własny sterownik do ładowania akumulatorów z paneli fotowoltaicznych

Mam ogromną insalację - 4 panele po 50W / 12V o parmetrach:

Moc max. (Pmax) 50 W
Napięcie max. 18,00 V
Prąd max. (Imp) 2,78 A
Napięcie jałowe 22,50 V
Prąd zwarciowy 3,03 A
Max. napięcie 600 V

panele są połączone w dwa zestawy tak aby pracować na napięciu 24V.
Do paneli potrzebuje dwa akumulatory - załóżmy żeby było trudniej - w jednej opcji 40Ah, w drugiej 120Ah .

Cały zestaw ma zasilać system "inteligentnego" budynku (alarm, sterownik pomp CO i CWU, sterownik oświetlenia itp) który stanowi jeden sterownik PLC + peryferia (lampy w ogrodzie, router do sieci domowej, awaryjnie pompy CO itp...) zasilany napięciem 24V. Czyli całość pobiera w miare stały prąd przez cały dzień...

Sterownik ma wejścia analogowe i wyjścia PWM, dlatego pomyślałem że możnaby zbudować kontroler ładowania. I teraz pojawia się pytanie jakie warunki muszą być spełnione aby układ działał długo i niezawodnie?

Najpierw ładujemy prądem 0,1C (czyli 4A dla pierwszej opcji 40Ah) aż do osiągnięcia napięcia na akumulatorach 28V, później zjeżdzamy prądem żeby nie przekroczyć 28,8V.

W drugiej opcji (120Ah) 0,1C jest dużo większe niż prąd maksymalny jaki mogą dać panele. Należałoby zatem ładować do tych 28V takim prądem, aby pracować w punkcie maksymalnej mocy paneli? To będzie przy 18V, 2,78A? Jeśli tak, rozumiem że robimy wszystko aby pracować blisko 18V...

Układ pomiarowy powinien mierzyć:
- napięcie na kolektorach
- napięcie na zespole akumulatorów
- prąd ładowania
- temperaturę akumulatorów

coś jeszcze?

Bardziej chodzi o rozpoznanie tematu przed ewentualną większą instalacją (więc zabawa) niż o to że licze na jakieś zyski, zwroty itp.

Proponuję w PLC dołożyć:
1.wyłączenie akumulatorów przy napięciu maksymalnego rozładowania akumulatorów. 2.Odłączenia ładowania akumulatorów naładowanych aby nie doprowadzić do przeładowania
3.Cykliczne doładowanie akumulatorów
4.Cykliczne rozładowanie akumulatorów do napięcia minimalnego
Sposób ładowania akumulatorów zależy od typu akumulatorów.
Zastanowić się czy opłacalne byłoby rozładowanie akumulatorów do minimalnego napięcia po zaniku zasilania podstawowego i przerzucenia się na akumulatory.
W tych wszystkich zabiegach dbamy o długotrwałą pracę akumulatorów.
Jeżeli są akumulatory kwasowe można się pokusić o kontrolę poziomu elektrolitu.

pkt 1-4 chciałbym realizować sterując wypełnieniem PWM tranzystora MOSFET, który sprzęgałby akumulatory z panelami.
Pytanie co znaczy cykliczne ładowanie i rozładowanie. W przypadku paneli ciężko o jakąkolwiek cykliczność bo słońce albo jest, albo go nie ma.

Nie widze problemu żeby dać możliwość doładowywania akumulatorów zewnętrzną ładowarką sieciową gdyby przez np. 4 dni nie było słońca lub chociażby nie dałoby się ich doładować do końca...

Jeśli chodzi o typ akumulatorów, to też jest ciekawy temat. Czy za te same pieniądze lepiej kupić akumulator kwasowy "do samochodu" dobrej firmy, czy "no name" ale trakcyjny (z możliwością głębokiego rozładowania).

Jeśli chodzi o kontrole poziomu elektrolitu - czy jest wogóle możliwa w nowych "bezobsługowych" akumulatorach?

mrrudzin napisał:

Jeśli chodzi o kontrole poziomu elektrolitu - czy jest wogóle możliwa w nowych "bezobsługowych" akumulatorach?

Dlatego przede wszystkim decyzja o typie akumulatora. Np. trakcyjne się da a żelowe są super jeżeli chodzi o brak obsługi.
Akumulatory traktuję jako źródło awaryjnego zasilania. Wtedy raz na miesiąc należy je rozładować i naładować a np raz dziennie doładować. Jeżeli akumulatory i panele mają pracować jako źródło zasilania podstawowego to rozładowanie i ładowanie jest cyklicznie realizowane. Tu chyba mamy już pierwszy punkt do określenia sposobu pracy i dobrania odpowiednich akumulatorów do charakteru pracy akumulatorów. Trzeba również zrobić bilans mocy. Jeżeli mają pracować tylko panele i akumulatory to przez 24godziny zużycie energii musi być takie samo jak dostarczenie przez czas działania paneli w ciągu 24godzin minus wszystkie straty.

No właśnie - jeśli chodzi o typ akumulatora - czy lepiej kupić noname ale trakcyjny, czy "zwykły" firmowy za te same pieniądze?

A czy praca w takim cyklu nie skróci żywotności aku?
Pobieramy przez całą dobę tyle energii ile jest potrzeba i gdy albo akumulatory rozładują się poniżej pewnej krytycznej wartości (dla "zwykłych" pewnie będzie to wyższe napięcie) doładowujemy je do pełna zenętrzną ładowarką.
Mimo takiej pracy przynajmniej raz na tydzień doładowujemy tą samą ładowarką do pełna.


Jak określić minimalne bezpieczne napięcie dla akumulatora "zwykłego" i trakcyjnego?

Proponuję zainteresować się akumulatorami do pracy buforowej. Jak będzie poważny dystrybutor akumulatorów poda dokładne dane na temat napięć i ładowania danego typu akumulatorów. Nawet sprzedają gotowe układy mikroprocesorowe do sterowania ładowaniem.

a po drugiej stronie mamy chińskie regulatory ładowania do solarów 10/20A 12/24V (autoprzełączające się), w których nie definiujemy pojemności aku itp. Taki regulator sam domyśla się jaka jest pojemność aku? Pewnie ładuje tym co akurat przychodzi na wejście skutecznie skracając życie akumulatora...

20A 12V/24V Solar Panel Charger Controller Regulator Microcontroller

http://www.ebay.com/itm/320872587284?ssPageName=STRK:MEWAX:IT&_trksid=p3984.m1438.l2649

mam taki podobny kontroler

Skąd on wie jakie akumulatory są podłączone?

Ja mam coś takiego -> LS1024R 12V/24V 10A

Myślę że jego inteligencja kończy się na kontroli napięć akumulatorów (12/24V) i bladego pojęcia nie ma o pojemności. Można w nim ustawić typ akumulatora co myślę przekłada się na częstotliwość impulsów ładowania jak to w ładowarkach PWM jest.
Ładuje na ślepo może biorąc pod uwagę temperaturę otoczenia (co ma sie nijak bo kontroler może być dalej od baterii akumulatorów, na innej wysokości) więc to także żaden sensor wbudowany w aku lub przynajmniej dotykający akumulatora, a część kontrolera.

Jak osiągnie zadany poziom, myślę że albo rozłącza panel albo go zwiera. Trzeba by sprawdzić doświadczalnie.

W każdym razie nawet mój naszpikowany bajerami UPS wymaga zdefiniowania pojemności akumulatora przez operatora więc szansa że te zabawki po kilkadziesiąt złotych to umieją jest marna.

Mogę sobie wyobraźić układ kalibracji który rozładowuje nienznay aku a następnie biorąc odczyty z wejścia paneli (dostarczany prąd) oraz obciązenia względem osiągnięcia właściwego napięcia przez aku ocenia czas potrzebny do jego naładowania i określa jego pojemność. Wątpie jednak by to była funkcja tego urządzenia

Pzdr,
M.