Замена МРРТ-контроллера для солнечных батарей

[WatchCat]

Можно ли попросить выложить последний вариант схемы в виде графической картинки? У меня тут нет компов с виндами чтобы виндовые программы ставить - ограничение по электричеству которое автономное. :)

[Телекот]

Держи.

[Starichok51]

изображение с последней синхронной схемой поместил в первом посте.

[WatchCat]

За картинку - Спасибо!

Если мне будет позволено,хочу задать два вопроса:
1. Почему конденсатор С2 подключен не к земле,а к серединке делителя? По виду цепочка С2-R4 похожа на реализацию плавного пуска в блоках питания,но там она к земле подключается. А тут что она делает и почему включена именно так?
2. Для чего служит и как работает узел из ОУ DA3.1 и VT3 ?

[Seriyvolk]

1. Почему конденсатор С2 подключен не к земле,а к серединке делителя? По виду цепочка С2-R4 похожа на реализацию плавного пуска в блоках питания

Это не плавный запуск, а цепь частотной компенсации обратной связи. А софтстарт висит на 4-й ноге, где ему и положено быть.

[Starichok51]

2. Для чего служит и как работает узел из ОУ DA3.1 и VT3 ?

ваще-то, нужно тему читать, а не сразу кидаться задавать вопросы...
Телекот предложил этот узел.
а узел защищает аккум от разряда через нижний синхронный ключ, когда преобразователь не работает (например, темно, СБ не освещена).

[WatchCat]

Прошу меня извинить,у меня интернет по радио,довольно медленный и капризный,я мог что-то и не увидеть в столь длинной теме. Спасибо за разъяснения.

[hrpankov]

...держи еще одну.... текстфайл вложен в гиффайле...

[Seriyvolk]

Да... Так вот какая неизвестная хрень у тебя в мозгах творится!

[WatchCat]

Вообще-то идея использовать анемометр для регулирования оборотов ветряка мне понравилась. Но тут это не по теме слегка.

[hrpankov]

Вообще-то идея использовать анемометр для регулирования оборотов ветряка мне понравилась. Но тут это не по теме слегка.

....Старичок скажет по теме или нет... если он против - запустим тему:
"Самодельний МРРТ-контроллер для ветряка или СБ на основе компютерного БП"

[Телекот]

солнечные батареи хорошо но что делать когда пасмурно и нет нормального ветра ?

Лапу сосать.

[Starichok51]

я сильно сомневаюсь, что для ветряка годятся точно такие же решения, как для СБ.
поэтому по контроллеру для ветряка лучше создать отдельную тему.

[jonpim]

А платы нет на ваш контроллер под смд детали ( микросхемы и мелочевка ) ?

[Starichok51]

под смд я не разрабатываю, так как уже "слепой" для такой мелочовки...

выложил в первый пост измененную печать, под недавно сделанные изменения в схемах.
а также в схеме нарушена нумерация выводов элемента DA3.2. поэтому заменил схему и картинку на исправленные.

[WatchCat]

я сильно сомневаюсь, что для ветряка годятся точно такие же решения, как для СБ.

Да,Вы правы,это действительно так.
_упрощенный_ вариант для ветряка - это понижающий преобразователь с вручную подбираемой шириной импульса под свойства конкретного ветряка. То есть получается как бы "латр" только для постоянного тока :)
Разумеется, генератор ветряка должен быть намотан так чтобы при ветре в несколько метров в секунду давал напряжение выше чем на аккумуляторах.
Я под свой предидущий ветряк делал такую конструкцию на MC34063A,вытащенной из дохлой зарядки от мобильника. Ток зарядки аккумулятора был выше чем при прямом подключении через диодный мост. Недостатком была очень "острая" настройка из-за высокого коэффициента усиления микросхемы. Тут бы TL494 лучше подошла,и управлять "мимо" ее встроенных усилителей,но ее у меня тогда под рукой не оказалось.

[Mazai]

Хочу выразить благодарность Старичку! Хорошая работа! Проект интересный: доступность, повторяемость и эффективность на высоте! Сама идея, положенная в основу, а именно постоянная (в разумных пределах) величина напряжения ТММ при различной освещенности СБ, логичная и легко реализуемая при аналоговом управлении.
Хотелось бы доведения данного проекта до стадии "готового продукта", поэтому хочу добавить некоторые хотелки в ТЗ, которые повысят эксплуатационные качества контроллера.

1. Добавить цепь температурной компенсации напряжения ТММ с выносным датчиком, закрепленным на одной из СБ (если к контроллеру подключается несколько СБ, соединенных в батарею).
Причина: Большое значение Коэффициента зависимости Uтмм от нагрева СБ, которое находится в диапазоне от -0,5%/°C до -0,6%/°C. Следовательно, если допустить, что реальный температурный диапазон солнечных элементов при эксплуатации СБ будет находится в пределах от -10°C до +60°C, а также принять Uтмм=18В при 20°C и коэффициент -0,55%/°C, то получим неутешительные значения Uтмм=20,97В (для -10°C) и Uтмм=14,04В (для +60°C). Скорее всего максимальная температура СБ в южных регионах может быть и выше, особенно для монокристаллических элементов, цвет которых темнее, нежели поликристаллических. Не стоит также сбрасывать со счетов и неправильный монтаж, ухудшающий охлаждение СБ.
Как видно разброс значений довольно большой и даже если не учитывать абсолютных максимумов, а ориентироваться только на летние значения (+20°C..+60°C), то все равно очевидно, что добавление цепи коррекции напряжения в зависимости от температуры СБ, стоимостью "3 копейки" позволит получить от СБ намного больше чем "3 рубля".

Поехали дальше. Позаботимся об аккумуляторах. Напряжение и токи мы им уже ограничили, но остался еще один важный параметр, который влияет на напряжение зарядки, а следовательно и на состояние электролита, емкости и долговечности АБ. Я говорю о... температуре АБ.

2. Добавить цепь температурной компенсации напряжения на АБ с выносным датчиком, закрепленным на ней.
Имеется следующая зависимость напряжения на АБ от температуры самой батареи

Горизонтальные участки на графиках при отрицательных температурах обусловлены ограничением напряжения для защиты оборудования, подключаемого к АБ (думаю что нам эти горизонтальные участки не нужны).
Причина: Данное усовершенствование позволит предотвратить выкипание элеткролита в свинцово-кислотных (жидкостных и AGM) аккумуляторах, поддерживать их максимально заряженными и продлить срок эксплуатации.

3. Внести изменения в схему для ограничения тока заряда АБ от СБ, но не тока, отдаваемого в нагрузку от СБ.
Причина: Это позволит подключать аккумуляторы относительно небольшой емкости к парку СБ относительно большой мощности. Это очень актуально для систем с утилизацией лишней энергии и значительной экономией на стоимости АБ. Но изменения делать с учетом кратковременных пусковых токов, отдаваемых в нагрузку до 150-200А.

4. Внести изменения в схему защиты от разряда АБ.
Причина: Схема защиты примененная в контроллере отключает нагрузку при уменьшении напряжения на АБ ниже определенного значения (допустим 10,8В) и включает при превышении этого же значения, что не благоприятствует нормальной работе всего комплекса солнечной электростанции. Рассмотрим работу имеющейся схемы:
а). Под нагрузкой, ток которой превышает зарядный ток от СБ, АБ разряжается и напряжение на ней опускается ниже пороговых 10,8.
б). Нагрузка отключается схемой защиты от разряда.
в). Напряжение на АБ в течение долей секунды повышается выше порогового 10,8В.
г). Нагрузка подключается к АБ.
д). Напряжение на АБ в течение долей секунды понижается ниже порогового 10,8В.
г). Нагрузка отключается.
И начинается очень долгий цикл с "в" по "д" со всеми вытекающими последствиями.

А в идеале надо бы сделать такой цикл:
а). Под нагрузкой, ток которой превышает зарядный ток от СБ, АБ разряжается и напряжение на ней опускается ниже пороговых 10,8.
б). Нагрузка отключается схемой защиты от разряда.
в). АБ заряжается от СБ до напряжения порога включения нагрузки (допустим 12,4В).
г). Нагрузка подключается к АБ.
Цикл с "а" до "г" повторяется. А на всякий случай можно добавить контроль еще одного порогового напряжения на 9,5В (к примеру) с временной задержкой отключения на время 2-3 секунды, для пусковых токов потребителей.


5. Добавить защиту от "дурака" и непредвиденных обстоятельств.
А именно:
а). Переполюсовка СБ и/или АБ.
в). КЗ в нагрузке.
г). Обрыв термодатчиков СБ и АБ (особенно АБ).

Ну и на последок.
Не хватает индикаторов режимов работы, описания схемы (спецы разберутся), описания методов перехода на более высокие напряжения АБ и/или СБ.

Это только предложения и дополнения.
Прошу прощения у тех, кто устал это всё читать. Я не со зла.

[Starichok51]

1. график мощности в районе ТММ достаточно пологий, можно пренебречь зависимостью от температуры. все равно это будет горазжо лучше, чем заряжать просто через диод.
и я не знаю как и каким элементом обеспечить требуемый температурный коэффициент.
2. то же самое. я не знаю как и каким элементом обеспечить требуемый температурный коэффициент.
3. в схеме УЖЕ сделано ограничения тока заряда АБ от СБ. ток, отдаваемый в нагрузку, ни чем не ограничен.
4. все сделано правильно. в схеме защиты от разряда есть гистерезис. нагрузка включится при напряжении примерно 12,2 Вольта.
включение нагрузки произойдет только в том случае, если аккум "отдохнет" до 12,2 Вольта.
5. оставляю без ответов.

[Mazai]

По п.3. Уточню: в схеме сделано ограничение тока по пути СБ-АБ-Нагрузка. Т.е. систему придется балансировать. Номинальный ток СБ придется ограничивать допустимым током зарядки имеющегося АБ (или наоборот - номинальную емкость АБ (по току зарядки) выбирать не менее чем номинальный ток СБ). Иначе при большой мощности СБ из-за ограничения зарядного тока АБ не получится отдать в нагрузку избыточную мощности от СБ.
Пример: Имеется некий объект с предпринимательской деятельностью внутри. Режим работы - дневной. На нем установлено 6 панелей 24В, 190Вт. Итого в идеале 1140Вт. Пусть КПД преобразователя, проводов и т.д. (оптимистично) 90%, тогда на выходе контроллера можем иметь ток 42,75А. Нагрузка непостоянная и колеблется от 200Вт до 1500Вт, средняя - около 750Вт. Недостающие "Ватты" в пиках дает АБ.
Т.к. магазин не работает вечером и ночью запасать энергию на это время не надо, следовательно емкость АБ большая не нужна.
Если поставить АБ емкостью, необходимой для отдачи тока в пиковые нагрузки, то хватит и 70-90Ач. Но для этого в контроллере придется ограничивать ток на уровне 7-9А (можно и больше тока подбросить, но аккумулятор довольно быстро станет "дедушкой"), а, следовательно "лишние" потенциальные почти 35А применить не сможем. А чтобы их использовать надо поставить батарею на 400Ач. которая стОит как вертолет и толку от нее не будет в данной системе, да и менять ее придется лет через 5-6 (а может и раньше). Так что со времени установки и запуска системы придется сразу начинать откладывать деньги на второй "вертолет", а скорее всего от такой системы вообще придется отказаться.

Аналогично может работать система с утилизатором (например ТЭН для нагрева воды). АБ нужен маленький, а СБ по-мощнее.

"Внимание вопрос.... Уважаемые знатоки"... Получится ли сделать ограничение по пути СБ-АБ, но не ограничивать СБ-Нагрузка и АБ-Нагрузка?

Вроде этого:

Схема чисто для пояснения: ток контролируется и ограничивается только на АБ, нагрузка берет столько, сколько сможет взять с учетом минимального порога по напряжению в 10,8В.

В целом принцип ограничения тока только для АБ более гибкий, более приспособленный к масштабированию системы и постепенному увеличению ее мощности.

И еще вопрос по п.4. Уставку 10,8В понятно как делать, а как подкорректировать 12,2В?

[Starichok51]

аналогичные задачи решались, и были решены в теме viewtopic.php?f=11&t=110453 - Бесперебойник для D-Link DES-3200-26.
можешь эти решения применить касательно СБ.

резистор обратной связи (с выхода на вход ОУ) - уменьшить номинал для увеличения ширины гистерезиса.
соответственно, придется подкорректировать номинал резистора в делителе, чтобы опять попасть на 10,8 Вольта.