Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
BotlandBotland
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

"Bezprzewodowe sterowanie grzałki"

19 Kwi 2015 15:50 4482 30
  • Poziom 14  
    Witam! Jako, że oddawanie nadwyżek z pv do zakładów energetycznych nic nie dało chcę większość energii z pv oddać do grzałki w bojlerze. W tym celu zakupiłem grzałkę 300 W 230 V. Moc paneli to 800 W. Problem w tym, że posiadam dwa budynki: gospodarczy i mieszkalny. Mieszkalny z bojlerem jest oddalony od gospodarczego, na którym są panele o jakieś 25 m. Oba budynki są zasilane z tej samej fazy, więc wydaje się prawidłowe myślenie, że skoro w jednym miejscu wtłaczam energię do linii to z tej samej linii mogę tą energię odebrać w innym, oczywiście z odpowiednim zbilansowaniem. Panele 4 x 200 W / 24 V połączone równolegle. Wymyśliłem taki układ:
    "Bezprzewodowe sterowanie grzałki"
    Problem mam nadzieję pozostanie tylko w odpowiednim wyregulowaniu punktu, w którym przekaźnik załączy grzałkę. Podejrzewam, że będzie trzeba próbować obciążać mały panelik różnymi rezystorami przy danym nasłonecznieniu i wybrać najlepszy. Chodzi o przesłanie informacji, że panele oddają do sieci 300 W na odległość 25 m i załączenie grzałki na czas, przez który moc oddawana przez panele nie spadnie poniżej mocy pobieranej przez tą grzałkę. Jeżeli ktoś z kolegów ma lepszy pomysł na rozwiązanie problemu to czekam na post. Dziękuję
  • BotlandBotland
  • Poziom 36  
    Zainstalowałbym bocznik np. 0,01Ω na przewodzie łączącym panel z przetwornicą. Pozostaje zmierzenie jaki spadek napięcia(na boczniku) odpowiada mocy 300W oddawanej do sieci i przy pomocy prostego wzmacniacza operacyjnego w układzie komparatora z niewielką histerezą(niwelowanie zbyt częstego przełączania przekaźnika) sterował załączaniem przekaźnika lub opto-triaka.
  • Poziom 14  
    No tak, ale grzałka jest 25 m od inwertera. Nie chce mi się kopać i niszczyć trawnika i drzewek po drodze ;-)
  • BotlandBotland
  • Poziom 36  
    Więc musisz zastosować radiowe zdalne sterowanie lub przez sieć energetyczną.
  • Poziom 14  
    Chyba zdecyduję się na drogę radiową, ale wszystkie dostępne zdlane sterowania są z gotowymi obudowanymi pilotami. Trzeba się dostać do mikrusa i podlutować go.
  • Poziom 43  
    Wystarczy, że na boilerze dasz termostat (z pralki, np. na 60°C lub 95°C), to po osiągnięciu tej temperatury grzałka zostanie odłączona od zasilania, woda się nie zagotuje. Grzałka załączy się ponownie, gdy temperatura spadnie.
    Jeżeli zasilisz 300-watową grzałkę napięciem 230V, to ona pobierze 300W i ani wata więcej - natomiast może być mniej, jeśli nie wystarczy wydajności źródła prądu.
    Możesz kontrolować grzanie "zdalnie" przez pomiar naświetlenia pomocniczego panela PV (kilka Watów) obciążonego prądowo. Jeżeli słoneczka jest dość w miejscu pomiaru, to pewnie 25 metrów dalej też jest go dosyć.
  • Poziom 36  
    Tylko musisz zrobić odbiornik na monostabilny. Bistabilny w momencie braku zasięgu czy tam innego zakłócenia nie będzie miał możliwości wyłączenia.
  • Poziom 43  
    Zastanawia mnie skuteczność grzania baniaka 140 litrów wody grzałką 300W. Taka grzałka daje 72 kalorie na sekundę - 259200 kalorii na godzinę. Ta ilość ciepła pozwala ogrzać 140 litrów wody o 1,85°C. Po 6 godzinach nieustannego "grzania"(?) masz wodę cieplejszą o 10°C. Na umycie rąk może wystarczy, ale na kąpiel już nie za bardzo ...
    Gdybyś wykorzystywał całe 800W, to woda by się już nadawała na szybki prysznic.
  • Poziom 14  
    Woda niegrzana w bojlerze ma 25 stopni. Gdy ogrzeję przez 6 h grzałką 300 W to osiągnę 35 stopni. No i super. Lepiej tak niż oddawać za bezcen do PGE.
  • Poziom 14  
    Dzisiaj zainstalowałem grzałkę w bojlerze. Na razie grzałkę zasilam z gniazdka 230 V poprzez włącznik czasowy. Godzina włączenia 9:00. Godzina wyłączenia 18:00. Dzisiaj od 13:00 do 18:00 woda zagrzała się z 15°C do 22°C, czyli wychodzi 1°C z hakiem na godzinę. Dzień dzisiaj mieszany, raz słońce, raz pełne zachmurzenie. Panele dawały od 75 W do 570 W, czyli raz za dużo i reszta szła do PGE i raz za mało, czyli za brakującą moc do grzałki sam zabulę. Za 1 kWh od PGE płacę ok. 65 gr., ale oddaję do PGE za 15 gr. Gdyby wprowadzili bilansowanie, nie byłoby problemu.
  • Specjalista - odnawialne źródła energii
    A nie możesz między budynkami puścić cienkiego kabla bez rozkopywania trawnika?
    Weź cienki kabel ziemny i zamiast prawidłowo zakopywać go głęboko zrób w trawie tylko szczelinkę - wbijasz szuflę (nie szpadel bo jest zagięty) i lekko rozchylasz darń. Robisz tak na całej długości i masz szczelinę głęboką na kilka centymetrów. W to wciskasz kabelek o nogą zagniatasz darń. Po tygodniu nie będzie śladu ingerencji w trawnik.
    Wtedy w budynku z inwerterem montujesz układ mierzący chwilową moc (np. przekaźnik priorytetowy), kabelkiem w ziemi leci sygnał sterujący, a przy bojlerze masz przekaźnik załączający grzałkę. Lub przy tak małej mocy grzałki tym kablem w ziemi od razu puszczasz zasilanie grzałki - tam nie będzie nawet 1,5A.
  • Poziom 14  
    Podczas prac instalacyjnych (kilkukrotne wyłączanie zabezpieczenia przedlicznikowego) niezwiązanych z fotowoltaiką doszło do uszkodzenia inwertera on-grid. Pewnie jakieś przepięcie. Na szczęście jest jeszcze na gwarancji więc go wyślę do serwisu. Ale całe to wpompowywanie energii do sieci coraz mniej mi się podoba. Myślę o zrezygnowaniu z oddawania nadwyżek, a całą energię z paneli wykorzystać do grzania wody. Nawet ten trawnik przekopę. Jako, że grzałka jest już zainstalowana to chciałbym oprzeć instalację o nią. Grzałka fabrycznie 300W/230V, choć gdy mierzyłem prąd poboru to wskazywało 2,3A, tak jakby miała 500W. Może to jakieś niedopatrzenie produkcyjne, a grzałka kupowana była w popularnym markecie budowlanym. Kupno grzałki na niższe napięcie nie bardzo wchodzi w grę ze względu na długość kabla 25m i związane z tym spadki. Myślę o zakupie jakiegoś kontrolera MPPT
    typowo do grzałek. Koszt w internecie to ok. 600 zł. Co o tym myślicie?
  • Poziom 33  
    Charles Bronson napisał:
    Podczas prac instalacyjnych (kilkukrotne wyłączanie zabezpieczenia przedlicznikowego) niezwiązanych z fotowoltaiką doszło do uszkodzenia inwertera on-grid.
    Jak masz tego małego Chińczyka to wpierw wyłączaj DC bo bo przy wyłączaniu AC będzie paliło mosfety.
  • Poziom 14  
    Da się jakoś zabezpieczyć taki chiński inwerter?
  • Poziom 14  
    A jakby tak dać transformator separacyjny między chińczyka, a sieć?
  • Poziom 33  
    Tego akurat nie prubowałem i nie wiem czy to się opłaca?
  • Poziom 14  
    Może kogoś zainteresuje. Jako, że uszkodzony inwerter on-grid cały czas jest w naprawie, wykonałem przetwornicę do zasilenia w/w grzałki 300W. Przeszła jednodniową próbę w warunkach zmiennego nasłonecznienia. Przy całkowitym zachmurzeniu przetwornica oddawała do grzałki 34 W pobierając z pv 8,5V/5A. Gdy słoneczko wychyliło się zza chmurki to przetwornica oddawała do grzałki 323W pobierając z paneli 22,5V/17,5A. Wyliczona z tego sprawność przetwornicy wynosi 0,82. Najlepsze wyniki osiągała przy częstotliwości 185 Hz. Trafo wyciągnięte ze złomu elektronicznego. Pomiary odbyły się o godz. 16:00. Panele nachylone są pod kątem 10° do poziomu. Woda zagrzała się dzisiaj z 34°C na 41°C, ale dzień był bardzo zmienny jeśli chodzi o nasłonecznienie. Zamieszczam schemat jeśli kogoś to zainteresuje.
    "Bezprzewodowe sterowanie grzałki"
  • Poziom 33  
    Charles Bronson napisał:
    Jako, że uszkodzony inwerter on-grid cały czas jest w naprawie,

    15 minut roboty jeszcze nie zrobiony?Na tym schemacie dużo tracisz energii.
  • Poziom 14  
    Naprawia się gdzieś w serwisie. Był jeszcze na gwarancji to wysłałem.
  • Poziom 33  
    podłącz panele w szereg i puść go przez mosfeta będzie sprawnej wykorzystywał energię.
  • Poziom 14  
    Toczą się prace nad nowym, bardziej "cywilizowanym" regulatorem mocy dla wyżej opisanej grzałki. Próbuję wykorzystać mikrokontroler oraz regulator na triaku z separacja galwaniczną. Jak przejdzie testy to zamieszczę opis.
  • Poziom 14  
    Zasileniem grzałki zajął się sterownik zbudowany na bazie arduino i gotowym regulatorze fazowym z AVT.
    "Bezprzewodowe sterowanie grzałki"
    Program przełącza stopnie zasilania grzałką w zależności od warunków nasłonecznienia. Wyznaczyłem 6 stopni zasilania grzałki 300W:

    1. Całkowite wyłączenie grzałki
    2. 54 W
    3. 119 W
    4. 184 W
    5. 234 W
    6. 297 W

    Mierzone wartości mocy danego stopnia mają tendencję do wahania +/- 10 W.
    Jako czujnik nasłonecznienia wykorzystałem panelik 65x65 5,5V, 90 mA.

    Sterownik podczas pracy, tu akurat 5-ty stopień.
    "Bezprzewodowe sterowanie grzałki"
  • Poziom 14  
    Chciałbym dołożyć do sterownika jeszcze pomiar faktycznej mocy pobieranej przez grzałkę w danej chwili. Mam sensor prądu AC712:
    "Bezprzewodowe sterowanie grzałki"
    ale nie wiem jak go wykorzystać, żeby mierzył skuteczną wartość prądu. Pomoże ktoś?
  • Poziom 20  
    Charles Bronson napisał:
    Mam sensor prądu AC712:

    Swego czasu napisałem (prawdę pisząc zaadaptowałem) krótki programik na arduino do tego czujnika. Potrzebowałem zmierzyć prąd AC 230V. Działało to ładnie.
    Z tymi czujnikami jest mały, tragiczny problem: rozdzielczość. Zaledwie 2.5V przy 10bitowym przetworniku A/D w arduino. Precyzja słaba, ale do naszych zastosowań w pv jest w miarę ok jeśli zastosuje się odpowiedni typ, czyli najniższy prąd nominalny czujnika. Załączam kod, chociaż niczego odkrywczego tam nie znajdziesz.
  • Poziom 43  
    Charles Bronson napisał:
    ... żeby mierzył skuteczną wartość prądu ...
    Masz DC, więc to co jest zmierzone (P=U*I), jest wartością skuteczną. Odbiornikiem jest grzałka, która "z definicji" zamienia 100% dostarczonego prądu (mocy) na ciepło, niezależnie od częstotliwości i kształtu napięcia.

    PV_Albert napisał:
    Zaledwie 2.5V przy 10bitowym przetworniku A/D w arduino ...
    10 bitów to są 1024 "schodki", czyli dla 230V to jest ok. 0,22V a nie 2,5V.
    Albo to nie jest 10 bitów, albo to nie jest 2,5V.
  • Poziom 14  
    Prąd grzałki to wycinki sinusoidy. Naprawdę sprawia mi trudność poprawne zmierzenie wartości tego prądu. Ale mam multimetr wyposażony w True-RMS i nim się posiłkuję. Mam najgorszy z AC712 - na 30 A. Rozdzielczość będzie słaba. Jeden amper odpowiada (2,5 + 0,066) V, dwa ampery to już (2,5 + 0,132) V itd. Pv-Albert -Dzięki za kod.
  • Poziom 20  
    Rzuuf napisał:
    10 bitów to są 1024 "schodki", czyli dla 230V to jest ok. 0,22V a nie 2,5V.

    To nie tak. Zresztą Charles Bronson to objaśnił na przykładzie.
    Słabo widzę zrobienie TRMS na arduino i chyba nie warto bo do błędów z ACS712 dojdzie jeszcze błąd obliczeniowy. Też kiedyś z tym się borykałem i załatwiłem to poprzez kupienie licznika 1f z portem rs485. Trochę kosztuje, ale sprawa załatwiona. Powyższy kod pomierzy prąd "czystego" AC.
    Popularny licznik (raczej wskaźnik) orno OR-WE-504 nie pomierzy pociętej sinusoidy poprawnie. Sprawdziłem.
  • Poziom 14  
    Udało się zmierzyć ten prąd. Napięcia już nie muszę bo grzałka ma stałą rezystancję. Pomiary niewiele się różnią od wskazanych przez multimetr z trms. Oczywiście nie dało się uniknąć problemów z rozdzielczością sensora ac712 30A, ale jak na poglądowy odczyt mocy chwilowej idącej do grzałki to wystarczy. Odkryłem, że regulator fazowy na triaku jest dosyć niestabilny. Przy stałym wypełnieniu sygnału na wejściu występują małe wachania prądu na wyjściu w czasie. Przykładowo od 0,98 A do 1,1 A, mierzone multimetrem z trms. Co daje wachania mocy od 169 W do 212 W. Ale muszę się z tym pogodzić. Tak już chyba mają regulatory na triaku.
    Tak to teraz wygląda na wyświetlaczu:
    "Bezprzewodowe sterowanie grzałki"
    Jeszcze jedno. zamiat 6 stopni zrobiłem 17 stopni zasilania grzałki. Regulacja zrobiła się bardziej płynna co już dobrze widac na wskaźniku mocy.
  • Poziom 20  
    Charles Bronson napisał:
    Udało się zmierzyć ten prąd.

    W jakim sposób? Domyślam się, że przez całkowanie, ale możesz opisać?
    Jak robiłem testy triaka na żarówce, to czasami zdarzały się niekontrolowane mocniejsze błyski światła.
    Prawdopodobnie zakłócenia wyzwalają dodatkowo. Pewnie dlatego w opisie tego modułu AVT3113 jest zalecane odłączanie od zasilania narzędzi podłączonych do tego sterownika coby sobie rączki nie uciąć przy wymianie tarczy, czy wiertła.