Panel solarny do grzałki bojlera

Mam 50-cio litrowy bojler i chciałbym mieć w lecie wodę przynajmniej letnią czyli około 30 stopni.Jak kupię panel 270W i do tego grzałkę na 24V i nic więcej, żadnego inwertera to jest szansa? Panel może dać napięcie do max 36V, po podłączeniu grzałki spadnie do około 24V, grzałka 300W? To moje pierwsze teoretyczne rozważania w temacie paneli.

@lisos Policz sprawność ! Dlaczego nie kolektor, nawet własnej konstrukcji ?

Wg tego możesz do tego skombinować przetwornicę obniżającą Step-down (buck), która da napięcie dobre dla grzałki.

fuutro napisał:

Wg tego możesz do tego skombinować przetwornicę obniżającą Step-down (buck), która da napięcie dobre dla grzałki.

Patrz post #2 - sprawność I drobna sprawa - kolektor sloneczny absorbuje widmo z zakresu podczerwieni, więc jego sprawność w pochmurne dni będzie też wyższa od fotowoltaiki (porównawczo).

Kolektor odpada, panel wolał bym bez przetwornicy (prostota budowy, mniejsze straty) ale czy te moje założenia zdadzą egzamin?

lisos napisał:

Mam 50-cio litrowy bojler i chciałbym mieć w lecie wodę przynajmniej letnią czyli około 30 stopni.Jak kupię panel 270W i do tego grzałkę na 24V i nic więcej, żadnego inwertera to jest szansa? Panel może dać napięcie do max 36V, po podłączeniu grzałki spadnie do około 24V, grzałka 300W? To moje pierwsze teoretyczne rozważania w temacie paneli.

Zajrzyj do mojego tematu o bojlerze, PV i dwu grzałkach, jest tam niemal wszystko o bezpośrednim połączeniu. Proponowany układ nie sprawdzi się bo grzałka 300W/24V ma rezystancję ok. 2Ω. Panel 24V najwydajniej pracuje przy Umpp ok. 30V czyli przy takiej grzałce moc powinna wynosić:

30*30/2=450W

Skoro PV będzie miało 270W to nawet w słoneczne dni da zaledwie połowę energii jaką może wyprodukować. O innych problemach jak ryzyko przepalenia grzałki 24V podłaczonej do PV 24V (w rzeczywistości >30V) nie wspominając.

Aby mieć letnią (>30 stopni) wodę w 50l boljlerze latem musisz ją ogrzać o jakieś 15 stopni czyli dostarczyć ok. 1 kWh dziennie. Jeżeli zrobisz układ z dobrze dopasowanym panelem 270W to w słoneczne dni masz moc <200W. W gorące dni poli i monokrystaliczne tracą nawet 20% mocy więc w rzeczywistości może być 150W co w ciągu 10h nasłonecznienia daje 1.5 kWh. Czyli da się to zrobić ale nie tak jak napisałeś. Przede wszystkim nie można użyć grzałki na 24V. Zajrzyj do mojego tematu, przeczytaj pierwsze posty gdzie opisałem teorię. Podstawą jest dobór rezystancji grzałki, przy czym jej napięcie zawsze musi być wyższe od napięcia PV.

To GAZ4 zamiast kombinować jak koń pod górę i pakować dodatkowy panel ( który pracuje do tego nieefektywnie ) trzeba zastosować regulator MPPT do grzałek i on wyciśnie z panelu lub paneli ile się da. ( zwłaszcza gdy mamy gorszą pogodę )

Przykład : Grzałkama te same parametry co panel panel = ok super 100% mocy leci.
Słonko 50%
Moc na grzałce : 25%
Bo oporność obciążenia jest ta sama a źródło ma 2 krotnie większy opór wewnętrzny.

krzywa mocy nie idzie pod kątem 45 stopni tylko 78stopni...więc starty jeszcze wyższe

Taki przykład na zdjęciu


I tu jest bardzo niedopasowane moc paneli / moc grzałki i napięcia :
Panele 4XGS50 ( Vmpp 43V realnie mają mniej ) = 200W
Grzałka 12V 300W

Układ jak widać dopasowywuje rezystancję grzałki do rezystancji paneli w optymalnym ich punkcie pracy i układ od rana do wieczora pracuje z maksymalna możliwą efektywnością..

I nie ma groźby uszkodzenia grzałki ( nawet jak moc paneli = 300W ).

Półśrodki to nie jest wyjście no ok "trochę" działa ale mnie takie coś by nie satysfakcjonowało.

Dlatego powstał ten regulator a jak nie trzeba ciepłej wody to ładuje akumulatory 12V. Takie 2 w 1 to ma sens.

Kwazor napisał:

zamiast kombinować jak koń pod górę i pakować dodatkowy panel ( który pracuje do tego nieefektywnie ) trzeba zastosować regulator MPPT do grzałek i on wyciśnie z panelu lub paneli ile się da. ( zwłaszcza gdy mamy gorszą pogodę )

A przeczytałeś o aspekcie ekonomicznym takiego postępowania? Nawet nowy CIGS bardziej się kalkuluje niż MPPT. Ale to nie jest kres możliwości bo preferuję amorficzne które są znacznie tańsze (kilka lat temu kupiłem nowe za nieco ponad 1 zł/W). Dach mam bardzo duży, nawet gdybym użył małowydajnych amorficznych to położę na nim ponad 5 kW, jak się uprę x2 A czy pracują mało wydajnie? Przez większą część roku utrzymuje się na nich 70-80% napięcia Umpp czyli działają z taką sprawnością. Czasami latem Umpp jest przkraczane, bardzo rzadko napiecie spada poniżej 50%. Ale tylko wtedy gdy nawet w dzień jest ciemno czyli nasłonecznienie wynosi ok. 50W/m2. Wtedy z 1 kW można zebrać max. 50W, po odjęciu energii zużywanej przez MPPT dla grzałek zostaje kilka wat. Wątpię by mój prymitywny sterownik (od ponad roku używam tego: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3223621-90.html#16575602) dawał wtedy gorsze efekty. MPPT ma przewagę nad przełącznikiem grzałek w wąskim zakresie: ok. 100-200 W/m2 oraz pełnym nasłonecznieniu gdy woda w bojlerze jest zimna bo może w 100% to wykorzystać. Jednak czasami jest to typowy wyścig żółwia z zającem: doskonale dopasowany MPPT ogrzejej bojler w 5h i się wyłączy, a przełącznik na bazie przekaźników w 10h i wieczorem mamy identyczny efekt w postaci tak samo gorącej wody w kranie

@gaz4 dokładnie. Jak kupiłem amorfy używki do off-grid. Mają mniejszą sprawność niż poli czy mono, ale działają cały rok i zawsze coś z nich uciułam.

Witam.

Czy jest ktoś w stanie wskazać jakieś gotowe rozwiązanie dla mojego problemu?

Planuję założyć panel fotowoltaiczny ok. 300W, który ma zasilać w pierwszej kolejności ładowanie akumulatora 12V ok. 100 Ah a w momencie, kiedy akumulator zostanie naładowany w 100% reszta energii z PV miałaby ogrzewać wodę w bojlerze 10L grzałka 300W napięcie 230 V. Zaznaczam, że nie chciałbym, aby bojler dogrzewany był z akumulatora po zachodzie słońca (dla mnie priorytetem jest mieć energię elektryczną a nie ciepłą wodę - ciepła woda ma być dodatkiem o ile pozwolił na to pogoda). Z góry dziękuję za pomoc.j

Gotowego nie podam ale podpowiem jak coś takiego wykonać. Być może wystarczy sterownik PWM do bojlera i na tym koniec. Jego zadaniem jest utrzymanie wysokiej sprawnosci grzania co jest równoznaczne ze stałym napięciem na PV. Jeżeli nie będzie zakłócał pracy ładowarki aku tyle wystarczy. Czyli do PV łączymy równolegle ładowarkę i PWM, a resztą zajmie się fizyka

Dzieki za zainteresowanie

Nie bardzo rozumie jak takie rozwiazanie ma działać, napięcie znamionowe grzałki to 230V, a napięcie pracy PV to okolo 32V (mysle o PV Model: SR320-60M). Czy PWM jest w stanie zaspokoić takie potrzeby ? Pozatym czy PWM i ladowarka nie będą sie ze sobą "biły" w takim układzie połączeń ?
gaz4 czy byłbyś na tyle uprzejmy i miałbyś ochotę pomóc i to jakoś bardziej szczegółowo wyjasnić ? Byłbym zobowiązany

PWM działa na takiej zasadzie, że na grzałkę podaje "piki" o napięciu 230V wiec nie ma strat. Im niższe napiecie PV tym krótsze są te "piki", przy 32V wypełnienie będzie na poziomie kilku %. Patrząc od strony PV dobry PWM powinien utrzymywać na nim napięcie w okolicy punktu mocy maksymalnej. Jeżeli równolegle z PWM do PV podłączy się ładowarkę to obciąży ona panele. Wtedy dobry PWM uzna, że moc jaką dostarcza PV spadła i zmniejszy wypełnienie "pików" napięcia dostarczanych do grzałki. W miarę ładowania aku obciążenie PV z tej strony będzie malało więc PWM będzie zwiększał wypełnienie. To chyba najprostszy opis jaki mogę przedstawić

Praktyczne problemy jakie mogą się pojawić to słabe trzymanie punktu mocy. Wtedy równoległe podłączenie regulatora aku może spowodować pewne straty bo napięcie będzie zbyt niskie. Innym jest fakt, że PWM-y "sieją" co może zakłócić pracę regulatora. Ale jak max skróci się kable (zwłaszcza łączące PWM z grzałką) i w razie potrzeby doda dławik i większy kondensator w regulatorze aku to problem wzajemnego zakłócania nie powinien wystąpić.