Зарядные устройства с использованием солнечных панелей

[Яков93]

я смотрел системы на 24-48в. Пока с солнечной панели не вылетает выше 24в (для 24в АКБ) то ничего в АКБ не сливается. От слова совсем.  И в инструкции гордо заявлено про МРРТ.

Вот откуда ноги-то растут 
Сразу бы сказали, что пока на входе контроллера (понижающего) напряжение не будет выше чем на выходе ток через него в АКБ не потечет.
Только технология МРРТ тут совсем ни при чем, это просто такой закон физики, что ток течет оттуда где большее напряжение туда где напряжение ниже.
Чтоб понижающий солнечный контроллер (с любой технологией - МРРТ, PWM, да и обычная понижайка DC-DC) работал стабильно нужно правильно соединить солнечные панели, так чтобы они и при слабом солнце выдавали напряжение раза в полтора выше чем напряжение заряда АКБ.

[Alex_Soroka]

Сразу бы сказали, что пока на входе контроллера (понижающего) напряжение не будет выше чем на выходе ток через него в АКБ не потечет.

зачем говорить про очевидное?
вопрос в том, что "выше" иногда в пасмутрную погоду , так и не наступает, а потому панель просто "висит в воздухе", хотя вполне может отдавать хоть не 10-20А а всего 1-3А.
Но умные китайские инженеры написали про МРРТ и наплевали на все эти ситуации когда солнца мало.

это просто такой закон физики, что ток течет оттуда где большее напряжение туда где напряжение ниже.

ну так я и пишу: надо не ждать пока солнце раскочегарит панели на "напряжение выше" а снимать то что есть - хоть 1А тока. Никакие "солнечные контроллеры" такого не делают.

Чтоб понижающий солнечный контроллер (с любой технологией - МРРТ, PWM, да и обычная понижайка DC-DC) работал стабильно нужно правильно соединить солнечные панели, так чтобы они и при слабом солнце выдавали напряжение раза в полтора выше чем напряжение заряда АКБ.

вот в этом и состоит "генетическая ошибка" всех современных китайских решений  (а других и нет)
надо рабатать "одна панель == один преобразователь" и все это по шине собирать в суммарный ток, и от него питать АКБ и потом инверторы.
а иначе листик попал на элемент батареи или птичка пролетела и ее вырвало - и получите снижение напряжения общее и никакой ток.

[Кass]

Я тоже не могу понять, почему проблема поставить нормальный DC-DC в систему между панелями и АКБ? Ну вот тот же ПЛК в стенде питается от 9-36В. Ну вот выставляю с БП любое напряжение и даже не задумываюсь о том, что бы сохранить работу контроллера. Если панели нагрузить на преобразователи, то это не решает проблемы?

[Яков93]

Я тоже не могу понять, почему проблема поставить нормальный DC-DC в систему между панелями и АКБ? Ну вот тот же ПЛК в стенде питается от 9-36В. Ну вот выставляю с БП любое напряжение и даже не задумываюсь о том, что бы сохранить работу контроллера. Если панели нагрузить на преобразователи, то это не решает проблемы?

Не надо сравнивать стабилизированный блок питания с СП, это совсем разные вещи.
у Вас БП поддерживает установленное напряжение независимо от тока потребляемого нагрузкой (ну я надеюсь). А вот СП так не может, при сильной нагрузке на нее напряжение на ней просто сваливается практически до нуля. Даже если будет КЗ она не прекратит выдавать ток, но напряжение естественно будет ноль.



У дисишек есть нижний уровень напряжения, с которого они начинают работать, но при этом их КПД будет самым худшим из возможного. Как раз на этот уровень напряжения и будет сваливаться СП при сильной нагрузке.
А также при таком режиме (слишком низкое напряжение) и КПД СП будет ниже возможного. Работать-то будет конечно, но на самых худших режимах, особенно если нет яркого солнца.

Вот на пальцах. Допустим напряжение СП в разомкнутом состоянии 21В, ток КЗ 5А, напряжение MPP 18В, ток MPP 4,5А.
При КЗ мы получаем ток 5А и напряжение ну условно 0,0001В. В итоге выходная мощность батареи 0,0005 Вт.

При сильной нагрузке на СП напряжение на ней падает до минимума, например до 2В (условный порог отключения дисишки) и на этом уровне и держится. Ток 5А, напряжение 2В выдаваемая мощность 10 Вт.

В случае системы отслеживающей МРР и не позволяющей СП уходить с этой точки напряжение держится 18В, ток 4,5А, мощность панели уже 81 Вт. При этом в зависимости от освещенности точка наибольшей мощности может меняться и нормальный МРРТ контроллер вычисляет эту точку динамически, сравнивая токи и напряжения.

вопрос в том, что "выше" иногда в пасмутрную погоду , так и не наступает, а потому панель просто "висит в воздухе", хотя вполне может отдавать хоть не 10-20А а всего 1-3А.

Проблема не в контроллере а неправильной сборке панелей. Еще раз, панели надо изначально собирать так чтобы они и в пасмурную погоду выдавали напряжение больше, чем напряжение АКБ. Глупо соединять напрямую панель, у которой напряжение разомкнутой цепи 15В и АКБ на 12В. Такая система будет работать только при очень ярком солнце, да и то нестабильно.

ну так я и пишу: надо не ждать пока солнце раскочегарит панели на "напряжение выше" а снимать то что есть - хоть 1А тока. Никакие "солнечные контроллеры" такого не делают.

Ну во-первых, тот контроллер на который я сослался как раз так и делает - он специфический, повышающий.
Во-вторых, если напряжение на панелях ниже или равно напряжению АКБ все равно никакого тока не будет, подключай их напрямую или еще хуже - через дисишку.
Панели надо правильно собирать.

вот в этом и состоит "генетическая ошибка" всех современных китайских решений   (а других и нет)
надо рабатать "одна панель == один преобразователь" и все это по шине собирать в суммарный ток, и от него питать АКБ и потом инверторы.
а иначе листик попал на элемент батареи или птичка пролетела и ее вырвало  - и получите снижение напряжения общее и никакой ток.

Передавать мощный постоянный ток на расстояние в несколько десятков метров значительно невыгоднее, чем передавать повышенное напряжение. Именно поэтому панели собирают так, чтобы они выдавали значительные напряжения. Самодельщики делают 150 и 200В, промышленные еще выше. Умные люди не собирают панели так чтобы они выдавали небольшое напряжение и большой ток, который придется на 10-20 метров тянуть, потому как в стандартных проводах идут слишком большие потери, придется прокладывать сварочные по 25-35 квадратов.
Не знаю что там у Вас за птички летают  Я свои панели чищу два раза в год примерно, в основном просто от пыли.

[Кass]

Не, я не так примитивно мыслил. У нас в системе есть контроллер, который контролирует напряжения и токи, и он может регулировать ток заряда контролируя входное напряжение от СП. Ну фактически стенд это и делает. Он же вам показывает напряжение и от БП, и от АКБ, и нет никаких проблем сделать ограничение по среднему току заряда, не давая упасть напряжению СП ниже установленного порога. У меня на стенде сделано аналогичное ограничение тока заряда от температуры АКБ. То есть если температура приближается к установленному пределу, то автоматом идет снижение тока. Аналогично могу сделать это по входному напряжению, направлению ветра и влажности.   Для СП нет ну никаких сложностей ограничивать ток заряда, поддерживая установленный нижний порог напряжения.

[Яков93]

Для СП нет ну никаких сложностей ограничивать ток заряда, поддерживая установленный нижний порог напряжения.

Обычная дисишка не следит за входным напряжением, чтобы оно не сходило с точки максимальной мощности. Про то, что можно изготовить такой контроллер (следящий за точкой МРР) самому никто не спорит.

[Кass]

Дисишка разумеется ничего не умеет. Всей системой управляет контроллер. В чем проблема то ему контролировать напряжение?

[Яков93]

Дисишка разумеется ничего не умеет. Всей системой управляет контроллер. В чем проблема то ему контролировать напряжение?

Нет проблем, делайте раз охота.
Я отвечал на вот этот вопрос

Я тоже не могу понять, почему проблема поставить нормальный DC-DC в систему между панелями и АКБ?

Речь про то, что входное напряжение на DC-DC будет контролироваться отдельным МК вроде как не шла.

[Кass]

Речь про то, что входное напряжение на DC-DC будет контролироваться отдельным МК вроде как не шла.

Ну видимо я подразумевал это как само собой разумеющееся, и потому не раскрыл сей момент. Каюсь.   Я вообще давно не сторонник делать простые и тупые системы. Хочется сделать один раз и забыть. Пусть оно само все само и делает.

[Alex_Soroka]

Не надо сравнивать стабилизированный блок питания с СП, это совсем разные вещи.
у Вас БП поддерживает установленное напряжение независимо от тока потребляемого нагрузкой

да, но не забывайте сто БП при этом "опирается" на "бесконечную" мощность которая называется "розетка 220в" 
а солнечная панель на что опирается? правильно - на свет солнца. Чем мощнее сет - тем больше мощности вырабатывается.

У дисишек есть нижний уровень напряжения, с которого они начинают работать, но при этом их КПД будет самым худшим из возможного.

да плевать на КПД, у солнечной он 12-18% и ничего, все ставят.
а у плохого ДС-ДС будет пусть 50-70% и что с того? Мы говорим про "вытащить с солнечной все возможное" а не ковыряясь в носу, выискаивать мощности при 100% освещения солнцем.

Вот на пальцах. Допустим напряжение СП в разомкнутом состоянии 21В, ток КЗ 5А, напряжение MPP 18В, ток MPP 4,5А.
При КЗ мы получаем ток 5А и напряжение ну условно 0,0001В. В итоге выходная мощность батареи 0,0005 Вт.

вот на пальцах мы и получаем, что пока "до точки МРРТ " не додет дело, то с солнечной снимают этот самый 0.0005Вт 
А если солнце за тучами и всего 12в на солнечной? она что, даже 2А тока не отдаст? Отдаст!
но никого это не волнует, потому что контроллер ждет МРРТ. 
вот я и говорю: если перестать гнаться за эффективностью, а она у солнечной вообще ниже 15%, то нам надо _любую_мощность_ снимать с солнечной. По итогу, при интегрированном сборе всего что можно снять с солнечной, мы получим существенную прибавку к получаемой в сутки энергии.
Я писал уже про ветряк: если ждать от него работы по МРРТ то его вклад за сутки едва 50Ватт(!) а если высасывать с него все что он может дать, следя только за тем чтобы лопасти не останавливались, то можно легко получить 200-300Ватт.  У меня ветряк на ветре в 1-3мысы не мог подняться на уровень 24-30Вольт, зато лампу в 50Вт 12в светил очень уверенно  а это почти 4.5А тока  которые можно было хоть как-то ДС-ДС затолкать в АКБ, которые и так на голодном пайке.

При сильной нагрузке на СП напряжение на ней падает до минимума, например до 2В (условный порог отключения дисишки) и на этом уровне и держится. Ток 5А, напряжение 2В выдаваемая мощность 10 Вт.

Ну и замечательно!
давайте ваши 10Вт, они часами в пасмурную погоду будут нам помогать, а МРРТ просто сделает вид что солнечная не работает и будет НОЛЬ в АКБ лить.

Проблема не в контроллере а неправильной сборке панелей. Еще раз, панели надо изначально собирать так чтобы они и в пасмурную погоду выдавали напряжение больше, чем напряжение АКБ.

Повторяю: вот в этом и есть главная "генетическая" ошибка всех "проектов по солнцу".
Сейчас уже начались другие решения, когда микроконтроллеры ставят на каждую солнечную панель, и они сразу выдают 220в, в сеть, с синхронизацией, и если одна панель затемнена то нет всеобщего пушного зверька всей системе - просто чуть падает мощность. Это решения для "энергорынка", когда ничего не запасаем а тупо качаем в сеть 220в то что дает солнце. Но никто не мешает принцип применить и для "отдельно стоящей солнечной".

Панели надо правильно собирать.Передавать мощный постоянный ток на расстояние в несколько десятков метров значительно невыгоднее, чем передавать повышенное напряжение.

именно поэтому появились контроллеры которые с одной панели выдают сразу 220в синусоиду на выходе    и уже потом тяни эти 220в куда хочется.

[Яков93]

именно поэтому появились контроллеры которые с одной панели выдают сразу 220в синусоиду на выходе    и уже потом тяни эти 220в куда хочется.

Одно с другим вообще не связано.
Решение когда СП запасает энергию в аккумуляторах это одно дело и оно совершенно не заменяется решением когда 220 выдаются напрямую с СП, минуя аккумуляторы. Это можно сказать две совершенно разные концепции, одна другую не заменяет никак. У каждой свои достоинства и недостатки.
Системы в которых 220 прет напрямую с СП в основном выгодны только там, где разрешена продажа электричества в сеть. Там нет АКБ и работают эти инверторы когда в сети есть фабричные 220 вольт. Т.е. на случай резервного питания это решение не годится.
Да и для случая заряда АКБ в поле ну никак не подходит.

да плевать на КПД, у солнечной он 12-18% и ничего, все ставят.
а у плохого ДС-ДС будет пусть 50-70% и что с того? Мы говорим про "вытащить с солнечной все возможное" а не ковыряясь в носу, выискаивать мощности при 100% освещения солнцем.

12-18% КПД у СП в точке максимальной мощности при максимальном солнце. Если опустить ее напряжение неконтролируемой нагрузкой до 2В, то КПД будет 1-2%, - со 100-ваттной панели соберете 10 Ватт, хотя если следить за ее напряжением и не давать ему опускаться ниже положенного возьмете те же 100 Вт.
Че тут непонятного?
Сейчас пришла аналогия. Допустим поливаем сад из бочки шлангом, струя воды далеко не достает. Мы шланг слегка пережимаем и практически тот же объем воды летит гораздо дальше. Но чем сильнее пережимать, тем струйка становится тоньше, все меньше воды вылетает и в конце концов просто прекращается. Вот МРРТ контроллер и следит чтоб шланг пережимался так, чтоб и струя дальше летела и объемы воды был достаточный.

[Fikys]

У меня по темам данного форума есть два проекта: один - домашняя солнечная электростанция (СЭ) и второй - мобильный энергоблок.
Второй я вообще здесь обсуждать не собирался, его вытащили сюда без моего участия, процитировав мой вопрос месячной давности из другой темы форума, отставим пока его в сторонку.
Последовать вашему совету и создать тему на форуме по постройке СЭ я не мог при всём желании, т.к. было это семь лет назад, я тогда понятия не имел о том, что данный форум вообще существует в природе, да и некогда мне было обсуждениями заниматься, я об этом писал, почитайте.
Требования к СЭ были такие: пиковая мощность 2кВт, энергоёмкость батареи 7-8кВт/ч (2 дня при среднесуточном потреблении 3-4кВт/ч) Именно у СЭ был бюджет 90кр. В состав СЭ изначально вошли: бензогенератор 8кр, контроллер 3,5кр, ИБП 9кр, 600вт солнечных панелей 34кр. Осталось 36кр на аккумы, их надо было 4шт, т.к. ИБП был на 48в. Я купил 200а/ч "Докер"ы, уложившись точно в оставшуюся сумму, а что бы купили вы?
Сейчас у меня в СЭ 14 тех самых "соток", соединённые параллельно. 13 в работе, один на профилактике. Обратите внимание: на профилактике! Я не реанимирую дохлые аккумы, я профилактирую с помощью ЗУС4 рабочие! И, как оказалось, такая профилактика продлила жизнь стартерных АКБ в составе моей СЭ почти в два раза (на сегодняшний момент), нравится вам это или нет. Мне - нравится!
Давайте теперь посчитаем рекламируемые вами " баннеры". Цена 19кр, доставка 1кр, утилизация после использования - 3кр. Итого 17кр. Если предположить, что они способны отдавать все свои 225а/ч (в чём я очень сильно сомневаюсь), то для замены моих "соток" их надо минимум 3шт, а это 51кр. Полная замена "соток" обошлась мне в 21кр, разница - в два с половиной раза, т.е. чтобы замена была хотя бы равноценной, "баннеры" должны будут проработать 10 лет. Вы в это верите?!

[Кass]

Осталось 36кр на аккумы, их надо было 4шт, т.к. ИБП был на 48в. Я купил 200а/ч "Докер"ы, уложившись точно в оставшуюся сумму, а что бы купили вы?

Я бы купил тяговые АКб глубокого разряда от того же Баннера, из упомянутых мной серий. Тут уже нужно смотреть по тем моделям, которые есть сейчас на рынке. Но даже если у вас в городе ничего кроме автомобильных не купить, то я бы купил просто 4 шт автомобильных Баннера по 100 Ач, типо тех, что я использую на Джипе. Там лебедкой они часто высаживаются в ноль, и никаких проблем с ними нет. Служат при этом лет по 10 без проблем.

Вот вам пример: https://www.планетажелезяка.рф/akkumulyatornye-batarei-dlya-avtomobilej/106703

По скидочной карте в этом розничном магазине они по 8 540 рублей. За 4 шт это 34 160. У вас остается от вашего бюджета еще деньги на какой то простенький Вымпел в качестве ЗУ для годового обслуживания и КТЦ. И далее лет на 10 вы забываете о проблемах.

[Vitox]

вот на пальцах мы и получаем, что пока "до точки МРРТ " не додет дело, то с солнечной снимают этот самый 0.0005Вт 
А если солнце за тучами и всего 12в на солнечной? она что, даже 2А тока не отдаст? Отдаст!
но никого это не волнует, потому что контроллер ждет МРРТ. 
вот я и говорю: если перестать гнаться за эффективностью, а она у солнечной вообще ниже 15%, то нам надо _любую_мощность_ снимать с солнечной. По итогу, при интегрированном сборе всего что можно снять с солнечной, мы получим существенную прибавку к получаемой в сутки энергии.
Я писал уже про ветряк: если ждать от него работы по МРРТ то его вклад за сутки едва 50Ватт(!) а если высасывать с него все что он может дать, следя только за тем чтобы лопасти не останавливались, то можно легко получить 200-300Ватт.  У меня ветряк на ветре в 1-3мысы не мог подняться на уровень 24-30Вольт, зато лампу в 50Вт 12в светил очень уверенно   а это почти 4.5А тока   которые можно было хоть как-то ДС-ДС затолкать в АКБ, которые и так на голодном пайке.

Интересные расчеты... Ну во первых при КЗ и токе 5А эти самые 100Вт пойдут на нагрев модулей, никаких там 0.00005Вт во время поиска максимальной точки. МРРТ контроллер ищет точку посредством вычисления максимального соотношения тока и напряжения, сообразуясь с характеристиками освещенности панели. Минимальный старт происходит при превышении КПД преобразователя и никакую МРРТ контроллер не ждет. На малых мощностях МРРТ контроллеры проигрывают PWM. Так работают НОРМАЛЬНЫЕ МРРТ, в частности Morningstar, Victron Energy. На ветряках МРРТ работает намного эффективнее, чем ШИМ, при условии превышения напряжения хотя бы на 10-15% от напряжения на АКБ. А указанная характеристика точки максимальной мощности на самой СП, является лишь ее ТТХ и к максимальной точке контроллера никакого отношения не имеет. Да, при напряжении от источника=напряжению на аккумуляторе, МРРТ сливает ШИМ вчистую, там эффективность вообще низкая. Но СП даже в сильную облачность дает почти такое-же напряжение как и в солнечную, поэтому превышение напряжения есть всегда. В пасмурную погоду ШИМ выигрывает за счет того, что U СП=U АКБ и если есть хоть малейший ток то АКБ будут заряжаться.

[Vitox]

У меня ветряк на ветре в 1-3мысы не мог подняться на уровень 24-30Вольт, зато лампу в 50Вт 12в светил очень уверенно   а это почти 4.5А тока

При таких характеристиках ветряка, МРРТ выдал бы при 12В около 6-8А тока. 

[Vitox]

Вот посмотрите, работа МРРТ с ветряком  Смотрите с 5 минуты.

Контроллер дешевый, но очень неплохие о нем отзывы

[Fikys]

я бы купил просто 4 шт автомобильных Баннера по 100 Ач,

Не проходят по тех. условиям. Надо минимум 7кВт/ч, а у них - максимум 4,5. Если же брать те, что вы рекомендовали ранее, 225а/ч, то не проходят по бюджету. Такая вот нескладушка получается...

лебедкой они часто высаживаются в ноль, и никаких проблем с ними нет. Служат при этом лет по 10 без проблем.

Как часто вы выезжаете на свои покатушки? В каждой ли из них вы высаживаете аккум в "ноль"? И, кстати, что в вашем понимании " высадить в ноль"? Я считаю, что в СЭ аккумам похуже живётся, чем на вашем "Джипе", дней без солнца в наших краях хватает, а в этом случае аккумы работают уже не в буферном, а в циклическом режиме, причём заряжаются только в режиме СС, т.к. отрабатывать ещё и CV от бензогенератора экономически нецелесообразно. Сильно сомневаюсь, что при такой эксплуатации даже очень качественные автомобильные СА выдержат 10 лет, тем более, если их не подлечивать ЗУСом, ведь это не комильфо 

У вас остается от вашего бюджета еще деньги на какой то простенький Вымпел

Это у вас остаётся.  У меня скидок в этом магазине нет, да и доставлять их мне бесплатно вряд ли кто будет. 

[Alex Rad]

Нельзя сравнивать кпд электронных устройств с кпд солнечной панели.
Серийно выпускаемые в настоящее время монокристаллические и поликристаллические панели имеют эффективность (кпд) 12 — 19 %. Для конечного пользователя эта цифра означает только физический размер солнечной панели. То есть, панель мощностью 100 Вт с эффективностью элементов 12% будет иметь большую площадь, чем панель с такой же мощностью, но эффективностью 19%. Этот момент можно учитывать только при установке солнечных систем большой мощности при ограниченной площади установки.
Характеристики СБ 100Вт с разным кпд совершенно одинаковы, кроме размера.