. A velmi si to pochvaluje.
Panely má v uspořádání 2s, baterku nějakých cca 80V, na to napojené měniče, kterým se tady infantilně říká "modrásek".
BMS mu asi vypíná jen při podpětí, jinak pracuje jen balancér.
Není tady na fóru. Dost schopný borec.

[TomHC]

Môže byť. Len mám pocit že V-A charakteristika fv panelu nie je zrovna lineárna. Takže 100V vs 115V (MPP) nemusí znamenať 100:115=87%. Ale držím palce k inovatívnym riešeniam

[kyocera]

Mám tedy modelový příklad č. 1 výše uvedený. A napadá mně kacířská otázka.
Nebudu na tom lépe když za ušetřené peníze za regulátory MPPT nakoupím raději panely ?
FV pole s 10kWp napojené přímo na aku LIFEPO4.Učinnost energetická takového řešení je 80% až 90%. Kdežto Victron nabijecí regulátor má 98%. Pokud ale na poli 10kWp ušetřím dva regulátory Victron celkem za 30000Kč a za tyto peníze nakoupím panely nebudu na to ve výsledku lépe jako když 2 regulátory Victron použiji ?
FV pole 10 kWp
Přímé napájení baterií LiFePO4 bez regulátoru → účinnost 80–90 %
S regulátorem (např. Victron MPPT) → účinnost až 98 %
Jeden regulátor Victron pro pole 5kWp stojí 15tis.kč.
Dva regulátory Victron pro 10kWp stojí cca 30 000 Kč
Raději koupit více panelů za těch 30 000 Kč místo regulátorů?
Kolik panelů pořídíte za 30 000 Kč?
https://shop.czech.solar/solarni-panely ... -n-type-2/
Podle tohoto odkazu by se dalo za 30 000Kč pořídit 17 panelů a 9,8kWp tedy téměř další pole 10kWp .
Varianty:
Varianta A: S regulátory Victron
Výkon FV pole: 10 kWp
Účinnost regulátoru: 98 %
Efektivní výkon = 10 kWp × 0,98 = 9,8 kWp
Varianta B: Bez regulátorů, místo regulátorů koupit panely navíc
Původní FV pole: 10 kWp
Panely za 30 000 Kč navíc: 9,8 kWp
Celkem tedy: 19,8 kWp
Účinnost přímého napojení: 85 % to je střed mezi 80% až 90%
Efektivní výkon = 19,8 kWp × 0,85 = 16,83 kWp
Ukazuje se, že budu na tom lépe. Ale je to jen příklad pro vysvětlení proč
někteří jedinci nabijecí regulátory nepoužívají a zvolí přímé napojení panelů na aku.

[glottis]

aby to nebylo tak ruzove tak jeste toto:
- tak do tech 30k se musi pocitat i uchyceni, kabely, vse okolo. Tak hezky to nevyjde.
- 20kwp do baterii na 55V muze byt taky 350A. U 100V 200A. Takze by to chtelo patricnou baterii, nebude levna
- podle me ma tohle cenu delat jen pokud chci vyssi spolehlivost, ne aby clovek usetril par korun, prisel o rizeni, monitoring a dalsi veci
- u 20kwp pole uz pokles napeti, pri nejakem volnobeznem odberu rozhodne nebude tak velky a musi se pocitat s tim, ze napeti muze jit az na to Uoc

Jinak musim napsat upozorneni pro lidi, co to zaujalo ... aby se do toho poustel jen nekdo kdo vi co dela, umi si to spocitat a rozhodne nevynecha BMS.

[FRSO]

Fungovat by to mělo, ale ideální pro odpínání panelů od BMS se musí zvolit ideální napětí z panelů aby se využil co nejvíce výkon z panelu a dostatefný proud BMS-ky, protože to bude podobná regulace jak u PWM. Pro systém 24V asi 1S 60-72 článků pro Lifepo4, pro pb 72článků. Pro 48V systém 2S 60-72 článků stejně. Já v podstatě stejné zapojení už využívám pár let když je k olovu paralelně Lifepo4. Osobně bych dal raději MPPT pro velký výkon panelů.

[FRSO]

aby to nebylo tak ruzove tak jeste toto:
- tak do tech 30k se musi pocitat i uchyceni, kabely, vse okolo. Tak hezky to nevyjde.
- 20kwp do baterii na 55V muze byt taky 350A. U 100V 200A. Takze by to chtelo patricnou baterii, nebude levna
- podle me ma tohle cenu delat jen pokud chci vyssi spolehlivost, ne aby clovek usetril par korun, prisel o rizeni, monitoring a dalsi veci
- u 20kwp pole uz pokles napeti, pri nejakem volnobeznem odberu rozhodne nebude tak velky a musi se pocitat s tim, ze napeti muze jit az na to Uoc

Jinak musim napsat upozorneni pro lidi, co to zaujalo ... aby se do toho poustel jen nekdo kdo vi co dela, umi si to spocitat a rozhodne nevynecha BMS.

Ano, ten poslední odstavec je velmi důležitý !

[kyocera]

Je to jen příklad pro pochopení a nikdo by neměl vyhlašovat klatbu, že uvedu pár čísel. Že se někdo ozve jsem čekal.
Nikdo by ani neměl panikařit a sundávat ze zdi Victrony. A kdo má Victrony na zdi neměl by mít pocit, že špatně utratil peníze a snažit se hledat ospravedlnění své investice před mnoha roky . Co jednou bylo, to už je pryč. Ani panely v minulosti levné nebyly. Ani prodejci Victronů se nemusí bát, vždyt tradiční učení o prospěšnosti Victronů MPPT je dobře zavedené.
Rozvedl jsem jen myšlenku gupy a je to k zamyšlení pro Ty kteří třeba jednou půjdou proti proudu. Třeba i gupa se do toho pustí a dá vědět jak je se svým nápadem spokojený. A v modelovém příkladě č.1 jsem schválně uvedl napětí panelů a aku pod hranicí 120V. Když už v jiném vlákně jede meldung co
je bezpečné napětí.

[Mex]

Jak už jsem psal, znám člověka, co to tak provozuje. Ke své plné spokojenosti.
Podle mě to má výhodu v tom, že se dá použít baterka o rozumném napětí.

48V (jak je zde oblíbeno) je podle mě velmi málo a není to efektivní.
HV baterky na nějakých 200-800V už zase můžou být pro spoustu lidí trochu moc vysoko.
Nějakých 80V (jak to má ten borec) se mi zdá takové docela elegantní napětí.

Mně osobně se to líbí. Kdybych nešel do HV baterky, tak bych to asi udělal taky nějak takhle.
Napětí kolem těch 80-120V mi přijde tak akorát.