[Solved] Grzanie wody, panele fotowoltaiczne

Witam,
posiadam zestaw do ogrzewania gody w zbiorniku 250l, niestety pojawia się problem gdy nie ma słońca a są dni pochmurne...
Woda osiąga wówczas temperaturę max 26 stopni. Pytanie - czy jest jakieś urządzenie które będzie samo załączać grzałkę bezpośrednio z sieci 230V, np. w dni pochmurne lub gdy woda nie będzie chciała się nagrzać? Czy jeśli dołożę modułów sytuacja się zmieni?
Zestaw składa się z:
5 paneli polikrystalicznych RENESOLA każdy o mocy 260Wp
solarna przetwornica napięcia MPPT ECO BOST 3000W
Napięcie wejściowe: 120 do 350 (VDC)
Napięcie wyjściowe: 120 do 350 (VAC)
Maksymalna moc: 3000 W
Przebieg napięcia: sinus modyfikowany
Funkcja MPPT
grzałka z termostatem o mocy 2000W

Najprościejsze urządzenie jakie mi przychodzi do głowy to wyłącznik zmierzchowy który podłączasz pod grzałkę w bojlerze.
Podstawowy układ sterowania:

https://allegro.pl/oferta/wylacznik-zmierzchowy-czujnik-swiatla-fotorezytor-8914860032

Pod niego podłączasz:

https://allegro.pl/oferta/f-f-przekaznik-elek..._unit_id=f533adc0-650c-4b3a-8568-8eea82a1f3df

Zasada działania, ustawiasz na pierwszym urządzeniu nasłonecznienie jakie Cię interesuje do włączenia/wyłączenia przekaźnika. Ten przekaźnik steruje drugim przekaźnikiem 2P który ma dwa niezależne podłączenie pod jedną grzałkę (ECO BOST/sieć 230v). Przykładowo jest słonecznie, grzeje ECO BOOST, nadchodzą chmury przełącza się przekaźnik, przełączając przekaźnik 2P na pracę sieć 230V. Tak samo jak jest pochmurnie pracuje grzałka sieć 230V.
Oczywiście ustawiasz na termostacie grzałki zadaną temperaturę aby nie pracowała ciągle. Jak nie masz termostatu możesz wstawić przykładowo sonoffa TH10/16 do odcięcia grzałki przy danej temperaturze.
Układ jest w pełni automatyczny,tylko sobie życzyć jak najwięcej słońca

Ja mam to tak rozwiązane, że założyłem grzałkę 3x1500W, 2 obwody grzałki pod przetwornicę z paneli, jeden podłączony do sieci przez termostat. Można dołożyć programator czasowy, żeby dogrzewało w odpowiednich godzinach. Jak masz grzałkę na 5/4 lub 6/4 cala najprościej będzie wymienić na taką. W takim układzie możesz grzać jednocześnie PV i prądem z sieci.

Kolego anaba255 też dobry pomysł. Różnimy się tylko jedną rzeczą w naszych układach ze mój jest w pełni automatyczny i maksymalnie wykorzystuje przetwornicę co się przekłada na mniejsze zużycie prądu z sieci energetycznej. Każde pojawienie się takiej jasności słońca jaką ustawiliśmy do pracy mojego układu, powoduje nie pobieranie w ogóle prądu z sieci energetycznej. Każda zmiana na niebie to reakcja mojego układu .Zbiornik 250l to jest co grzać, taką ilość wody nagrzać, ładnie pokręci licznikiem.
Twój jest bardzo prosty do wykonania a mój trochę bardziej skomplikowany ale bardziej energooszczędny,tak myślę.
Ale w ogóle ważne, ze mamy jakieś propozycje dla kolegi.

Jest też 3cia opcja - dołoż paneli. 5 paneli to min do tej przetwornicy. Opcja najdroższa ale i bufor duży ( mam taki sam). U mnie działa 8x320W i grzałka 2kW. Nawet w pochmurne dni temp wody spokojnie do kompania. Nie wiem też jaką izolację masz zbiornika?

Mam pomysł, czysto teoretyczny do małego bojlera 50l i prośba o zweryfikowanie go pod kątem ekonomicznym.

Założenia, moc panela (300W) mniejsza niż moc grzałki (230V 2000W), brak akumulatorów, brak przeróbek po stronie bojlera( za wyjątkiem sterowania grzałką)

A wiec:

Panel 300W -> przetwornica podnosząca napięcie do 230V -> jakiś mały magazyn energii ( kondensator 15000uF) -> układ impulsowy włączający (SSR) grzałkę na 1/6 (300W/2000W) sekundy. Grzałka pracuje wtedy z pełną mocą, po czym następuje przerwa na naładowanie się kondensatora.

Przy spadku mocy panela przerwy miedzy impulsami oczywiście wydłużają się.

lukiiiii wrote:

Założenia, moc panela (300W) mniejsza niż moc grzałki (230V 2000W), brak akumulatorów, brak przeróbek po stronie bojlera( za wyjątkiem sterowania grzałką)

Wszystko się da, ale moc 300W (a na ogół będzie mniej) jest mała jak na taki bojler. Chyba że założenie jest takie, że woda jest grzana np. w ciągu tygodnia po to, żeby bojler był nagrzany na weekend.

lukiiiii wrote:

jakiś mały magazyn energii ( kondensator 15000uF) -> układ impulsowy włączający (SSR) grzałkę na 1/6 (300W/2000W) sekundy. Grzałka pracuje wtedy z pełną mocą, po czym następuje przerwa na naładowanie się kondensatora.

Bardzo skomplikowane. Kondensator nie zmagazynuje prądu zmiennego tylko stały. Przy stałym napięciu SSR załączy, ale nie wyłączy.

Wawrzyniec wrote:

Bardzo skomplikowane. Kondensator nie zmagazynuje prądu zmiennego tylko stały. Przy stałym napięciu SSR załączy, ale nie wyłączy.

Ale kolega ma chyba na myśli PWM. A to zadziała

lux121238 wrote:

Pytanie - czy jest jakieś urządzenie które będzie samo załączać grzałkę bezpośrednio z sieci 230V, np. w dni pochmurne lub gdy woda nie będzie chciała się nagrzać?

Jest. Nazywa się przekaźnik priorytetowy. Gdy panele dają za mało prądu to przekaźnik przełącza na sieć. Przekaźnik zasilić z sieci.

SSR to był skrót myślowy.

Inny pomysł:

Obecna grzałka 1200W 230V ma oporność 44 omy. Przy napięciu np. 80V popłynie prąd 1,8A i wydzieli się moc około 150W ( wiem, mało)

Panel 300W (napięcie pracy 36V) podłączamy do przetwornicy step up (na chińskim portalu znalazłem przetwornice do 83V). Jedyna przeróbka bojlera to wstawienie miedzy termostat, a grzałkę stycznika który wytrzyma DC.

Bojler jest dwu systemowy W każdej chwili może być podłączony do 230V.
Problem jaki widzę, to brak MPPT, trzeba wstawić układ miedzy panel, a przetwornicę, jakieś propozycję?
Można też po eksperymentować z przetwornicami na rynek amerykański z 24V na 100, 110, 115-7V (przy 115V mamy na grzałce 300W). Tylko trzeba by było usunąć układ zabezpieczający akumulator, gdyż całość ma być bez aku. ale odpada przeróbka bojlera ( modyfikowany sinus na wyjściu)

Nie może być grzałka bez przetwornicy na np.24V? Ja mam w moim bojlerze 80l grzałkę 1500W/230V i 600W/24V. Do 24V nie trzeba przetwornic boosterów innych wynalazków. Grzałka 24V mi grzeje prosto z paneli jak wyszło z obliczeń 6'C na godzinę. Powiedzmy ze startuje od 25'C to 10 godzin i mamy 85'C. Grzałkę 230V tylko używam do awaryjnego nagłego zagrzania.

Żeby wyciągnąć z panela max moc trzeba tak dobierać prąd (zależny od nasłonecznienia i temp panela) by napięcie było w okolicach punktu Vmp. Przesadne zmniejszanie rezystancji powoduje że prąd słabo wzrasta za to napięcie drastycznie maleje (panel zamiast oddawać moc zaczyna sam się grzać co powoduje dodatkowy spadek wydajności). Najprostszy regulator to kondensator (duży) równolegle z panelem i układ który będzie załączał odbiornik po przekroczeniu napięcia na kondensatorze (Vmp) podłączony do panelu i wyłączał po sadku napięcia poniżej tego progu.

Maverick73 wrote:

Grzałka 24V mi grzeje prosto z paneli jak wyszło z obliczeń 6'C na godzinę. Powiedzmy ze startuje od 25'C to 10 godzin i mamy 85'C. Grzałkę 230V tylko używam do awaryjnego nagłego zagrzania.

Rozumiem, że u Ciebie panele pracują przez 10h z maksymalną mocą?

Maverick73 wrote:

Grzałka 24V mi grzeje prosto z paneli jak wyszło z obliczeń 6'C na godzinę. Powiedzmy ze startuje od 25'C to 10 godzin i mamy 85'C.

I straty ciepła z bojlera są takie same przy 25°C jak i przy 85°C. A jakby grzało 13 godzin to temperatura wody w bojlerze miałaby 103°C I bum.

krzywy1 wrote:

Rozumiem, że u Ciebie panele pracują przez 10h z maksymalną mocą?

U mnie to wygląda tak ze mam założoną klapę na zasilanie z bojera na C.O ze nigdzie nie ucieka mi większe ciepło z bojlera co tylko przez kran Wiąże się z tym ze mało kiedy mam temperaturę 25°C a dużo wyższą ze grzałka nie musi fedrować cały dzień ale... mam tyle zapasu na panelach ze spokojnie chodzi 10 godzin w dzień słoneczny. Radzi sobie i w pochmurny jak nie ma obciążenia dużego na przetwornicy co zasila TV, komputery. Oczywiście na początku dnia jak i pod koniec, nie ma pełnej mocy. Az teraz z ciekawości zszedłem do piwnicy zobaczyć liczniki grzałek które są zamontowane od 15.05 czyli nie cale pól miesiąca i grzałka 1500W/230V zużyła prądu 6,5kWh a grzałka 600W/24V zużyła prądu 60,3kWh.
Wydaje mi się ze jest jakaś różnica.

Wawrzyniec wrote:

I straty ciepła z bojlera są takie same przy 25°C jak i przy 85°C. A jakby grzało 13 godzin to temperatura wody w bojlerze miałaby 103°C I bum.

Powiem tak, straty stratami dla mnie priorytetem jest przetwornica a grzałka to tylko dodatek do mojej instalacji. Po prostu nie miałem co zrobić z nadwyżką produkcyjną więc dodałem grzałkę i się okazało ze to był dobry pomysł.
Co do wybuchów to nie boję się, bo czuwa nad tym sonoff podłączony do mojej sieci z przetwornicy. Nie grozi mu zatem brak prądu. Zawsze z aplikacji na telefonie mogę zareagować.

Podsumowując: ja jestem zadowolony.

Dodano po 3 [minuty]:

Właśnie zauważyłem ze posta wysłałem dzięki przetwornicy bo nie ma prądu na wsi

Czujnik zmierzchu