Солнечные батареи. Тепло без посредников

55 - 55,5 В /4 = 13,75 - 13,878 В. Типичное напряжение в буферном режиме жля AGM, да и для малосурьмянистых наливных. В недорогих UPS аккумуляторы не только заряжаются таким напряжением, но и благополучно "выпариваются". 13,8В - нижняя граница напряжения в бортсети в жокальциевую эру.

 

Тему читал, (по мере её развития) поэтому мог что-то пропустить или забыть (в смысле, если что-то повторю) И так констатируем: СП можно подключить на прямую на тены, но эффективность при этом будет не максимальная (не согласованность нагрузки, при разной интенсивности инсоляции). Но в большинстве случаев, интерес представляет использование излишков солнечной энергии... Есть очень простой (и не дорогой) способ... По порядку: имеем ситему заряда АКБ от СП, с помощью контроллера (не важно какой ситемы, предполагаем не имеющего выхода на балласт) По мере заряда АКБ он (контроллер) подключает СП на прямую (ну скажем утро), Далее вступает в работу ШИМ и на короткие промежутки времени СП отключается от АКБ. В эти моменты напряжение СП поднимается до U хх, вот их можно "забирать" Схема проста как три копейки, И уже не однократно упоминалась на форуме: (быстрее нашлась с друго-го форума)
http://www.e-veterok.ru/ballastniy-reguliator-dlia-vetrogeneratora.php
Регулятор можно брать любой с управлением по массе. Мне больше нравится старый бош, там три вывода: "+" "-" и вывод управления на транзистор. (N-cannel MOSFET, можно купить на ебее на выбор, цена пара долларов за десяток) Напряжение включения балласта, задаётся выше напряжения заряда АКБ, с помощью диода (диодов) включеных в цепь "-" регулятора. Для согласования нагрузки, лучше делать несколько последовательно включающихся каскадов, скажем на 25 (30) % 50 (60)% и 90 (100)% мощности, с разным напряжением включения, между напряжением заряда АКБ и ТММ. Единичная схема, сама потребляет 15-20 мА (но и этот мизер можно ей не давать, отключая другой простой схемой при низком напряжении)
Главное достоиства, это простота и не влияение на зарядку АКБ контроллером (забираются только излишки). Можно с её помошью организовать и регулировку напряжения зарядки (без контроллера), в том числе и с ручной регулировкой...
Есть один нюанс с которым я столкнулся, при подключении СП в авто ... При такой (предложенной) схеме, если вкачестве ТЕНов использовать свечи накаливания от дизеля (12 или 24 в) то бак бойлера надо подключать к "+" от СП а это не всегда удобно (и возможно, при железных (медных) трубах и заземлении)

 

Еще как важно.
Например есть простые ШИМ контроллеры, которые для управления процессом заряда замыкают СБ накоротко. Они ничего не отдадут на внешнюю нагрузку.
Думаю что при попытке использовать МРРТ контроллер вылезет еще немало подводных камней.
Простой схемой тут не обойдется.

 

Берите максимально "тупой" (и надёжный!) контроллер без памяти программ и настроек. C микросхемой SPV1020 например. Там макс. вых. мощность всего 10А*28В, но вых. напряжение задаётся резисторным делителем и наличие АКБ не требуется.

https://www.forumhouse.ru/threads/285531/

 

Да соглашусь... Но думаю, что большинство возникающих проблем можно решить ... чем сложнее используется аппаратура (МРРТ и пр.) тем сложнее с ней работать в плане получения излишков энергии

 

Что-то вроде этого? www.st.com/web/en/catalog/tools/PF251965

Не годится, так как речь завели об утилизации излишков (то есть АКБ присутствует).

 

Ключевое слово: "излишки". То есть сначала надо взять то, что требуется для заряда АКБ, причем количество этого "требуется" должен определить контроллер заряда, при этом контроллер будет относительно простым только в случае, если он предназначен для одного типа АКБ.
Таким образом получаем, что если стремится к простому и дешевому решению по отбору излишков, то в лучшем случае получим систему, жестко "привязанную" к конкретным АКБ.
Если по каким-либо причинам это не устраивает, то решение задачи переходит в разряд изобретения велосипеда, так как всегда можно использовать имеющиеся в продаже ШИМ контроллеры с режимом Diversion Load (готовое изделий, аналог которого предполагается разработать и изготовить), а если туда пришпандорить еще и МРРТ контроллер заряда и настроить оба контроллера для совместной работы на общую АКБ, то получим полную реализацию возможностей СБ по генерации энергии.
Каким путем пойти каждый решает сам

 

Не скажу ничего собственно нового... Просто подсчитал для себя, и решил поделится, насчёт согласованности нагрузки (в виде нагревателя) для СП. Если ТЕН будет согласован с максимальной мощностью панели (для расчёта взял гепотетическую солнечную панель 250Вт и 25 В, но это не важно, теже результаты будут для любой панели, не случайно кто-то писал уже, о сказочной нагрузке с изменяющимся сопротивлением)
Так вот, если мощность панели падет в 2 раза (50%) то отдача в ТЕН упадёт в 4 раза (25%) если мощность будет 10% или 2%,то получим 1% и 0,04% соответсвенно. Всё просто P=I²R (кто хочет может легко пересчитать) для удобства взял R -константа, в реальных условиях это не так, и картина будет ещё печальней... Если 100% мощности ТЕН согласовать с 50% мощности панели, то при 100% СП получим 50 % на ТЕН (реально немного больше, в связи с возрастанием напряжения)... Так что реализация с нормальным КПД, только в виде последовательно включающихся каскадов ... согласованной нагрузки...

 

Ничего не просто!

Вы путаете мощность и напряжение
Вместо U подставляете в квадрат P. Получаете квадратные ватты. Ерунда.
Графики потери мощности из-за несогласованности сопротивления нагрузки давал. Другой вопрос, что можно основное сопротивление поставить настроенным на 50% инсоляции, а такую же подключать при повышении яркости выше какого-то порога- простейшим реле с ФЕТом. Тогда потери будут смешными. Ведь при инсоляции 100Вт/м² мощность и так смешная- с 1кВт СП это максимум 100Вт, из-за несогласованности теряем порядка 50Вт- фигня!

 

В каком месте я путаю U и P ? В отличии от вас уважаемый Мax94,
Я прежде чем писать, сперва посидел с ручкой и бумагой, чего и вам желаю ...

Итак вы настроили на 50% мощности основное сопротивление, отлично: СЧИТАЕМ (берите калькулятор уважаемый) Мощность СП 1000 Вт, возьмём для примера напряжение равное 50 В (на самом деле, какое конкретно будет напряжение не важно, проценты будут те-же ...50В - для удобства подсчёта, в принципе и калькулятор не понадобится, и так идём дальше) 100% мощности это 20 А
Сопротивление, мы помним, настроено на 50% Это 10А и соответственно 5 Ом...
При 10% (при инсоляции 100Вт/м² мощность и так смешная- с 1кВт СП это максимум 100Вт,) имеем от СП ток 2 А ... умножаем на 5 Ом, и получаем 10В, и снова умножем на 2А (за одно можно вспомнить Теорию Основ Электротехники P=UI; U=IR и ...P=I²R) ...и получаем 20 Вт (Двадцать ватт) и ТЕРЯЕМ 80 Вт, а не 50Вт как вы надеялись...
Меня эти подсчёты, тоже честно говоря, сперва удивили... Мне тоже казалось, какое согласование, ну потеряем малёха и всё...

 

Можно-ли увеличить КПД связки СП и ТЭН...? Можно. Рассматриваю только вариант с простым контроллером или вариант типа автомобильного РР, (более сложные контроллеры, потребуют более сложных решений, или эти решения для ТЭН уже в них заложены, короче оставим их в покое) Регулировка происходит с помошью ШИМ., Возьмём для примера ситуацию, что АКБ уже почти заряжен и потребляет при стабильном напряжении 1А, а СП может отдавать 2 А (пусть будет 20% мощности) Имеем симметричный меандр (вид напряжения на графике, лень рисовать, не сложно представить) Где, в момент подключения к АКБ напряжение будет скажем 14.4 В, а в момент отключения 22В (напряжение ХХ СП) скважность понятно 50%...
Идём дальше, (немного отвлечёмся) В PWM контроллере уже по сути, есть возможность подключения баласта! Там есть ШИМ сигнал управляющий силовым MOSFET, его (сигнал) только надо инвертировать и подать на другой MOSFET который подключит нагрузку... Скажу сразу, моя попытка переделать контроллер и использовать для балласта выход на нагрузку, которорый у меня не планировалось использовать, с треском провалилась, контроллер сдох, мне не хватило навыков и знаний...
И так мы отвлеклись ... Нам удалось подключить нагрузку с помощью инвертированного ШИМ сигнала (нагрузку возьмём настроенную на 100% мощности СП это важно) ... Вид напряжения на графике (или осцилографе) стал иметь вид меандра с напряжениями 14.4В (при подключении к АКБ) и 1.7В, при подключении нагрузки (скважность та-же 50%) мощность в нашей нагрузке всего 1.7 Вт ..
хотя СП может отдать около 15Вт (мощность СП для простоты расчётов, возьмём 170ВТ) не густо...
Меандр представили ? И какое решение ? Правильно, подключаем к СП мощный конденсатор ...
Художник из меня никакой... график стал выглядеть примерно так:
Скважность стала 90 % к 10% мощность на нагрузке около 14 Вт (вместо 1.7Вт) и так будет практически во всём диапазоне мощности СП вплоть до 100% ...
Всё это теория, но по идее должно работать...
Будем пробовать ..., у меня СП 140 Вт стоит на крыше авто, при работе двигателя подключена напрямую, ещё буду использовать для света в гараже... в другое время весь ток пойдёт на обогрев... так-что тема для меня актуальна... Ведь, Я по ошибке и незнанию уже поставил (сделал сложно, включил в систему охлаждения) обогреватель с малым R... Спасибо форуму подсказали... что не всё так просто...
PS Ещё с током надо разбираться, если С АКБ вроде всё понятно, то импульсный ток на нагрузку будет до 10 А ... Какие будут нужны конденсаторы ?
И как будет реагировать контроллер, на просадку напряжения на СП ...? Мне просадка эта не страшна, у меня будет схема на атомобильном РР... как-то так...

 

Так это уже давным-давно до вас придумали.

На сколько срабатываний на постоянном токе контакты термореле рассчитаны?

Надо @Николай 1 позвать, по-моему в его сообщениях, если не ошибаюсь, впервые прочитал суть этой "новинки 2015 года"- восемь панелей последовательно напрямую на водогрей.

 

Весь вопрос только в ТЭН и датчике температуры. Которые есть в магазине. Что тут нового не понятно ?

 

Система была на 24 вольта.
Мой эксперимент показал, что если ТЭН подключить напрямую к СБ, то кпд такой системы будет около 50%.
Для повышения кпд примерно до 95% мною было разработано отдельное устройство.

 

эммм КПД 95% чего? у "типовых" солнечных панелей КПД до 20% не дотягивает, и именно от этих 20% на нагрев воды идёт 95% ?