logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Fotowoltaika: jak działają sterowniki MPPT i ich rola w ładowaniu akumulatorów

Kamil 1 03 Lut 2019 22:27 2331 24
REKLAMA
  • #1 17753142
    Kamil 1
    Poziom 16  
    Posty: 434
    Pomógł: 1
    Ocena: 17
    Witam.

    Jestem na studiach elektronicznych, nie miałem wcześniej styczności z fotowoltaiką i dlatego zakładam ten wątek. Prosiłbym o wyrozumiałość, chciałbym zrozumieć ten temat, a dokładniej kwestię sterowników. Przyjmijmy, że instalacja odbiorników jest na 24V.

    To co już wiem, co znalazłem w internecie, to istnieją dwa rodzaje sterowników PWM oraz MPPT. Wiem też, że sterowniki MPPT są lepsze bo lepiej zarządzają energią dzięki algorytmowi śledzenia punktu mocy maksymalnej.
    Niestety nie potrafię za bardzo zrozumieć istoty działania MPPT, a dokładniej tego śledzenia punktu mocy maksymalnej. O co w tym chodzi taka na chłopski rozum?

    Druga kwestia, sterownik ma za zadanie ładować akumulator i zabezpieczać go przed uszkodzeniem (rozładowanie, przeładowanie, itp). Gdy mamy noc to sterownik zasila odbiorniki z akumulatora, w sensie na wyjście zasilające odbiorniki podaje bezpośrednio napięcie z akumulatorów, prawda? Nie ma tutaj jakiejś stabilizacji, prawda?
    A teraz jak to wygląda gdy mamy dzień? Panel generuje prąd a następnie sterownik... no właśnie... sterownik przekazuje bezpośrednio ten prąd do odbiorników i w między czasie ładuje akumulatory? Co gdy pobór prądu przez odbiorniki wzrośnie na tyle, że panel nie będzie w stanie zapewnić wystarczającego prądu? Panel jest odcinany i odbiorniki zasilane są tylko z akumulatora?
  • REKLAMA
  • #2 17753495
    kindlar
    Poziom 42  
    Posty: 7859
    Pomógł: 915
    Ocena: 1615
    Czysta logika, jeśli wydajność paneli jet za mała i pobór jet większy niż ładowanie to akumulatory będą rozładowywane w pochmurne dni. http://systemy-fotowoltaika.pl/dziala-regulator-ladowania-mppt/
    Aby to zrozumieć musiałbyś przebadać, zrobić charakterystykę prądowo napięciową danego panelu po to aby dobrać taki punkt mocy czyli napięcie pracy by wydajność była największa (moc max) - bo wiadomo, że napięcie panelu przy obciążeniu spada więc ze zależności U*I jeśli za bardzo obciążymy stracimy moc itp. Sterownik pilnuje aby odbierać największą moc przy zmiennych warunkach nasłonecznienia i obciążenia.
  • #3 17753661
    Kamil 1
    Poziom 16  
    Posty: 434
    Pomógł: 1
    Ocena: 17
    No dobrze, trochę jeszcze poszukałem informacji na temat MPPT i mniej więcej coś tam rozumiem.
    Ale jeśli chodzi o drugą kwestię ogólnej zasady działania akumulatorów to może zapytam trochę inaczej. Wiem, że jeśli wydajność paneli jet za mała akumulatory będą rozładowywane, ale nurtują mnie dwie kwestie:
    (może posłużę się tutaj pojęciem mocy i podam przykładowe wartości - mogą być nie realne ale to nie ma teraz większego znaczenia)
    1. Załóżmy, że panel produkuje a danej chwili 100W mocy, a odbiornik pobiera stałe 70W. Co robi w takiej sytuacji sterownik? Odcina jakimś przekaźnikiem odbiornik od akumulatora, zasila odbiornik bezpośrednio z paneli i dodatkowo w między czasie ładuje akumulator?
    2. Teraz załóżmy, że panel generuje 50W mocy a odbiornik nadal potrzebuje 70W. W takim przypadku, sterownik przez przekaźnik załącza odbiornik do akumulatora a te 50W z panelu nie są nigdzie wykorzystywane? W sensie panel jest odłączony?
  • #4 17753727
    theo33
    Poziom 27  
    Posty: 849
    Pomógł: 78
    Ocena: 321
    Odbiornik jest podłączony do aku. poprzez układ odcinający a panel poprzez regulator ładuje aku.
    Jeżeli z paneli jest więcej mocy niż pobiera odbiornik to aku jest ładowane, jeżeli jest mniej to odb. korzysta z aku do czasu aż napięcie nie spadnie poniżej 10,5 - 11V dla inst. 12V (w wielu regulatorach jest to ustawiane) i jeżeli panel dalej wytwarza jakąś moc to jest ładowany aku tak że panel nie jest nigdy odłączany
  • #5 17753758
    kindlar
    Poziom 42  
    Posty: 7859
    Pomógł: 915
    Ocena: 1615
    Sterownik mierzy napięcie na akumulatorach podczas ładowania. Wiesz jak wygląda proces ładowania akumulatora gdy jest rozładowany i jak poznać, że jest już naładowany i kiedy zakończyć?
    Generalnie, jeśli napicie na akumulatorze wyrówna się z napięciem zasilania prąd ładowania nie płynie, aku ma 100%.
    ad1. Te 30W będzie niewykorzystane jeśli aku jest naładowane, jeśli nie posłuży do ładowania.
    ad2. Jeśli panel produkuje 50W to 20W będzie odbierane z aku i odbiornik dostanie 70W.
  • #6 17755911
    Kamil 1
    Poziom 16  
    Posty: 434
    Pomógł: 1
    Ocena: 17
    No dobrze.
    Czyli z tego co rozumiem wygląda to tak, że układ ładowania ładuje akumulator a w między czasie odbiornik pobiera prąd. W intenrecie można znaleźć regulatory ładowania z prądem np. 30A. W ich opisie jest podane, że prąd ładowania/rozładowania wynosi te 30A. O ile prąd rozładowania rozumiem, bo znaczy to tylko tyle, że ten regulator jest przeznaczony dla odbiorników które będą pobierać max 30A, ale zastanawia mnie to, że prąd ładowania wynosi tyle samo. Ok, mógłbym zrozumieć gdyby chodziło tu o prąd jaki może zostać przesłany z paneli do odbiornika, co wiązałoby się tak naprawdę z poprzednim zdaniem. Ale tu chodzi chyba faktycznie o prąd jakim może być ładowany akumulator, prawda? Jak to się ma więc do tego, że akumulatorów nie powinno się ładować zbyt dużym prądem? Wszystkie teorie mówią o tym, że najlepiej akumulator jest ładować prądem 10 godzinnym, czyli jego wartość powinna wynosić 0,1 pojemności (przykład: 10Ah -> prąd 1A). Gdy pod taki regulator podłączony akumulator 30Ah to on będzie ładowany 10 razy większym prądem niż się to zaleca.
    Dlaczego tutaj nie przykłada się uwagi na prąd ładowania? No chyba że ten regulator jest przeznaczony dla baterii akumulatorów których pojemność wynosi co najmniej 300Ah?
  • REKLAMA
  • #7 17756285
    Kwazor
    Poziom 33  
    Posty: 2483
    Pomógł: 184
    Ocena: 530
    Oczywiście jak założysz za mały akumulator to zabijesz go.
    Spokojnie można przyjąć prąd 0.2Q czyli dla 30A akumulatory mogą mieć tylko 150Ah.

    Pamiętaj nie ma od rana full ogień i non stop 30A ( prąd maksymalny jest okolo 1.5h max ) a do tego musisz przyjać zmienne warunki pogodowe itd...

    A co do pobór / ładowanie : Akurat przy rozladowaniu to układ w środku wytrzymuje 30A ( przekaźnik elektroniczny ) ale może być i tak że np producent daje tylko 10A obciążenia sterowalnego.

    Dobry regulator MPPT musi mieć :
    2 fazowe ładowanie ( 14.5 /13.8)
    Tracking z pomiarem mocy co 20ms
    Zabezpieczenie przed rozladowaniem ( 11.3V odciecie )
    Możliwie mały pobor własny ( fabryki biora 50mA mi udalo sie zrobic 15mA )
    Zabezpieczenie nad pradowe : czyli wiecej niż np 30A ladowania nie bedzie ( tak zdarzaly sie Janusze co podłaczali 1.5kW paneli pod 30A reglery... a tam trzeba 60A mppt )

    Wpisz na YT zasada dzialania MPPT to zobaczysz moje filmy...
    I zobaczysz PWM vs MPPT...
  • #8 17762062
    Kamil 1
    Poziom 16  
    Posty: 434
    Pomógł: 1
    Ocena: 17
    No rozumiem i jestem świadom że przez cały dzień nie uzyska się stałego prądu i to jeszcze na takim poziomie że miałby wartość zbliżoną do granicznej wartości dla regulatora ;)

    Chyba udał i mi się odnaleźć kolegi filmiki na Youtube. Wiedze że prezentuje na nich też kolega własny regulator mppt. Mam pytanie, czy to jest całkowicie projekt od zera? Sam kolega projektował ten regulator czy wykorzystał jakieś schematy z Internetu i je przerobił? Chce zapytać z ciekawości czy ten regulator mppt nie jest zbudowany w oparciu o mikrokontroler? To jest analogowa wersja?

    Jeśli chodzi jeszcze o istotę działania mppt to na różnych stronach przewinęło mi się że taki regulator tak obciąża panel aby jego sprawność była największa, ale jak to się odbywa? Nie da się kazać panelowi aby zmienił wartość napięcia na swoim wyjściu, jeśli dobrze się orientuję to robi się to przez zmianę prądu odbieranego z panela. Tak?
    Ale jeśli odbiornik pobiera 5A a panel ma w danej chwili największą prawość przy prądzie 2A to trochę ciężko aby zapewnić wystarczającą moc dla odbiornika.
  • REKLAMA
  • #9 17763182
    Kwazor
    Poziom 33  
    Posty: 2483
    Pomógł: 184
    Ocena: 530
    Tak jest to moja konstrukcja.
    Oparty o mikroprocesor ( w analogu to mordęga -- da się ale pracy więcej i to sporo bo trzeba robić osobne moduły ( pomiar mocy / układ wyliczajacy / generator trackingu/układ kontroli ładowania / zabezpieczenia )

    Trzeba tak dobrać układ przekształtnika by za mocno nie cisnął panelu ale za to odpowiada układ wyliczajacy MPPT ) do tego punkt mpp jest zmienny i ktoś kto robi "sztywne MPP " całościowo w ciągu dnia traci 25% mocy wyprodukowanej..

    Np dla panelu o Voc90V vmpp zawiera się w przedziale 67 do 55V .. a na naklejce 62.7V ..
  • #10 18098466
    JurekNurek
    Poziom 11  
    Posty: 30
    Ocena: 16
    Szukam rozwiązania które pozwoliłoby zachować bezpieczeństwo dostaw prądu (domek w lesie i dość częste wyłączenia prądu). W tej chwili posiadam instalację off gridową, ale tam zdecydowana ilość wyprodukowanej energii jest niewykorzystana. Natomiast zmiana na on grid pozwoli zoptymalizować układ , ale w wypadku wyłączenia w sieci ciemno , nic nie pracuje. Widziałem rozwiązania - inwerter combo czy hybrydowy , nie pamiętam jak to się nazywało. Oddaje to energie na sieć i do aku, ale są to bardzo drogie urządzenia i summa summarum pewnie taniej wychodzi spalinowy agregat do awaryjnych rozwiązań.
    Może macie jakieś sprawdzone pomysły na pogodzenie tych dwóch celów - bezpieczeństwa i ekonomii ? Oczywiście w cenie granicach rozsądku.
    Jakimś pomysłem wydawał mi się Grid Tie, ale niestety jego funkcjonalność jest niewielka . Z akumulatora oddaje wszystko do sieci i nici z zabezpieczenia, a dodatkowo tak eksploatowany aku szybko padnie.
    Docelowo idealnym rozwiązaniem byłoby gdyby akumulator był cały czas buforowany (27 V ) a ten grid tie przesyłał do sieci wszystko ponadto, ale tak nie jest. Może macie jakieś sprawdzone pomysły na pogodzenie tych dwóch celów - bezpieczeństwa i ekonomii ? Oczywiście w cenie w granicach rozsądku.
  • #11 18098807
    hostii
    Poziom 25  
    Posty: 851
    Pomógł: 16
    Ocena: 92
    JurekNurek napisał:
    domek w lesie i dość częste wyłączenia prądu)


    Tylko agregat nie opłaca się budować dużego off-gridu i temu podobne stwory. Agregat z autostartem i automatycznym przełącznikiem na niego. Jak już masz off-grida to można zawsze z tego agregatu naładować baterie na noc żeby nie hałasował. Ja do swojego off-gidu mam podłączoną ładowarkę żeby w razie czego tak zrobić, ale u mnie braki prądu są bardzoooo rzadkie
  • REKLAMA
  • #12 18099669
    JurekNurek
    Poziom 11  
    Posty: 30
    Ocena: 16
    Oczywiście jest to jedno z rozwiązań . Ale staram się znaleźć jakiś sposób na pożenienie off gridu (bezpieczeństwo) z on grid (ekonomia) Zapewne nie jestem pierwszy który tego próbuje. Ale po co eksperymentować, zapewne już ktoś znalazł rozwiązanie tego problemu ?
  • #13 18099695
    Slawek K.
    Poziom 35  
    Posty: 3020
    Pomógł: 259
    Ocena: 1303
    Problemem on-grid jest to, że przy braku napiecia w sieci, falownik nie działa, czyli w Twoim przypadku przy przerwach w zasilaniu, pozostaje off-grid i akumulator.

    Pozdr
  • #14 18099788
    JurekNurek
    Poziom 11  
    Posty: 30
    Ocena: 16
    Jak byście czytali ten schemat?
    Czy nie było by to rozwiązanie tej kwestii ?
    https://www.youtube.com/watch?v=t4xC8btWhnA

    Istnieją inwertery grid tie ,całkiem niedrogie, ale jest kwestią ich funkcjonalność. Po prostu totalnie rozładowują baterie po zaprzestaniu doładowywania ich przez panele.

    Dodano po 3 [minuty]:

    Chodziło mi oczywiście o pierwszy prosty ideowy schemat z tego filmu. Później to już jakaś czarna magia
  • #15 18099996
    MichałS
    Poziom 35  
    Posty: 2719
    Pomógł: 256
    Ocena: 681
    JurekNurek napisał:
    Oczywiście jest to jedno z rozwiązań . Ale staram się znaleźć jakiś sposób na pożenienie off gridu (bezpieczeństwo) z on grid (ekonomia) Zapewne nie jestem pierwszy który tego próbuje. Ale po co eksperymentować, zapewne już ktoś znalazł rozwiązanie tego problemu ?
    Nie jest to proste, bo jak zauważyłeś, albo falownik ma inny priorytet działania, albo po prostu taki hybrydowy dużo kosztuje.

    Coś pośredniego oferuje SinusPro. W dzień ładuje aku. z PV i jednocześnie generuje napięcie dla off_grid. Wieczorem dalej produkuje w off_grid aż aku. rozładuje się do około 60% wtedy przeskakuje na zasilanie sieciowe. Wszystkie odbiorniki z off_grid działają dalej tyle że z "normalnej" sieci.
  • #16 18104312
    JurekNurek
    Poziom 11  
    Posty: 30
    Ocena: 16
    Luknijcie panowie na to ustrojstwo: Wydaje się że urządzenie spełnia funkcję hybrydy, można ładować w akumulatory i do sieci. Miejmy nadzieję że jakaś firma u nas zrobi do tego certyfikat i będzie można podpiąć oficjalnie do sieci. Oczywiście mogą być jak zwykle jakieś problemy w szczegółach, ale tego z ich opisu się nie wychwyci.

    https://pl.aliexpress.com/item/32965581010.ht...chweb0_0,searchweb201602_2,searchweb201603_55

    Co o tym sądzicie? To może mieć sens?

    Dodano po 1 [godziny] 56 [minuty]:

    Niepełny link w poprzednim poście się mi wkleił:

    https://pl.aliexpress.com/item/32965581010.ht...chweb0_0,searchweb201602_5,searchweb201603_52
  • #17 18104846
    MichałS
    Poziom 35  
    Posty: 2719
    Pomógł: 256
    Ocena: 681
    To jest on_grid. 2-gi rysunek z aku. jest nieco mylący, ale tam widać też dodatkowy kontroler ładowania aku.

    Szkoda się bawić w takie niesprawdzone urządzenia.
  • #18 18105426
    Slawek K.
    Poziom 35  
    Posty: 3020
    Pomógł: 259
    Ocena: 1303
    No i 220V.

    Pozdr
  • #19 18105811
    JurekNurek
    Poziom 11  
    Posty: 30
    Ocena: 16
    W rzeczy samej. Niemniej nie koniecznie chodzi mi o ten konkretny model, a o samą ideę połączenia off z on gridem w miarę prosty i nie drenujący kieszeni sposób.
  • #20 18109579
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #21 18109641
    JurekNurek
    Poziom 11  
    Posty: 30
    Ocena: 16
    Byłbym zobowiązany gdybyś mógł mi przybliżyć szczegóły twojego rozwiązania.
  • #23 18110211
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #24 19389420
    JkmT
    Poziom 11  
    Posty: 62
    Ocena: 8
    Kwazor napisał:
    Tak jest to moja konstrukcja.
    Oparty o mikroprocesor ( w analogu to mordęga -- da się ale pracy więcej i to sporo bo trzeba robić osobne moduły ( pomiar mocy / układ wyliczajacy / generator trackingu/układ kontroli ładowania / zabezpieczenia )

    Trzeba tak dobrać układ przekształtnika by za mocno nie cisnął panelu ale za to odpowiada układ wyliczajacy MPPT ) do tego punkt mpp jest zmienny i ktoś kto robi "sztywne MPP " całościowo w ciągu dnia traci 25% mocy wyprodukowanej..

    Np dla panelu o Voc90V vmpp zawiera się w przedziale 67 do 55V .. a na naklejce 62.7V ..


    Kolego - mógłbym prosić o namiar na te filmy?
    Pozdrawiam
  • #25 19389938
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  

Podsumowanie tematu

✨ W dyskusji poruszono temat działania sterowników MPPT w systemach fotowoltaicznych, szczególnie w kontekście ładowania akumulatorów. Uczestnicy wyjaśnili, że sterowniki MPPT (Maximum Power Point Tracking) optymalizują wydajność paneli słonecznych, śledząc punkt mocy maksymalnej, co pozwala na efektywne zarządzanie energią w zmiennych warunkach nasłonecznienia. Zostały omówione różnice między sterownikami MPPT a PWM (Pulse Width Modulation), z naciskiem na korzyści płynące z użycia MPPT. Uczestnicy wyjaśnili również, jak sterowniki zarządzają zasilaniem odbiorników oraz ładowaniem akumulatorów, w tym mechanizmy odcinania zasilania w przypadku niskiego napięcia. Poruszono także kwestie dotyczące prądów ładowania i rozładowania akumulatorów oraz ich wpływu na żywotność. Wspomniano o konstrukcjach regulatorów opartych na mikroprocesorach oraz o praktycznych zastosowaniach systemów off-grid i on-grid.
Podsumowanie wygenerowane przez AI na podstawie treści dyskusji.
REKLAMA