Instalacja PV moc 1kW grzanie 80l dobór PWM

Nic nie dodawaj, możesz zmienić częstotliwość generatora. U mnie też leciutko grzałka brzęczy, ale muszę ucho wytężyć przy bojlerze. Sterownik powinien być blisko bojlera.

Dziękuję stev-an za odpowiedź. Przydźwięk nie jest aż tak tragiczny. Ja go słyszę jak zbliżę się do któregoś kaloryfera lub baterii w kuchni czy łazience. Niestety blisko bojlera nie da się mi zamocować regulatora, jest wyciągnięty na korytarz 4-5 m kabla. Byłoby zbyt blisko zasobnika, do którego ślimak transportowy podaje opał. Jest tam dużo kurzu, a raczej pyłu trocinowego. W tej chwili ogrzewanie mam na trociny, pójdzie wszystko co rozdrobnione: trociny, zrąbki, pellet, itp.

Co do regulatora MPPT, którego wątek pojawił się kilka postów wcześniej. Analizując wykresy moich paneli PV, doszedłem do wniosku, że najprościej regulator MPPT (lub zbliżony do niego) zrobić wykorzystując dane z prawego wykresu. Na nim pokazana jest zależność napięcia mocy maksymalnej od temperatury panela. Z procentowych zależności da się przeliczyć na napięcie. Budujemy układ, który będzie kontrolował temperaturę paneli i zamieniał ja na odpowiednie napięcie. Napięcie to powinno się dodawać lub odejmować od ustawionego na P1 ze schematu stev-an’a. Kalibracja niestety do konkretnego zestawu. Trzeba by było jeszcze sprawdzić jak zmienia się napięcie utrzymywane przez regulator na grzałce – w układzie w zależności od napięcia na P1. Mój problem to jeszcze byłoby ze 43 m kabla do czujnika temperatury i ewentualne zakłócenia na nim. Poproszę o odpowiedź czy moje myślenie idzie w dobrym kierunku. Pozdrawiam.

heniek07 wrote:

Co do regulatora MPPT

Jest sporo gotowców na chińskim portalu i to w całkiem przystępnych cenach.
Wystarczy wpisać "MPPT board" i do wyboru do koloru. Niemalże z miesiąca na miesiąc coraz lepsze moduły.
Jeszcze nie znalazłem płyty pełnego falownika DC/AC, ale to albo kwestia czasu, albo słabo szukałem.

Mi chodzi tylko o tani regulator grzałek podobny do MPPT lub całkiem MPPT, gdzie nie ma potrzeby zamieniać stratnie DC w AC. Grzałce jest obojętne pod jakim napięciem pracuje DC czy AC. Regulator ma być tani do zrobienia i mam "panować" nad nim, a nie tylko sugerować się napisem MPPT na obudowie.

Ja zastosował bym pomiar temperatury za oknem i korektę napięcia MPP. Co do korzyści MPPT przy panelach z grzałką ,to stwierdzam że zyski są niewielkie. Rano przy małym prądzie należy dodać nawet 10V / 100 V razy 0,5A mamy 5W. Przy max prądzie możemy ustawić optimum napięcia. Moje ostatnie MPPT nie korygowało tylko gwałtownych zmian temperatury, więc Twój pomysł regulacji napięcia vs. temperatury byłby łatwy do zrealizowania.
Ten przydźwięk nie występuje w nocy, więc to nie problem.

Dziękuje szanowny Kolego, za informację, że tak można próbować z MPPT. Czytałem, już nie pamiętam, czy Twoje, czy innych kolegów wypowiedzi. Wynikało z nich to co podkreśliłeś, że dla grzałek wielkiego zysku nie będzie. Z obecnego układu jestem bardzo zadowolony, działa jak na razie bezawaryjnie od 23 sierpnia i cały czas jest ciepła woda. Obecnie jest nas tylko dwójka i w połowie 500l bojlera miałem już nawet ok. 70°C. Można by było może dobrać inny-lepszy tranzystor, by się mniej grzał, ale nie wiem czy ma to większy sens. Te które posiadają mała rezystancję D-S, maja zaraz większe pojemności bramkowe i zapewne tu też wystąpią straty i będzie się trochę grzało. Temperaturę dla cooler’a ustawiłem dość niską (niewiele pobiera: 12V*0,3A=3,6W), chłodzi jak trzeba, jeśli impulsy są z niewielkim wypełnieniem wyłącza się. Na pomysł „kombinowania” z MPPT wpadłem patrząc na liniowe zależności, na wykresie, co prawda jest to napięcie otwartego ogniwa, ale z napięciem mocy maksymalnej też powinno być podobnie. Zapewne trzeba byłoby pomierzyć.
Na razie czekam na coś podobnego: https://pl.aliexpress.com/item/32957814319.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.3de654e6ptxAxD&algo_pvid=0882f80c-12d4-44bc-995c-552fe7d35af5&algo_expid=0882f80c-12d4-44bc-995c-552fe7d35af5-1&btsid=10c5c45f-5019-4723-ad04-89822f45d64a&ws_ab_test=searchweb0_0%2Csearchweb201602_4%2Csearchweb201603_52&fbclid=IwAR01EFgwWwCK_PeLoYGgUx93xqlupzTRMq1NfK-f9zsWb_QYu9cPWRAT4vY
Może poczynię jakieś obserwacje dzięki temu ustrojstwu. Czy podejmę próbę realizacji pomysłu jeszcze nie wiem. Wymagałoby to trochę wolnego czasu na eksperymentowanie i dokładniejsze pomiary, a układ wyszedłby i tak tylko dla tej konkretnej realizacji. Czasu niestety brak i trzeba byłoby go ukraść z innego miejsca - zajęcia. Pozdrawiam i raz jeszcze dziękuję.

heniek07 wrote:

Te które posiadają mała rezystancję D-S, maja zaraz większe pojemności bramkowe i zapewne tu też wystąpią straty i będzie się trochę grzało.

Przy takiej częstotliwości przełączania pojemność bramkowa nie ma znaczenia, straty są na złączu a nie na bramce poza tym mamy sterownik mosfeta.

Co do miernika to chyba nie będzie AC!!!

Znalazłem taki tranzystor, ma chyba dobre parametry, czy wymienię jeszcze nie wiem, ale może innym się przyda:
https://sklep.eltron.pl/pl/p/18195322495747/ipw60r040c7
RD-S ma 0,034 do 0,04 oma przy 25 stopniach, Input Capacitance - 4340 pF przy 250kHz, Total Gate Charge - 107 nC
http://pdf1.alldatasheet.pl/datasheet-pdf/view/747252/INFINEON/IPW60R040C7.html
Mój obecny ma 0,23 oma (prawie 6 razy więcej), Input Capacitance - 2600 pF, Total Gate Charge - 95 nC
http://pdf1.alldatasheet.pl/datasheet-pdf/view/24348/STMICROELECTRONICS/STW20NK50Z.html
Mam jeszcze pytanie: Nasza częstotliwość jest niewielka, czy warto zwracać uwagę na inne (dynamiczne) parametry?
Miernik miał być DC, zamawiał syn (nie mam konta u Chińczyków), jeśli przyjdzie AC, to może znajdę zastosowanie lub odsprzedam. Dziękuję za odzew. Pozdrawiam.

A są może gotowce PWM lub MPPT u chińczyków do grzałek. Tak gdzieś pod 9 paneli.
Nie za bardzo wiem czego szukać na Ali

kulibob wrote:

A są może gotowce PWM lub MPPT u chińczyków do grzałek. Tak gdzieś pod 9 paneli.
Nie za bardzo wiem czego szukać na Ali

W Polsce kupisz, ceny od 350zł.

anaba255 wrote:

kulibob wrote:

A są może gotowce PWM lub MPPT u chińczyków do grzałek. Tak gdzieś pod 9 paneli.
Nie za bardzo wiem czego szukać na Ali

W Polsce kupisz, ceny od 350zł.

W PL to wiem ale czy u chińczyków jest coś podobnego powinno być tańsze. nie zabardzow iem jak to wklepać tam w ich wyszukiwarce bo i tak ciągle wyskakują regulatory ładowania

Mam pytanie do społeczności forum korzystającej z regulatora dopracowanego przez stev-an’a lub podobnych. Załóżmy, że mamy lato, dzień długi i dobre nasłonecznienie, czyli czasu na podgrzanie wody grzałką jest dość dużo. Regulator u mnie utrzymuje napięcie 220V DC. Chciałbym jeszcze polepszyć ekonomiczność mego przedsięwzięcia, które tak naprawdę powstało dla wakacyjnej wygody, zamiast instalacji solarnej. Polegało by to na podłączeniu w taki sam sposób jak zasilacz-wtyczka 12V DC (do zasilania regulatora), innych urządzeń, mocą nie przekraczających, mocy paneli, czyli coś około 1000 -1300W. Resztę energii wysłałby regulator do grzałki, regulując-ustawiając niewielkie wypełnienie impulsu sterującego bramkę tranzystora MOSFET. Odbiorniki typu: TV, PC, laptopy, ładowarki telefonów i kuchnie indukcyjne pracują z przetwornicami, powinno wg mnie zadziałać. Poproszę o porady i sugestie Kolegów z forum. Pozdrawiam.

Witam.
Zastanawiam się nad opracowaniem (kupieniem) regulatora PWM o mocy około 2kW na napięcie max 500V (10 paneli 250W szeregowo w temperaturze -20 w stanie bez obciążenia może mieć 425V co liczyłem już). Prąd maksymalny 15A ale realnie maksymalnie będzie 4-6A w pełnym słońcu o napięciu 290-320V w zależności od temperatury (lato-zima).
Panele będą ustawione w balustradzie tarasowej (5szt) oraz 5szt na elewacji domu w kierunku S-W (południowy zachód 45' od południa). Panele nie będą do końca pionowo ale pod kątem około 82' od poziomu (15cm na dole odsunięte od balustrady - woda ścieknie wtedy wprost do rynny), stąd brak prądu maksymalnego z uwagi na kąt padania światła.
Generalnie moc w słoneczny dzień powinna oscylować w zakresie 300-1000W w zależności od pozycji słońca (popołudniami i wieczorami lepiej).
Stratą mocy się nie przejmuję bo panele są w cenie zamiast balustrady, której wypełnienie i tak kosztowałoby niemało - poza tym nie będzie wscibskich sąsiadów z lornetami podczas opalania się na tarasie (taras 2m nad terenem na słupach).
Wracając do regulatora.
Myślałem nad pilotem (taki 6V 1W jak na allegro za 20zł https://allegro.pl/kategoria/przemysl-energetyczny-alternatywne-zrodla-energii-121619?string=bateria%20s%C5%82oneczna%206v&bmatch=baseline-dict42-com-1-1-1024) do zaiplementowania na zasadzie przykładu tureckiego opisanego w PDF na 9 str chyba.
Zastanawiam się czy sprawdziłby się filtr wyjściowy RLC:
https://rf-tools.com/lc-filter/ - 2 rzędu oczywiście
lub http://sim.okawa-denshi.jp/en/RLCtool.php
ewentualnie typu BAND STOP na komponentach LC:
https://electronicbase.net/band-stop-filter-calculator/#lc-band-stop-filter-calculator.
Częstotliwość kluczowania wstępnie planuję na 2 lub 4 KHz jak w typowych falownikach - tam też są filtry wyjściowe LC.
Jeśli chodzi o wejście z PV - posiadam do odfiltrowania takie oto energetyczne kondensatory polipropylenowe DUCATI 123uF 415V AC - wytrzymają spokojnie 500V
https://www.adelaida.ro/condensator-trifazat-123uf-27.9a-415vac-415.04.7025.html
Pracowały przy baterii kondensatorów i część się popaliła od harmonicznych.
Nie wiem, czy dadzą radę przy 2 lub 4 kHz kluczowania.
Jako obciążenie planuję grzałkę 2000W 400V trójfazową ( 3 niezależne grzałki selfa) o rezystancji 50ohm (moc przy 300VDC dla 1800W - za dużo). Mogę podłączyć 2szt w szereg i będzie 100om co przy napięciu 300V da 900W przy 3A prądu - dopasowanie w miarę dobre do paneli a sterownik PWM będzie miał wysokie wypełnienie - malejące przy mniejszej ilości światła.

Proszę o uwagi i sugestie.
Radek

radekk wrote:

… sterownik PWM będzie miał wysokie wypełnienie - malejące przy mniejszej ilości światła.

Przy malejącym świetle ilość uzyskanej energii też maleje, nie trzeba jej dodatkowo "wycinać" sterownikiem. A energii "maksymalnej" też nie trzeba ograniczać, bo większej niż 1,2kW z 1m2 się nie uzyska.
Sterownik impulsowy (załącz <-> wyłącz> daje tylko złudzenie dopasowania, bo nawet 100% dopasowania na wartość średnią, nie oznacza dopasowania dla wartości chwilowej.

Rzuuf wrote:

Przy malejącym świetle ilość uzyskanej energii też maleje, nie trzeba jej dodatkowo "wycinać" sterownikiem. A energii "maksymalnej" też nie trzeba ograniczać, bo większej niż 1,2kW z 1m2 się nie uzyska.
Sterownik impulsowy (załącz <-> wyłącz> daje tylko złudzenie dopasowania, bo nawet 100% dopasowania na wartość średnią, nie oznacza dopasowania dla wartości chwilowej.

Panele PV są źródłem prądowym o stałym napięciu wyjściowym (zakładając niezmienne warunki temperaturowe).
1)Czy dlatego Napięcie na wyjściu regulatora PWM (wartość skuteczna) musi być tak dopasowane do grzałki o niezmiennej rezystancji, aby moc wejściowa była nieznacznie większa od tej wyjściowej?
2)Czy wypełnieniem impulsów i następnie odfiltrowaniem napięcia w filtrze RLC zmieniamy wartość skuteczną?
3)Czy Kondensator wejściowy na PV gromadzi przecież energię dla członu z kluczem MOSFET. Z prądu ciągłego na PV powiedzmy 1A możesz oddawać kilkanaście A w impulsach, które ładują kondensator wyjściowy przetwornicy PWM z niższym napięciem skutecznym?
4)Można energię gromadzić w indukcyjności i transformować. Czy musi być jednak jakiś magazyn energii na wejściu PWM (z Paneli PV)?
Kondensator wejściowy też jest magazynem energii i doładowywany ciągle utrzymuje napięcie MPP paneli PV jeśli prawidłowo działa regulator PWM.

10 Paneli ma 300VDC (jest ujemny dryft temperaturowy oczywiście).
Dla grzałki o rezystancji 100om (2 grzałki 2kW/400V połączone w szereg), napięcie potrzebne do wydzielenia 300W mocy z PV (1A prądu) wynosi P=U*U/R,
czyli po przekształceniu U=sqrt(100R * 300W)=173V, prąd w takim razie 1,73A.
Nie można podać 300V z Paneli na grzałkę, bo nie dadzą 3A prądu skoro wydajność to 1A, tylko będą pracować w warunkach zwarcia (napięcie spadnie i moc też).

Czy trzeba odpowiednio dobrać dławik szeregowy aby nie było zwarcia pomiędzy kondensatorami wejściowym i wyjściowym?
Identyczne topologie od wielu lat stosuje się w falownikach mocy. Na wejściu z sieci jest zwykły prostownik diodowy 6-pulsowy i kondensatory elektrolityczne i pojemnościach wielu milifaradów (10-100mF/1000V) np dla falownika o mocach rzędu kilkaset KW.
Potem za prostownikiem jest szyna DC (u mnie w pracy o napięciu 840V -1400A - napięcie zasilające 600V IT).
Z szyny DC bezpośrednio są człony IGBT - 6szt (wymiary 18x12x4cm) a z nimi zespół filtrów wyjściowych LC do odfiltrowania szpilek PWM.
Modulacja wypełnienia na częstotliwości 4kHz!!!!! przez DSP oczywiście.
To działa- zasila silnik 750kW - 600VAC.
Dlatego moim zdaniem na wyjściu też jest potrzebny filtr LC do wygładzenia szpilek - grzałki i przewody przestaną piszczeć !!!!!
Wiecie co byłoby z silnikiem bez wygładzenia szpilek 4kHz? Radiostacja i rozgrzany do czerwoności stojan od harmonicznych.
Wszystko co delikatne, w pobliżu od indukcji syfu w kablach pouszkadzane.
Radek\

Rozpatrując współpracę źródła prądu stałego z kluczem PWM możemy zauważyć, że istnieją naprzemiennie 2 stany: stan obciążenia źródła opornością grzałki i stan "jałowy" i oba te stany mogą w stosunku do siebie być w różnej proporcji.
Gdyby np. ta proporcja była 1:1, to oczekiwalibyśmy takiego rezultatu, jakby źródło (panel) było obciążone opornością 2 razy większą, niż oporność grzałki (zakładam, że oporność klucza jest do zaniedbania).
W rzeczywistości przepływ prądu chwilowego jest zawsze równy I=U/R - z wszystkimi tego konsekwencjami, a więc również NIEDOPASOWANIEM "na maksimum mocy", a w chwili wyłączenia klucza - mamy brak przepływu prądu i "dopasowanie" nie obejmuje tego stanu.

To trochę tak, jak z tym wariatem z kawału, który stwierdził, że jak jedną nogę będzie miał we wrzątku o temperaturze 100°C, a drugą w lodzie o temperaturze -50°C, to on sam będzie w temperaturze +25°C i powinno być mu dobrze.

"Uśrednienie" dotyczy mocy wydzielanej w kluczowanej grzałce, a nie obciążenia panelu.

Rzuuf wrote:

Gdyby np. ta proporcja była 1:1, to oczekiwalibyśmy takiego rezultatu, jakby źródło (panel) było obciążone opornością 2 razy większą, niż oporność grzałki (zakładam, że oporność klucza jest do zaniedbania).
W rzeczywistości przepływ prądu chwilowego jest zawsze równy I=U/R - z wszystkimi tego konsekwencjami, a więc również NIEDOPASOWANIEM "na maksimum mocy", a w chwili wyłączenia klucza - mamy brak przepływu prądu i "dopasowanie" nie obejmuje tego stanu.
"Uśrednienie" dotyczy mocy wydzielanej w kluczowanej grzałce, a nie obciążenia panelu.

Czy nie jest tak, że po ustabilizowaniu pracy (stała czasowa kilka(naście) okresów kluczowania PWM) w czasie pobierania prądu przez szpilkę (załączony klucz) prąd jest pobierany jednocześnie z PV i z magazynu energii - kondensatora.
W tym czasie napięcie na PV i na kondensatorze jest identyczne. Kondensator jest takim ,, boosterem" prądu. Wydajność prądowa PV wspominając wcześniej w przykładzie dla pochmurnego dnia wartości 1A nie wystarcza dla zasilenia klucza PWM grzałki (tam potrzebne jest początkowo np 6A zamiast 2A bo trzeba zasilić też kondensator w filtrze wyjściowym). Kondensator na wyjściu gromadzi energię, która oddawana jest do grzałki w czasie przerwy w załączeniu klucza (tak jak wygładzanie napięcia w falownikach silnikowych i przetwornicach z przebiegiem sinusoidalnym na wyjściu. Tam zawsze są filtry wyjściowe LC.
Podczas wyłączenia klucza Panel PV ładuje kondensator wejściowy prądem 1A lub mniej bo stanu zwarcia nie będzie, ponieważ kondensator jest pod napięciem - tylko dziesiąte części V lub kilka V mniej od stanu uśrednionego (wartości skutecznej). Panel PV ładowałby kondensator aż do osiągniecia napięcia stanu jałowego ale tak nie jest bo po czasie dziesiątych części ms załączy się znowu klucz i odbierze energię do grzałki. Dlatego potrzebne są KONDENSATORY o niskiej impedancji aby nie zagotowały się. Dławiki ograniczają natomiast prąd płynący pomiędzy kondensatorami aby nie spalić klucza. Bez filtra wyjściowego prąd wyjściowy będzie w kształcie szpilek a nie piły z wykładniczymi nachyleniami ,,zębów". Napięcie natomiast będzie w kształcie szpilek o wartości w najlepszym wypadku napięciem panela PV, a w gorszym będzie obniżone bo PV będzie w stanie zwarcia i napięcie i moc drastycznie maleją. Szczególnie w pochmurne dni to się nasila, bo grzałka jest bardziej niedopasowana do Paneli PV jak w dzień słoneczny.
Muszę przeanalizować kilka schematów falowników i sprawdzić jakie są wartości ze względu na częstotliwość rezonansową takiego filtra. W falownikach przeważnie jest 4kHz częstotliwości załączania modułów IGBT (klucz)

radekk wrote:

Kondensator jest takim ,, boosterem" prądu.

Nooo, może mógły być, gdyby mógł …
Jeżeli byśmy chcieli, aby taki taki "kondensatorowy booster" dostarczał prądu 1A przez czas 0,1 sekundy, "kosztem" obniżenia napięcia o 1V, to pojemność tego kondensatora musiała by wynosić 0,1F (czyli 100 000 uF!)! Trochę dużo ...

Rzuuf wrote:

radekk wrote:

Kondensator jest takim ,, boosterem" prądu.

Nooo, może mógły być, gdyby mógł …
Jeżeli byśmy chcieli, aby taki taki "kondensatorowy booster" dostarczał prądu 1A przez czas 0,1 sekundy, "kosztem" obniżenia napięcia o 1V, to pojemność tego kondensatora musiała by wynosić 0,1F (czyli 100 000 uF!)! Trochę dużo ...

Ależ oczywiście że jest ,,bosterem". Ty podałeś czas 0,1s a to całe wieki w energoelektronice ze sterowaniem PWM (falowniki itp).
100ms to 5 "pięć" okresów {pełnych oczywiście] prądu przemiennego w sieci. Koledzy robią PWM z częstotliwością kluczownia mosfeta 300-400Hz czyli 2,5-3,3ms (40x krótszy czas). Dajecie 10-20mF. To i tak duże wartości bo duży ładunek zgromadzić trzeba.
W enegroelektronice przemysłowej (falowniki) stosuje się przeważnie 4kHz częstotliwość kluczowania czyli 0,25ms. W spawarkach, przetwornicach ponad 25 do 100kHz i tam już są kondensatory polipropylenowe po 1-4uF ale prądy mniejsze bo mosfety nie ogarnełyby kilkadziesiąt kW przy stratach 5%.
Wracając do tematu:
1)Jaka musi być pojemność kondensatora aby przy 4kHz cyklu ładowania i rozładowania (czyli po 0,125ms ładowania lub rozładowani ) przy napięciu 300V i prądzie 6A tętnienia nie przekroczyły 0,2V?
2)Jaka musi być pojemność kondensatora aby przy 100Hz (zwykły prostownik mostkowy diodowy we wzmacniaczu) cyklu ładowania i rozładowania (czyli po 10ms ładowania lub rozładowania ) przy napięciu 30V i prądzie 6A tętnienia nie przekroczyły 0,2V?
Utp= i/(C*f) (w przybliżeniu w zależności od stosunku rezystancji wejściowej do wyjściowej)
przekształcamy wzór C=i/(Utp*f)
1) C=6A/(0,2V*4000Hz)= 7500uF
2 C=6A/(0,2V*50Hz*2)= 300mF
Niestety tak dobrze nie jest i tętnienia wynoszą kilka V (sprawdzone na oscyloskopie).
Prąd na kondensatorze też będzie mniejszy (2-3A orientacyjnie).

Na wejściu dla mocy 300W (300VDC) prąd około 1A tętnienia 3V, częstotliwość 4kHz: => C=83uF
na wyjściu dla mocy 280W (prąd 1,67A przy napięciu 167V - grzałka 100 om) tętnienia 3V, częstotliwość 4kHz: => C=140uF

Przypadek mocy 1000W w słoneczny dzień (prąd 3,33A na wejściu z panela PV) , C=3,33A/(3V*4000Hz)=277uF,
na wyjściu dla mocy 950W (prąd 3,08A przy napięciu 308V - grzałka 100 om) tętnienia 3V, f= 4kHz: => C=3,08A/(3V*4000Hz)=256uF - w tym przypadku będzie dopasowanie i powinno 100% wypełnienia PWM bo napięcie na wyjściu wychodzi z obliczeń wyższe od zasilającego z PV. Grzałka musiałaby mieć 50om i wtedy PWM działałby ponownie.

Przy tętnieniach na kondensatorze wejściowym i panelu około3V nie szkodzi w pracy PV i pracy w zwarciu nie będzie.
Posiadam kondensatory 123uF tak więc łącząc po 3 równolegle otrzymam 370uF co będzie aż nadto.
Trzeba tylko dławikiem ograniczyć prądy początkowe w chwili załączania klucza aby nie spalić go (przy tej pojemności i różnicy napięć ponad 100V fajerwerki gotowe).

Przy mocy 100W (300VDC) prąd około 0,33A dla C=370uF, częstotliwość 4kHz: => Ut=i/(C*f)=0,33/(0,00037F*4000)=0,22V
na wyjściu dla mocy 90W (prąd 0,95A przy napięciu 95V - grzałka 100 om) f= 4kHz: => Ut=i/(C*f)=0,95/(0,00037F*4000)=0,64V

ciekawa topologia inwertera solarnego jednofazowego z dużą ilością szczegółów
https://www.nxp.com/docs/en/reference-manual/DRM126.pdf

Nie chcę nikogo wprowadzać w błąd, ale moim zdaniem dla tak prostego, wręcz idealnego, obciążenia jakim jest grzałka, nie potrzeba zaawansowanych filtrów i układów. U mnie po pół roku użytkowania systemu jest bajka. Mam prosty PWM na TL494, grzeje bez problemu. Jedyne na co mogę zwrócić uwagę to ilość paneli, dla 300l baniaka super by było 7 paneli, ja mam aktualnie 6 i też jest spoko.
Grzałka cichutko mruczy, nic więcej się nie dzieje, ani razu nie padły mi tranzystory, a odległość grzałki od sterownika to około 5m.

Zgadzam się z kol. Fred_01 i popieram – do grzałki nic skomplikowanego nie potrzeba. Zrobiłem sterownik PWM na LM 324 - opisywany nieco wcześniej. Działa od chwili zamontowania - 23 sierpnia, jestem z niego bardzo zadowolony. Do bojlera od sterownika też mam ok. 5 m, i jak wskazuje doświadczenie – nie ma konieczności montowania sterownika „na grzałce”. Po zamontowaniu miernika, od 5 października, do dziś (31 października) moje panele (1800 W – max) dostarczyły 135kWh energii. Do końca ciepłych i w miarę słonecznych dni w październiku miałem ciepła wodę. Teraz „chodzi” piec i energia z grzałki zawsze zostanie gdzieś w budynku. Moja minimalistyczna „sterownia” wygląda tak:

Pozdrawiam.

07. 01. 2020
By dopełnić całości, by koledzy z forum nie popełnili błędów w zabezpieczeniach.
Dzięki Kol. Kwazor za „przepychanki” słowne z Tobą na forum. Nie jestem elektronikiem i dzięki Tobie znowu czegoś się nauczyłem.
Dzięki sugestii Kol. Kwazor’a w wątku:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=18453478#18453478
Zamieszczam dodatkowy opis. Bezpiecznik typy S widoczny na fotografii w mojej instalacji nie pełni roli bezpiecznika, a tylko sporadycznego wyłącznika – rozłącznika. (Przeczytałem o tym gdzieś na forum, że w tej roli sprawdzi się.) Działa to tak: Tam, gdzie na fotografii jest napisane włącznik, od spodu znajduje się włącznik po zasilaczu ATX, wpięty w szereg z termostatami 80°C. Jego rozwarcie powoduje, że baza tranzystora T4 dostaje odpowiedni potencjał, T4 otwiera się i zwiera do masy napięcie odniesienia - 6V. MOSFET wykonawczy sterownika - T3 przestaje być kluczowany, grzałka jest wyłączona. Zadziałał elektroniczny wyłącznik. Teraz dopiero mogę sobie wyłącznikiem – rozłącznikiem z bezpiecznika typu S rozłączyć galwanicznie obwód – oba przewody. Nie ma żadnego iskrzenia, trzymania łuku itp., bo nie ma obciążenia – sprawdzone organoleptycznie. Po tych czynnościach mogę jechać na kilkudniowe wczasy, zdemontować w środku dnia regulator w celu dokonania poprawek itp. Ostatnio taka sytuacja miała miejsce 5 października 2019 r. kiedy to zamontowałem 4 w 1: woltomierz, amperomierz, watomierz i licznik energii.
Co do innych zabezpieczeń, to przeszukiwałem forum i dalej mam mętlik. Maksymalny prąd paneli to 8,07A a prąd zwarcia – 8,98A, podobno ani jeden, ani drugi paneli nie uszkodzi, a grzałka ma moc (2000W) większą od mocy max. paneli (1800W) i też przyjmie całą moc wytworzoną przez panel bez szkody dla niej. Tak samo stanie się jeśli MOSFET padnie i będzie miał zwarcie. Dalej nie bardzo wiem jakie zabezpieczenie zastosować (wykonać) by zadziałało pomiędzy 8,07A i 8,98A. Poproszę o konkretne porady.

Rzuuf :

Quote:

Sterownik impulsowy (załącz <-> wyłącz> daje tylko złudzenie dopasowania, bo nawet 100% dopasowania na wartość średnią, nie oznacza dopasowania dla wartości chwilowej.

Prawda bo co z tego że mierzymy na wejściu ( tam moc się zgadza ) ale jakoś nikt nie chce pokazać amperomierza i woltomierza na wyjściu..

Dlaczego ? Bo wyjdzie szydło z wora że na wyjściu nie mamy tego co na wejściu ( odejmijmy straty na regulatorze a są zawsze ( czas przerwy )

Pokazałem to nie raz i jeszcze nie raz pokażę :
Stanowisko testowe
4x GS50 ( Voc64V Impp 1.17A ) ( Moc z paneli w czasie pomiaru około 130W )
Grzałka 300W 12V

Niedopasowanie napięciowe 1 do ~3.5
Niedopasowanie prądowe 1 do 5.4

Wynik po MPPT prądowy
20 : 4 = 5 x wyższy prąd
Napieciowy nie zmierzony ( około 6.1V na grzałce )
6V x 20A = 120W

Moc wejścia się zgadza z mocą wyjścia :


Radekk :
1 Tak punk Vmpp ( do tego pływa i ustawienie na sztywno sterownika to "proteza" ) dlatego trzeba robić to na procku ( najszybsza metoda)
2 Tak i transformujemy
3 Nie tylko prowadza straty na członie mosfet + zarzyna kondensatory wejściowe.
4 Można i trzeba . I żadne wielkie pojemności Cwej.
Tylko : PWM liczony w XX kHz.
C wej 22-44uF i takimi parametrami spokojnie można dopasować różnicę napieciową i prądową....

Lutownica w dłoń i badaj.. zabawa jest przednia !

Co do parametrów przy PWM( i bez niego wyjdzie to samo a nawet ciut lepiej)
Mamy grzałkę i panele dopasowanie 1:1

100% słońca 100% mocy na grzałce ( warunki idealne 25C itd )
50% slonca 25% na grzałce
25% słonca 12.5%..

Fajna krzywa co ? nie 45% a 78 stopni...

Przy MPPT takiego efektu nie ma.. ale pamietajmy co grzejemy wode a ona ma największy współczynnik ciepła właściwego...


No to na koniec :
Proszę o pokaz z 4 miernikami : amperomierz i woltomierz na wejściu i taki sam zestaw na wyjściu na grzałkę..

Bo czekam już długo aż ktoś mnie z błedu wyprowadzi po co tworzyłem MPPT mając "wspaniałe i genialne " PWM-y..

A robiłem testy :
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3493392.html

Rzuuf wrote:

Sterownik impulsowy (załącz <-> wyłącz> daje tylko złudzenie dopasowania, bo nawet 100% dopasowania na wartość średnią, nie oznacza dopasowania dla wartości chwilowej.

Kwazor wrote:

Prawda bo co z tego że mierzymy na wejściu ( tam moc się zgadza ) ale jakoś nikt nie chce pokazać amperomierza i woltomierza na wyjściu..

Dlaczego ? Bo wyjdzie szydło z wora że na wyjściu nie mamy tego co na wejściu ( odejmijmy straty na regulatorze a są zawsze ( czas przerwy )

Nie ma co mierzyć amperomierzem. To przebiegi zmienne i on pokaże wartość jakoś tam uśrednioną.
Dalej nie rozumiesz wywodu kolegi Rzuff. Taki regulator, bez elementów inercyjnych (kondensatory , cewki) nawet się nie zbliża do MPPT. Panel jest co cykl przeciążany!
Im mniejsze "oświetlenie" tym jest gorzej.
Nie znam charakterystyk dynamicznych paneli PV, ale możns się domyślać, że w niewielkim stopniu niwelują to"kopanie" prądem. Dlatego przy większym oświetleniu, a przez to i większym wypełnieniu jest lepiej.
Chcąc "wyssać słoneczko do dna" trzeba stosować to o czym pisał kolega radekk.

Witam. Uruchomiłem LT Spice do obliczeń nad przetwornicą pełnomostkową:
Wyniki symulacji pokazują idealne dopasowanie prądowe.
W zależności od stopnia wypeónienia impulsów jest różne napięcie wyjściowe i prąd wyjściowy. Moce w przybliżeniu się pokrywają.
Napięcia sterujące mosfetami tylko za pomocą transoptorów i sterownika np UC3846.
Napięcie odniesienia trzeba byłoby ogarnąć na procku.

Koledzy, nikt nie kwestionuje tutaj wyższości regulatora MPPT nad PWM. „Wspaniałe i genialne” PWM-y, mają swoje wady ale i zalety. Aby zrobić prawdziwy MPPT, do pilnowania maksymalnej mocy, należałoby zaprząc do roboty mikroprocesor, a z nim nie wszyscy elektroniczni majsterkowiczowie poradzą sobie. PWM-y wykonane przez paru z nas to pewien kompromis, by np. nie zrujnować budżetu domowego, itp. Są tanie i proste do wykonania, każdy kto trochę ogarnia elektronikę, wykona je sam i spełniają swoje zadanie dość dobrze. Jeśli wyprowadzi się potencjometr do korekty napięcia w zależności od temperatury, to będzie coraz lepsza sprawność, bo zbliżymy się do punktu mocy maksymalnej w danych warunkach atmosferycznych (pory roku). Będzie to również to samo co na aukcjach udaje regulator MPPT (z potencjometrem do ustawiania napięcia). Patrząc na moją fotkę i dane z niej: załóżmy, ze taki stan utrzyma się przez 1s. Wtedy dopłynie do układu (kondensatora wejściowego) 1156,6W*1s=1156,6J energii. Moja grzałka ma opór 26,45Ω i przy napięciu 223,9V pracować będzie z mocą 1895W. Czas potrzebny na odebranie tej energii przy napięciu 223,9V wyniesie: 1156,6J/1895W=0,61s, czyli wypełnienie impulsu ok. 60%. U nas dzieje się tak ok. 330 razy na sekundę. Powiedzmy, że klucz włącza się przy 224V a wyłącza przy 223,8V. Nie jest to może czysto elektroniczne, czy fizyczne wytłumaczenie, ale nasze PWM-y tak działają. Najważniejsze - woda grzeje się całkiem dobrze. Mierzenie napięć i prądów na wejściu i wyjściu nie ma większego sensu, nigdy się nie zgodzą, nawet w dużym przybliżeniu. Być może, coś do swego PWM-a dołożę w zależności od temperatury paneli PV, ale to wymaga czasu i pomiarów, z wykorzystaniem widocznego na fotce watomierza. Potem jeszcze trzeba byłoby dorobić jakiś układ elektroniczny. Napisałem trochę w obronie wykonanego przez siebie i innych Kolegów regulatora PWM, który spełnia swoje zadanie bardzo dobrze, przy niskich kosztach poniesionych na wykonanie. Każdy, kto czyta wątek może sam ocenić co „na razie” wykonać, by instalacja grzała wodę. Pozdrawiam.

heniek07 wrote:

Napisałem trochę w obronie wykonanego przez siebie i innych Kolegów regulatora PWM, który spełnia swoje zadanie bardzo dobrze, przy niskich kosztach poniesionych na wykonanie. Każdy, kto czyta wątek może sam ocenić co „na razie” wykonać, by instalacja grzała wodę. Pozdrawiam.

Układ będzie działać. Wykładnią energii wydzielonej na grzałce będzie całka {U*i dt}. Napięcie jest zależne od wydajności paneli (tego czy pracują w stanie zwarcia w czasie otwarcia klucza). Macie jakieś oscylogramy z pomiaru napięcia na wejściu na kondensator? Będzie widać czy w chwili otwarcia klucza napięcie spada drastycznie. Prąd wyjściowy powinien w czasie impulsu delikatnie opadać na skutek zmniejszania się napięcia na kondensatorze (rozładowywania). Prąd paneli powinien pulsować ale wartośccnie powinna się drastycznie zmniejszać chyba że kondensator jest za mały i po naładowaniu panel wchodzi w stan OC czego nie powinno być.
Jeśli tak się dzieje to trzeba zwiększyć częstotliwość PWM aby zwielokrotnić cykle ładowania i rozładowywania kondensatora. Polecam kondensatory polipropylenowe od baterii kondensatorów (z reguły są na ponad 400V). Wielkości szklanki lub butelki od PIWA. Mają zdolność ciągłej pracy przy około 30A dla pojemności 120uF (ładowanie następnie rozładowywanie do zera potem ładowanie z przeciwną polaryzacją i rozładowanie i od nowa - 50x na sekundę). Dodatkowo dać równolegle np 2 mosfety, zwiększyć częstotliwość PWM do 4-6kHz, większy radiator. Będzie śmigać aż miło.

Zastosowanie MPPT to zysk kilkunastu wat przy mocy 1 kW, zwiększenie częstotliwości do kilku kHz da jedynie większy hałas.

radekk wrote:

Napięcie jest zależne od wydajności paneli (tego czy pracują w stanie zwarcia w czasie otwarcia klucza)

Elektronika nie pozwoli na zwarcie pv, a pulsacje zawsze będą.

stev-an wrote:

Elektronika nie pozwoli na zwarcie pv, a pulsacje zawsze będą.

Tutaj jest sedno sprawy.
Jak wygląda napięcie podczas otwarcia klucza. tzn w momencie otwierania i pod koniec. tylko odpowiednia pojemność kondensatora zabezpieczy panel przed zwarciem. tzn ilosc energii zgromadzonej w kondensatorze.

stev-an wrote:

Zastosowanie MPPT to zysk kilkunastu wat przy mocy 1 kW, zwiększenie częstotliwości do kilku kHz da jedynie większy hałas.

To pokaż mi to na zdjęciach :
Wystarczy pokaz :
Pomiar prądu i napięcia na wejściu i wyjściu przy

Obciążeniu nominalnym i 2 krotnie większyml lub 50% mocy paneli.

Ciekawe jak PWM dopasujesz dynamicznie niedopasowanie prądowo napięciowe 2:1 .. ( typowy przykład przy 50% mocy z paneli przy niedoskonałych warunkach oświetleniowych )

To że na wejściu będzie lux malina nie znaczy nic.. I niech takie pomiary nikogo nie zmylą ani nie dadzą "fata morgany "

Pin-->Pout

P=U x I

Kwazor wrote:

To że na wejściu będzie lux malina nie znaczy nic.. I niech takie pomiary nikogo nie zmylą ani nie dadzą "fata morgany "

Pin-->Pout

P=U x I

Ktos punktuje Twoje zapytania, więc odpowiem. Co stanie się z energią zgromadzoną na kondensatorze wejściowym przekazaną kluczem na rozgrzany opornik/grzałkę/. Czy ta energia gdzieś wyparuje, zaniknie, czy nie będzie równa energii pobranej z wejścia? Oczywiście że będzie równa minus straty klucza.
Im więcej energii zgromadzimy na wejściu tym więcej jej odbierzemy, czy nie o to chodzi?
Należy tylko zadbać o optymalne parametry napięcia na panelu, które są dynamiczne, a obciążenie stałe. To przecież sterownik grzałki a nie ładowarka akumulatorów.
Czy Twój sterownik ma taką charakterystykę wejściową ? Jeżeli to uśrednimy bez MPPT to wyjdzie niewielka strata.