Puuhan ajatus step-down hakkurin ja pwm-säätimen yhdistämisestä.

[Jussi]

Jatkoin tänne tätä: http://ilmaisenergia.info/foorumi/index.php?topic=1353.15

Sen verran ajattelutti, että piti tuolla lauteella oikein miettiä. Tosin kuten sanottukin, vaikea labrata päässä kytkistä, jossa kaikki vaikuttaa kaikkeen. Aika tehokkaitakin hakkurireguja saa nykyään kohtuuhintaan.
Panelien mpp-pisteen jännite kai kuitenkin muuttuu reilustikin eri olosuhteissa, mutta pysynee kuitenkin käytännön "oikeissa tuottavissa" olosuhteissa kohtuu lähellä jotain. Esim. näillä mun ohutkalvoilla se lienee luokkaa 39V. Joten panelien ja säätimen välissä olevan hakkurin pitäisikin reguloida sisääntulo oikeaan kohtaan normaalin ulostulon sijasta. Se vielä jotenkin onnistuis ehken simppelillä analogisella kikkailulla regun antojännitteen säätöpiiriä kiusaamalla, jos perässä olisi staattinen kuorma. Mutta kun siellä on sitten se varsinainen säädin, joka muuttelee ottovirtaansa oman tarpeensa mukaan. Sitten on vielä hakkurin käytös tilanteessa, jossa panelijännite on vielä kovin matala... Onhan niitä myös step-up ominaisuudella olevia hakkureita, mutta panelien antovirtakin on yleensä olematon siinä tilassa. Hakkurin käytös vajaalla paisteella ja varjojen kohdalla voi olla surkeaa seurattavaa. Jos se yleensä särkymättä suostuu pelailemaan.
Pähkäily ei nyt heti ainakaan puolla emppiiristä vaihetta. Jatkakaa...

 

[Jussi]

Luettu oli jo, en viittiny editoida.
Lisäys: Olin jo vähällä laittaa paitsi, jos... Mutta ei, ei se toimi edes yksinkertaisimmillaan pelkkänä alentajana, ne kun on lähes poikkeuksetta reguja. Jos ne olis vaikka puolittajia, niin sitten ehkä.
Jos se jälkimmäinen säädin saa suht vakioitua vaikkapa hyvää 16V jännitettä, niin sehän lataa oman kykynsä ja akun tarpeen mukaan vaikka täysillä, kun se ei huomaa, että panelit hyytyy. Ja panelihan kyykkää sillon totaalisesti, kun välihakkuri yrittää kaikkensa pitääkseen ulostulon ylhäällä. Kaikki sammuu, ja sitten taas kaikki herää. Poing-poing. Kyllä se vaan taitaa olla niin, että säätöpiirin jokaisen osan on oltava selvillä toistensa touhuista, muuten tulee ongelmia jossain muodossa ihan varmasti. Ostetaan (tai tehdään) siis valmis säädin, joka tekee tarvittavan jutun kokonaisuudessaan.

 

[Puuha]

joo, tuo oli tiedossa että panelin jännite laskee jonkinverran tilanteessa jossa akku kovin vajaa kunnes napajännite nousee 13,8V joka on tyypillinen latausjännite. hakkurin toiminta on kuitenkin sellainen että se toimii tietyllä jännitevälillä sisääntulon osalta. eli se ei laske alle akun napajännitteen+häviöt akku->paneli välillä. eli totaalista kyykkäämistä ei tapahdu.

asia voi olla ettei 14,6V jännitettä voi hakkuri työntää ilman että jokin osa kyykkää.

asiaa voidaan perjaatteessa muuttaa niin että hakkurin step-down asetetaan 13,8V. tämä riittää akun lataamiseen mutta ylläpitolataus ei tapahdu jolloin tätä ei voida käyttää kuin järjestelmissä joissa on kokoajan kuormaa.

 

[kotte]

Peruskytkentä, jolla homman saa toimimaan on kumminkin sellainen, että paneelin ulostulon rinnalle laitetaan riittävän suuri kondensaattori (tai jopa pieni akku) ja kytketään hakkurin (jännitteenkorottimen/-alentajan) säätö niin, että kondensaattorin (siis inputin) keskimääräinen jännite pyritään pitämään vakiona. Toisiojännitteen säätäminen on sitten oma kysymyksensä (ja onnistuu vaikkapa säätämällä hakkurin käynnistystä ja pysäytystä, kunhan vain puskurina on jälleen iso kondensaattori tai pieni akku).

Paneelin ulostulon optimijännite ei juurikaan muutu säteilyintensiteetin muuttuessa ja pienet muutokset voisi periaatteessa kompensoida hakkurilta todennettavan tuottoarvion perusteella (siis esim. säätämällä inputin tavoitejännitettä hakkurin todetun toimintataajuuden perusteella, jos kyseessä on yksinkertainen boosteri-/buck-kytkentä hakkurin ohjaamiseksi).

 

[Puuha]

eli oletukseni ilmeisesti on oikea siinä että halppis MPPT-säätimet ovat käytännössä vain hakkuri+pwm pitää paikaansa?

edit: kuinka mitoitetaan nuo kondensaattorit sopeviksi ensiöön? normiakku ei taida käydä sillä paneli lataisi sitä laskien panelin jännitettä. pitäisi olla akku jonka jännite olisi yhtä panelin Vmmp:n kanssa jotta homma toimisi ajatuksen mukaan. toisiolle yleensä hakkureissa on jo omat kondensaattorit ja mielestäni nämä taitavat ajaa asiansa.

 

[Jussi]

Optimaalisessa tilanteessahan tuon varmasti saa hyvin toimimaan, mutta kun se tila ei ole vakio, eikä vakaa. Tässä tarkoitan sitä, että panelien antoteho on sopivasti enemmän, kuin säätimen maksimi lataus vaatii ja lisäksi aurinko paistaa hyvin ilman varjoja.
Mutta aamu ja ilta, pilvet ja muut varjot sotkee tuon tehokkaasti. Eli kyllä toimiakseen sekä hakkurin, että varsinaisen latauksen on oltava saman älyn kontrollissa. Kahtena erillisenä yksikkönä käytös voi olla ihan mitä vaan siedettävän ja katastrofin väliltä. Empiirinen koekin oikeastaan vaatisi ainakin kahdesta pisteestä tallentavalla muistiskoopilla otettuja näytteitä.

 

[Puuha]

mielestäni lopputulos voi olla todettavissa myös niin että verrataan pelkän PWM-säätimen kanssa tulleita tuottoja vs. hakkuri ja PWM-säätimen tuottoja keskenään pitemmältä aikaväliltä. jos tämä tuo positiivisia tuloksia voidaan jatkaa seuraamalla sekä tutkimalla mitä tapahtuu panelin ja akun välillä.

mielestäni hakkurista ei tehoa tule ulos sen enempää kuin mitä paneli sitä pystyy työntämään. paneli pyrkii joka tapauksessa pysymään mahdollisimman lähellä optimijännitettä vaikka paneli varjostuisi vain virran muuttuessa. epäilisin tämän johtavan siihen että hakkuri+PWM-säädin tuottaa enemmän joka tapauksessa verrattaen PWM-säätimen kera tuottoon.

pitäisin suurimpana ongelmana löytää sopivaa lähtöjännitettä hakkurille jolla saataisiin paras toiminta. akku vain sotkee loogista ajattelua sen toiminnan vuoksi. tähän voisi tietenkin olla korjaavana toimenpiteinä kotten ehdottelemat kondensaattorit ensiölle.

tämä on aika mielenkiintoinen dilemma. voi olla että kaikki on väärässä.

 

[kotte]

Optimaalisessa tilanteessahan tuon varmasti saa hyvin toimimaan, mutta kun se tila ei ole vakio, eikä vakaa. Tässä tarkoitan sitä, että panelien antoteho on sopivasti enemmän, kuin säätimen maksimi lataus vaatii ja lisäksi aurinko paistaa hyvin ilman varjoja.
Mutta aamu ja ilta, pilvet ja muut varjot sotkee tuon tehokkaasti. Eli kyllä toimiakseen sekä hakkurin, että varsinaisen latauksen on oltava saman älyn kontrollissa.

Siis paneelien optimaalinen kuormitus edellyttää, että  teho puretaan tietyllä jännitteellä, mutta tuo jännitehän ei juuri muutu valaistusintensiteetin perusteella. Kun teho syötetään kondensaattoriin, ei sen koko ole kriittinen, kunhan kondensaattoria vastaavasti puretaan riittävällä pulssitaajuudella ja virralla (mitoitus on tehtävä jännitteen heilunnan ja virrankestospeksien perusteella).

Tuon kuormituspuolen ohjaus siis perustuu kondensaattorin jännitteen seuraamiseen (purkupulssi käynnistetään jännitteen nousun perusteella). Jos tähän sitten liitetään korkeamman prioriteetin säätö., joka estää purkupulssin käynnistymisen, kun syötettävän pään jännite on  noussut liian korkeaksi, tästä seuraa yksinkertaisesti, että tulokondensaattorin jännite vain nousee paneelien kuormittaman jännitteen tasolle. Kun tehoa taas voidaan ottaa vastaan, kondensaattori purkautuu muutamalla pulssilla (säteilytasosta riippuen), jolloin paneelit taas pääsevät syöttämään kunnolla tehoa.

Ei tässä omasta mielestäni ole mitään tarvetta sen kummemmalle "yhteisälylle". Periaate on itse asiassa hyvin samatapainen, joilla monet hakkurivirtalähteetkin toimivat (lisänä vain säädön siirtyminen saatavilla olevan tehon mukaan säätyväksi sillloin, kun kuorma pystyisi imemään enemmänkin, mutta tuottoa ei ole enempää saatavilla)..