Zasilanie dzienne/awaryjne solarów- projekt do oceny

Cel: zasilanie awaryjne pieca, obiegówki i kolektorów. Jak starczy mocy to dojdzie ogrzewanie terrarium i jakiś sprzęt sieciowy. A przy okazji fajnie by było się czegoś nowego nauczyć. Nie planuję liczyć czasu zwrotu itp. bo nie o to w tym przypadku chodzi.

W temacie liczę głównie na kolegę putas, gdyż jak bym nie kombinował to wychodzi mi projekt bardzo podobny do tego z pierwszych stron najdłuższego tematu w tym dziale

W skrócie założenia mam takie:
- energii prawie nie magazynujemy, układ działa na PV tylko kiedy świeci słońce
- akumulator (jakiś nowy drobiazg lub szrot z TIRa) normalnie działa tylko jako bufor
- przy spodku produkcji z PV poniżej pewnego poziomu układ ma się przełączyć na ZE
- w przypadku braku produkcji z PV i braku zasilania z ZE układ wydoi akumulator

Czemu nie on-grid? Bo nie. A przynajmniej jeszcze nie teraz. On-grid nie załatwi mi kwestii zasilania awaryjnego, a to głównie chcę osiągnąć. Kolegę CzystyZYSK mam wioskę obok, więc w swoim czasie pewnie zrobię on-grid z jego pomocą, a panele zamontowane teraz można w dowolnym momencie przepiąć pod inwerter.

Panele: CIGSy Q.cells 90W 60V. Są tanie i są ładne, a montował będę na wiacie od śmietnika 9 lub 12 paneli połączonych tak aby na wyjściu dały 180V

Na razie wymyśliłem coś takiego:



Słońce świeci, zasilacz do LEDów zaczyna podawać 14V (jak braknie przekroju na kablach to będzie przesiadka na 24V) . Przekaźnik spina przetwornicę z akumulatorem, przetwornica zaczyna podawać napięcie i przełącznik źródła zasilania przepina odbiorniki pod przetwornicę.
Gdy słońce zachodzi i zasilacz przestaje podawać odpowiednie napięcie, przekaźnik odłącza przetwornicę od akumulatora, a przełącznik przepina na ZE.
Jeżeli prąd z ZE jest wyłączony, dodatkowy przekaźnik spina przetwornicę z akumulatorem pozwalając go wydoić, zabezpieczenie przed nadmiernym rozładowaniem jest w samej przetwornicy.

Układ ma w jak największym stopniu wykorzystywać gotowe elementy - o ile polutować jestem w stanie wiele o tyle programowanie czegokolwiek chwilowo mnie przerasta.

Zrzutu nadmiaru energii na razie nie planuję - co prawda mam bufor 600/200 do solarów, ale niestety bez mufy na grzałkę. Wymiana nie wchodzi w grę, więc kiedyś będzie potrzebny dodatkowy zbiornik, jakiś patent na mieszanie lub wymiennik ciepła i hydraulik rzeźbiarz.

Będę wdzięczny za opinie i ew. wskazanie właściwej drogi

Aby naładować akumulator do pełna trzeba dysponować napięciem powyżej 14.4V. Po naładowaniu, gdy są nadwyżki trzeba coś z tym zrobić. Instalacja taka pracowała poprawnie
u mnie 3 lata. Wady tego rozwiązania, niska sprawność ,podwójne przetwarzanie napięcia,
akumulatory. Przyjdą dni, że nie tylko nie skorzystamy ze skromnego urobku PV, akumulatory
pożrą wszystko i jeszcze będzie im mało. instalacja tego typu jest nierozwojowa 2- 3kW max.
U siebie zostawiłem fragment starej instalacji. Dwa panele, które utrzymują aku. w stanie
naładowanym na wypadek zaniku zasilania z ZE.

Zdzisław7 wrote:

gdy są nadwyżki trzeba coś z tym zrobić

nie koniecznie regulator ogranicza prąd ładowania żeby nie rozwaliło akuu, ale wiadomo lepiej wykorzystać.

Zdzisław7 wrote:

Przyjdą dni, że nie tylko nie skorzystamy ze skromnego urobku PV, akumulatory
pożrą wszystko

zgadza się ale to już naprawdę podłe dni gdzie nawet w on-grid jest zero więc co za różnica ale na niepogodę lepszy on-grid

Zdzisław7 wrote:

nstalacja tego typu jest nierozwojowa 2- 3kW max.

oj tu się nie zgodzę ja mam 3420W w off-grid i jak zrobię PC p-w z klimy będę chciał ze 2kW na dachu zamontować, ale już nie cigsy bo brak miejsca. Niestety do takiego rozwoju trzeba nowy regulator ładowania.

Na schemacie jest przetwornica DC/DC zmniejszająca 180V/12V bez kontroli napięcia na aku.
Przydał by się zrzut nadmiaru przy 14,4V, ale to nie problem / 70zł / . U mnie aku. /1800ah/ po
przekroczeniu nap 12,7V zawsze pobierały prąd niezależnie od stanu naładowania, około
15A co daje 200W mocy bez zwrotu. Przy inwerterze on grid mamy 180W do wykorzystania.
Instalacja 12V 3kW masz prąd 250A.

Zdzisław7 wrote:

Instalacja 12V 3kW masz prąd 250A.

odpada tylko na 48V bo jakie kable trzeba mieć przy 250A, u mnie amperaż dochodzi do 60A, a czasami powyżej.

Kolego darkdude kup panele, regulator ładowania będziesz miał MPPT (nie będzie problemu z nadwyżką ładowania ) i jakiś czujnik zmierzchowy. Za dnia z paneli a kiedy słonko zajdzie sieć.Do tego jakieś zabezpieczenie przed głębokim rozładowaniem akuu. Wszystko idzie kupić z gotowych elementów tylko wszystko skręcić razem

Dziękuję wszystkim za odpowiedzi. Akurat jak się zebrałem do rozpoczęcia tematu trafiła się delegacja i nie mogłem odpisać na bieżąco.

Kontroler jest oczywiście najprostszym rozwiązaniem.

Problem w moim wypadku polega na tym, że chcę wykorzystać CIGSy, które standardowo dają 60V na panel. To zasadniczo ogranicza ilość dostępnych kontrolerów ładowania. Najlepszy byłby UPS z funkcją solar, ale te z portalu na A wszystkie mają mają napięcie z PV w granicach 35V.

Z kontrolerów nadają się chyba tylko wariacje na temat TR-2210RN, który na na wejściu może dostać 150V.Z tym, że na wyjściu przy 24V daje max 20A. Czyli z zainstalowanych 990 Wp będę w stanie wykorzystać w idealnych warunkach niewiele ponad połowę. Stąd próby ominięcia ograniczenia, jakim jest kontroler.

To co narysowałem na schemacie jest w zasadzie identyczne z tym, co przedstawiał putas w temacie Panele 4,5 kW (3 + 1,5) + grzanie CWU...... Też użył przetwornic DC/DC z regulacją do 14,4 V bez kontrolera ładowania i patent się sprawdzał. Akumulator przy zadanym napięciu powinien pobierać duży amperaż do momentu naładowania, potem prawie nie będzie pobierał prądu pomimo podanego na zaciski napięcia. Identycznie to działa w samochodzie, alternator cały czas podaje 14,4V bez żadnego kontrolera i akumulatory nie wybuchają...

Albo inaczej. Ma ktoś pomysł na UPS z funkcją solar nadający się pod CIGSy?

U mnie metoda ładowania aku zwykłymi przetwornica mi DC-DC zdała egzamin. Nie było MPPT oczywiście, ale kompromis ceny do wydajności.
Raz tylko przeholowałem z napięciem i 2 aku nabiły się do ok. 31V i było na prawdę duże bum, bo aku był bezobsługowy i nie odprowadził nadciśnienia ze swojego środka. No ale to na własne życzenie.
Na dodatek pech chciał, że w momencie eksplozji akurat byłem pochylony nad tym aku i nie pytajcie jaka to przyjemność oberwać rozerwaną obudową akumulatora i być oblanym kwasem z niego..
No ale na pocieszenie została świadomość, że aku naładowało się do granic swoich możliwości . A w zasadzie ponad granice...

Temat śledzę od początku, więc mam świadomość tego problemu

Z projektem instalacji pójdę raczej w tym kierunku, głównie ze względu na jej prostotę i niewielkie koszty początkowe. Panele i tak domyślnie mają wejść w skład większego on-gridu.

Mam tylko kilka pytań z gatunku elektrycznej piaskownicy:

1) Zakładamy 900W mocy paneli, 350W mocy maksymalnej przetwornicy, 100W obciążenia i idealne warunki nasłonecznienia i kąta padania promieni słonecznych. Czy przetwornica tak jak przy pracy z sieci skorzysta tylko z takiej mocy jaka jest jej potrzebna, czy nadmiar produkowany przez panele w jakiś sposób ją uszkodzi?

2) Zakładamy (czysto hipotetycznie) moc paneli na 900W (znów idealne warunki), przetwornicę AC/DC 1200W obciążoną przez przypadek różnymi odbiornikami na 1100W. W jaki sposób zachowa się układ?

3) W jaki sposób zachowują się obciążone przetwornice DC/DC przy ciągłych spadkach napięcia na wejściu kiedy słońce zachodzi za chmury? Wyłączają się poniżej pewnej granicy, czy zaczynają dawać jakiś garbaty prąd na wyjściu?

1.Jeśli zachowamy dopuszczalny przedział napięć na wejściu przetwornicy możemy pobierać
moc od 0 do mocy nominalnej, niezależnie od zapasu mocy na wejściu.
2. Jeśli brakuje mocy z paneli na wejściu i nie ma jej skąd dobrać np. akumulatory, napięcie na
wyjściu spada do momentu aż moc wejściowa zrówna się z mocą pobieraną. Po wyjściu poza
zakres napięcia wejściowego przetwornica wyłączy się. Najczęściej należy ponownie załączyć ją
ręcznie.
3. Zależy od rodzaju przetwornic. Najczęściej pracują w swoim zakresie napięć dostarczając
zmienny prąd na wyjściu. W tych warunkach najlepiej sprawowały by się przetwornice bez
stabilizacji napięcia na wyjściu. Średnia mocy oddawanej przy skokach nasłonecznienia była by
większa.

Podziękował

Powoli zaczynam kompletować graty, wrócę do tematu jak przyjdzie do składania.