Vastuksen "PWM" tehonsäätö

Torsti

Member
Tuleeko kenellekään mieleen onko väliä millä 50 Hz:sta jaetulla kytkentätaajuudella tehoa säätää ja onko siitä sähköverkkoon päin negatiivisia vaikutuksia esimerkiksi sähkömittarin tunnistaman energiankulutuksen muodossa?

Idea on siis tehdä 230V / 2 kW vastuksesta näennäisesti 1 kW vastus katkomalla virransyöttöä nollapisteessä kytkevällä puolijohdereleellä.

Ohjaus olisi sähköverkon 50 Hz jakotaajuus joko jaettuna kahdella, neljällä tms.
High ja Low jaksot ovat symmetriset eli yhtä kauan vastus päällä kuin pois päältä (50% päälläoloaika)

Kuva ajoituskaaviosta havainnollistamiseen.
Input olisi 50 Hz ja jaetut taajuudet Q0 - Q2

Counter_output.JPG
 

vesioinas

Active member
Miksi pitäisi käyttää 50Hz? Kai tuollainen vastus kestää vähän pidempiäkin jaksoja ja hitaampaa kytkentätaajuutta vaikkapa 30s/30s.
 

rotzi

Well-known member
7.5min/7.5min on/off niin tulee keskimäärin 1kW...tuo sopii sitten jo uuteen tasejaksoon, en siitä oo ihan varma koska kaikki on 15 min jaksossa...saattaa olla jopa 2023, Finngrid saattaa löytyä tieto.
 

korsteeni

Active member
7.5min/7.5min on/off niin tulee keskimäärin 1kW...tuo sopii sitten jo uuteen tasejaksoon, en siitä oo ihan varma koska kaikki on 15 min jaksossa...saattaa olla jopa 2023, Finngrid saattaa löytyä tieto.
on se helppoo, kellot pitää olla kohillaan ja jos pitääkin poiketa tuosta tehovaatimuksesta voi pakka mennä sekaisin laskutuksen suhteen jos aurinkovermeistä kyse
 

rotzi

Well-known member
on se helppoo, kellot pitää olla kohillaan ja jos pitääkin poiketa tuosta tehovaatimuksesta voi pakka mennä sekaisin laskutuksen suhteen jos aurinkovermeistä kyse
Kuten sanoit niin helppoa...
Mielestäni aloittaja ei ole ilmaissut mitään poikkeamishaluja eikä tarkemmin muutakaan mitä touhutaan, tavoite oli vain 2kw>1kw...
Eikä ne kellotkaan väitteesi mukaan tartte millään lailla olla kohillaan jos tehdään 7.5 min kanttia, aina osuu tasejaksolle ka. 1kW teho.
Toinen asia on jos ei ole pitkäkestoisesta toiminnasta kyse ja tarttetaan ajallista tarkkuutta kytkentähetkiin.

Ehkä @Torsti vois vähän avata enemmän mistä kysymys?
 

Torsti

Member
Aurinkosähkön tuoton optioinnista on tosiaan kyse.
Tuo minimi tai maksimi jakotaajuus oli mietinnässä josko siitä on hetkellisen energiamittauksen ja suunnan (myynti vai osto) kannalta jotain merkitystä.
2 kW -> 1 kW oli vain esimerkki. On tarkoitus muuttaa useamman vastuksen tehoja ja siten, että niitä voi välillä muuttaa helposti.

@mestariviheltäjä Kiitos, tuo näyttää äkkiseltään siltä mitä olin hakemassa. Speksien mukaan en ihan heti saanut selville onko kysessä vaihekulmasäätö kuten Triacilla vai luodaanko silläkin katkottu pulssijono nollapisteessä katkaistuna / kytkettynä?

Löysin myös Japanilaisen valmistajan RKC joka tekee myös puolijohderelettä jota voidaan säätää potikalla halutun tehon säätämiseen. Lopputuloksena on juuri PWM tyylinen pulsiijono ja kytkentä nollapisteessä.

RLC SSNZ-15F_Specs.JPG RLC SSNZ-15F_Connection.JPG
 

korsteeni

Active member
tuohon on valmis sapluuna, minulla ollut 4 vuotta käytössä, tässä schema

lisäksi toisella arduinolla ja verttien tuoton/kulutuksen eron mittaavalla virta-anturilla ssr'illä vastuksia tarpeen mukaan
mk2 hoitaa vain hienosäädön ssr' ällä
 

rotzi

Well-known member
Aurinkosähkön tuoton optioinnista on tosiaan kyse.
Tuo minimi tai maksimi jakotaajuus oli mietinnässä josko siitä on hetkellisen energiamittauksen ja suunnan (myynti vai osto) kannalta jotain merkitystä.
2 kW -> 1 kW oli vain esimerkki. On tarkoitus muuttaa useamman vastuksen tehoja ja siten, että niitä voi välillä muuttaa helposti.

@mestariviheltäjä Kiitos, tuo näyttää äkkiseltään siltä mitä olin hakemassa. Speksien mukaan en ihan heti saanut selville onko kysessä vaihekulmasäätö kuten Triacilla vai luodaanko silläkin katkottu pulssijono nollapisteessä katkaistuna / kytkettynä?

Löysin myös Japanilaisen valmistajan RKC joka tekee myös puolijohderelettä jota voidaan säätää potikalla halutun tehon säätämiseen. Lopputuloksena on juuri PWM tyylinen pulsiijono ja kytkentä nollapisteessä.

Näytä liitetiedosto 8774 Näytä liitetiedosto 8775
Sullahan näky tuolla olevan monenlaiset vehkeet kun katoin kaaviotasi...eiks kannattais yrittää sitä aurinkosähköä ajaa lämpöpumpun kertoimen läpi lämmöksi ja jos siellä liian lämpöiseksi meinaa mennä niin sitten vaan myyntiin verkkoon ja myöhemmin sillä sitten ostaa pumppusähköö kun on huonompi keli.
Näkyy olevan tehokas aurinkolämpökin jotta eikös se nyt tee, myös sen lämpöpumpun lisäksi, turhaksi aurinkosähkön vastukseen tuuppaamisen?
 

Torsti

Member
@korsteeni Respect.
Avaatko vielä hieman tuota säätölogiikkaa?
Säädätkö PWM ulostulosta SSR+ signaalilla releen päälläoloaikaa vastukselle jotta efektiivinen vastuksen ottoteho vastaa aurinkosähkön ylijäämää?
 

korsteeni

Active member
@korsteeni Respect.
Avaatko vielä hieman tuota säätölogiikkaa?
Säädätkö PWM ulostulosta SSR+ signaalilla releen päälläoloaikaa vastukselle jotta efektiivinen vastuksen ottoteho vastaa aurinkosähkön ylijäämää?
kyllä, oman käytön jälkeen jäävää ylijäämää
tuolla on selostettu, sitä voi ainakin parilla eri tapaa ohjata
 
Viimeksi muokattu:

Torsti

Member
@rotzi Katolla on 8 kWp PV-paneelit.
Ensisijaisesti aurinkosähkö menee talon pohjakuormaan ja lämpöpumppuun mutta tuosta riittää ylijäämää lämmittämään myös käyttövettä.
Näin keväällä ja syksyllä lämpöpumpun pyyntiä nostetaan reilusti päiväksi jolloin laattaan varautuu lämpöä ja illalla pumpun pyynti vedetään minimiin yöksi. Öinen pohjakuorma on sitten enää vain noin 0,8kW.
Käyttövesivaraaja on 500 l ja 3 x 2kW vastukset.
Vastukset ovat nyt kytketyt siten, että yksi on edelleen 2kW ja kaksi sarjassa -> 1kW.
Nyt muuttaisin noita vastuksia hieman pienemmiksi, jolloin säätö olisi pienemmin portain ja käytössä kolme eri tehoista vastusta.
SMA:n Home Manager osaa jakaa ylijäämää automaattisesti kuormille mutta hieman liian karkeaa, kun hyppäys on 1kW tai 2kW kerrallaan.
Käyttövesivaraajaa ei ole kytketty suoraan aurinkolämpöön.
Siitä olisi tullut hieman liian monimutkainen viritys joten se lämpenee ainoastaan sähköllä.

Kaaviossa Wh ovat tietenkin kWh. Siellä oli joku bugi yksiköihin liittyen, kun loin kaavion ja ne jäi nyt noin, jos joku niitä ihmettelee.
 

rotzi

Well-known member
Käyttövesivaraajaa ei ole kytketty suoraan aurinkolämpöön.
Siitä olisi tullut hieman liian monimutkainen viritys joten se lämpenee ainoastaan sähköllä.
Eli lämpöpumppukaan ei tuota lämmitä, eli aina suoralla sähköllä?
Onko esilämmitystä kuitenkin auringolla/pumpulla, eli siten osittainen apu?
Eikös tuota keräinlämpöä tule älyttömästi kesällä, mihin se kuluu jos ei LV:hen?

Energiaa tulee sulla joka tuutista, iso taitaa olla kulutuskin kaikkiaan jos 800W on pohjakuroma (2.5x vrt. oma)
 

Torsti

Member
Käyttövesivaraaja on kytketty isoon lattialämmitysvaraajaan kierukan kautta eli sisääntuleva kylmä vesi esilämmitetään ennen käyttövesivaraajaan saapumista.
Keskikesällähän jo pelkkä esilämmitys riittää ilman tulistusta sähköllä, kun lattialämmitysvaraajan lämpötila on 60 asteen yläpuolella.
Koko talon lattialämmitys hoituu pelkällä aurikokeräimien tuotolla toukokuun alkupuolelta elo- syyskuun vaihteeseen.
Lämpöpumppu jää tauolle kesän ajaksi paitsi käytetään satunnaiseen lattiaviilennykseen helteiden aikaan ja lisäksi aurinkosähköä käytetään tarvittaessa IV-koneen jäähdytyskompressorille, 5kW.
Lämpöpumppu on myös yhteydessä lattialämmitysvaraajan joten talviaikaan se lämpenee noin 30 asteen paikkeille joten osaltaan esilämmittää käyttövettä mutta en käytä lämpöpumpun käyttöveden lämmitysoptiota.

Tekisin asioita hieman erilailla, jos nyt aloittaisin puhtaalta pöydältä.
 

rotzi

Well-known member
Näin olin kaaviota katsovinani että kyllä aurinko+pumppu vaikuttaa sekä lämmitykseen ja LV:hen...
IV koneen kompura 5kW sähköä...onko tosissaan...kuulostais jäähdytysteholta?

Onko käynyt mielessä käyttää vastuksia energia pohjalta eli onko sinulla ylijäämä jossain 'hanskassa' eli tiedossa systeemistä, esmes SMA energy mittarilta?
Itse tuntinetotuksessa laitan pumppua päälle kun on jäämässä ylijäämää, samalla periaatteella vastustakin voisin laittaa päälle mutta mieluummin myyn koska se kannattavampaa, sulla on joitakin aikoja keväällä syksyllä kun voinet PVtä tuuppata 500L:aan...~maalis-huhti+syys-loka.
 

kotte

Well-known member
Tuleeko kenellekään mieleen onko väliä millä 50 Hz:sta jaetulla kytkentätaajuudella tehoa säätää ja onko siitä sähköverkkoon päin negatiivisia vaikutuksia esimerkiksi sähkömittarin tunnistaman energiankulutuksen muodossa?
Jo esillä olleen perusteellakin selviäisi, kun riittävän syvälle linkkejä kaivaa, että puolijohdereitä on kahta perustyyppiä, eli vaihekulmasäätimiä (TRIAC-tyyppisiä) ja nollapistekytkimiä (jotka noudattavat aloitusviestin logiikkaa). Kummallakin voi tavallaan säätää tehoa jokseenkin portaattomasti PWM-mielessä ja molempia myydään puolijohdereleinä muutaman integroidun lisäkomponentin kanssa, jolloin kytkentä ja hyödyntäminen on helppoa käytännössä. MK2PVRouter on mukautettavissa molempiin periaatteisiin. Vaihekulmasäädin tekee PWM-säädön puolijakson sisällä (1/100 sekunnissa), ja on siis hyvin nopeasti ohjattavissa, mutta aiheuttaa herkästi radiohäiriöitä, joiden torjuminen vaatii suodattimia ja syvällisempää suunnittelua. Nollapistekytkin on ON/OFF-tyylinen puolijakson tasolla ja siinä suhteessa hitaampi säätäjä. Se ei juuri aiheuta häiriöitä verkkoon päin eikä vääristä energiamittarin lukemia (tuskinpa käytännössä kunnolla suunniteltu vaihekulmasäätökään, koska se on niin tavallinen valaistus- ja moottorisäätimissä).

Ellei ole erityistä syytä, kannattaa pitäytyä nollapistekytkimeen ja sekuntien luokkaa oleviin tai pitempiin vuorottelujaksoihin. Netotusaikana olisi viisasta käyttää perusteena erillistä kahteen suuntaan aitoa ja todellista tehollisarvoa mittaavaa sähkönkulutusmittaria, niin voi huolehtia, että tehollinen kulutus saadaan pysymään mahdollisimman lähellä nollaa virallisaikaan synkronoitujen varttituntien jaksoissa (yleisesti käytetty pelkkä virtamittaus virtamuuntajilla ontuu sikäli, että jääkaapit, lämpöpumput, sähkömoottorit yleensä, elektronikka ja valaistus aiheuttavat vaihesiirtoa eli loistehoa ja pelkkä virtamittaus laskee tuon erheellisesti kulutukseksi tai tuotoksi, vaikkei sähköyhtiö siitä laskutakaan, muttei hyvitäkään, mikä vääristä tilastoa enemmän tai vähemmän eikä pelkän virtatiedon perusteella edes tiedä, onko kulutettu vai tuotettu enemmän, vai sekä tuotettu että kulutettu aitoa maksullista tehoa vai maksutonta loistehoa tai peräti tuotettu maksullista todellista tehoa ja kulutettu maksutonta loistehoa tai miten päin tahansa ja miten vain sekoittuneena, limittyneenä ja lomittuneena; kulutusta ja tuottoahan ei edes pysty erottamaan toisistaan pelkällä virtamittauksella, vaan pitää päätellä tai arvata, kummasta on kyse, mikä menee ajoittain metsään).

Tuollainen muutaman sekunnin kytkentäjakso ei ole varsinainen häiriö, mutta kyllä se saattaa huomata esimerkiksi valojen ajottaisena ja säännöllisenä kirkkaudenvaihteluna. Erityisesti jotkin termostaattiohjatut induktiolevyt ja laserkirjoittimet ovat tyypillisiä jopa kilowattiluokan kotitalouskulutuslaitteita, jotka aiheuttavat tuollaista ilmiötä. Kaikki eivät edes moista huomaa, mutta valaistusvaihtelun säännöllisyys usein paljastaa. Nollapistekytkentään perustuva puolijohderele on joka tapauksessa tyypillisesti edullisin, yksinkertaisin, joustavin ja luotettavin keino ohjata vastuksen tapaista kulutuslaitetta portaattomasti ja hyvin tarkasti takaisinkytkettyyn tilastotietoon perustuvan ohjauksen avulla. Ratkaisu on yleisesti käytössä silitysraudoista sähkölämmitysradiaattoreihin termostaatin ohjaamina ja noitahan ovat sähkönkulutuspisteet joka tapauksessa tulvillaan.
 
Ylös