Witam. Szukam opisu budowy inwertera, który umożliwiłby oddawanie nadwyżek wyprodukowanej w mikroźródle energii do sieci energetycznej. Najchętniej widziana jest konstrukcja do 1kVA i nie koniecznie z MPPT. Mikroźródło miałoby mieć napięcie w punkcie maksymalnym 30V i moc ok. 1kW. Póki co nie dbam o osiągnięcie sprawności inwertera na poziomie >90%. Bardzo proszę nie pisać o warunkach przyłączenia do sieci, ani bezpieczeństwie pporaż. bo większość z forumowiczów zdaje sobie z tego sprawę. Proszę dzielić się swoją wiedzą bo w temacie inwerterów sieciowych własnej konstrukcji w internecie panuje cisza. Dziękuję.
Na "zachętę" zamieszczam schemat b. prostej konstrukcji. Co o niej sądzicie?
Co o niej można sadzić ... brakuje kropek - oznaczeń początków uzwojeń.
Prąd z PV nie będzie płynął ciągle tylko okresowo, czyli nie będzie pobrana pełna dostępna moc z PV.
Zapewne będzie wnosił sporo zakłóceń harmonicznych do sieci.
Oczywiście nie mając MPPT będzie miał słabą sprawność, a trafo jeszcze trochę ją pogorszy.
Warto spróbować wrzucić układ do symulatora.
Idea a'la 1959 Dziś mamy procesory.
Spróbowałem zbudować jakąś konstrukcję i powstało coś takiego:
Po długim procesie ustawiania czasów opóźnień i momentów załączania gałęzi mostka "h" udało się wpompować całą dostępną energię z zasilacza w sieć. Zasilacz oddaje maksymalnie 20V przy prądzie 5A. Tarcza licznika wyraźnie wskazuje na oddawanie energii do sieci. Do sterowania mostkiem skorzystałem z platformy arduino. Napisałem program, który polegając na dwóch napięciach z małego transformatorka załącza "szatkowane" PWM napięcie DC z zasilacza w momentach bliskich momentom osiągnięcia przez odpowiednie połówki sinusoidy napięć maksymalnych. Oto podgląd przebiegu na oscyloskopie:
Pozostaje mi do rozwiązania problem regulacji oddawanego prądu. Sama regulacja wypełnieniem PWM daje w tym przypadku zakres regulacji 30-100%. Przydałaby się regulacja od 1%. Nie liczyłem jeszcze sprawności układu. Sprawa jest rozwojowa. Proszę pisać wszelkie uwagi odnośnie projektu. Pzdr.
Ciekawe jak oscylogram wygląda po stronie sieci; ten PWM to pewnie zostaje z rdzeniu trafa, nie wiadomo ile faktycznie dociera do sieci.
No i przydalby sie analizator harmonicznych sieci, zebyś celował we wstrzykiwanie tylko 50Hz i możliwie mało harmonicznych.
Bo to trafo pompujące masz na "żelazie" (czyli do 400Hz) ?
Dziś doszło do udanej próby działania mojego falownika podłączonego pod baterię paneli pv. Wszystkie moduły podłączone były "w pająku" i niektóre należy poprawić (głównie moduł wykonawczy bo strasznie się grzeje). Ale pomimo tego falownik ładnie pompował energię w sieć. Postanowiłem podzielić się doświadczeniami przy budowie tego urządzenia i opisać najważniejsze moduły. Przy dzisiejszym "boom-mie" na OZE może ktoś coś wykorzysta i sam zbuduje coś ciekawego.
Konstrukcję podzieliłem na cztery zasadnicze moduły:
Wykorzystałem transformator toroidalny z UPS-a Fideltronik Ares 1000. Nie są mi znane dokładne parametry tego trafo, ale napięcie na symetrycznych uzwojeniach wtórnych w stanie jałowym to około 2 x 16 V. Moc "bezpiecznie" szacuję na około 500 VA.
UKŁAD DETEKCJI
Do prawidłowej detekcji szczytów odpowiednich połówek sinusoidy użyłem bardzo prostego układu z poniższego schematu. Sprawdza się póki co znakomicie. Jako, że na laminacie zostało trochę miejsca to postanowiłem umieścić na płytce dodatkowo stabilizator 12 V potrzebny do zasilania arduino oraz wiatraczka chłodzenia.
STEROWNIK
Tu raczej nie potrzeba specjalnego komentarza. Kod programu cały czas ulega zmianom. Gotowy wstawię gdy uznam go za ostateczny.
MODUŁ WYKONAWCZY
To ważny element urządzenia. Pierwsza konstrukcja działa, ale przy prądach 16 A bardzo się grzeje. Małe radiatory, cienkie ścieżki. Postanowiłem zbudować nowy moduł.
Oto pierwszy moduł:
prose napisał:
Spróbuj zamiast transformatora na wyjściu na mostku H-bridge mniejsze straty.
Na razie dokończę tą konstrukcję. W międzyczasie buduję mostek "h" z driverami. Nie wykluczone, że wykorzystam go do falownika. Pamiętać należy jednak, że tak czy inaczej trzeba podnieść napięcie by móc pompować energię do sieci. A wykonanie przetwornicy DC/DC 24V/320V o mocy 0,5 kW (bo taka byłaby potrzebna w moim przypadku) to kawał rzemiosła. Wykorzystanie trafa sieciowego do podniesienia napięcia na niskiej częstotliwości sieciowej wydaje się prostsze w warunkach warsztatowych.
Witam,
zapoznaj się z poniższą aplikacją:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/01444A.pdf nieco inne od Twoich oczekiwań ale zawsze możesz projekt twórczo zmodyfikować.
Z drugiej strony rozwiązanie chyba daje się skalować, to znaczy zamiast jednego dużego możesz zastosować kilka małych i na jedno wyjdzie.
Zbudowałem nowy moduł wg. poniższego schematu, ale pojawiły się problemy, których nie mogę rozwiązać. Moduł podłączony pod sam transformator ciągle pobiera prąd bo tranzystory są jakby "półotwarte". Moduł na czas prób jest sterowany z arduino przebiegiem prostokątnym 50 Hz, czyli wszystko miałoby działać jak prosta przetwornica napięcia. Na bramce pierwszego jest 3,2 V, a na bramce drugiego 3,3 V. Oczywiście wszystko bardzo się grzeje. Gdzie szukać problemu?
W takim układzie bramka MOSFETa może dostać 24V - to za dużo.
Raczej nie, jest dioda zenera 15 V.
Proponowałbym zastosować scalone drivery MOSFET.
Konfiguracja tranzystorów jest najprostsza z możliwych (low - side), jest mnóstwo gotowych driverów do tej konfiguracji, generalnie tanie jak barszcz. Mają wejścia zgodne z logiką od 3 V w górę, dostępne są układy o prądach wyjściowych na takim poziomie, że można nimi swobodnie szarpać naprawdę duże struktury.
A co do reszty schematu - wrysuj go w LTSpice (jest free) i zobaczysz jak pracuje.
Dziękuję Lesio-Q. Problem rozwiązany. Moduł pracuje wzorowo tylko (wstyd się przyznać, że nie zauważyłem) jest sterowany "zerem", a nie "jedynką". Na symulacji w LTSpice pięknie to widać.
Później próby modułu ze zwykłą żarówką 12 V i podawaniu "ręcznie" na wejście stanu niskiego i wysokiego upewniły mnie o tym w 100%.
Moduł wykonawczy sterowany "LOW" nie zdaje egzaminu w mojej konstrukcji. Wróciłem do starego modułu. Niestety upaliłem mosfety bo arduino stało się dość kapryśne przy przeładowaniu programu różnymi wstawkami takimi jak "Serial.begin" czy "if". Zdarza się mu wysłać jakiś nieustalony sygnał, pik, na wyjścia i gdy trafi na zły moment to palą się mosfety (IRF540, wcześniej były IRFZ44N i dłużej pracowały). Potrzebuję teraz modułu, w którym tranzystory będą zabezpieczone przed przepięciem i zwarciem. I musi byś sterowany stanem wysokim, tzn. podanie stanu "HIGH" na wejście, otworzy wybrany tranzystor. Układ ma pracować przy napięciu do 35 V i nie przekraczać poboru prądu w ilości 20A. Przeszukując nasze forum pozbierałem informacje i poskładałem następujący schemat (połówka modułu):
Czy mogę przystąpić do montażu, czy jednak widzicie jakieś niedopatrzenia? Oczywiście będzie jeszcze bezpiecznik topikowy przed tym wszystkim.
Nikt nic nie zgłasza, więc przystępuję do dzieła.
Gotowy moduł wykonawczy;
Koszty budowy są zapewne znacznie mniejsze ale jak to się ma do bezpieczeństwa i parametrów pracy z siecią ZE to już inna sprawa Mimo to pomysł zasługuje na uwagę.
Witam,
układ z ostatniego schematu może słabo działać.
Mosfet będzie załączał się szybko ale wyłączanie będzie bardzo powolne, przez rezystor 10 kΩ. Poza tym dość duże napięcie zasilające wymusza stosowanie diody Zenera, w stanie załączenia przez rezystor w bramce 47 Ω oraz przez tę diodę będzie płynął bardzo duży prąd, elementy będą się grzały.
Jak wcześniej pisałem, nie ma sensu wymyślać od nowa koła, najprościej zastosować scalone drivery Mosfet, wybór bardzo duży, ceny niskie, problemy znikną jak ręką odjął.
Żeby wspomniane arduino płynnie i bez zacięć generowało impulsy sterujące, musisz niestety zagnieździć sterowanie w systemie przerwań.
Choć dzisiaj jest pochmurny dzień, to udało mi się złożyć wszystko do "kupy" i sprawdzić. Najpierw na stole:
A później w terenie z układem podpiętym pod panele pv:
Układ pobierał z paneli moc 23,5V x 4,0A = 94W. Licznik energii, a później też multimetr wskazywał przepływ prądu w kierunku "do sieci" z wartością 0,45A, co mniej więcej odpowiada mocy oddawanej 0,45A x 230V = 103,5W! Wiem, że nie istnieją perpetum-mobile, ale mam tu z tym spory problem. Nie bardzo wiem jak to wytłumaczyć. Mierzyłem te wartości na różne sposoby. Pogoda - jednolite, duże zachmurzenie. Multimetr posiada funkcję "TrueRMS". Załączam zdjęcia odczytu licznika i przebiegu z oscyloskopu podlączonego do pomocniczego uzwojenia transformatora roboczego.
Na ten czas przerywam prace nad inwerterem z powodu nieprawidłowych naliczań energii co wiąże się z nieprzyjemnymi konsekwencjami prawnymi.
Dodano po 9 [minuty]:
krzysiek_krm napisał:
Jak wcześniej pisałem, nie ma sensu wymyślać od nowa koła, najprościej zastosować scalone drivery Mosfet, wybór bardzo duży, ceny niskie, problemy znikną jak ręką odjął.
Żeby wspomniane arduino płynnie i bez zacięć generowało impulsy sterujące, musisz niestety zagnieździć sterowanie w systemie przerwań.
Pozdrawiam
Dzięki za uwagi. W ostatniej testowanej wersji modułu wykonawczego zastosowałem tranzystory IRFP260N plus transile. Póki co, takie zestawienie wytrzymuje próby. Jeżeli i to się spali to wtedy napiszę program z przerwaniami. Z tymi driverami mam tak, że po prostu dysponuję drobnicą elektroniczną i chciałem z tego zrobić jakiś sensowny driver dla satysfakcji.
Zweryfikowane. Prądy (z paneli i do sieci) mierzyłem cęgami oraz bezpośrednio multimetrem z TrueRMS. Są małe wahania, ale moc oddawana zawsze wychodzi większa. Może to coś z energią bierną?
Dodano po 6 [godziny] 46 [minuty]:
Później było 22V x 2,6A = 57,2W pobrane z paneli i 0,39A x 230V = 89,7W oddawane do sieci, czyli jeszcze ciekawiej. A może ten licznik Landis Gyr nie radzi sobie z małymi mocami i błędnie zlicza energię?
