Контролер для солнечной панели.

[Starichok51]

можно и чаще, это не так уж трудно.
там по графику видно, что хуже всего высокая температура, когда можно попасть на склон характеристики и тока будет мало, меньше максимального.

[Slabovik]

Температура панели сильно гуляет сама по себе в зависимости от состояния атмосферы. Так что крутилку надо автоматическую.
MPPT контроллеры с упрощённым алгоритмом (как раз тот, который за 25$) используют другой метод. Они на долю секунды отключают панель и в это время замеряют напряжение на ней. Потом это напряжение, умноженное на коэффициент (примерно 0.85) становится "целевым".

[kentgaryk]

Она конечно гуляет в зависимости от зависимости, но зимой она в среднем значительно ниже чем летом. Вот тут и возникает вопрос какой выигрыш даст автоматическая крутилка против обычной.
Кстати Slabovik раз уж у тебя стоит этот контроллер - как меняется напряжение на панелях в процессе регулирования от освещенности времени года и т.д.?

[Slabovik]

Проблема в том, что я не измеряю всё время. Так, подошёл-ткнул ради интереса. Гораздо чаще я смотрю показания мощности.
Зимой напряжение держится заметно выше. Летом, когда идёт интенсивная зарядка, контроллер удерживает в районе 65-70 вольт, зимой до 80 доходило. На холостом ходу отключенная панель может давать до 90, если не слишком жарко... Но вот совсем зимой холостой ход не мерял...
С затемнением напряжение однозначно снижается. Я заметил, что мой контролер в этих случаях (снижение напряжения ниже какого-то порога) панели подключает напрямую, минуя MPPT.
Но зато я более внимательно смотрел температуру. По весне, когда солнце ещё не совсем высоко, но уже тепло и безветренно, перегрев панелей относительно воздуха может быть 35-40 градусов. Наличие ветерка сильно снижает температуру панелей и при ветерке перегрев градусов так 10-15 даже зимой (по этой причине после снегопада панели прекрасно самоочищаются - снег с них стаивает без моего вмешательства, если температура воздуха до -10°. ну, если конечно солнце есть)

p.s. Вообще, к контроллеру шла какая-то софтина, позволяющая им рулить и смотреть статистику с компьютера. Но... я её так и не смог прочитать с диска...

[Starichok51]

вот, поработал с графиками для разной освещенности.
облагородил оси графиков и добавил справа ось мощности.

рассчитал и прорисовал только участки вблизи максимальной мощности.
для разных кривых получился разброс от 16,5 Вольт до 17,5 Вольт.
причиной разброса может быть как погрешность графиков так и моя погрешность определения тока по столь широким линиям графиков.
при малой освещенности вершина вообще практически плоская получается.
для данных графиков с высокой точностью можно считать, что можно поддерживать 17 Вольт при ЛЮБОЙ освещенности. при этом отклонение от максимальной мощности составит всего несколько процентов - примерно до 3%.

но весь кайф малой зависимости от освещенности портит зависимость от температуры...

[kentgaryk]

Температуру подкрутить легко, она не меняется так резко как освещенность.
Есть и еще один нюанс - под что мы проектируем систему? Если мы хотим чтобы она нас обеспечила энергией при достаточно плохой погоде, то и оптимизировать ее надо в этой точке и панели брать с запасом. А тогда при хорошей погоде панелям все равно не хватит емкости АКБ и оптимальность будет не актуальна.

[Телекот]

Температуру подкрутить легко, она не меняется так резко как освещенность.

Я бы не сказал. При прямых солнечных лучах довольно прилично нагреваются, а стоит солнцу спрятаться и подуть ветру температура быстро упадёт до температуры воздуха.

[bobr 25]

А если использовать вариант фильтрации инфракрасной составляющей (которая и нагревает элементы)?
http://www.toolgir.ru/ustanovka-i-test- ... -nanofilm/
И как второй вариант (но более дорогой) скоммутировать модули Пельтье на обратной стороне панели.
Вот кстати любопытства ради во вложении-

[kentgaryk]

а стоит солнцу спрятаться и подуть ветру температура быстро упадёт до температуры воздуха.

Не совсем, раз вырабатывается батареей энергия, значит есть излучение ее нагревающее. Но перегрев будет меньше. Летом это будет лежать в диапазоне 20С + дельта, зимой -20С + дельта. Вот эти 40С мы и уберем крутилкой, а небольшие изменения перегрева останутся конечно.

[Slabovik]

Всё много много проще.
В качестве источника опорного опорного напряжения традиционно используются либо управляемые извне опорники, либо жестко установленный около УО стабилитрон.
Но тут надо задаться вопросом: а что за хрень эта панель?
А одна 12-вольтовая панель - это цепочка из 36 PN переходов. Мысль ясна?
У PN перехода температурная зависимость -2,1 мВ/К° (чуть больше на пару-тройку сотых, но это не принципиально).
Если сделаете опорник на PN переходе (или цепочке из нескольких) - у него будет точно такая же зависимость от температуры, как и у панели. Один-в-один.
Можно пойти ещё дальше и сделать ему небольшую модуляцию током, пропорциональным току, получаемому от панели. Этих вещей достаточно, для того, чтобы точку MPPT держать при любой погоде православным чисто аналоговым способом.

[Starichok51]

У PN перехода температурная зависимость -2,1 мВ/К°

у меня с институтских времен засело в памяти -1,8 мВ/град.

Если сделаете опорник на PN переходе (или цепочке из нескольких) - у него будет точно такая же зависимость от температуры, как и у панели.

в моей теме это уже обсуждалось.
только надо набрать 36 диодов и как-то запитать их для такого опорника. да и расположить их надо на панели, чтобы эти диоды имели такую же температуру, как элементы панели...

раз вырабатывается батареей энергия, значит есть излучение ее нагревающее.

батарея (панель) нагревается не только солнечной энергией. в первую очередь она нагревается током, от нее забираемым. не спроста же Slabovik писал, что и зимой панель гораздо теплее окружающей температуры.

[Телекот]

Опорник на любое напряжение с ТКН р-п перехода.

только желательно питать стабильным током.

[Slabovik]

Возможно, что я имею неправильные данные, т.к. беру из интернета, а разные источники утверждают разное, вот например

Для германиевых p-n-переходов ТКН » -2 мВ/град, для кремниевых p-n-пе-реходов ТКН » -3 мВ/град.

Для германия (Ge) e = -(1,2 ¸ 2)мВ/град; для кремния (Si) e = -(1,2 ¸ 3)мВ/град. В общем случае принимают e » 2,2мВ/град.

Но там же в теме я разжёвывал, что абсолютно пофиг, сколько диодов - температурная зависимость умножается на коэффициент усиления УО и верна для любого целевого напряжения. Нет никакой нужды вывешивать 36 диодов, достаточно одного.

Также нет нужды лепить датчик на каждую панель. Достаточно одного общего и вполне приемлемо, если он будет внутри контроллера при условии, что контроллер недалеко от панелей (например, под панелью). Температура там будет гулять вполне адекватно.

И ток, который забран с панели, по факту не её греет, а скорее охлаждает. Потому что если ток с панелb не брать, то... он всё-равно идёт, но только уже внутри каждого фотоэлемента. Он генерируется фотоэлементом и через его же PN переход замыкается на себя. Т.е. при отсутствии отбора тока панель... греется сильнее

• 

Ну, и к.п.д. панелей всё-таки невелик - 13-15%, остальную поглощённую энергию они просто в тепло превращают. Так что нагревом от тока можно пренебречь.

Да, конечно питать стабильным током. И не "желательно", а обязательно.

[Starichok51]

наверно, возможно за счет делителя умножить ТКН одного перехода до нужного числа переходов. в данном случае, для 36 переходов.
но тут же встает вопрос, как использовать такое высокое напряжение для усилителя ошибки?
то есть, при низкой температуре мы будем иметь на этой схеме примерно 22 Вольта.

температурная зависимость умножается на коэффициент усиления УО и верна для любого целевого напряжения. Нет никакой нужды вывешивать 36 диодов, достаточно одного.

что-то есть у меня в этом сомнение. где ты это разжевывал? дай ссылку.

[Slabovik]

Есть 0.5 Надо 18. Чтобы из 0.5 получить 18 надо 0.5 умножить на 36.

Ровно то же самое происходит для температурного коэффициента. Для всей панели он равен температурному коэффициенту одного кристалла умноженного на количество кристаллов.
Т.е. минус 2,1 для одного - минус 75,6 для всей панели.

Дальше.
У тебя сейчас опорное напряжение 2,5 вольта (или 5? не важно). Но ты следишь за напряжением 17 вольт.
Как ты из 2.5 сделал 17? А ты взял и умножил 2,5 на 6,8. 6,8 - это коэффициент усиления твоего контроллера. На усилитель ошибки ты даёшь 2.5 вольта, а следишь за 17-ю. Ты ведь не подаёшь на усилитель ошибки 17 вольт, а вначале делишь на 6,8 делителем...

С переходами ровно всё то же самое.

[Starichok51]

да, что-то я совсем затупил и затормозил... с кем не бывает, у всех иногда заклинит...
у нас (у меня) же делитель сжимает входное напряжение!!!
и результатом этого сжатия является снижение ТКН до небольшого числа п-н переходов, что делает уже реальным сделать термокомпенсацию на низком напряжении.
там у меня опорное (нерегулируемое) 5 Вольт берется с 14 ноги. а регулировка делается делителем.
тогда имеет смысл делитель делать фиксированным на конкретное эквивалентное число п-н переходов, а регулировку делать в опорном напряжении, подмешивая в опорное напряжение напряжение для того же самого эквивалентного числа п-н переходов.
и если применить схему Телекота, то эквивалентное число п-н переходов может быть даже дробным!

[Телекот]

Достаточно в место верхнего резистора поставить подстроечник, которым будет регулироваться опорное напряжение.

Добавлено after 4 minutes 31 second:

Да, конечно питать стабильным током. И не "желательно", а обязательно.

Можно и через резистор от стаб 5в, нестабильность тока будет маленькая.

[kentgaryk]

опорное (нерегулируемое) 5 Вольт берется с 14 ноги. а регулировка делается делителем.
тогда имеет смысл делитель делать фиксированным на конкретное эквивалентное число п-н переходов, а регулировку делать в опорном напряжении, подмешивая в опорное напряжение напряжение для того же самого эквивалентного числа п-н переходов.

Там имеет смысл разделить опорные. Для ограничения макс. напряжения на АКБ. взять стабильное с 5 ноги. Для установки оптимального на батарее взять за опорное напряжение с диода (или диодов)-термодатчиков стоящих на панели, а делителем масштабировать установив напряжение панели. Дальше оно будет плавать вслед за напряжением на диодах.

[sancio]

Slabovik, приветствую! А можно подробнее ознакомиться с реализованным Вами проектом? Интересует всё - от позиционирования панелей до выходного трансформатора. Устройства с накопленным опытом эксплуатации всегда наиболее интересны. Хочу реализовать нечто подобное у себя на даче. Есть 4 поликремниевые панели по 250 ватт, двухкиловаттный УПС(планирую переделать его на чистый синус, платка EGS002 имеется). Думаю купить 2 аккумулятора на 200 Ач(УПС на 24 В). Цель - не оставаться без воды(глубинный насос 750 Вт) и телевизора при отключениях, ну и сэкономить немного(у нас электроэнергия недешевая).

[Slabovik]

Хотел я запилить статейку по этому поводу, но, честно говоря, у меня некоторые вещи выглядят совершенно непрезентабельно для фотографий
Ну, просто подключено "лишь бы работало", а привести в порядок руки не дошли...

Уже говорил, что панелей у меня установлено 16 штук 100-ваттных. Покупал в несколько заходов, поэтом они, скажем, не совсем одинаковые внешне. Но, насколько я убедился, на их параметрах это не сказывается.
Установлены по углом 22 градуса от вертикали стационарно, направление на юг.

Угол выбран таким, чтобы получать максимальную отдачу в осенне-весенний период. Потому что летом энергии и так в избытке, что неоптимальность компенсируется длинным световым днём.
Ещё один плюс от такой крутой установки - лучшее охлаждение панелей летом.

Соединены в четыре параллельно подключенные группы по 4 панели в каждой группе последовательно.
Ставил вот на такие самодельные рамы

Спойлер

.

Контроллеры использовал китайские, первый у меня был PWM, сейчас стоит вот такой "комбайн" типа "всё-в-одном".

Данный аппарат хорош тем, что может работать и с обычной сетью 220 вольт - при её наличии он переключает нагрузку на неё, от неё же заряжая аккумуляторы. Настраивается всё довольно гибко, вплоть до мощности, которую я "готов потратить" на зарядку аккумуляторов. Также умеет работать в параллельном включении с другим таким аппаратом, а если их соединить три - можно получить полноценное трёхфазное напряжение. Правда, у меня аппарат один...

Аккумуляторы 4 шт. последовательно обыкновенные "от грузовиков" стартерные на 190 амперчасов.

В общем, в с марта по ноябрь я систему не выключаю от слова совсем. Кормится бытовая техника, холодильник, плитка. Сварка прекрасно работает. Ноябрь-декабрь - это самые пасмурные месяцы, и выработки на всё уже не хватает - отключаю 220 вольт на время отсутствия.

Вам я "комбайн" наверное не советовал бы, для ваших мощностей лучше не сильно навороченный контроллер (уже приводил здесь ссылку на таковой за 25$) + пара преобразователей. Один преобразователь ватт на 400-600 - освещение. Второй более мощный - бытовая техника. Я бы рекомендовал смотреть преобразователи такие, чтобы была возможность дистанционного управления (вкл-выкл), чтобы оперативно включать-выключать по необходимости. Потому что PureSine имеют довольно высокий ток покоя.

Фото двухлетней давности - после ночного снегопада. Температура на воздухе где-то минус 8°-10°. До того, как я успел сделать это фото, выходило солнце и видно, что снег на панелях пришёл в движение - видны маленькие сосулечки.

Вот как-то так