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

[Rozwiązano] Dopasowanie rezystancji urządzenia do zasilania - praca w punkcie max mocy.

tad224 19 Sie 2018 11:00 453 11
  • Poziom 12  
    Wykonałem pomiary do charakterystyki napięciowo-prądowej panelu fotowoltaicznego małej mocy 10 W/18 V w celu wyszukania tzw. punktu MPPT.
    Pomiary wskazały wartość rezystancji dla której napięcie i natężenie przyjmują wartości takie że daje to maksymalną moc oddawaną przez ogniwa.
    Czyli rozumiem że jak bym podłączył rezystor o takiej wartości który byłby grzałką to uzyskał bym maksymalna moc, czyli max. efektywność.
    Ale jak chcę podłaczyć inne urządzenie, którego rezystancji nie znam , to jak mam (mogę) dopasować to urządzenie (jego oporność) aby osiągnąć punkt najwyższej mocy.
    Moje pytanie : Jak w ogóle oblicza się lub szacuje rezystancje (nie impedancję aby nie komplikować) urządzeń typu ładowarka, przetwornica, dioda LED itp.
    A tak w ogóle ten model od chińczyka to przekręt, wartości rzeczywiste są ponad 3 razy niższe w stosunku do wartości katalogowych. Taki bubel prawie na szrot, może posłużyć do testów.
    Panel 10 W w punkcie mocy dał ok. 3,05 W przy pełnym Słońcu. Nawet mnożąc prąd zwarcia i napięcie jałowe (co jest abstrakcją), nie ma tych 10 W.
  • Poziom 37  
    Maksymalna moc ściśle wg wzorów nie zawsze (rzadko) tak samo wygląda w życiu.
    Przy teoretycznym waeunku równej mocy, fakt, w odbiorniku moc jest największa, ale tyle samo idzie w gwizdek w źródle. Większość realnych w życiu źródeł nie przezyje tego długo.
    Trudno sobie wyobrazić dobór żarówki w ten sposób, że sieć zasilająca wydziela tyle samo mocy.

    EDIT: sprawność układu jest wtedy tylko 50%.
    Na mojego nosa, zupełnie hipotetycznie twoje zagadnienie bym projektował na 90, 80% sprawności. Nie pytaj dlaczego, intuicja
  • Poziom 43  
    Cytat:
    Przy teoretycznym waeunku równej mocy, fakt, w odbiorniku moc jest największa, ale tyle samo idzie w gwizdek w źródle. Większość realnych w życiu źródeł nie przezyje tego długo.
    Ale panel PV i tak tylko <20% zamienia na prąd, reszta po prostu się marnuje, grzejąc ogniwa, więc straty w źródle raczej nie mają znaczenia, chcemy wykorzystać max.

    Cytat:
    Na mojego nosa, zupełnie hipotetycznie twoje zagadnienie bym projektował na 90, 80% sprawności. Nie pytaj dlaczego, intuicja
    Intuicja nie zasze dobrze podpowiada.
    Ogniwo PV nie jest liniowym źródłem i nie był bym pewien co do tego że maks mocy wyjściowej jest kiedy połowę tracimy w źródle.

    Cytat:
    Ale jak chcę podłaczyć inne urządzenie, którego nie znam rezystancji, to jak mam (mogę) dopasować to urządzenie (jego oporność) aby osiągnąć punkt najwyższej mocy.
    Można zbudować przetwornicę która będzie pobierała zadany prąd przy określonym napięciu, czyli będzie miała charakter programowanego rezystora, następnie tą energię trzeba gdzieś oddać kształtując odpowiednią charakterystykę wyjściową, przykładowo stałe napięcie ładujące akumulator, z prądem zależny od dostępnej mocy, albo w przypadku grzałki napięcie dostosowane tak aby całą moc wytracić w obciążeniu i akumulować energię cieplną (na co są sprawniejsze metody)
    Przetwornice pracują na zasadzie magazynowania małych porcji energii i oddawania jej do obciążenia więc można takie sztuczki robić.

    tad224 napisał:
    Moje pytanie : Jak w ogóle oblicza się lub szacuje rezystancje (nie impedancję aby nie komplikować) urządzeń typu ładowarka, przetwornica, dioda LED itp.
    Co ci da takie szacowanie, idąc dalej tą drogą należało by postawić komputer który załączy wybrane urządzenia aby uzyskać zadane obciążenie przykładowo teraz mamy odpowiednią moc aby zasilić TV, młynek do kawy i napęd do bramy więc załączamy, a minutę wyłączamy TV, a włączamy sprężarkę w lodówce, bo chmura sobie poszła.
    Jeśli potrzebna i dostępna moc są różne i często się zmieniają, to wymagany jest bufor w postaci akumulatora, czasami sieć energetyczna robi za taki niby akumulator dopóki instalacji PV jest niewiele.
  • Poziom 12  
    Chodzi mi nie o sprawność z jaką działa układ złożony ze źródła i odbiornika. Wiadomo, że te występują, tylko o to że dobierając odpowiednio rezystancję odbiornika, źródło przekazuje maksymalnie duża moc, a przy innych moc jest mniejsza.

    Dopasowanie rezystancji urządzenia do zasilania - praca w punkcie max mocy.

    Dopasowanie rezystancji urządzenia do zasilania - praca w punkcie max mocy.

    Dodano po 42 [minuty]:

    jarek_lnx napisał:
    Ogniwo PV nie jest liniowym źródłem i nie był bym pewien co do tego że maks mocy wyjściowej jest kiedy połowę tracimy w źródle.

    No właśnie. Nieliniowość objawia się tym, że nawet rezystancja punktu MPP zmienia się z natężeniem światła padającego na ten element półprzewodnikowy.
    Co do samej sprawności ogniwa to zależnie od materiałów i generacji ogniw sprawność zamiany światła na prąd to zakres 5% - 18%.

    jarek_lnx napisał:
    Można zbudować przetwornicę która będzie pobierała zadany prąd przy określonym napięciu, czyli będzie miała charakter programowanego rezystora, następnie tą energię trzeba gdzieś oddać kształtując odpowiednią charakterystykę wyjściową, przykładowo stałe napięcie ładujące akumulator, z prądem zależny od dostępnej mocy, albo w przypadku grzałki napięcie dostosowane tak aby całą moc wytracić w obciążeniu i akumulować energię cieplną (na co są sprawniejsze metody)

    W ten sposób wymyśliłeś Kontroler ładowania - Solar charger controler. Intuicja i wiedza dobrze Cię zaprowadziła i to nawet jego formę zaawansowaną MPPT, ktore wlasnie wyszukują punkt mocy maksymalnej. i spełniają właśnie taką funkcję. Tylko że ja nie dowierzam producentom i aby uwierzyć muszę sam rozumieć zagadnienie, policzyć i sprawdzić. W tej chwili przy przymglonym Słońcu panel 10 W produkuje 0,6 W (19,8 V, 33 mA), A jakiś fachowiec napisał, że w najgorszych warunkach w zimie panel 100 W odda dziennie 140 Wh. A u mnie 10 W w średnich warunkach i w długi 15 godzinny dzień nie odda więcej niż 10 Wh.
    A dlaczego o to pytam? Bo podłączałem, różne cudeńka do Słońca i różne moce wychodziły, czasem tak irytująco niskie, że chciałem te wszystkie genialne wynalazki potraktować jakimś konkretnym narzędziem, rozwiązując definitywnie problem energii solarnej, jak pewien mały niesympatyczny człowieczek z pewną grupką ludzi 80 lat temu.
    Oczywiście podstawową kwestią jest ładowanie akumulatora, bo nikt przy zdrowych zmysłach nie podłącza TV podczas ulubionego serialu czy meczu, bo mała chmurka mu spłata figla w decydującym momencie. Chyba tylko grzałka zbornika akumulacyjnego miałaby sens.
  • Poziom 35  
    tad224 napisał:
     Dopasowanie rezystancji urządzenia do zasilania - praca w punkcie max mocy.

    Fizyki raczej nie można przeskoczyć. Maksymalna moc będzie przekazywana ze żródła do odbiornika wtedy gdy rezystancja wewnętrzna żródła jest równa rezystancji odbiornika. Cała reszta to tylko dywagacje, co bardziej się "opłaca" i "jak długo będzie działało".
  • Poziom 12  
    Dodam jeszcze, że pomysł dopasowania rezystancji odbiornika znany jest mi ma przykładzie urządzeń audio. Np. mikrofon posiadający małą rezystancję (raczej impedancję) nie można podłączyć na wejście wzmacniacza bo nic nie usłyszymy. Ale stosując dopasowanie, czyli zmieniając impedancję wejścia dostosowaną do mikrofonu już tak.
  • Poziom 37  
    Marian B napisał:
    tad224 napisał:
     Dopasowanie rezystancji urządzenia do zasilania - praca w punkcie max mocy.

    Fizyki raczej nie można przeskoczyć. Maksymalna moc będzie przekazywana ze żródła do odbiornika wtedy gdy rezystancja wewnętrzna żródła jest równa rezystancji odbiornika. Cała reszta to tylko dywagacje, co bardziej się "opłaca" i "jak długo będzie działało".


    zapewne jesteś gotów wskazac liczne przykłady, gdzie się tak projektuje?

    Bo ja, oprócz obwodów sygnałowych (wcz/średniej), jako żywo nic ...

    Oprócz wzoru fizycznego (abstrakcyjnego) są realia inżyniersko-ekonomiczne. Wiele jest źródeł o charakterze z.napięcia (wyrażnie impedancji mniejszej od odbiornika), czasem są źródła prądowe (... świecenie LED??? trudno tu mówić o impedancji - ale prawdą jest, zasilanie prądowe). Ten wątek dotyczy też układu silnie nieliniowego

    Dodano po 4 [minuty]:

    tad224 napisał:
    Dodam jeszcze. że pomysł dopasowania rezystancji odbiornika znany jest mi ma przykładzie urządzeń audio. Np. mikrofon posiadający mala rezystancje (raczej impedancję) nie można podłączyć na wejście wzmacniacza bo nic nie usłyszymy. Ale stosując dopasowanie czyli zmieniając impedancje wejścia dostosowaną do mikrofonu już tak.


    trochę uprościłeś.
    Mikrofon niskiej impedancji (magnetodynamiczny chyba się nazywa) pracuje z dedykowanym wzmacniaczem z powodów głębszych. A bardzo wysokiej impedancji elektretowy ze swoim.
    Gdyby chodziło tylko o równą impedancję, stosowało by się transformator, ale to nie takie proste.
    I wejścia wzmacniaczy nie mają impedancji RÓWNEJ mikrofonowi, tylko większą, choć tego samego rzędu.
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    tad224 napisał:
    W ten sposób wymyśliłeś Kontroler ładowania - Solar charger controler. Intuicja i wiedza dobrze Cię zaprowadziła i to nawet jego formę zaawansowaną MPPT, ktore wlasnie wyszukują punkt mocy maksymalnej. i spełniają właśnie taką funkcję. Tylko że ja nie dowierzam producentom i aby uwierzyć muszę sam rozumieć zagadnienie, policzyć i sprawdzić. W tej chwili przy przymglonym Słońcu panel 10 W produkuje 0,6 W (19,8 V, 33 mA), A jakiś fachowiec napisał, że w najgorszych warunkach w zimie panel 100 W odda dziennie 140 Wh. A u mnie 10 W w średnich warunkach i w długi 15 godzinny dzień nie odda więcej niż 10 Wh.
    Nic nie wymyśliłem, uznałem że przy tak podstawowych pytaniach warto napisać jak to jest realizowane, a jakiej odpowiedzi oczekiwałeś? Dopasowanie impedancji/rezystancji wymaga przetworzenia napięcia na inną wartość, w przypadku mikrofonu można to zrobić transformatorem (patrz mikrofon wstęgowy), w przypadku PV trzeba mieć przetwornicę DC/DC.
  • Poziom 35  
    JacekCz napisał:
    zapewne jesteś gotów wskazac liczne przykłady, gdzie się tak projektuje?

    Liczne przykłady, to trzeba by poszukać, na pewno znajdą się, ale warto poczytać to:
    https://pl.wikipedia.org/wiki/Dopasowanie_energetyczne
  • Poziom 34  
    Można spróbować ustalić jaką oporność wewnętrzną ma panel .
    Jeśli napięcie wyjściowe w stanie spoczynku -bez obciążenia ma n.p.:10 V
    -mierzone woltomierzem o dużej oporności wewnętrznej, to oporność wewnętrzną źródła będzie równa -po dołączeniu opornika Rw -takiego -dla którego napięcie wyjściowe będzie równe 5 V.

    Może tu też wystąpić nieliniowa zależność parametrów / U i Rw/ - od wartości natężenia aktualnego strumienia światła.
  • Poziom 12  
    @KaW : Masz na myśli obliczanie rezystancji metodą taką jak ogniw, Przez mierzenie SEM=E ogniwa, a następnie napięcia U po przyłożeniu opornika o niskiej wartości R i obliczenie ze wzoru:
    Rw = Ro (E - U / U) ?
    Bo jak się mierzy ogniwo solarne to ono ma rezystancję u mnie 30 kOm dla ciemności, 300 kOm-1,5 MOm dla średniego światła i wiele wiele megaomów dla wysokiej jasności.
    No to w moim przykładzie: E = ~20 V
    R=37 Ohm U=7,00 V Rw = 68,71 Ohm
    R=87 Ohm U= 16,60 V Rw=17,82 Ohm dla tych wartości moc jest najwyższa
    Ale co to wyjaśnia? Że w zależności od obciążenia oporność wewnętrzna się zmienia i nic prócz tego.
    Domyślam się że to właśnie rezystancja wewnętrzna się zmienia jak łączę ogniwa. Bo kiedy połączyłem 4 równolegle, to musiałem w lampce wymieniać fotorezytor na inny o mniejszej wartości, bo lampka świeciła przy górnych świetle.
    W tego widzę że aby wiedzieć jaka moc może oddać ogniwo słoneczne to trzeba tak jak to zrobiłem narysować charakterystykę prądowo-napięciową na drodze pomiarów, a do tego żeby wykorzystać najlepiej moc zastosować regulator MPPT.
  • Poziom 12  
    Uważam, że temat się wyczerpał. Na niektóre pytania dostałem odpowiedzi . Dziękuję za pomoc.