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

Instalacja Off-grid schemat, akumulatory i inny sprzęt.

mmichal1981 02 Lip 2018 16:31 2946 39
  • #31
    powgreg
    Poziom 19  
    hostii napisał:
    powgreg źle myślisz aku nie rozładuje się do końca (10,5V) bo zasilacz ma wyższe napięcie a urządzenia pobierają prąd najpierw z generatora (urządzenia) które ma wyższe napięcie w tym przypadku będzie to zasilacz, nie da się więcej wyciągnąć więcej z aku, chyba że będziemy pobierać więcej mocy z zasilacza niż jego moc nominalna. Wtedy aku rozładują się do zera i zasilacz się wyłączy. Podobną sytuacje masz z on-gridem, inwerter podnosi napięcie i najpierw energia w domi zużywana jest z PV a jak braknie napięcie spada i dobierane jest z sieci gdzie sieć jest naszym zasilaczem w tym przypadku.


    Mamy połączenie równoległe żeby nie komplikować dwu źródeł (PV pomijamy), przetwornica będzie pobierać energię jak słusznie zauważyłeś ze źródła o wyższym napięciu czyli najpierw tylko z samego akumulatora a w miarę rozładowywania gdy napięcie zrówna się z zasilaczem z obu źródeł aż akumulator się całkowicie rozładuje czyli SEM jego będzie równe napięciu zasilacza.
    Podsumowując prąd z akumulatora będzie malał ale nie przestanie z niego płynąć gdy napięcie na nim spadnie do 11,5v dopiero gdy SEM tj napięcie na otwartych zaciskach osiągnie 11,5v przestanie płynąć bo cały prąd przejmie zasilacz.
    Oczywiście napięcia na zaciskach akumulatora nie spadnie poniżej 11,5V ale to nie przeszkadza by go całkowicie rozładować bo przyjmuje się że SEM 12V nieobciążonego akumulatora oznacza 100% rozładowanie.
  • #32
    gaz4
    Poziom 32  
    Rzeczywiście, zbyt długa praca akumulatora z równoległym zasilaczem może być dla niego zabójcza. Gdy robiłem swoje eksperymenty zasilacz miał ok. 12V bo był zbyt słaby by "udźwignąć" obciążenie bez wspomagania akumulatorem. Nie zastanawiałem się nad takimi szczegółami bo ich nie zauważyłem, akumulator zawsze był podładowany. Według mnie 12.2V to trochę za dużo by opłacało się równoległe łączenie z zasilaczem więc postanowiłem poszukać jak najniższego napięcia i znalazłem to:

    https://techtron.pl/blog/jak-prawidlowo-eksploatowac-akumulatory-zelowe-i-agm/

    Dużo szczegółowych informacji o eksploatacji akumulatorów z czego w tym wypadku najistotniejsze są napięcia 11.8V oraz 10.8V. Jeżeli akumulator jest rozładowywany dużym prądem i później długo leży nienaładowany granicą jest 11.8V. Ale jeżeli rozładowujemy go spokojnie, przez 20h, to można zejść nawet do 10.8V. 20h to wystarczająco dużo czasu aby nawet zimą PV zaczęły dawać napięcie ładując akumulator dzięki czemu nie będzie stał rozładowany. Czyli jeżeli jako obciążenia użyję LED-ów i innych drobiazgów spokojnie można obciążać akumulator nawet do 11V i natychmiast ładować. W przypadku większych lepiej nie schodzić do wymienionych w tabeli bo zbyt długo będą stały, granicą jest 11.8V. Moim zdaniem równoległą pracę akumulatora i zasilacza z dużym obciążeniem można potraktować jako 20h rozładowywanie i nawet 10.8V nie zabije akumulatora. Chyba dobrze kombinuję?
  • #33
    powgreg
    Poziom 19  
    gaz4 napisał:

    Dużo szczegółowych informacji o eksploatacji akumulatorów z czego w tym wypadku najistotniejsze są napięcia 11.8V oraz 10.8V. Jeżeli akumulator jest rozładowywany dużym prądem i później długo leży nienaładowany granicą jest 11.8V. Ale jeżeli rozładowujemy go spokojnie, przez 20h, to można zejść nawet do 10.8V. 20h to wystarczająco dużo czasu aby nawet zimą PV zaczęły dawać napięcie ładując akumulator dzięki czemu nie będzie stał rozładowany. Czyli jeżeli jako obciążenia użyję LED-ów i innych drobiazgów spokojnie można obciążać akumulator nawet do 11V i natychmiast ładować. W przypadku większych lepiej nie schodzić do wymienionych w tabeli bo zbyt długo będą stały, granicą jest 11.8V. Moim zdaniem równoległą pracę akumulatora i zasilacza z dużym obciążeniem można potraktować jako 20h rozładowywanie i nawet 10.8V nie zabije akumulatora. Chyba dobrze kombinuję?


    Jest dokładnie odwrotnie przy dużym prądzie można zejść nisko z napięciem dlatego że występuje spadek napięcia na rezystancji wewnętrznej akumulatora więc zdejmując obciążenie napięcie się podniesie a przy bardzo małym prądzie schodzącym do zera granica 2v na cele uznawana jest za około 100% rozładowanie, wartość tego napięcia zmienia się o kilka dziesiątych volta w zależności od producenta technologi wykonania AGM żelowe itp.

    Należy pamiętać że stopień naładowania określa się po napięciu SEM i odstaniu odłączonego na 1-2godziny akumulatora.

    Z własnego doświadczenia wiem że opieranie instalacji off-grid na prostym algorytmie pomiaru samego napięcia akumulatora prowadzi do jego szybkiego zużycia...
  • #34
    gaz4
    Poziom 32  
    Rozumiem ale nie to mi chodziło, aku w ciagu doby nigdy nie osiągnie SEM bo ciągle będzie lekko obciążony. Podam przykład oparty na moim moim przypadku. Przez 24h na dobę będę miał włączone zasilanie przetwornicy oraz sterownik pompy. W tej chwili nie pamietam jaki prąd pobierają, dla uproszczenia przyjmę 0.1C czyli rozładowanie aku bez wspomagania z zewnątrz nastąpi po 10h. Ale równolegle podłączam zasilacz więc obciążenie aku po kilkunstu godzinach bez doładowania spadnie do dajmy na to 0.05C. Czyli na zaciskach nigdy nie będziemy mieli SEM lecz napiecie przy minimalnym obciążeniu. Jak sądzę jeżeli po 20h przykładowego rozładowywania nastąpi ładowanie z PV nawet 10.8V nie powinno zabić aku bo taką pracę odczuje jako powolne rozładowywanie 0.05C.

    Nie mam zamiaru schodzić do 10.8V choćby dlatego, że mniej więcej na tym poziomie moja przetwornica zaczyna piszczeć ostrzegając przed rozładowaniem. Poziom 11.5V przy w/w ciągłym obciążeniu czyli sterownik + własny pobór przetwornicy uważam za optymalny. Niestety moje doświadczenia z aku są zbyt małe by jednoznacznie stwierdzić, ze taka praca go nie zabije. Wcześniejsze doświadczenia z równoległym zasilaniem prowadziłem na starym aku samochodowym i wyższym napieciu, przez kilka miesięcy takiej pracy nie zauważyłewm spadku pojemnosci. Ale było to latem, miał czas na doładowanie się pod wieczór (głównym obciążeniem była pompa kolektora) więc trudno powiedziać co stanie się zimą gdy przytrzymam aku kilka godzin pod lekkim obciążeniem na napięciu 11.5V i zacznę ładowanie gdy PV rozpoczną pracę.

    Taki tryb jest dla mnie wyjątkowo ciekawy bo mam taryfę gdzie prąd w dzień kosztuje ponad 70 groszy ale w nocy (22-7 rano) poniżej 30 groszy. Nawet straty na zasilaczu i przetwornicy przy takiej różnicy cen są "neutralne". Zresztą zimą trudno mówić o stratach bo mam ogrzewanie elektryczne i energia "marnowana" przez w/w urządzenia i tak zostanie w domu - za dużo plusów by nie brać pod uwagę tego rozwiazania. Pi razy drzwi pompa pracujaca na PV z równoległym zasilaczem pozwoli na oszczędzenie ok. 50 zł rocznie, sam zasilacz pochodzi z "szuflady" ale nawet jako nówka nie był droższy niż 5 dych. Czyli po roku się amortyzuje, po ok. 6-ciu latach zwraca się zakup przetwornicy, a po kolejnych 4-5 latach zarabiam na 100W PV... Brak ryzyka zagotowania wody w przypadku braku prądu to zwykły bonus :)
  • #35
    powgreg
    Poziom 19  
    gaz4 napisał:
    Rozumiem ale nie to mi chodziło, aku w ciagu doby nigdy nie osiągnie SEM bo ciągle będzie lekko obciążony. Podam przykład oparty na moim moim przypadku. Przez 24h na dobę będę miał włączone zasilanie przetwornicy oraz sterownik pompy. W tej chwili nie pamietam jaki prąd pobierają, dla uproszczenia przyjmę 0.1C czyli rozładowanie aku bez wspomagania z zewnątrz nastąpi po 10h. Ale równolegle podłączam zasilacz więc obciążenie aku po kilkunstu godzinach bez doładowania spadnie do dajmy na to 0.05C. Czyli na zaciskach nigdy nie będziemy mieli SEM lecz napiecie przy minimalnym obciążeniu. Jak sądzę jeżeli po 20h przykładowego rozładowywania nastąpi ładowanie z PV nawet 10.8V nie powinno zabić aku bo taką pracę odczuje jako powolne rozładowywanie 0.05C.


    Sedno tego problemu jest takie że w tym układzie równoległym akum.+ zasilacz 11,5V w pierwszej kolejności energia pobierana jest z akumulatora a szczególnie dla małych prądów pobieranych bo one nie powodują dużego spadku napięcia na akumulatorze tak by część energii była pobierana z zasilacza.
    Czyli w większości przypadków taki układ będzie rozładowywał akumulator do zera lub prawie do zera, a to czy i po jakim czasie to się stanie zależy od parametrów danego układu jak również "słońca" wystarczy kilka gorszych dni itp.


    gaz4 napisał:

    Wcześniejsze doświadczenia z równoległym zasilaniem prowadziłem na starym aku samochodowym i wyższym napieciu, przez kilka miesięcy takiej pracy nie zauważyłewm spadku pojemnosci. Ale było to latem, miał czas na doładowanie się pod wieczór (głównym obciążeniem była pompa kolektora) więc trudno powiedziać co stanie się zimą gdy przytrzymam aku kilka godzin pod lekkim obciążeniem na napięciu 11.5V i zacznę ładowanie gdy PV rozpoczną pracę.


    W tym układzie miałeś trzy czynniki na plus: wyższe napięcie, lato oraz odbiornik który nie pracował bez słońca wiec miało to prawo dobrze pracować.

    gaz4 napisał:

    ... więc trudno powiedziać co stanie się zimą gdy przytrzymam aku kilka godzin pod lekkim obciążeniem na napięciu 11.5V i zacznę ładowanie gdy PV rozpoczną pracę.

    Jeżeli nie będzie zbyt głęboko rozładowany to się nic nie stanie...
    Nie wiem jakie masz parametry układu pojemność akumulatora max prąd pobierany itp ale ja bym spróbował podnieść napięcie, najprościej odłącz zasilacz akumulator powiedzmy naładowany w 50-70% włącz wszystkie odbiory (te które najczęściej równocześnie pracują) zmierz napięcie i jeżeli nie wyjdzie zbyt niskie to takie nieco niższe ustaw na zasilaczu.
    Wiadomo wyższe napięcie to częstsze "załączanie zasilacza" a znacznie powyżej 12v to i możliwość niepotrzebnego doładowywania akumulatora z sieci (można dać diodę separującą).

    Ja u siebie nie mam zasilacza bo wychodziły dość duże straty postojowe i podwójnego przetwarzania tylko układ poniżej 11,9V odlicza zadany czas i "zrzuca" odbiorniki na sieć, jeżeli w odliczanym czasie napięcie "podskoczy" licznik się zeruje i nie przełącza na sieć.
  • #36
    gaz4
    Poziom 32  
    Pojemność aku nie jest wartością stałą bo mogę także używać od wkrętarek i podkaszarki. Te na niższe napięcia (14.4V) będą stale współpracowały z kwasowym, a te na wyższe (18V) ładowane oddzielnie (też z PV) i wkładane w razie potrzeby do podstawkę wyposazoną w przetwornicę DC-DC dużej mocy obniżajacą napięcie do 13V. Czyli poza zasilaczem, aku kwasowym i NiCd/NiMH podłączonymi na stałe mam kilka Ah zapasowej pojemności którą w każdej chwili mogę wspomóc układ. Na aku od wkrętarek zdecydowałem się z prostego powodu: w ciagu roku użyję ich może ze 30x czyli szybciej rozpadną się ze starości niż wykonają 1000 cykli. 200 cykli każdej zimy skróci ich życie do dajmy na to 5-ciu lat ale w normalnym użytkowaniu po max 20 latach i tak byłyby do wyrzucenia. Te które kupiłem wraz z wkrętarką padły po ok. 10 latach czyli nie więcej niż 300 cyklach.

    Podsumowując: im niższe napiecie tym większe ryzyko zajeżdżenia aku w przypadku braku Słońca. Najbezpieczniejze byłoby sugerowane przez @powgreg 12.2V co chroni aku przed rozładowaniem poniżej 50% ale to oznaczałoby zbyt duży pobór z sieci w dzień i cała zabawa zrobi się nieopłacalna finansowo. Ponieważ w tej chwili nie jestem w stanie określić jak wszystko będzie działało w krótkie dni spróbuję zrobić tak aby zminimalizować ryzyko zasiarczenia aku. Zrobię układ w którym zasilacz obciążony przetwornicą i sterownikiem (z wyłączoną pompą) będzie miał 11.8V. To granica bezpieczeństwa dla żelowych, w ciągu doby powinno być kilka godzin gdy aku jest doładowywane więc nigdy nie powinny rozładować się do zera. Jak zauważę jakieś niepokojące objawy, np. zwiększajacy się pobór prądu z zasilacza zwiększę napięcie do równo 12V co dla mnie jest górną granicą opłacalności. Gdyby to nie pomogło zostanie zakup dużego (>100 Ah) aku lub porzucenie pomysłu zasilania pompy z PV. W tym wypadku postawiłbym na 2-gą opcję, dla samej pompy nie opłaca się zbyt dużo inwestować bo przy 50 zł rocznego zysku mogę nie doczekać zwrotu
  • #37
    powgreg
    Poziom 19  
    gaz4 napisał:

    Gdyby to nie pomogło zostanie zakup dużego (>100 Ah) aku lub porzucenie pomysłu zasilania pompy z PV. W tym wypadku postawiłbym na 2-gą opcję, dla samej pompy nie opłaca się zbyt dużo inwestować bo przy 50 zł rocznego zysku mogę nie doczekać zwrotu

    Pompy solarnej bym nie ruszał bo to Twój najlepszy odbiornik bo pracuje wtedy gdy jest słońce a wtedy energii nie powinno brakować a i akumulator powinien pracować tylko buforowo. A zasilacz zrobić załączany od strony sieci gdy na akumulatorze spadnie za dużo napięcie bo tak na czuwaniu 1W/rok to około 6,5zł jak masz zasilacz pobierający jałowo 3W to z 50zł oszczędności zostanie 30,5zł.

    Z równoległym rozładowywaniem starych używanych akumulatorów kwasowych też trzeba uważać bo łatwo je uszkodzić przy napięciach rozładowania nawet nieznacznie niższych niż np 12V a im wyższe napięcie instalacji 24v 48v itp tym trudniej zaobserwować że pojedyncza najsłabsza 2V cela nadmiernie się rozładowała.
    Ja często obserwowałem takie sytuacje
    5cel po 2.05v i jedna cela 2,03V na całym akum 12,28V po godzinie

    5cel po 2,03V i jedna cela 2.00V na całym 12,15V a później było jeszcze ciekawiej

    5cel po 2,08V i jedna cela 1,6V na całym 12V

    Gdyby to był jeden akumulator to natychmiast siadło by na nim napięcie i układ zabezpieczający odłączył by przetwornicę a tak prąd z pozostałych równoległych akumulatorów podtrzymywał zasilania i wszystko na pozór działało ok.
    Dlatego samo napięcie na całym podłączonym do układu akumulatorze niewiele niewiele mówi o jego stanie...
  • #38
    gaz4
    Poziom 32  
    Kolektora już nie mam, chodzi o pompę do wężownicy w kominku. Ta będzie pracowała w najgorszym momencie gdy Słońca jest jak na lekarstwo i co gorsza bardzo krókie dni. Pół doby mam tanią taryfę która i tak służy do ogrzewania więc w tym czasie straty na stanie czuwanie de facto nie istnieją. Ponieważ w kominku palę po południu gdy obowiązuje I-sza taryfa >70 gr/kWh czas gdy prąd z zasilacza w stanie jałowym będzie marnowany skraca sie do max 5h/dobę rano. W takim trybie pracy dodatkowy załącznik nie ma sensu, co innego w taryfie całodobowej G11 - poza oszczędnosciami może usunąć większosć wad rozwiazania z równoległym zasilaczem.

    Z problemem padniętych cel spotkałem się gdy stary kwasowy wyzionął ducha. I masz 100% racji, kilka równoległych aku bardzo utrudni kontrolę. Na szczęscie są Chińczycy ze swoimi elektronicznymi drobiazgami sprzedawanymi za pół darmo więc znalazłem proste i tanie rozwiązanie :) W swojej ładowarcie opartej na konwerterach DC-DC zastosowałem woltomierz ze zintegrowanym amperomierzem i termometrem co też się przydaje. Całość podłaczyłem tak, że aku od wkrętarek są ładowane z ominięciem amperomierza, ten wskazuje wyłącznie prąd ładowania akumulatora kwasowego. Ma to duże uzasadnienie bo sposób podłączenia NiCd uniemożliwia ich rozładowanie <1.2V na ogniwo oraz naładowanie do więcej niż 1.42V na ogniwo więc są w 100% bezpieczne. Ale gdyby coś zaczęło się dziać z kwasowym to nocą zobaczę na nim ładowanie z aku NiCd. Bez PV i podłączonych odbiorników amperomierz nie powinien nic wskazywać, a pod obciążeniem będzie wyraźnie widać zbyt duży udział NiCd w zasilaniu pompy. Byłby to sygnał, że w akumulatorze kwasowym może coś szwankować.
  • #39
    powgreg
    Poziom 19  
    gaz4 napisał:
    Kolektora już nie mam, chodzi o pompę do wężownicy w kominku. Ta będzie pracowała w najgorszym momencie gdy Słońca jest jak na lekarstwo i co gorsza bardzo krókie dni.

    W taki układzie warto dokładnie przekalkulować ekonomię takiego rozwiązania bo jeżeli większa cześć prądu zasilającego pompę będzie dobierana z sieci to po "przemnożeniu" sprawności podwójnego przetwarzania zasilacz-przetwornica może się okazać że niewiele zyskujemy a mocno eksploatujemy akumulatory.


    gaz4 napisał:
    Kolektora już nie mam, chodzi o pompę do wężownicy w kominku. Ta będzie pracowała w najgorszym momencie gdy Słońca jest jak na lekarstwo i co gorsza bardzo krókie dni.
    Z problemem padniętych cel spotkałem się gdy stary kwasowy wyzionął ducha. I masz 100% racji, kilka równoległych aku bardzo utrudni kontrolę. Na szczęscie są Chińczycy ze swoimi elektronicznymi drobiazgami sprzedawanymi za pół darmo więc znalazłem proste i tanie rozwiązanie :) W swojej ładowarcie opartej na konwerterach DC-DC zastosowałem woltomierz ze zintegrowanym amperomierzem i termometrem co też się przydaje. Całość podłaczyłem tak, że aku od wkrętarek są ładowane z ominięciem amperomierza, ten wskazuje wyłącznie prąd ładowania akumulatora kwasowego. Ma to duże uzasadnienie bo sposób podłączenia NiCd uniemożliwia ich rozładowanie <1.2V na ogniwo oraz naładowanie do więcej niż 1.42V na ogniwo więc są w 100% bezpieczne. Ale gdyby coś zaczęło się dziać z kwasowym to nocą zobaczę na nim ładowanie z aku NiCd. Bez PV i podłączonych odbiorników amperomierz nie powinien nic wskazywać, a pod obciążeniem będzie wyraźnie widać zbyt duży udział NiCd w zasilaniu pompy. Byłby to sygnał, że w akumulatorze kwasowym może coś szwankować.

    Akumulatorów kwasowych z NiCd nie łączyłem więc trzeba samemu wybadać doświadczalnie o ile NiCd są dość odporne na głębokie rozładowanie szczególnie te wysoko prądowe od elektronarzędzi to przy kwasowych trzeba bardzo uważać bo inaczej szybko padają.
  • #40
    gaz4
    Poziom 32  
    powgreg napisał:
    gaz4 napisał:
    Kolektora już nie mam, chodzi o pompę do wężownicy w kominku. Ta będzie pracowała w najgorszym momencie gdy Słońca jest jak na lekarstwo i co gorsza bardzo krókie dni.

    W taki układzie warto dokładnie przekalkulować ekonomię takiego rozwiązania bo jeżeli większa cześć prądu zasilającego pompę będzie dobierana z sieci to po "przemnożeniu" sprawności podwójnego przetwarzania zasilacz-przetwornica może się okazać że niewiele zyskujemy a mocno eksploatujemy akumulatory.


    Zdaję sobie sprawę z tego ryzyka więc do rozpoczęcia sezonu staram się wszystko dokładnie przemyśleć. Z kolektorami nie było problemu bo zasilacz był potrzebny tylko w wypadku nagłego wzrostu zachmurzenia. Miałem wtedy stary aku + małą moc PV i zanim kolektor zdążył wystygnąć do wyłaczenia pompy przetwornica często piszczała sygnalizując spadek napięcia na aku. Autor tematu też rozważa zasilanie off grid pompy do kolektora ale przy obecnych cenach PV uważam to za nieopłacalne. Lepsze byłoby pójście w CWU na PV, przy 1 kW na osobę można mieć ładny kawałek mocy która będzie pracowała cały rok. Przy 2 kW na dachu zimą mam sporą nadwyżkę mocy (CWU jest z kominka) którą w całości mogę skierować na zasilanie pompy. W najgorszym wypadku z PV będzie 100W z czego pompa + przetwornica pochłoną połowę, a reszta pójdzie w aku. Szkoda, że godziny pracy trochę się rozjeżdżają ze Słońcem. Pompa musi pracować po zachodzie czyli w 100% obciąży wtedy aku, właśnie dlatego rozważam równoległy zasilacz. Do 22 większość energii powinien zapewnić akumulator, a po tej godzinie włącza mi się ogrzewanie elektryczne więc pojęcie "straty" nie istnieje. De facto wszystko będzie chodziło na PV pomimo ciągniecia prądu z sieci przez pół doby :) Gorzej jak aku nie da rady, jego szybsze zużycie + koszt dodatkowego prądu zużytego w dzień i z oszczednosci może wyjść strata. Ale jestem dobrej myśli, dam radę i nie stracę :D