3D-tulostettu tuuliruuvi

Savonius

Well-known member
Useimmiten noissa mikroinverttereissa MPPT alkaa toimimaan 16-20V tienoilla. Verkkoon se syöttää jo aiemmin kunhan on käynnistynyt. Tietrnkin akkuja voi olla kolme. Silloin virta pitää saada alemmaksi. Osassa mikroverkkoinverttereissä on limitteri mutta en luota niihin.
 

vesioinas

Active member
Testasin hakkurin lähtöä ~50W teholla. Näytti olevan aika tasaista kuorman impedanssista riippumatta. kuormana oli 3D-tulostimen 8ohm lämmitysvastus ja 82uH toroidi sarjassa. Virtaraja pysyi samana, mutta jännite kasvoi vähän toroidin kera. Myös kohinaa oli enemmän, mutta ei mitään piikkejä kuitenkaan.

Korvaan CC-trimmerin (Current Ctrl) ohjelmoitavalla lineaarisella vastuksella (X9C104 tai X9C103), jossa on sata askelta. Toiminta-alue 0.20..15A pitänee ehkä rajata vähän suppeammaksi esim. 0.20..5A.

***
X9C104/103 kestää virtaa vain 1mA ja varmistin vielä, ettei CC-trimmerin jännitehäviö ylitä speksattuja maksimiarvoja. Vastuksessa on haihtumaton muisti ja sen voi asettaa starttaamaan aina minimivirtaa vastaavalla arvolla. Hakkurin ulostulossa minimivirta on ~200mA vaikka trimmeri olisi säädetty nollaan - jos virta pitää saada pienemmäksi tai kuorma kokonaan irti niin se pitää tehdä jollakin ulkoisella kytkennällä. Esim. pieni ssd-rele tai fetti riittää kun max virta on vain 3-4A 12V lähtöjännitteellä. Erillinen kytkin on ehkä tarpeen muutenkin, jos lataan vaikkapa akkua, jonka napajännite on jo tapissa. Hakkurissa on kyllä toisella trimmerillä säätyvä lähtöjännite, mutta se on altis lämpötilan vaihtelulle.

Kierrosrajoittimen testaamisessa käytin kuvassa ylempänä olevaa boost-hakkuria, jolla jännitteen saa nostettua jonnekin 80V asti.

Screenshot_20211122-185336.png
 
Viimeksi muokattu:

vesioinas

Active member
Useimmiten noissa mikroinverttereissa MPPT alkaa toimimaan 16-20V tienoilla. Verkkoon se syöttää jo aiemmin kunhan on käynnistynyt. Tietrnkin akkuja voi olla kolme. Silloin virta pitää saada alemmaksi. Osassa mikroverkkoinverttereissä on limitteri mutta en luota niihin.
Mulla on EVT300 ja siinä MPPT:n toiminta-alue on vain 24-45V (48..72 solua). Valistajan mukaan laite toimii kuitenkin jotenkin 18-54V jännitteillä.

Hakkurin hyötysuhde on suunnilleen 90% ja lyijyakun latauskemia voi hukata jopa 40%. Akuista saa siten heikoimmillaan ehkä puolet ulos mikroinvertterille verrattuna siihen mitä akkujen latauksessa syötetään sisään.
 
Viimeksi muokattu:

vesioinas

Active member
Tarkoitatko että jos lataan lyijyakkuun 1kWh:n saan siitä ulos 500Wh jos syötän sen mikroverkkoinvertteriin?
En vaan lyijyakun lataus- ja purkukemia on huonoimmillaan sellainen, että 40% menee hukkaan. Reaktioyhtälö on sellainen ja suuri osa menee lämmöksi. Koko lataussykli tuskin on niin huono - puolet ehkä (20%), jos pitäisi arvioida. Litiumilla käsittääkseni hyötysuhde on päälle 90% hyvällä laturilla. RC-akkujen laturit näyttävät yleensä latausenergian, jonka laskiessa voi todeta heikentyneen akun kunnon.
 
Viimeksi muokattu:

vesioinas

Active member
Taidan tehdä säädöstä logaritmisen niin, että generaattorin jännite säätää lähdön virtarajaa logaritmisesti ja lähtöjännite pysyy kiinteänä vaikkapa 12.5V. Sillä saa ladattua esim. 6Ah akkupaketin, jonka kasasin kesällä toista laitetta varten. Logaritmimuunnoksen voinee skaalata/trimmata vauhdissa käsin niin, ettei turbiinin kierrosnopeus oskilloi liikaa.

***
Virtaa säätävä ohjain alkaa hahmottua pertinax kytkentälevylle. Mikrokontrolleri on halpa 5V 16MHz ATmega328p promini kopio, jota on tullut käytettyä kaikenlaisissa härveleissä ja mm. sonar-tuulimittarissa. Pienempi buck-boost -hakkuri tuottaa 5V käyttöjännitteen isomman hakkurin ulostulosta kunhan jännite pysyy 2..15V välillä Lähtöä voi kytkeä ON/OFF P-kanava fetillä - kun lähtö on päällä niin digimittari näyttää jännitteen ja virran, joiden tulo on sitten myös teho. Erillinen mittari on mukava kun se ei tarvitse mitään ulkoista ohjausta. Generaattorin lähtöjännitettä varten on analogiamittari, jonka skaala riittää nyt vain 50V asti. Kierrosrajoittimella aiemmin säädetty maksimi on 58V. Jos kuorma on kunnolla päällä niin maksimia ei saavuteta ihan pienellä tuulella kuitenkaan, joten olkoon noin. Potikka on virtaa säätävän vastuksen kanssa sarjassa eli sen pitäisi skaalata virtakäyrää lineaarisesti ylös/alas. Virtakäyrä syntyy Arduinolla mäppäämällä sisäänmenojännite logaritmiseksi vastusarvoksi. Jotenkin noin sen ajattelin toimivan.

IMG_20211124_013832100_HDR_2.jpg
 
Viimeksi muokattu:

vesioinas

Active member
Lataussäätimen ABS-kotelo valmistui tulostimessa viime yön aikana. Gain-potentiometrille pitää vielä porata reikä johonkin sopivaan kohtaan kun se unohtui piirroksesta. Lähtöön voi kytkeä muutakin kuormaa akun sijasta kunhan jännite pysyy >2V. Muuten mikrokontrolleri ei pysy käynnissä. Lähtöä ohjaava fetti toimii niin, että ulostulo pysyy irti kytkettynä kunnes syöttöjännite nousee riittävästi. Myös ennenkuin mikrokontrolleri käynnistyy. Startti kestää alle 2s kun tässä ei ole esim. mitään I2C-laitteita alustettavana.

Screenshot 2021-11-25 11.00.03.png
 
Viimeksi muokattu:

vesioinas

Active member
Harmittavasti digivastus X9C103 ei tunnu kestävät nopeita transientteja isommilla virroilla. Testailin oikosulkemalla hakkurin lähtöä. Koitin myös suodattaa isommat piikit pois nopeilla diodeilla, mutta sepä ei vielä riittänyt. Kokeilu on vähän turhauttavaa ja maksaa aina euron per osa. Jos ei löydy toimivaa suojausratkaisua niin korvaan digivastuksen muutamalla optoerottimella EL817 tai vastaavalla ja passiivisella vastusverkolla.

***
No nyt tuntuisi toimivan ainakin labrapowerin kanssa ja moduli sopii koteloon juuri sopivasti. Aikamoisen selvittelyn jälkeen vika löytyi omasta kytkennästä. X9C103-digivastuksella saa nyt ulos max 4.3A. Jätän ulkoisen säätimen pois, koska tuo virta riittää ja jännitettä voi nostaa 15V asti. Punainen pikkuhakkuri ei kestä enempää. Mikrokontrolleri starttaa nyt ok, mutta ohjelmisto puuttuu vielä. Jäähdytysrivasta pitää myös leikata palanen pois, jotta vedonpoistaja ja johto mahtuvat paremmin. Kotelon takaseinässä on aukot jäähdytysrivalle ja lisään kotelon kattoon vielä jonkin tyynyn, jotta isompi hakkuri ei pääse heilumaan liikaa. Huomiseksi ei ole luvattu juurikaan tuulia, joten eipä tällä ole kiirettäkään. Voisin katsella pystytolpille harukset valmiiksi.

Screenshot 2021-11-26 23.58.08.png
 
Viimeksi muokattu:
Ylös