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

Praca Mgr.- Fotowoltaiczna stacja ładowania rowerów elek.(stabilizacja napięcia)

03 Sie 2016 12:02 2517 7
  • Poziom 12  
    Cześć!

    Tematem mojej pracy magisterskiej jest stworzenie wyspowej stacji ładowania rowerów elektrycznych, energia ma pochodzić z Fotovoltaiki.
    By przybliżyć o co chodzi tutaj rysunek poglądowy :
    Praca Mgr.- Fotowoltaiczna stacja ładowania rowerów elek.(stabilizacja napięcia)

    W wielkim skrócie ma wyglądać to tak:
    4 Panele fotowoltaiczne >>> ładują 4 akumulatory 12V (zapewne zwykłe kwasowe)>>> energia z 4 akumulatorów ma ładować podłączone do stacji rowery elektryczne (max. 10 rowerów, max 4A). Rowery maja baterię 36V (najpopularniejsza i tylko dla takich działać).

    Do obliczeń i wstępnie po kontaktach z firmą przyjałem panele fotowoltaiczne:

    Axitec AC-310P/156-72S (310W) Solar Panel
    • STC Power Rating 310W
    • PTC Power Rating 276W
    • STC Power per unit of area 14.8W/ft2 (159.8W/m2)
    • Peak Efficiency 15.98%
    • Power Tolerances 0%/+2%
    • Number of Cells 72
    • Nominal Voltage not applicable
    • Imp 8.39A
    • Vmp 37.02V
    • Isc 8.89A
    • Voc 45.52V
    • Temp. Coefficient of Isc 0.04%/K
    • Temp. Coefficient of Power -0.42%/K
    • Temp. Coefficient of Voltage -0,137V/K
    • Series Fuse Rating 15A
    • Maximum System Voltage 1000V

    Dla miejsca w którym bedzie stać stacja, według średniego nasłonecznienia dokonałem obliczeń jakich mocy można się spodziewać:

    MiesiącEd [kWh]Em [kWh]Hd [ kWh/m2]Hm [ kWh/m2]Liczba ład. rowerów
    Styczeń1.0231.60.9629.80
    Luty1.6947.41.6345.7119
    Marzec3.661143.64113285
    Kwiecień4.801444.98149360
    Maj5.051565.45169390
    Czerwiec5.101535.56167383
    Lipiec4.861515.35166378
    Sierpień4.691455.10158363
    Wrzesień3.781133.97119283
    Październik2.6080.72.6481.9202
    Listopad1.2337.01.2136.293
    Grudzień0.9128.30.8626.871
    Średnia roczna3.291003.46105244
    Całorocznie12001262924


    Ed – Średnia dzienna produkcja energii [kWh]
    Em – Średnia miesięczna produkcja energii [kWh]
    Hd – Średnia dzienna suma nasłonecznienia na jeden metr kwadratowy [kWh/ m2 ]
    Hm – Średnia miesięczna suma nasłonecznienia na jeden metr kwadratowy [kWh/ m2 ]


    Okej i teraz zaczynają się schody, a więc;

    1. Czego najlepiej użyć do stabilizacji Napięcia pochodzącego z paneli fotowoltaicznych, jak wiadomo w zależności od nasłonecznienia otrzymamy inne napięcie na wejściu, na wyjsciu aby naładować 4 akumulatory 12V połaczone szeregowo (48V) potrzeba około 54 V.

    2. Czego użyć aby z napięcia z akumulatorów czyli 48V - 54V, obniżyć je do około 42V potrzebnych do naładowania akumulatora 36V w rowerze elektrycznym?
    Ja myślałem o zastosowaniu przetwornicy Step-down, ale mój promotor twierdzi, że wyjdzie za drogo i polecił mi obniżyć napięcie poprzez diody i później stabilizator napięcia. A Wy jakie rozwiązanie polecacie?

    3. Jaki BMS zastosować na 4 akumulatory 12V, aby nie zostały one przeładowane i by zabezpieczyć je przed kompletnym rozładowaniem?

    4. Czy nalezy tez zabezpieczyć na na wyjściu te 42V, aby baterie w rowerze nie zostały przeładowane?
    Czy baterie rowerowe nie mają w sobie BMS który w przypadku naładowania baterii odcina prąd? Jeśli nie to czy nie wystarczy zrobić, ze po osiągnieciu napięcia 42V prąd jest odcinany?

    5. Potrzebuje zrobić schemat blokowy rozdziału energii oraz schemat ideowy w jakim programie najlepiej je zrobić?

    6. Może istnieją gotowe rozwiązania/systemy które z paneli fotowoltaicznych ładują 4 akumulatory 12V? Mógłbym wtedy na nich sie wzorować i przyspieszyło by to obronę mojej pracy.

    Licze na Waszą pomoc,
    pozdrawiam,
    Kuba

    P.S. Jeśli dział jest nie odpowiedni proszę moderację o przerzucenie do odpowiedniego działu, lecz nie usuwanie!
    Darmowe szkolenie: Ethernet w przemyśle dziś i jutro. Zarejestruj się za darmo.
  • Poziom 22  
    Nie skupiaj sie jakos szczegolnie w temacie stabilizacji napiecia panelu fotowoltaicznego. Raczej skup sie nad tym, zeby za ich pomoca ladowac akumulatory. Podpowiem, potrzebujesz kontrolera z funkcja MPPT, zeby optymalnie wykorzystac energie z paneli. Jak rozwiazesz ten punkt, to mozna przejsc do nastepnego: czyli ladowania roweru.
    Nie uwazasz, ze kazdy posiadacz roweru ma ladowarke do niego? Wiec moze lepiej byloby miec duzej mocy przetwornice z akumulatorow na 230V zmiennego? Wtedy nie ograniczasz sie tylko do rowerow 36V. To taka mala dygresja.

    Jesli jednak jest taki wymog, zeby z 4 akumulatorow ladowac 3 akumulatory, to najrozsadniejszym wyjsciem jest przetwornica step-down o sporej wydajnosci pradowej.

    Poza tym kwestionuje chyba sens takiej stacji. Pytanie: jak dlugo rowerzysta musi stac przy stacji, zeby naladowac swoje akumulatory w bezpieczny sposob? Chyba nawet w trybie ladowania duzym pradem to i tak bedzie kilka godzin?

    Ale to takie moje swobodne mysli i nie musisz ich sluchac. :)
    Nie martw sie stabilizacja napiecia na panelach, tylko tym jak mozliwie najszybciej i najbardziej efektywnie ladowac baterie akumulatorow.
  • Poziom 12  
    Hej dzieki za odpowiedź:

    @WRadek Tak każdy rowerzysta ma ładowarkę 230V AC, tylko wtedy musiałby ją ze sobą wozić, co zajmuje trochę miejsca.

    Ale docelowo stacja ma wyglądać tak, że możesz podjechać do Niej i zostawić rower aby się naładował (ok. 2-5 h). Więc raczej przyda sie gdy jeździsz nim np. do pracy i masz taką stację koło pracy. (Inna sprawa to taka, że strach zostawić taki rower.
    Ale współpracuje z pewną firmą która wypożycza rowery miejskie i miało by to wyglądać tak, ze chca rozszerzyć swoja ofertę o rowery elektryczne, i wtedy taki rower elektryczny ładowałby sie gdy go zostawiasz na stacji i wczepiasz w zaczep.

    Dzięki za podpowiedź z kontrolerem MPPT, no nie chodzi mi dokładnie o stabilizacje napięcia na panelach, ale jak wiadomo, żeby naładować takie akumulatory musze to jakoś ustabilizować inaczej nie da rady bo raz bede miał wyższe napięcie niż na akumulatorach raz niższe, dodatkowo nie można przekroczyć jakiegoś tam napięcia by nie uszkodzić akumulatorów!
  • Poziom 22  
    Teraz to trochę rozjaśniło.

    Więc nie widzę innej możliwości jak:
    1. Kontroler ładowania akumulatorów, który optymalnie dobierze parametry pracy paneli fotowoltaicznych, żeby optymalnie ładować akumulatory.

    2. Przetwornica do ładowania akumulatorów rowerowych.

    Musisz to wszystko dokładnie przemyśleć, albo poszukać gotowych rozwiązań na 4 akumulatory. Ne elektrodzie są ludzia, którzy już podobne instalacje robili. W sensie 48 woltowe (choć tak naprawdę to od 44V do 57,6V).
  • Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 42  
    Przede wszystkim określić należy specyfikację ładowanych rowerów. Czy jeden model czy każdy podjeżdża czym sobie chce. Czy rower ma wbudowany kontroler czy kontroler znajduje się w ładowarce zewnętrznej. Jak ogarniesz te tematy to można pomyśleć o zapotrzebowaniu na energię i projektować źródło
  • Admin grupy audio
    kubuswujo napisał:
    Ja myślałem o zastosowaniu przetwornicy Step-down, ale mój promotor twierdzi, że wyjdzie za drogo i polecił mi obniżyć napięcie poprzez diody i później stabilizator napięcia. A Wy jakie rozwiązanie polecacie?

    Nie wierzę, że promotor na coś takiego wpadł. Jedyne rozsądne wyjście to przetwornica step-down.
  • Poziom 12  
    @Artur k. a jednak;)

    Ok, przyjąłem juz wstępnie jedne z regulatorów ładowanie, więc problem
    "Panele fotowoltaiczne>>> akumualtory", mam załatwiony.

    Teraz został mi problem ładowania z akumulatorów 48V baterii w rowerach 36V.

    Więc tak:
    *do ładowania takich baterii potrzeba napiecia 42V.
    *baterie w rowerach są litowo jonowe i mają w sobie BMS który reguluje już ładowanie.
    *Ja chciałbym dodatkowo ograniczać prąd do 4A na pojedynczym wyjściu oraz gdy prad spadnie do wartości poniżej 0,2 A odłączać ładowanie.
    *Docelowo ma to być głownie jeden typ rowerów, ale większość rowerów na 36V ma podobne baterię i mają one BMS więc jak taka bateria dostanie 42V i prąd to już wie co z nim robić.


    Moja wizja jest taka:
    Przetwornica z 45-55V do ok. 42V, wczesniej mówiłem o BUCK (step-down)
    Do tego sterownik, badający prąd ładowania i napięcie na poszczególnych wyjsciach i gdy np. napięcie przekroczy 41,8V lub prad zmaleje do 0.2A odłączamy dopływ prądu

    1. Dobrze myśle?

    gotowych takich rozwiązań jednak nie znalazłem, dla takich napięć...

    Dodatkowo można dodać cos by prosto z fotowltaiki dawało na rowery, ale ja po prostu z regulatora ładowania dałbym dwa wyjścia i sterownik, który widzi:
    aha, baterie są na full wiec przełączam na ładowanie prosto z 48V regulatora na 42V do baterii.

    2. Dobry pomysł?

    3. Na jakim sterowniku najlepiej to zrobić? Jaki język?

    Edit 23.08.2016:
    Więc tak udało mi się przekonać promotora byśmy zostali przy 4x12V niż 2x12x3,6 Litowo-jonowe.
    I teraz zostaje kwestia zaprojektowania odpowiedniej przetwornicy step-down i sterownika zarządzającego tym.

    I teraz moje pytanie brzmi: Skąd wziąć wiedzę aby coś takiego dobrze stworzyć? (tak wiem internet, ale licze na jakieś linki do materiałów lub ludzi w temacie.
    Szczerze to nigdy nie projektowałem przetwornicy i jestem zielony, ale jednocześnie rządny wiedzy. Mam nadzieje, że ktoś bardziej ogarnięty mi nieco pomoże.

    Z góry dzięki!