Spínání zátěží dle výkonu MPPT

[sikec]

NEvím, zda se s tím někdo setkal. Asi ano, jsou wattroutery, ale případ z praxe:
a) Mám ostrovní solární elektrárnu 5 kWp
b) Chci ohřívat vodu v bazénu + zbytek TUV
c) Pokud dám 3 kW ohřívač, tak při výkonu 0,5 kW (ráno, večer, podzim, jaro...) je asi blbost nahřívat 3 kW těleso
d) Nápad - dát 3 ohřívače 1 kW za sebe (anebo 2kW+1kW+1kW). Oběhové čerpadlo samozřejmě.

A teď ta otázka - je nějaký prvek (třeba na DIN) lištu, v našem případě asi více prvků, který řekne nějakému stykači:
a) Teď teče 0 až 0,9 kW výkonu (na 230 V) tak sepni stykač (který sepne těleso 1 kW)
b) Teď teče 1 až 1,9 kW výkonu, sepni stykač 2 kW tělesa a to 1 kW odepni
c) Teď teče 2 až 2,9 kW výkonu nech sepnutý stykač 1 a2
c) Teď teče 3 až nevímkolik výkonu - sepni stykač 1+2+3

Vše samozřejmě MPPT bez invertoru, tj. obdélník, střída...


Řešil někdo něco podobného?

Díky Petr

[sisdale]

Resil jsem neco podobneho, akorad ne prvkem na DIN listu, tam uz mam jen stykace. Spinam radu velkych zatezi v dome v ruznych kombinacich dle pozadovanych priorit a aktualnich stavu akumulace v nich. Mam FVE s baterii a samozrejme zateze akumulacniho typu nechci krmit z baterie vubec (tedy zbytecne spotrebovavat cykly z zivotnosti akumulatoru, kdyz staci pockat). Osvedcilo se mi inteligentni rizeni ne na prectenem aktualnim vykonu z MPPT, ale na zaklade proudu/vykonu tlaceneho do akumulatoru (tedy po odecteni aktualnich ostatnich zatezi v dome). Pokud prebytecny PV vykon je tlacen v dostatecnem objemu do akumulatoru, tak mohu sepnout dalsi zatez nebo jejich kombinaci. Ja to mam konkretne plne digitalni s vycitanim dat z BMSek, ale dokazu si predstavit i jednodussi reseni s shunt rezistorem, kde na zaklade ubytku napeti (tedy nejakeho vykonu jdouciho do akumulatoru) po jednoduchem zesileni OZ lze spinat rele/stykac. Obracene pri detekci vybijeni vetsiho nez neco zase pripadne zatez vypnout. Ja v systemu i uvazuji zbytecne caste prepinani zateze pri pruchodu nejakeho mensiho oblaku kratkodobe snizujiciho vykon PV nebo predcasne sepnuti zateze pokud jen na chvili vysvitne mezi mraky slunce. To asi analogove resit nepujde, ale zakladni spinani prepinani by mohlo. Predpokladam ze mas system s akumulatorem, protoze jinak vubec nevis kolik mas PV vykonu navic.

[turbyho]

A co kdyz je baterie plna a nic do ni proto uz netece? Prestavas vytezovat?

Ono to neni tak jednoduche. Aby mppt tlacil nejaky proud, musi byt na druhe strane odber. A tak se musi system neustale udrzovat v urcitem deficitu aby se dalo z panelu vytahnout maximum.

A tedy se neda zcela vyhnout obcasnemu mirnemu vybijeni baterie i pri sebedokonalejsim rizeni vytezovani.

[Pevan]

Řeším zrovna něco velmi podobného, mám na střeše 4,5kW panelů. Chystám se to řešit pomocí Node-Redu na RPI4, kde mi běží Home assistant. Na baterkách mám DIYBMS s měřením proudu pomocí Peacefair Pzem017 s 300A bočníkem (stačil by i 100A, ale nebyl skladem). A zatím jsem vysledoval, že pokud je napětí na panelech přes 230V, můžu pustit zátěž kolem 3kW, aniž by docházelo k odběru z baterek. A protože mám data z Axperta i z DIYBMS, Node red to může v klidu spouštět podle toho, jak zrovna svítí. Ale ladit to budu ještě alespoň pár měsíců, sranda to zrovna není.

[sikec]

Právě, že baterie vůbec nemám/neplánuji. Je jen MPPT jednoduchý střídač 5 kW z DC na "napětí vhodné pro napájení tepelných spotřebičů". Vše tedy půjde do elektrického topení - ať už do bazénu nebo bojleru. Předpokládám, že když pustím 1 kW výkonu do topení 1 kW bude to hřát více, než když pustím 1 kW do topení 5kW.

I obyčejný výhřevný odpor chce mít nějaké rozumné přizpůsobení, když napojím autobaterku 12V na konvici 230V/2000 W tak se mi ta voda nikdy neohřeje, i když baterie 12V/100Ah v sobě tu energii na ohřev má.

[antoni_sk]

Ja to mám tak urobené - pozri si moje vlákno.
Mám to ale spravené cez riadiaci PC v ktorom je scada systém s vizualizáciou.
Nastavujem si podmienky pre zopnutie prvej 500W špirály v bojlery TUV, druhej 500W špirály a tretej 500W špirály...
Teraz napr.: prvá ak tečie z panelov viac ako 50A, 2. viac ako 70A, 3. viac ako 90A
Dalej podla SOC baterky, denného času, úrovne U celej BAT, úrovne U najsilnejšieho článku atd.

[sisdale]

A co kdyz je baterie plna a nic do ni proto uz netece? Prestavas vytezovat?

V digitalnim rizeni ne, protoze vim SoC akumulatoru. Analogova varianta vytezovani proste nemuze zvladnout vsechno.

Ale stejne tazatel nema akumulator, tak vlastne nevim jak by chtel zjistit kolik mu panely daji a pripojit zatez. Doufam, ze se nejdna o system posilajici pretoky do distribucni site. Ostrovni menic bez akumulatoru z panelu vzdy bere jen to co ma kam natlacit. Takze nemuze nijak jednoduse zjistit, zda by mohl pripojit dalsi zatez nebo ne.

[thomas.007]

Předpokládám, že když pustím 1 kW výkonu do topení 1 kW bude to hřát více, než když pustím 1 kW do topení 5kW.

Když do 1kW topného tělesa pošlu 1kW, tak to bude topit úplně stejně, jako když pustím do 5kW tělesa taky 1kW. Regulátor BEL, SITON, OPLOCKÝ přizpůsobí napětí z panelů zátěži, rozdíl bude jen v šířce pulzů z regulátoru, protože MPPT si regulátor udržuje na maximu...tedy např. zmíněná 1kW. Provoz je bez baterií, ale hodí ae fakt jenom na odporouvou zátěž. BEL má ale limit výkonu 4kW, u ostatních regulátorů nevím,ale dá se to dohledat.

[sikec]

Když do 1kW topného tělesa pošlu 1kW, tak to bude topit úplně stejně, jako když pustím do 5kW tělesa taky 1kW.

Jsi si tímto úplně jistý? Fyzikálně asi ano, ale jak ti píšu - pokud připojím na autobaterii 12 V těleso, které je dělané na 230 V, tak k varu nikdy nedojde a spirála se dost možná nenahřeje ani tak, aby byla trochu teplá....

A když do spirály 230V/5000W dodám jen výkon 230V/1000W, tak se podle mě nenahřeje na 20% ale mnohem mnohem míně...

[PetrDubi]

Když připojíš spirálu s výkonem 1 kW při 231V na baterii 12V, tak ta spirála bude mít výkon necelé 3W. Tímhle výkonem by jsi uvedl k varu tak náprstek vody..
Ono stačí jenom počítat, všechno je to jednoduchá matematika (násobení a dělení).

[cipis]

No právě že je to matematika, tak to sedí. Špatně máš ty těch 12V, protože do spirály vždycky cpeš těch 231V. Jenže ne celou dobu, ale třeba 1/5 času - je tam obdélník a výkon se mění střídou, podle toho, jak svítí.

Takže když to povalí na 5kW spirále 1 hodinu na plný výkon, tak to dodá 5kWh. Když to bude na 5kW spirále topit jen 1/5 času, tak to dodá 1kWh. Tedy úplně stejně, jako když budeš krmit 1kW spirálu plným výkonem 1 hodinu.
Do obou spirál jsi dodal 1kWh, tudíž Thomas má pravdu.

Pozor na ty výpočty, mluvíme o výkonech a času, ne o změně napětí (pokud snížím napětí, tak tam samozřejmě ten výkon nemohu dostat, že ano ...)!

[sikec]

Tak já to řeknu ještě jinak.
a) Na střeše je 5 kWp elektřiny a já chci vyhřívat bazén. Střídač dává 230V/22A
b) Je tedy jedno, zda si koupím jeden elektroohřívač (230V/ 5kW) anebo to řešil tak, jak jsem chtěl? Tj. např.
5 ks 1kW elektroohřívačů zapojených za sebou a spínaných podle toho, kolik leze ze střechy proudu? Tj. první ohřívač bude napevno a další se budou spínat podle proudu?

Takže - znovu, je jedno zda do 5 kW spirály pouštím 230V/4A nebo do 1 kW spirály pouštím 230V/4A...prostě bude to pořád stejně? Ohřeje se voda o stejný počet stupňů? Fyzikálně předám stejnou elektřinu, ale nebude se spirála chovat nelineárně, pokud bude využita na 20%?

To PetrDubi: Spirála 1 kW na 231 V má odpor 53 ohmů. Pokud ji připojím na 12 V, bude mi hřát výkonem ano necelé 3 W. Ale bude mi tímto výkonem opravdu hřát?

[Lubik]

Všechny tyto výpočty platí pro stejnosměrný proud nebo pro střídavý sinusový proud. Pokud tam je nějaký regulátor který vyrábí obdélník s proměnnou střídou tak je situace složitější a musí se měřit efektivní hodnota proudu. To umí měřit True RMS digitální ampermetry. Ne každý to ale skutečně měří správně . Nebo ručkový elektromagnetický systém

[sikec]

No nic, odpovědi se asi nedočkám Lze tady nějak zamykat témata? Toto je slepá cesta...

[PetrDubi]

sikec:
Vzhledem k tomu, že energie nemůže zmizet (pouze se může přeměnit), tak co jiného by měla dělat topná spirála jiného než hřát? Myslíš že ti bode točit bubnem v pračce nebo svítit? Pokud to budeš brát do detailu, tak nebude třeba celý výkon těch necelých 3W použitý na ohřev, ale možná desetina procenta se přemění například na magnetické pole a malinko ta spirála bude i zářit, ale věř tomu, že ty nemáš doma přístroje, které by to dokázaly zjistit a můžeš počítat s tím, že 99,99% z těch 3W bude využitých na ohřev spirály.

Akorát teda nechápu, kam má tohle tvoje bádání nad nesmrtelností brouka chrousta vést (zjišťování zda topná spirála s výkonem pod 3W přemění veškerou energii na ohřev)?

Jo a tvoje bádání nad pouštěním 230V/4A do 5 kW nebo 1 kW spirály je taky úplně mimo, protože na základě ohmova zákona nemůže téct do obou spirál při 230V stejný proud, když mají rozdílný odpor, takže do té 5kW spirály musí jít menší napětí a větší proud, aby ten výkon byl 1 kW.

[cipis]

Ale my ten proud přece nepotřebujeme měřit ... A je nám úplně fuk, jestli tam pouští obdélník, trapéz nebo sinus.
Principem je, že ten "měnič" pere do zátěže to, co je schopen dát.

Takže se v měniči nabijí kondenzátory (a je jedno, jestli tam bude pole 1kWp nebo 5kWp), měnič následně pošle definované napětí do zátěže, která si vezme daný proud. Jakmile v kondenzátorech dojde šťáva, tak prostě výstup utne a bude čekat, až se ty kondenzátory nabijí. Čím víc bude mít Wp, tím rychleji bude mít kondenzátory nabité, samozřejmě ideálně tolik, co je zátěž. Počty panelů se dávají podle napětí, protože většinou tyhle "měniče" umí napětí jen snižovat. Tj. v žádném případě nemůžeme do spirály na 230V cpát zmiňovaných 12V, tohle nemá smysl vůbec řešit.

Při nedostatku výkonu ve Wp se nesnižuje napětí, ale doba běhu na maximální výkon! Toto je zásadní pro ty výpočty.

A ano, samozřejmě, nahřívání pomocí 5kW spirály, co bude živená "jen občas" nebude 100% shodné s živením 1kW spirály, co pojede furt. Ale ty ztráty nebudou tak velké, aby kvůli tomu člověk ztrácel tunu času a dával do toho další peníze.

Rozdělovat zátěž na jednotlivé kusy má smysl akorát buď u různých věcí (2kW tam spirála, 2 kW tuhle spirála, 1 kW tamhle topení), případně v momentě, kdy člověk nemá "měnič typu BEL" nebo z nějakého důvodu nechce používat fázově řízené vytěžovače.

Ty fázově řízené vytěžovače fungují podobně, s tím, že to teda seká části sinusovky na základě hodnot napětí na akumulátoru. Tj. když mu klesá napětí na baterce, tak posílá menší kousky sinusovky, když mu stoupá (napětí na baterce), tak posílá větší až celou část sinusovky.

[cipis]

Ale to je zásadní nepochopení principu regulace. Ať pomocí střídy obdélníku/trapézu anebo kousků sinusovky.
Musíš vynechat ten proud, zajímá nás výkon a čas.
Takže pokud připojím 5kW spirálu na 1kW pole, tak za 1h předám do spirály 1kWh. Úplně stejně, jako když 1kW pole nacpe za hodinu 1kWh do 1kW spirály.
Princip, jak jsem popisoval, bude ten, že 1kW pole nabije kondenzátory, a až v nich bude dost, aby to ukrmilo tu 5x vyšší zátěž, tak se to pustí do té 5kW spirály. Pak se to vypne a zase se čeká, až se nabijí kondenzátory a tak furt dokolo.

Jak myslíte, že fungují obyčejné sinusové měniče, co mají psaný trvalý výkon třeba 2kW a špičkový třeba 6kW po dobu 10 sec? Úplně stejně, výstup je přizpůsoben proudům 3x větším a ta doba je daná kapacitou těch kondenzátorů.

Tedy by se dalo říct, že to je fungování na dluh.
Když člověk běží, tak také spotřebává víc kyslíku než je schopen udýchat a pak musí zastavit a dodýchat se. Podle fyzické kondice (...) ti ale každému trvá jinou dobu. Někdo je mrtvý po doběhnutí šaliny a někdo vydrží x kilometrů.

Jo a tvoje bádání nad pouštěním 230V/4A do 5 kW nebo 1 kW spirály je taky úplně mimo, protože na základě ohmova zákona nemůže téct do obou spirál při 230V stejný proud, když mají rozdílný odpor, takže do té 5kW spirály musí jít menší napětí a větší proud, aby ten výkon byl 1 kW.

[sikec]

to petrdubi: Poteče tam stejný proud, protože prostě na střeše bude v tu chvíli k dispozici prostě 230V a 4 A. Více sluníčko v tu chvíli nedá. Takže ať si má spirála jaký chce odpor....

Pokud teda uvažuješ čistě elektricky, tak to zkusím naposledy vysvětlit. Mám na stole stabilizovaný zdroj 230 V/4 A (4,1 A to prostě nedá).

Dám na něj topnou spirálu o výkonu 1 kW a ohřívám vodu. Nechám běžet 5 hodin v dokonale zaizolovaném bazenu. Pak pustím tento zdroj na 5 kW spirálu do stejného bazénu (až vychladne na stejné počáteční podmínky). Ohřeje za hodinu vodu o stejný počet stupňů? Je to jasnější....?

[Lubik]

Ano
Předpokládám že máš zdroj s proudový omezením na 4 A a tudíž mu klesne napětí

[cipis]

To řešíte blbosti, s měniči typu BEL to nemá nic společného.

Ale dobře, pro představu, narvěte mezi ten zdroj a zátěž kondenzátor a podpěťové relé.
Co se tedy stane? Nabije se kondenzátor, dodá do zátěže potřebný proud, pak klesne napětí, odpojí to to relé a zátěž je bez šťávy, mezi tím se dobije kondenzátor, relé sepne, zátěž dostane zase svoje a tak furt dokola.