Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

ładowarka akumulatora zasilana baterią słoneczną

filipPWr 03 Dec 2007 13:54 4797 11
  • #1
    filipPWr
    Level 10  
    Witam,

    Planuję wykonać na mikrokontrolerze AtMega 32 układ ładowania akumlatora kwasowo-ołowiowego.

    Wiadomo, że trzeba zadbać oto, aby napięcie ładowania było na poziomie ok 14,5 V.

    W tym celu chcę użyć trybu PWM pracy jednego portu mikrokontrolera. I wejscia przetwornika AC.

    Bateria daje moc 30W, w punkcie maksymalnej mocy przy standartowych warunkach pomiaru wynosi 17V.

    Akumulator będzie włączony w szereg z tranzystorem sterowanym z portu mikrokontrolera pracującego w trybie PWM.

    Ale muszę zrealizować sprzężenie zwrotne, żeby umożliwić stabilizację napięcia.

    Na wejście portu przetwornika AC podaję sygnał napięciowy odpowiadający napięciu ładowania poprzez dzielnik rezystancyjny.

    Ponieważ prąd i napięcie ładowania mają charakter impulsowy o dużej częstotliwości, sygnał podawany na przetwornik AC napewno będzie trzeba odfiltrować, tak aby na wejście przetwornika dostała się składowa stała.

    Jak to można zrealizować, to odfiltrowanie?
  • #2
    To_masz_5
    Level 16  
    Witam!
    Nie bawiłbym sie w to. Zbyt duże straty mocy.
    Akumulator kwasowo-ołowiowy może osiągać napięcie ładowania 2,7V na ogniwo. W Twoim przypadku jest to 16,2V.
    Te 17V z ogniwa słonecznego pewnie uzyskuje się w idealnych warunkach nasłonecznienia i w dodatku bez obciążenia. Z reguły będzie mniej.
    Dla bezpieczeństwa możesz włączyć w szereg diodę o prądzie 3A, lub większym.
    Obniży Ci ona napięcie wyjściowe o 0,7V i zabezpieczy przed płynięciem prądu z akumulatora do ogniwa ( np. w nocy ).
    Pozdrawiam
    To_masz_5
  • #3
    -RoMan-
    Level 42  
    -> filipPWr

    Zgrozą napawa mnie wprzęganie mikrokontrolerów tam, gdzie one wcale nie są potrzebne. Na dokładkę robiąc banalnego step-downa wykorzystasz baterię słoneczną tylko i wyłącznie przy pełnym słońcu. Jakby tego było mało w swoim rozwiązaniu pominąłeś dławik.

    Jak to powinno być zrobione poprawnie? Powinieneś zrobić przetwornicę SEPIC sterowaną UC3845 ustawioną na takie ograniczenie prądu po stronie pierwotnej, żeby maksimum mocy przetwornicy wypadało dokładnie przy 17V. Wtedy uzyskasz ładowanie w zakresie napięcia baterii słonecznej od pełnego do spadku aż do ok. 7.9V.

    -> To_masz_5

    Mylisz się co do strat.
    Mylisz się również i to bardzo poważnie co do końcowego napięcia ładowania akumulatora. Tak wysokie napięcie stosuje się przy pracy cyklicznej. Ilośc cykli takiego ładowania jest ograniczona i gdybyś tak zrobił przy ładowarce słonecznej - bardzo szybko wykończyłbyś akumulator.
    W tym przypadku należy zastosować niższe napięcie końcowe ładowania - 2.4V/ogniwo w przypadku akumulatorów mokrych lub 2.3V/ogniwo w przypadku żelowych. Co daje dla akumulatorów o napięciu znamionowym 12V odpowiednio 14.4 lub 13.8V
  • #4
    filipPWr
    Level 10  
    Ale czy dławik jest potrzebny? Co mi da zastosowanie dławika? Chcę zastosować mikrokontroler, bo chce na nim oprzeć też pozycjonowanie baterii słonecznej silnikiem krokowym. Dławik opóźnia zmiany prądu, ale napewno pogarsza sprawność układu. A skoro dławik, to potrzebna jest dioda samorozładowcza i kondensator. Rozważe propozycję z Twoim układem. Ale chciałbym do wszystkich procesów wykorzystać mikrokontroler wykorzystując go optymalnie i chroniąc go przed zakłóceniami.
  • #5
    -RoMan-
    Level 42  
    Dławik jest konieczny - bez niego zwierasz tranzystorem dwa różne źródła SEM. Nie sterujesz jasnością żarówki ale usiłujesz ładować akumulator. Twierdzenie o wprowadzaniu strat przez dławik jest po prostu kuriozalne. To istnienie indukcyjności w obwodach przetwornic zapewnia magazynowanie energii i przekazywanie jej od zasilania do obciążenia we właściwych porcjach.
    Dioda (lub drugi tranzystor) oczywiście jest potrzebna w przetwornicy step-down ale takiej nie ma sensu robić. Kondensator w tym przypadku zupełnie niepotrzebny - akumulator sobie doskonale radzi bez niego.

    Nie ma sensu wykorzystywać mikrokontrolera do sterowania przetwornicą - zawiesi sie, pozostawi otwarty tranzystor i całość pójdzie z dymem. UC3845 kosztuje grosze i ma w sobie wszystko co potrzeba.
  • #6
    Jerzy Węglorz
    Level 39  
    Do wszystkich uwag -RoMan-a, pod którymi podpisuje sie obiema rekami, dodam jeszcze tyle:
    - w Polsce statystycznie jest ok. 1500 godzin słońca w ciagu roku, wychodzi średnio 4 godziny dziennie. Oczywiście, w lecie to może być 6 godzin, a w zimie 2, ale taka jest średnia. Jeżeli Twoja bateria ma moc 30W, to wykorzystując maksymalnie to, co daje słoneczko, masz statystycznie 120 watogodzin dziennie. Jeżeli ładujesz tym akumulator samochodowy 12V/50Ah, to jest on w stanie zgromadzić 600 watogodzin, a więc możemy sobie wyobrazić cykl pracy: 6 dni ładowania (sprawność jest ok. 80%), 1 dzień poboru prądu (też niezbyt intensywnie, bo np. 100W przez 5 godzin - akumulator obciążony takim prądem ma mniejszą pojemność.)
    Akumulator wykonujacy tak pełne cykle może mieć żywotność ok. 300 cykli (ale optymizm !!!) czyli 300 tygodni = 6 lat. Energia zgromadzona w 1 cyklu to 600Wh, ma wartość 30 groszy, 300 cykli po 30 groszy to 90.- zł, a taki akumulator kosztuje 180.- zł.
    Nic za darmo ...
  • #7
    filipPWr
    Level 10  
    Jeśli mówimy, że jeden cykl to ładowanie i rozładowanie, to można powiedzieć że 300 cykli dla dobrego akumulatora samochodowego to granica. Ale mi nie zależy na pełnym rozładowaniu akumulatora, tylko na doładowywaniu go ciągłym, jak przez alternator w samochodzie; więc ten rachunek mnie nie razi.
    Dlaczego ten układ Tomasz nazwał step-down. Zarówno jest też step up.

    Jeżeli czas konwersji przetwornika wynosi 13 mikrosekund, a okres impulsu 256 mikrosekund, a srednią wezmę z próbek z kilku okresów, to zwiększam dokładność pomiaru. Uchyby są duże, ale nie ma to znaczenia, bo rezystancja akumulatora zmienia się wolno podczas ładowania.

    Na podstawie średniej ważonej układ ma decydować o zwiększeniu wypełnienia, bądź zmniejszeniu. Wartość odnoszoną do wartości średniej będę musiał dobierać metodą prób i błędów.
  • #8
    -RoMan-
    Level 42  
    Być może znasz się na mikrokontrolerach - nie mi oceniać. Jednak o przetwornicach nie masz pojęcia.
    Chcesz dyskutować o mikrokontrolerach - pomyliłeś forum.
  • #9
    hefid
    R.I.P. Meritorious for the elektroda.pl
    Post był raportowany.
    Przeniosłem z: Zasilanie układów elektronicznych
  • #10
    migod
    Level 21  
    Masz tu kompletny projekt wraz z kodem na ATmega16, więc przeniesienie go to pikuś.
    Też się tym interesuję (pozycjonowanie ogniw), więc jak dojdziesz do jakiś ciekawych wniosków (np. procentowy wzrost ilości produkowanej energii) - podziel się proszę na Forum.
  • #11
    filipPWr
    Level 10  
    Gdzie znajdę taki kompletny projekt na Atmega16? Właśnie jestem na etapie budowy układu mechanicznego do pozycjonowania z silnikiem krokowym. Tylko w jednej osi. Pochyłenie będzie regulowane ręcznie. Jak mi się uda stworzyć algorytm na jedną oś, to potem zajmę się z synchornizacją z drugą osią.