Подгряване на бойлер със фотоволтаични панели

[Mateev]

А сега вече мога да ви кажа и една още по-опростена схема, която е кандидат НОМЕР 1 за реализиране от всеки, който желае да си топли бойлера с панели.

Схемата е следната:
1. Панел
2. Паралелен електролитен кондензатор.
3. Електронен ключ с мощен полеви транзитор и след него резистора (нагревателя).
4. Електронния ключ се управлява от компаратор с хистерезис, който следи напрежението върху панела (електролитния кондензатор), и се старае да го поддържа постоянно.
5. При такава схема ШИМ-а ще се получи автоматично и ще е с ниска честота. Тази честота ще зависи от хистерезиса на компаратора и от капацитета на кондензатора. По-голям капацитет - по-ниска честота. По-голям хистерезис - по-високи зъби и по-ниска честота. Нуждаем се от ниска честота, заради SSR релето, което не е предвидено за комутация на високи честоти. Зъбите на напрежението можем да си позволим да са 3-4 V, но не повече, защото напрежението ще напусне оптималната зона на Cоnstant Voltage, и това ще доведе до намаляване на КПД-то.
6. За електронен ключ се използва DC/DC SSR (Solid State Relay).
7. Биметалния терморегулатор на бойлера, както и 2-те биметални защити, се включват последователно в управляващата верига на SSR релето.

[Тани]

Радвам се, че успя да разбереш за какво ти говоря. Точно това следене на напрежението имам предвид, но ще се получи малко по широка ивица между зелените линии заради малкото на брой нагреватели и необходимият по голям хистерезис. Един брояч на всяко Up ще включва още един нагревател, a на всяко down ще изключва по един. Up ще се задейства при преминаване на дясната зелена линия, а down ще се задейства при падане на напрежението под нивото на лявата зелена линия. В идеалния случай може да се направи корекционен коефициент за всяка една стъпка, за да се стесни максимално разстоянието между двете зелени линии.

[Тани]

Да, идеята в поста който си написал докато аз пиша е много добра. Притеснява ме обаче дали няма да се изисква много голям капацитет на кондензатора. Мощностите хич не са малки.

[Mateev]

Да, идеята в поста който си написал докато аз пиша е много добра. Притеснява ме обаче дали няма да се изисква много голям капацитет на кондензатора. Мощностите хич не са малки.

Ако капацитета е по-малък, то тогава честотата на ШИМ-а ще бъде по-висока и не се знае дали SSR релето ще се справи с нея. Всъщност все още не съм правил конкретни сметки - засега идеята е само на концептуално ниво.

[Тани]

Up ще се задейства при преминаване на дясната зелена , а down ще се задейства при падане на напрежението под нивото на лявата зелена линия. В идеалния случай може да се направи корекционен коефициент за всяка една стъпка, за да се стесни максимално разстоянието между двете зелени линии.

Като се замислих, корекцията е почти задължителна, за да може да направим така че зелените линии да не са успоредни, а да са много близо една до друга в горния край, където на практика се намира многото енергия и да се раздалечават в долния край, където линията на съпротивлението е по-полегата. Така или иначе там енергията е малко и не си заслужава да се стараем толкова.

[Mateev]

Сега се загледах в параметрите на едно SSR реле. Времето за превключване е по-малко от 10 ms, а пада на напрежение в права посока е по-малък от 1V.

http://www.ebay.com/itm/New-Solid-State ... 4872b04403

Тези параметри са притеснителни. Явно не можем да използваме релето при честоти на превключване, по-големи от 50 Hz. Освен това ще се наложи и слагането на доста голям радиатор на SSR релето, защото при ток 40A бая ще грее (30-40W). Това обаче са подробности. Ха-ха .... можем да завием корпуса на релето отдолу на корпуса на казана на бойлера, и така топлината, отделяна при комутацията, ще се използва за допълнително стопляне на бойлера.

[Foton]

Отлично г-н Матеев,
Виждам, че бавно достигате до идеята да захраните активен товар (нагревател) от соларни панели използвайки MPPT.
Явно не е "НЕВЪЗМОЖНО Е ДА СЕ НАПРАВИ MPP КОНТРОЛЕР ЗА ПАНЕЛИ С АКТИВЕН ТОВАР (РЕЗИСТОР)!!!"
Та за това, горното ставаше дума.
Иначе, като човек не познаващ работата на разните му там ШИМ истории вместо:

5. При такава схема ШИМ-а ще се получи автоматично и ще е с ниска честота. Тази честота ще зависи от хистерезиса на компаратора и от капацитета на кондензатора. По-голям капацитет - по-ниска честота. По-голям хистерезис - по-високи зъби и по-ниска честота. Нуждаем се от ниска честота, заради SSR релето, което не е предвидено за комутация на високи честоти. Зъбите на напрежението можем да си позволим да са 3-4 V, но не повече, защото напрежението ще напусне оптималната зона на Cоnstant Voltage, и това ще доведе до намаляване на КПД-то.
6. За електронен ключ се използва DC/DC SSR (Solid State Relay).
7. Биметалния терморегулатор на бойлера, както и 2-те биметални защити, се включват последователно в управляващата верига на SSR релето.

Бих ви препоръчал следното:
.....
6. За електронен ключ използваме IGBT модул.
7. Никога, ама никога не премахваме биметалните защити на бойлера. Все пак имаше нещо, наречено N-1.

Идеята на Тани за комутация на мощностите според радиациата е разбира се добра. На пазара има стандартни нагреватели за бойлер от типа 2 + 1 kW. При превключване това осигурява съпротивления 18, 24, 48, 72 ома. Другото е въпрос на сметки.

Има и такова решение:
http://www.presolarnet.com/docs/Panels% ... %20USA.pdf

[Mateev]

Up ще се задейства при преминаване на дясната зелена , а down ще се задейства при падане на напрежението под нивото на лявата зелена линия. В идеалния случай може да се направи корекционен коефициент за всяка една стъпка, за да се стесни максимално разстоянието между двете зелени линии.

Като се замислих, корекцията е почти задължителна, за да може да направим така че зелените линии да не са успоредни, а да са много близо една до друга в горния край, където на практика се намира многото енергия и да се раздалечават в долния край, където линията на съпротивлението е по-полегата. Така или иначе там енергията е малко и не си заслужава да се стараем толкова.

Твоята идея няма да стане просто с един брояч. Трябва си някакъв контролер, напр. Siemens Lоgo, в който да се напише подходящата програма. Трябват си и няколко SSR релета и въобще ще си стане цяло едно табло с оперативна и силова част, SSR релета, предпазители, захранване на Logo-то и т.н. Идеята си струва само ако човек наистина притежава подходящия бойлер с много нагреватели. Нека обаче да не забравяме, че оригиналните нагреватели не стават и трябва да се правят специализирани такива.

Аз бих ти препоръчал да модифицираш идеята си, като веднага след панелите сложиш стандартен автономен инвертор до 220V и пак да комутираш нагревателите, които обаче вече ще са стандартни на 220 V и това ще ти позволи да ги комутираш със стандартни контактори. Схемата ти е реализуема, обаче ще стане много сложна с много контактори, много жици и т.н.

[saraneron]

Дъгата е НАЙ-ГОЛЕМИЯТ проблем .И то може да е много неприятен ако се подцени.Единствено е добре ,че все пак слънцето грее по 5-6 часа и намалява риска през ноща да не видиш звездите през покрива !Направо изпарява контактите,имах случай и на залепнала термозащота?Дали от фотоволтаика или от преди незнам?Това е истина!Мощен контактор ,с искриогасеител на контактите е добро решение! Електронно реле е перфектно , но има малко загуби топлина в релето около 15 вата ТРЯБВА РАДИАТОРЧЕ. http://www.ebay.com/itm/DC-DC-60A-Solid ... 27dc453a63 .Видеото е гледано преди годии.Много е показателно.Ето и една схемичка, която предлагам ,за съжаление не съм съм я пробвал колко е ефективна!Няма причина да не работи а не е скъпа,всички контакти трябва да се запаралелят и да се спази поляритета!Схемата не прекъсва 100% ВЕРИГАТА КЪМ НАГРЕВАТЕЛЯ но през 100килоома остават няколко милиампера,по-малко от 1 ват за тези токове и напрежения!Между две ИЗКЛЮЧВАНИЯ е необходимо да се остави време за възстановяване на схемата 10 сек.Съвет ,при аварийно изключване на термозащита е най добре да бъде направо подменена с чисто нова, старата е добре да се отвори и направи анализ за пораженията ако има такива в нея и да се направи извод за проблема!

[Mateev]

Отлично г-н Матеев,
Виждам, че бавно достигате до идеята да захраните активен товар (нагревател) от соларни панели използвайки MPPT.
Явно не е "НЕВЪЗМОЖНО Е ДА СЕ НАПРАВИ MPP КОНТРОЛЕР ЗА ПАНЕЛИ С АКТИВЕН ТОВАР (РЕЗИСТОР)!!!"....

Продължаваш да си пееш старата песен и да ти кажа честно, ВЕЧЕ ЗАПОЧВАШ ДА МЕ ДРАЗНИШ ......

В предложената от мене схема товара на панела е КАПАЦИТИВЕН !!!!! и точно това позволява да отнемаме от него енергия с КПД над 90%. Дори и в паузите на ШИМ-а панела отдава енергия, но не в резистора, а в кондензатора. Необходим е НЕПРЕКЪСВАЕМ ПРОЦЕС НА ОТДАВАНЕ НА ЕНЕРГИЯ, и това може да бъде направено само с индуктивност (ако говорим за ток) или с капацитет (ако говорим за напрежение). Пет пъти в тази тема обяснявам този ЕЛЕМЕНТАРЕН ФАКТ по 5 различни начина, но това изглежда по никакъв начин не достига до централния ти мозък. Не знам на какъв друг език да ти го обясня така, че да го разбереш.

[saraneron]

Така е,,по принцим има два пътя за решание на проблема.Единият ,класически по старите технологии с грубо подбиране на товара .И вторият интелигентен ,чрез АС/АС преобразувател.Вторият е много лесно приложим ,защото има готови изделия на добра цена,ограничението е само заради пределните мощности на кито се предлага,по-малки от 1 киловат,поне толкова съм виждал аз.Може централата ако е по-мощна да се раздели на две всяка със свой АС/АС и да си работят всяка на свой товар а и в определени моменти енергията /готово стабилизирано напрежение но не с постоянна мощност да се ползва и за други нужди.Неудобство и предимство могат да се явят сръвнително ниското напрежение и по-големи токове преди и слд АС/АС.
За първия ,способ добра идея е следене на интензивността на радиацията с малко панелче,10 вата,товар резистор запаралелен с капацитет за да се получи хистерезис по избор/да се намали бързодействието/, после една ,,диодна стълбичка,,и една интегрална логика за управление на 2-3 товара без или с комбинация.За някой от нас аналоговите старци е едно забавление , може и с любителското компютърче ,,ардино,,!За комутацията се избират електронни релета.Има и други варияти разбира се ,въпросът е доколко искаме да раздуем цената и вложения труд.

[Тани]

Ами ето три глави мислят по добре отколкото една.
За горната част на графиката където мощността е голяма, може да се използва предложеното от мен превключване на три степени да речем, а надолу с наличните на пазара устройство за малките мощности да се използва плавно регулиране.

[Mateev]

Така е,,по принцим има два пътя за решание на проблема.Единият ,класически по старите технологии с грубо подбиране на товара .И вторият интелигентен ,чрез АС/АС преобразувател.Вторият е много лесно приложим ,защото има готови изделия на добра цена,ограничението е само заради предделните мощности на кито се предлага,помалки от 1 киловат,поне толкова съм виждалаз.

Изходите на тези DC/DC преобразователи могат да се включват в паралел през идеални диоди. Две бройки от преобразователя, който го показах на линка по-горе, могат да преобразуват 2*900=1800W.

[saraneron]

Писали сме заедо,горе съм се допълнил!Да,с диоди става ако са на общ товар, по един на всеки изход за да не се виждат взаимно двата преобразувателя и да се шашкат!

[Тани]

Всъщност трифазните нагреватели не изискват кой знае какво преправяне на бойлера. Завършват на резба 1 1/2' и е достатъчно на един стандартен фланец да се заварят стандартни фитинги или направо да се захванат с гайка и уплътнение от другата страна на предварително пробития фланец. В зависимост от големината на фланеца, могат да се съберат и два нагревателя.

Това са стандартни нагреватели за соларни бойлери. Моя пристигна с фабрично монтиран такъв, въпреки че инсталацията ми е монофазна.