Система управления для маленькой солнечной электростанции

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Настало время оживить тему солнечной энергетики. Да и солнечная "электроустановка" из режима ИБП переходит в режим генерации. Уже намечены планы по увеличению площади панелей. За зиму вышли из строя два AGM аккумулятора по 200 АЧ. Вроде бы и держал заряженными, однако ёмкость уменьшилась до 10 АЧ. Это мне урок, так как приобретал их уже БУ. После покупки - ёмкость была уже около 100АЧ. А год эксплуатации их окончательно убил. Быстренько купил через Avito два NARADA по 125 АЧ. Та же самая история. Им уже три года, ёмкость не измерял, но 30-40 АЧ (при 10 градусах Цельсия). Такой же хлам. Если подытожить: доказал на личном примере, что свинцовые аккумуляторы для солнечной электростанции не годятся. Я имею ввиду свинцово-кислотные, AGM, гелевые. Про PZS, OPZS не скажу ничего, пусть их владельцы поделятся.

 

Надо бы уточнить - свинцовые БУ аккумуляторы с неизвестной историей. А те кто используют новые могут с вами и не согласиться.

 

Свинцовые аккумуляторы с любой историей не могут рассматриваться, как сколько-нибудь эффективтивное решение в подобных солнечных системах. В системах, где идёт постоянная циклическая смена заряда-разряда, этот заряд или разряд идёт значительными токами (0.4 С и выше). Тут, сразу же образуются три проблемных направления в эксплуатации:
1. если аккумулятор большой, с большой площадью пластин (ш234Xв218Xд522), то аккумулятор берёт заряд, начинает греться (до 55 градусов и выше), MPPT детектирует перегрев и ограничивает заряд.
2. если пластины аккумулятора поменьше (при той же ёмкости 126x320x560), такие аккумуляторы просто не берут полный ток заряда. 12-14А забирают и всё. Солнечная электростанция генерирует 1400 Вт, из которых 300 Вт идёт на заряд, 400 Вт. в нагрузку, остальные 700 Вт остаются в солнечных батареях (в том смысле, что напряжение на них повышается и работают "в холостую").
3. Зачастую система контроля отправляет ночевать солнечную систему заряженной лишь на 70%. И это главная проблема для свинца. Не заряженные аккумуляторы такого типа очень быстро деградируют в подобных режимах. Если в буферном режиме (режиме ИБП) производители заявляют о сроке службы AGM в 5-10 лет (!), в моём случае, практика показывает 1-2 года.

Подытожу: Обычные свинцово кислотные, AGM, Гелевые в режиме "ИБП" и по соотношению цена-характеристики не имеют конкурентов. А в режиме солнечной электростанции с постоянным зарядом-разрядом - супердорогое и кратковременное удовольствие. Даже если следить за разрядом и не разряжать более 50-60%, если "в ночь" оставлять заряженными - картина существенно не изменится.

Но цель этого монолога отнюдь не в повторении всем известных наблюдений, а в попытке найти лучшие варианты. При длительном переборе таковых, меня заинтересовал другой тип батарей, я даже реализовал третью часть (треть от планируемой ёмкости 24 В -140 АЧ). Пока собирал систему, трижды сожалел, что связался с этим. И не предполагал, что это займёт столько времени. Однако, первые же дни эксплуатации такой "недоделанной" батареи привели меня в восторг. Речь идёт популярном на западе направлении "DIY Powerwall". Это, когда из Б. У., но ещё целых элементов 18650 собираются 7 цепочек с приличной ёмкостью. В сети много роликов, но они англоязычные. На понятном языке есть у этого автора, собственно его затея и вдохновила меня на "движения":

Есть ли кто, реализовавший уже у себя DIY Powerwall? Интересно было бы почитать отзывы.​

 

Если это резервная система то такой скоростной разряд возможен, но резерв он ведь не каждосуточный, если система автономная то что это за автономия коли за 4 часа разряжается и бамбук курим? В общем фигню написали.

Исправный аккумулятор (без повышенного сопротивления) любого размера при заряде токам не превышающими рекомендованными ни до каких 55С не греется. Умеренный рзогрев возможен на финальных стадиях заряда когда ток и так уже снижается.

я больше 3х лет использовал в составе "электростанции" сборки (300-460а*ч) из отработавших в составе ИБП аккумуляторов и никогда не видел такого расклада. Всё что генерировалось панелями прекрасно усваивалось аккумуляторами при условии если до этого успевало потратиться

На этом форуме есть люди годами живущие со стартерниками (в том числе едва ли не со свалок подобранными), так что при должном внимании свинец вполне себе вариант. Так что все ваши итоги результат общения с говённым свинцом на основании которого делаются скоропалительные выводы.

ваш случай это бюджетный офисный фуфло ИБП ? который греет внутренний аккум с одной стороны недомотанным трансом ? я на работе эксплуатирую десятки ИБП с внешними аккумуляторами мощностью от 1000 до 18000VA и в буфере приличные AGM АКБ (с заявленным производителем сроком эксплуатации 5 лет) отхаживают по 3 года легко. А вот дальше возможны варианты, и всё в основном зависит от длинны цепочек и качества подбора АКБ в эти самые цепочки.

Больше похоже на всевдонаучные измышления.

С говносвинцом наобщались теперь желаете продолжить с говнолитием чтоб потом сделать очередные выводы о непригодности лития для резервно-автономного ?

Единственное на что надо переходить с любого свинца это лифер. Титанат тож вариант, но он дофига дороже

 

О, наметилась дискуссия. Но, похоже, мы всё же остались при своих мнениях. А про "годами со стартерными аккумуляторами " в режиме основательный заряд-разряд - для меня звучит, как "perpetual motion".
Нет у меня ИБП. У меня есть инвертор на 3000ВА и умная система, которая уже год, с некоторыми доработками, управляет включением этого инвертора. Это ИБП на весь дом без ограничений по мощности и количества включённых устройств. Поверьте, что если работает стиральная машина или посудомойка или микроволновка с холодильником и кучей мелкой техники - всё это - хорошо, если два часа держится. Да и аккумуляторы до 50% уже нет желания разряжать. А вы загнули - четыре часа. Но всё это переключается автоматически. Моей семье нет дела до нагрузки в 3200Вт, или пасмурной погоды, или разряда АКБ всё работает само: то сеть, то солнечная электростанция.
Кстати, активировать солнечную электростанцию оказалось эффективнее всего не по таймеру, не по вычисляемому (в зависимости от широты и долготы) положению солнца на небосводе, а по простому режиму "поплавка". Задаём напряжение на АКБ, при котором система включится. Задаём порог выключения (разряда). И "вуаля". Вечером, правда, лучше выключить по таймеру, чтобы в ночь АКБ разряженными не уходили. На снимке экрана с ноутбука управления выставлены пороги 29 В.- 23.8 В. (это я пытаюсь ёмкость аккумуляторов прикинуть - почти полностью разрядить):

 

А до цены киловатт-часа из Ваших "православных" АкБ дело есть?

 

А кто-то по положению Солнца переключается на АкБ? Жуть!

 

Солнечная энергетика для дома - в России - крайне затратна. Тут я соглашусь. Моё хобби нельзя назвать халявным. Покупать электроэнергию по пять рублей ночью, а продавать по два днём (и не каждый день)- тоже сомнительное занятие. У меня и ГРИДА нет Однако, энергия - это деньги Поверьте, если есть лишний киловатт мощности, то есть люди, которые превратят это в доход. Ещё и слюнями начнут капать при словосочетании "лишняя энергия". Но это тема на других форумах, не на этом сайте. Я тоже наблюдаю я за этим со стороны, но с интересом.
В системах "умный дом" включение различных устройств не по таймеру, а по положению солнца уже давно применяется. К примеру: Зажечь светильники вдоль садовой дорожки, как только стемнеет. В декабре - это одно время, в июне - другое. Никто не будет связываться с переводом таймеров. Один раз прописали условия: широту, долготу, за сколько минут после заката сработать и ….вперёд. Я с таким ещё лет пятнадцать назад сталкивался.

 

Собрал первую треть своего DIY Powerwall, сейчас это 322 ячейки 18650. Перед установкой тестирую, выбраковываю с ёмкостью меньше 1500мАч. Есть три источника поступления: БУ неисправные АКБ от ноутбуков (ёмкость хорошая, но четверть -брак), БУ от вышедших из строя электровелосипедов (как правило NONAME, с виду годовалые, но ёмкость крутится всего лишь вокруг 1500мАч) и несколько новых (подделка LG и в цветастой этикетке с надписью "3000mAh" - они годовалые, но не использовались - ёмкость ~1251мАч). В общем, разработал каркас, установил BMS 150А, начал заполнять элементами... Всё отлично. … Насмотрелся на ютубе роликов про тестирование сборки батарей от Nissan Leaf. У него 12 КВт/ч запасённой мощности там!

Воодушевился, дай ка свою попробую, недоделанную. По ёмкости должно до 88Ач выдать. Подключаю 650 вт нагрузки и... в общем, просле отключения BMS 1040 Втч. И всё. Продолжаю делать. Заряд берут весь, без остатка, с солнечных панелей. Нужно ёмкость наращивать.

 

Разобрался с ёмкостью различных 18650. Для ширпотреба и простых электровелосипедов делают немного неполноценные, частично пустые ячейки. Компенсируют либо броскими наклейками, либо тем, что в сборку пользователь не залезет. Можно и не маркировать. Попросил сделать рентген некоторых ячеек. Panasonic на высоте. Остальное - смотрите сами, марки не называю:

 

Продолжил доработку своей электростанции. Теперь чётко могу ответить, что на полноценную автономность (без урезания потребителей внутри дома) при применении солнечной электростанции рассчитывать не нужно. Это практически невозможно. С применением средств генерации и накопления энергии сегодняшнего дня, однозначно -НЕТ. Несколько единиц бытовой техники ночью сведёт к нулю все дневные киловатты. Наверное, по этой причине, когда заводишь разговор с бывалыми альтернативщиками про полную автономность, они меняют тему разговора.
Однако, сама тема этого форума, заставляет искать варианты электроснабжения частного дома. У меня за последнее время есть небольшие наработки в этом направлении. В ближайшие день-два постараюсь опубликовать свои заметки. Знаю, многим это будет интересно. В своих предыдущих рассуждениях я сказал "А". Настало время произнести и "Б"

 

Начну с аккумуляторной батареи.
Поскольку для батареи DIY Powerwall используются старые неисправные аккумуляторы от ноутбуков. Есть вероятность деградации и выхода из строя нескольких элементов из огромной сборки. Должна быть возможность ревизии и лёгкой замены таких элементов. Также необходимо предусмотреть предохранители на случай короткого замыкания в отдельном аккумуляторе.

 

В роли предохранителя я использовал тонкие проводки ~0.32 мм в диаметре (для 15 ампер). Для решения остальных задач пришлось использовать специальные батарейные отсеки, продаваемые на Aliexpress. Также использовал BMS на 150 Ампер от Delligreen.
Реализовал в виде стенда. Сейчас используется 577 аккумуляторов 18650, планируется заполнить до 616 штук. Несмотря на некую "громоздкость" конструкции, количество запасаемой энергии не такое уж большое. Чистая масса аккумуляторов - около 22 КГ! Проведённые тесты под нагрузкой 690 Ватт показали 2,3 Квт*ч. Однако, на заряд эта конструкция легко берёт 66А (28 Вольт), и выдаёт на инвертор более ста ампер! Мои AGM отдыхают в сторонке (это в прямом смысле). Им не удавалось забирать весь ток зарядки.

 

А не пробовали элементарно долить воды в эти AGM аккумуляторы?
У меня есть положительный опыт по оживлению подобных и даже не AGM, а "гелевых", в которые воды даже в теории не добавляют. Купленный новым "гелевый" АКБ DELTA 100 Ач после трех лет работы в солнечной системе вдруг приобрел емкость всего 3 Ач. Многочисленными КТЦ, доливом воды и рассверливанием до перемычек я смог его восстановить до стандартных 80 Ач.

Так что просто так забрасывать свинцовые АКБ я бы не стал, в отличие от того же лития он вполне себе способен на восстановление работоспособности. Если конечно решетки совсем не развалились от жесткого перезаряда.

Кроме того, у свинца есть одна замечательная особенность, крайне важная в части экономии средств. Его в любом состоянии можно сдать в пункт приема старых АКБ и получить вполне неплохие деньги. От убитого лития Вы не получите ничего вообще, а в худшем случае пожар, который не тушится водой
Я не говорю, что деньги от продажи на пункте приема сравнимы со стоимостью нового АКБ, но никто и не заставляет покупать именно новые АКБ для установки в "солнечные системы". Чтобы система хоть как-то была более-менее рентабельной лучше покупать именно бэушные свинцовые АКБ. Например прекрасно подходят АКБ из серверных станций, они правда мелкие, придется поработать их объединяя в блоки и цепочки. Но эта тема работает. Убедился на собственном примере (большой привет @VoronNew )

Чтобы АКБ разряжались не очень глубоко выход один - наращивать массив АКБ. Тогда и свинцовые АКБ будут вполне неплохо работать, глубоко не разряжаться, принимать достойные токи с солнечных панелей. Будут иметь возможность восстанавливать свою работоспособность, а в конце своей жизни даже принести какие-то деньги.

Литий-ион это классно, но в основном для электротранспорта. Для домашних солнечных систем больше подошел бы лифер, он хотя бы вроде бы не так сильно горит

 

@LefthanderPos, Вышло довольно народно и доступно во всех смыслах. Но мне сразу вспоминается детская игрушка на батарейках. Пошевелил их в отсеке, опять заработало
Надеюсь у ваших 1000+ контактов таких проблем не будет.