Chybí Vám nějaké funkce u MPPT regulátorů?

[mypower.cz]

Možnost externího řízení a vyčítání dat (elektronicky - třeba TCPIP)?

[tomas]

Možnost nastavení libovolného napětí akumulátoru a nastavení proudového omezení nabíjecího proudu. PWM výstup pro plynulou regulaci přebytečného výkonu do topných těles.
Jaké parametry bude mít tvůj regulátor? Bude mít displej?
Občas sleduji vývoj v MPPT regulátorech a narazil jsem na tyto zajímavé obvody:
http://www.ti.com/product/SM72441
http://www.linear.com/product/LTC4000-1

[tomas]

Vzhledem k relativně nízké ceně FV panelů a vysoké ceně kvalitních akumulátorů je výhodné předimenzovat výkon v panelech. Potom je ale nutné omezit nabíjecí proud aby nedošlo při zvýšeném slunečním svitu ke zničení akumulátorů. Ale zároveň by bylo škoda nevyžít případný přebytečný výkon po jiné spotřebiče a třeba i pro ohřev vody.
Regulátor by tedy musel měřit nabíjecí proud do akumulátoru, ale mimo proud tekoucí do spotřebičů. Z toho by poznal kolik proudu teče do akumulátoru a kolik do spotřebičů a proud by omezoval (nebo přepínal do jiného spotřebiče) tak aby nepřekročil dovolený nabíjecí proud akumulátoru. PWM výstup vhodný pro ovládání SSR např:
http://www.gme.cz/ssr-pro-montaz-na-chl ... -p635-025/

[RadekCX]

Zdravim, jsem tady novej, ale presne to co tu vetsina z vas popisuje me stvalo na komerni produkci a proto jsem se rozhodl to resit vlastni cestou...vyslo mi z toho neco takoveho:

výkon solárního panelu......... 5-400Wp
napětí solárního panelu........ 16-40V (v řešení jak to zvednout na cca 75V)
měření proudu sol. panelů...... 0-20A
napětí baterie................. 12V resp. 24V
měření proudu baterie.......... +-20A
logování činnosti ............. RS232 nebo Ethernet

další charakteristiky:
- režim regulace MPPT
- kompletní ochrana baterie před přetížením (vybití, přebití, nadproud při vybíjení i nabíjení)
- maximalní životnost baterie - cyklování nabíjecích hladin, desulfatace nesymetrickým proudem
- možnost odpojení zátěže
- možnost připojení externího topení
- možnost připojení externího dobijení

FW je napsán v uPascalu firmy Mikroe a momentalne zabírá cca 9kB flash paměti PIC18F26K22 bezicim na 64MHz. Aktuálně dokáže:
- pravidelně odesílat veškere informace na seriový port - napětí panelu v mV, proud z panelu v mA, okamžitý
výkon panelu v uW, celkem vyrobená energie ve Wh s rozlišením na uWh, napětí baterie v mV, proud baterií
(mA), nastavení střídy měniče (0-250)
- provádět MPPT regulaci měniče s nastavitelným napěťovým offsetem aktivace vůči napětí baterie
- ukončovat nabijení na volitelné hodnotě napětí
- zapínat externí zatěž a regulovat její výkon pomocí pomalé PWM - pulzy s pevnou délkou cca 3ms a off
mezerou 0-254x 3ms - tento mechanizmus bude využit i pro desulfatační nabíjení
- zapínat externí dobíjení - nastavitelna hranice zapnutí i vypnutí
- zapínat o odpinat okruh se spotřebiči - nastavitelna hranice zapnutí i vypnutí

bezi to jiz od zacatku ledna v prvnim prototypu s malym 20Wp panylkem na okne (bohuzel na vychod) a tady jsou online vystupy na webu vcetne grafu - statistici se vyradi: http://www.cncnet.info/solar/

takhle nejak vypada vystup na RS232 http://www.cncnet.info/galery/mppt/vypis.png

a tady nejaka fotka kdyz jsem to dratoval do bedny:
http://www.cncnet.info/galery/mppt/2013 ... 192659.jpg
chybi tomu stabni kultura, ale je to v podstate vyvojovej prototyp

toz tak...

[RadekCX]

ano presne tohle jsem resil - ja regulator vyvijel na kajutovou lod - kde je to v podstate chatovej rezim a resil jsem co s prebytecnym vykonem pres tyden kdy tam nebudu - bude tam nizkonapetove teleso a bojler s vodou, kam budu prebytecny vykon odvadet - zaroven tim zabranim prehrivani panelu, ktere by jinak byly bez odberu

to moje reseni ma na strane baterie oboustranny snimac proudu +-20A a snimac na strane panelu do 20A takze vim celkovou bilanci - soucet vykonu (baterie, panel, zatez) musi byt 0 plus samozrejme spotreba regulatoru a nejaka ucinnost menice

Regulátor by tedy musel měřit nabíjecí proud do akumulátoru, ale mimo proud tekoucí do spotřebičů. Z toho by poznal kolik proudu teče do akumulátoru a kolik do spotřebičů a proud by omezoval (nebo přepínal do jiného spotřebiče) tak aby nepřekročil dovolený nabíjecí proud akumulátoru. PWM výstup vhodný pro ovládání SSR např:
http://www.gme.cz/ssr-pro-montaz-na-chl ... -p635-025/

[miroc]

Toto bude trosku mimo fotovoltaiky, ale myslim ze sa tu najdu ludia, ktorych by to tiez zaujimalo.
Ide o to, ci by sa dalo rozsirit funkcnost tohto MPPT regulatora aj pre veterne turbiny.
Chcelo by to:
1, Vyssie vstupne napatie (cca 150V)
2, Vyssi vykon z alternatora (do 1500W)
3, okrem moznosti ukoncovat nabijanie pri volitelnom napati, aj moznost zacinat nabijanie pri volitelnom napati, ktore moze byt napr. aj dvojnasobne, ako systemove napatie akumulatorov
4, moznost uzivatelsky zadat charakteristiku alternatora v podobe tabulky Napatie-Vykon

Pomohlo by, ak by bolo mozne splnit aspon bod 3. Nebolo by to optimalne, ale uz by to bolo ovela zaujimavejsie.
Podrobnejsie o problematike tu: http://www.vawt.om2cm.sk/?q=node/861

[RadekCX]

jestli to je dotaz na me...

ad 1) no ta velikost vstupniho napeti je jedna z veci, kterou ted resim, alespon v hlave - jde o to, ze v te me konstrukci je ze vstupniho napeti napajen driver mosfet mustku menice, ktery ma provozni napeti 10-20V - jde o to jak nejak sikovne z toho vstupniho napeti udelat tech 10-20 volt a moc na tom netratit - resenim je bud pouzit nejaky maly step-down menic, ale integrovane konci kolem 75V a nebo udelat jednoduchy linearni regulator se zenerkou a tranzistorem - tam je vyhodou, ze napetove nejsme omezeni prakticky nijak - otazkou je kolik to buzeni mosfetu zere (zatim jsem nemel cas to zmerit) - pokud by to bylo nejak vic tak by ten linear dost topil (ted tam mam docasne klasickej 7812 a ten je studenej, ale zase tam je minimalni rozdil napeti)
a jeste ja mam zivnost do 75V DC takze to vlastne neumim

ad 2) noo coz o to proudove to neni tak strasne 1500W pri 150V je 10A, takze je to jen otazka poradne indukcnosti, kondiku co lezou do penez a slusnych mosfetu v mustku, ale co na druhe strane? Na jake napeti to pujde? Pri 48V to je cca 30A to by snad jeste bylo realne - takze papirove by to nemusel byt problem, ale z vlastni zkusenosti vim ze praxe je o neceme jinem - staci blbe udelat nekde plochu/zem na DPS a uz to vsechno hori = drahej vyvoj

ad 3) no jestli to chapu dobre tak to ted muj regl umi - lze tam nastavit od jakeho napeti se teprve spousti menic - chapu, ze to je asi kvuli tomu aby se utrhnul rotor a nebyl brzdenej generatorem hned od zacatku ?

ad 4) a to je dobre na co? MPPT tohle nepotrebuje - mela by vzdy najit ten nejlepsi bod kdy je vykon maximalnu, ale asi ani to by nemel byt problem

[RadekCX]

aha uz to studuju...ten vitr...prectu si to a muzem se o tom pobavit

4, moznost uzivatelsky zadat charakteristiku alternatora v podobe tabulky Napatie-Vykon

Pomohlo by, ak by bolo mozne splnit aspon bod 3. Nebolo by to optimalne, ale uz by to bolo ovela zaujimavejsie.
Podrobnejsie o problematike tu: http://www.vawt.om2cm.sk/?q=node/861

[miroc]

Ano, pardon, vlakno dlho spalo, tak som nepovazoval za nutne smerovat prispevok menovite.

Ad 1 - musi byt iny sposob. Neverim, ze Morningstar vstupne napatie v TS MPPT transformuje nadol.
Ad 2 - samozrejme su mnohi ktorym by stacilo 500W, alebo 700W... tych 1500 je maximalna poziadavka. Moze byt viac verzii. Ale vstupne napatie musi byt vyssie, aspon 120V. Najlepsie so spolahlivou ochranou, lebo slnko dva krat silnejsie svietit nebude (dufajme), ale vietor si robi co chce...
Na druhej strane by malo byt standardne 12, 24, alebo 48V. Samozrejme podobne ako u fotovoltaiky bude urcujuci vystupny prud, takze vykon bude musiet ist dolu
Ad 3 - ano
Ad 4 - vyplynie z toho linku

[RadekCX]

ad 1) no zpusobu je jiste vic a kazdy ma nejake pro a proti - nadruhou stranu to snizeni ze 150V neni zase az takovy problem a energeticky to take neni zadna tragedie - nakonec ono je to v podstate jedno - tu energii na nabijeni a vybijeni gate MOSFETu nebo IGBT musis dodat tak jako tak - ja jsem zvolil tohle reseni

ad 2) s temi vykony je to tak, ze se to da udelat bezne (s tim, ze to s bozi pomoci funguje) a nebo tak jak by melo (menic od rizeni oddeleny galvanicky, nejlepe s magnetickou vazbou) a to proste nebude levne - pokud neco delam pro sebe tak me samozrejme cena vyvoje nepali

ja samozrejme budu dal premyslet jak vymyslet neco co treba konkurence neumi - je fakt, ze jsem zatim vetrne elektrarny nebral v potaz, ale napada me, ze by treba nebylo spatne udelat regulator se dvema nezavislymi menici - jeden pro solar a druhej pro vetrnik s tim, ze se budu snazit dostrkat vykony treba na tech cca 500W (kazdej menic), udelat ho galvanicky oddeleny od rizeni a vstupni napeti posunout na tech cca 150V - proste musim pomalu - pokouset se delat rovnou menic na 1500W z ciste vody je aspon pro me nerealne

ad 4) no a je tedy treba promerovat VA charakteristiku generatoru? nestaci mit jen tabulku zavislost vykonu na otackach? dodelat do regulatoru vstup od snimace otacek rotoru by nemel byt problem - pripadne by asi slo snimat i vstupni napeti (budou tam pulzy jak magnety skacou po civkach)

[RadekCX]

jinak dnes je pekne videt jak funguje to odlejvani vykonu do externiho topeni - zapina se to pri dosazeni napeti baterie 13,950V - menic omezuje az pri napeti 14,000V - takze vykon z panelu se dal odebira akorat regulator ho zacina odlevat do topneho telesa a pomoci pomale PWM tento vykon nastavuje tak, ze se tim stabilizuje napeti na baterii, aniz by musel menic zasahovat do odberu z panelu

http://www.cncnet.info/solar/

[miroc]

Existuje dost regulatorov, ktore maju oddelene vstupy pre WT a FV. Ale neda sa dopatrat technickych udajov (zvacsa Cina). Pre WT je jedna z najdolezitejsich poziadaviek uz spominany bod 3. Teda nastavenie pociatocneho vstupneho napatia, od ktoreho moze zacat nabijanie.

Ad. 4 - Charakteristika napatie-vykon, alebo otacky-vykon je prakticky to iste. Pri urcitych otackach da alternator len urcite napatie. Zatazenie toto napatie zmensi v zavislosti na vnutornom odpore (preto musi byt tabulka vypocitana podla parametrov alternatora a samozrejme velkosti vrtule-turbiny). Otacky rovnako klesnu podla zatazenia. A jednoduchsie je merat napatie, ako otacky. Meranie otacok by malo zmysel len vtedy, ak by sa merala sucasne aj rychlost vetra a z toho by sa mohol vypocitavat dalsi odvodeny parameter - rychlobeznost - ktora by sa mala udrziavat v urcitom rozmedzi. To ale pre uspokojive fungovanie v amaterskych podmienkach nie je nutne.

Ako som spominal, funkcionalita podla bodu 3 dovoli ake-take nasadenie aj pre WT. Bez bodu 4 to nebude celkom ono, ale lepsie ako nic.

Je mi jasne, ze pokial to sam nebudete potrebovat, tak sa tazko da ocakavat, ze budete vrazat prostriedky do nejakeho vyvoja v tomto smere. Nikto vam to nema za zle..

[RadekCX]

no ja prave ale nechapu jak se to napeti ma merit? na nezatizenem generatoru? protoze jinak to napeti tam bude podle toho jak ho zatizim menicem

nehadam se, ale stejne mi prijde, ze ten MPPT by mel fungovat i na vetrniku - preci kdyz ten menic ten generator zacne pretezovat tak zacnou klesat otacky a tim padem i vykon, coz je signal pro rizeni, ze to uz je moc a ze musi ubrat

jinak ja mam ten MPPT algoritmus postavenej trosku jinak asi nez byva obvykle (jak jsem zjistil az dodatecne) - hodne regulatoru pravidelne odlehci celej panel a zmeri napeti naprazdno, pripadne projedou celou chrakteristiku a podle toho nastavi regulaci

ja jsem na to sel trochu jinak a jsem schopnej to delat kontinualne - dela to jen problem ve velmi nizkych vykonech pod 1W na vstupu, kde je to trosku roztresene - navic to trosku matou vstupni kapacity, ktere pri tak malych odberech delaji ten panel tvrdsi, nez se vybijou - proto treba dnes je to takove chlupate viz. grafy na webu

takze je otazkou co by ten muj algoritmus s tim vetrnikem udelal - jak pisu odlozenej start menice podle napeti tam mam

[miroc]

Ta tabulka ma zabezpecit hlavne to, aby odoberanie vykonu bolo plynule a neodohravalo sa cele niekde v spodnej urovni otacok. Pretoze je ucelne, ist s otackami a napatim co najvyssie.
Ak si pozriete tabulku napatie-vykon, ktoru mam nastavenu ako poslednu funkcnu na uz spominanej stranke http://www.vawt.om2cm.sk/?q=node/861, tak mozete vidiet, ze startovacie napatie je 34V (systemove napatie aku je 24V). Samozrejme toto jedine napatie je vlastne bez zataze. Ale zataz pri tomto napati je nastavena na minimum - len 2W. Musel by byt velmi slaby vietor, aby v tomto stadiu otacky a tym padom aj toto napatie klesli. Napatie (uz s mienou zatazou) bude skor dalej stupat a po druhu hranicu v tabulke 36,9V bude kontinualne stupat aj odber vykonu od 2W po 23,4W. Nie viac. Ak je vietor este stale dost silny, budu dalej stupat otacky aj napatie... atd.
Keby tam ta tabulka nebola, tak MPPT vezme uz pri nizsich otackach co to da a po naozaj vysoke otacky, kedy pracuje ako turbina, tak aj alternator v optimalnom rezime s minimalnymi stratami sa ani nedostaneme. Samozrejme, ze pri spomaleni uberie odber, ale bude to cele cyklovat (spomalovat - zrychlovat) niekde v prvej tretine tabulky. Az naozaj silny vietor to posunie dalej.
Fungovat to teda bude aj bez tabulky, ale ani zdaleka nie optimalne.

[RadekCX]

no ja nevim jak pracuji bezne MPPT, ale kdyz jsem navrhoval ten svuj tak jsem schvalne na beznou komerci nekoukal a ani neshanel jak ten algoritmus delaji ostatni - to co jsem navrhnul rozhodne nedela to co pisete, tedy ze by v nizkem vykonu drela generator nadoraz a nepustila ho - tahle to moje zarizeni nefunguje - ten muj algoritmus se plynule ustreduje na bod maximalnihio vykonu a dela to cca 5x za sekundu

co se tyka te tabulky - to je ale prece problem - to je presne paradigma vejce vs slepice - v podstate se snazite zjistit napeti pri kterem je optimalni vykon a to napeti mam v tabulce na zaklade vykonu - to by ten regulator musel fungovat na zaklade pokusu a omylu - nastavim zatez tak aby sedelo napeti na neco v tabulce a porovnam zda mam odpovidajici vykon - otazkou je pokud ne a co kdyz je mensi a co kdyz je vetsi?

[RadekCX]

jinak to co popisujete ja stoupa a nebo klesa napeti je stale jen MPPT - otazka je prave jak bezne solarni regly jsou jemne zda nepromeruji charakteristiku prilis agresivne - je jasne ze pokud regl cas od casu promeri proud do zkratu a naopak napeti naprazdno a podle toho spocte optimalni bod je nanic pro vetrnik

jinak ja mam ted toleranci ustredeni na MPPT bod 0.1W - nic nepromeruju

[miroc]

Nerozumieme si. Asi to nevysvetlujem spravne...
Predchadzajuci text: Napatie (uz s mienou zatazou) bude skor dalej stupat a po druhu hranicu v tabulke 36,9V bude kontinualne stupat aj odber vykonu od 2W po 23,4W. Nie viac. Ak je vietor este stale dost silny, budu dalej stupat otacky aj napatie... atd.
To najdolezitejsie je tam vo vete: Nie viac!
Normalne by sa MPPT snazilo najst najvyssi vykon. Ta tabulka ho obmedzi vykonovo po urcitu hranicu. To nasledne umozni dosiahnut vyssie otacky.

[RadekCX]

ja tomu uz rozumim - ale to je jak pisu otazka jemnosti regulace - to zase asi nevysvetluju ja spravne

dejme tomu, ze jsem na tom bodu 2 v tabulce - tedy 37V a 23W - ja se snazim najit vyssi vykon to je pravda, ale tu toleranci mam 0.1W tedy pokud zjistim, ze mi vykon spadnul oproti predpokladu o tuto hodnotu tak delam korekci zpet - tedy pri ustalenem vykonu na bodu 2 z tabulky ja budu oscilovat s nastavenim +-0.1W kolem 23.4W nikam dal se nehnu

[RadekCX]

jen pro predstavu ja merim napeti a proud kazde 3ms a regulacni zasah je kazdych 225ms - je samozrejme mozne pokud by to kvuli vetrnikum bylo pomale to zrychlit - na solar to staci 5x za sekundu bohate

[miroc]

Jemnosti regulacie zasa nerozumiem ja. Ale 0,1W sa mi zda zbytocne jemny krok.
Inak ano, ak napatie neprekroci 36,9V, MPPT nesmie hladat vyssi vykon ako 23,4W. Akonahle stupne napatie nad 36,9V - do 42,3V, moze MPPT vyhladavat max P v rozmedzi 23,4 - 53W.
Rychlost 5x/sekundu by mala podla mna stacit aj pre vietor.