Hallo zusammen, für meine bestehende Inselanlage sinniere ich über MPP-Regler für die sieben Einzelmodule... Hier erstmal meine grundsätzliche Idee, auch diese könnt Ihr mir ausreden oder verbiegen, da bin ich offen... oder kann immer noch stur bleiben :-) Ich habe mir den Luxus geleistet, sechs 12V-Module mit 100Wp einzeln vom Dach runter zu in den Speicher verdrahten. Hier lege ich sie bis jetzt einfach auf eine gemeinsame Schiene und ab in den Laderegler und in den 500Ah Akkusatz. Den Laderegler (ohnehin an der Belastungsgrenze durch das hinzukommende siebte Modul) würde ich gerne durch etwas mit eigener, durch mich beinflußbarer (programmierbarer) Intelligenz ersetzen. Und in diesem Zuge jedem der Module eine MPP-Schaltung verpassen, die über den zentralen Regler enabled wird - somit gleichzeitig das Stellglied für die Lade-Abschaltung bei vollem Akku ist. Diese MPP-Schaltung soll also nicht die Akkuladung regeln, sondern nur einfach die maximale Leistung aus jedem Modul rausholen, und gerne auch über eine Schnittstelle diese Leistung dem Zentralregler mitteilen. So daß man diese loggen kann und so die Beschattungssituation über den Tag verteilt ansehen, und die Leistungsdaten der Module untereinander vergleichen kann. Um diese MPP-Schaltung geht es jetzt. Es gibt tolle ICs von Linear Technologies, aber mit aufwändiger externer FET-Beschaltung und oft in Buck-Boost und natürlich mit eigener Lade-Intelligenz. Sind sie überhaupt zu beschaffen? Teuer? Gehts nicht einfacher z.B. mit AVR und einfacherer Wandler-Topologie? Habe jetzt in anderen Threads schon gelesen, daß aufwärtswandeln bei beschatteten Modulen wenig Sinn macht, zumindest wenn man mit typischen 12V-Modulen einen 12V-Bleiakku lädt. Und zuletzt natürlich noch die Frage nach der Realisierung, wie teuer werden die leistungstragenden Bauteile wie Spule, Fets, Kondensatoren...? Soweit erstmal Euer Tom.
Wichtige Frage vorab: geht es Dir um die Wirtschaftlichkeit, oder um den Spaß am Basteln?
Ein langsamer MPP-Regler paßt auch in einen kleinen uC rein. Etwas Aufwand ist erforderlich für die Aufbereitung der Meßwerte und für den sauberen Aufbau der Leistungsstufe. Aber das ist machbar. Als kleine Bastelei habe ich eine simple MPP-Regelung ohne Akkuüberwachung in eine kleine Picaxe gestopft und mit Gartenlampen-Solarzellen und 12V-Akku ausprobiert. Ging.
Definiere doch mal bitte "12V-Module mit 100Wp". Das Datenblatt könnte etwas Einfluß auf die Schaltungswahl haben. Prinzipiell sollte ein µC das auch können. Je nach Konzept wäre das Standardgeeargument, Aufhängen des Controllers, auch unkritisch. Dazu später mehr. Zum Ladergler. Was für einer it es? Ich nehme an er gerät einfach bei Vollast an seine Leistungsgrenze. Es gibt ja mehrere begrenzende Faktoren: Stromaufnahmefähigkeit des Akkusatzes, Kapazität... Das meiste wird bei Teillast "gegerntet" Auch wenn er die Maximalleistung nicht verarbeiten kann, muß das kein (gravierender) Nachteil sein. Ein stärkerer Laderegler bringt eventuell nicht soviel wie erhofft und umgekehrt könnte die erhöhte Teillastleistung (zusätzliches Modul + MPP-Tracking) schon reichen um die Akkus in der Regel ganz zu füllen. Ich suche selber gerade nach den verschiedenen Möglichkeiten der Akkuwahl. Daher würde ich gerne Wissen was Du als Akkusatz genommen hast und ob die Akkus einfach parallel liegen oder doch irgendwie voneinander getrennt sind falls ein Akku einen Zellschluß erleiden sollte. Es wäre auch interessant zu wissen wie tief ein Zyklus bei Dir im Mittel ungefähr ist. Das ist natürlich schwer abzuschätzen. Gute netzparallele Anlagen erzielen im Jahresmittel 2 KWh täglich umgerechnet auf deine 700 Wp. Das wäre je nach Nutzugsprofil in der Größenordnung eines Drittels bis die Hälfte deiner Nennkapazität. Naturgemäß erzielen Inselanlagen im Mittel etwas geringere Erträge.
Vielen Dank für das Interesse und die Antworten bis hierher schonmal. Ich versuche Eure Fragen zu beantworten. 1. Stimmt schon, es geht auch oder sogar vor allem um das Basteln, den Lerneffekt, auch darum, die Anlage mit den Messwerten verfolgen zu können... 2. Das Basteln der Elektronik selbst ist für mich eher eine Hürde. Ich kann mich aber schon etwas reinfuchsen, und bei der Ausführung (Schaltplan, Layout) die Hilfe eines Kollegen samt den Werkzeugen, die ihm zur Verfügung stehen, in Anspruch nehmen. Ich denke auch, daß der Leistungsteil gewisse Kosten verursachen wird. Wirtschaftlicher und einfacher wäre es sicher, noch 2-3 weitere Module dazuzukaufen... 3. Daten der Module: Nennleistung Pmax 100 W +/-3% Nennspannung Vmp 18.3500 V Leerlaufspannung Voc 21.600 V Nennstrom Imp 5.4500 A Kurzschlussstrom Isc 5.990 A 4. Bisheriger Laderegler: Ist halt so ein schwarzes Kästl mit kleinem LCD-Display aus China, ein paar Parameter wie Abschaltspannung, Ladeschlußspannung lassen sich über ein Menü einstellen. Der Wunsch, ihn zu ersetzen, kommt nicht wegen der "Leistungsfähigkeit" - die Leistung kommt aus den Modulen und wird in die Akkus weitergereicht bzw. aus den Akkus und wird an die Verbraucher weitergereicht. Es ist vielmehr die Strombelastbarkeit von max. 30A Ladestrom, die mit einem siebten Modul dann sicher überschritten wird. 5. Einen weiteren Wunsch, beim Laden selbst programmierte Intelligenz zu verwenden , muß ich hier noch weiter ausführen: Ich habe meine Anlage "Inselanlage" genannt, weil keine Einspeisung stattfindet. Aber es werden einfach ein paar ausgewählte Verbraucher im normalen Haus damit versorgt. Sind die Akkus leer, schaltet der Laderegler die Last (Wechselrichter) ab und ein Relais springt um und versorgt diese Verbraucher dann doch aus dem Netz. Das heißt aber, daß die Akkus im Winter ständig an der unteren Entladegrenze herumschwanken, die gottseidank wenigstens am Regler einstellbar ist. Mit eigener Intelligenz könnte ich täglich nur soviel von den vollgeladenen Akkus entnehmen, wie zu erwarten ist, daß am nächsten Tag wieder reinkommt. 6. Akkus: Es sind 5 Stück Hoppecke Bleigel-Akkus 12V 93Ah aus einer Notstromversorgung, parallel geschaltet. Das ist nicht die technisch beste Lösung, aber war ein gutes Angebot und wie bei allen anderen Komponenten galt: ich wollte die Sache einfach mal ans Laufen bekommen. Grundsätzlich halte ich seriell geschaltete einzelne dicke 2V-Zellen für die technisch beste Lösung. Mit der Parallelschaltung habe ich persönlich trotzdem kein schlechtes Gefühl, denn alle defekten Bleiakkus, die ich bis jetzt gesehen habe, weigerten sich vor allem, Ladestrom anzunehmen oder Strom abzugeben. In einer Parallelschaltung laufen nach meinem Dafürhalten solche Kandidaten die Spannungsverläufe beim Laden und Entladen einfach "kraftlos" mit, aber ohne den anderen zu schaden. Identifizieren solcher Schwächlinge in der Parallelschaltung ist natürlich schwierig. Gerne hätte ich bei einem selbstgebauten Laderegler deshalb eine Strombilanzierung für jeden einzelnen dieser fünf Akkus. Viele Grüße Tom.
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Ich will sowas schon lange bauen... Am besten noch mit (CAN-) Bus anbindung. Wie laufen denn deie Wandler? Alle parallel erzeugen dir eine 12V Schiene? Wieviel Kenntniss hast du von der Materie (El. Entwicklung)? Ist das ein erstes Projekt für dich? Womit hast du schon Erfahrung?
Moment, jetzt hab ich noch keine Wandler, die will ich ja erst bauen. Nochmal langsam zum Mitschreiben: Alle (bisher 6 Stück) Solarmodule gehen parallel auf eine Schiene, von dort geht es in den Moduleingang eines ordinären 12V-Solar-Ladereglers. Alle 5 Akkus gehen parallel auf eine andere Schiene, diese geht an den Akkuanschluß des Solarreglers. Am Lastanschluß des Solarreglers hängen ein 300W Wechselrichter und ein Relais. Das Relais schaltet die 220V-Verbraucher weg vom Wechselrichter zurück auf das normale Netz, wenn der Solarregler wegen entladener Akkus die Last abschaltet. Meine Kenntnisse sind nicht besonders hoch, die Ausstattung, auf die ich zurückgreifen kann, ist ok. Bisherige Projekte sind deutlich kleiner, ein paar Operationsverstärker-Schaltungen, Signalkonditionierungen für Microcontroller... a propos Microcontroller: Das waren in den letzten Jahren eigentlich auch nur diverse C-Controls... Das schlimmste aber ist die wenige Zeit und Energie, die mir für die Realisierung des Projekts zur Verfügung steht. Aber träumen wird man wohl mal dürfen... Viele Grüße Tom.
zu 1 und 2 Das sehe ich ähnlich. Jeder kann etwas und man ergänzt sich. Nach und nach entwickelt man sich so weiter. zu 3 Genau das meinte ich, vor allem der Kurzschlußstrom ist interessant. Ich vermute von den Daten her, daß es Mono- oder Polykristaline Module sind, keine Dünnschichtmodule. Da ist die Differenz zwischen Voll- und Teillast etwas größer. zu 4 Tom H. schrieb: > Es ist vielmehr die > Strombelastbarkeit von max. 30A Ladestrom, die mit einem siebten Modul > dann sicher überschritten wird. Genau darauf wollte ich hinaus. Dann kann der Regler genau bei Vollast nicht alles verwerten. Der sollte dann selber merken wieviel er verarbeiten kann und sich nicht selbst überlasten. Dann wird halt ein Teil des Angebotes nicht genutzt. Aber schau mal in die Statistiken wieviel der Vollastfall ausmacht. Davon ist dann der größere Teil eh im Sommer, wenn die Sonne auch noch länger scheint. Und da werden nur die Spitzen gekappt. Dann ist da noch die Frage ob die Akkus beispielsweise mit 50A geladen werden können. Der Gewinn könnte gering sein, aber hier scheinen die neuen Funktionen des geplanten Sytems von wesentlicher Bedeutung zu sein. Der Regler muß vor allem zu den Akkus passen und weniger zum PV-Feld, auch wenn das Feld und die Akkus im Idealfall auch zueinander passen sollten. zu 5 Nachdem der Netzparallelbetrieb für uns zu hampelig ist, arbeite ich auch gerade Alternativen aus. Dabei favorisiere ich derzeit einen sehr ähnlichen Aufbau, wenn auch mit anderen Zahlen. Gerade die Ertragsprognose und angepaßte Entladetiefe halte ich für sehr interessant und steht bei mir auch im Fokus, ebenso ein Datenbus zwischen den Modulen. zu 6 Das ist für mich sehr hilfreich, da mir praktische Erfahrungen mit solchen Akkusystemen fehlen. Ich hielt eher einen Zellschluß für wahrscheinlicher als daß der Akku hochohmig wird. Zum Aufbau der MPP-Tracker Das wird ein zweistufiges System. Der Tracker lädt den Zwischenkreis und der Lader bezieht von dort seinen Strom. Wenn Du ohnehin alles parallel schaltest wirst Du immer im Spannungsbereich zwischen 0 und der Leerlaufspannung der einzelnen Module Voc liegen, in der Regel eher zwischen Voc und Entladeschlußspannung der Akkus. Vmpp wird im Sommer bei heißen Modulen geringer sein. Das gilt verstärkt für mono- und polykristaline Module, aber auch für Dünnschichtmodule. Aber solange die Spannung noch hoch genug ist um genügend Spielraum für die Regler zwischen Modul und Akku zu lassen, sehe ich keinen Grund Booster einzusetzen. Tom H. schrieb: > Habe jetzt in anderen Threads schon gelesen, daß aufwärtswandeln bei > beschatteten Modulen wenig Sinn macht, zumindest wenn man mit typischen > 12V-Modulen einen 12V-Bleiakku lädt. Das Thema wäre dann damit außen vor. Ein weiterer Vorteil für Dich. Im Gegensatz zum StepUp würde ein µC gesteuerter Eigenbauwandler, wenn er hängen sollte, schlimmstenfalls das Modul vom Zwischenkreis trennen und nichts passiert oder dauerhaft verbinden, was dem Jetzt-Zustand entspräche. Bei den auftretenden Spannungen um die 20 Volt hat man auch eine sehr breite Bauteilauswahl und 6 A sind auch keine unüberwindbare Herausforderung für Fets im Kleinspannungsbereich. In der Situation könnte man aber auch normale PWM-ICs nehmen, wie z.B. den altgedienten TL494, und ihn nach der Eingangsseite so regeln lassen bis er diese auf Vmpp gesenkt hat. Diesen Vorgabewert kann man mit dem µC und dem MPP-Trackig zeitlich unkritisch nach und nach durch eine entsprechende Beschaltung anpassen und auswerten. Der Gedanke dabei besteht in der eventuellen Möglichkeit handelsüblich verfügbare einstellbare Buck-/Step-Down-Regler zu nehmen und nur deren Feedback umzubauen, so daß der Ausgang anstelle des Eingangs geregelt wird. Dabei muß man aber "spiegelverkehrt" denken, da der Regler bei zuviel Spannung abregelt. Wenn er nach der Eingangsspanung als MPP-Tracker arbeiten soll, muß er das Gegenteil tun. Ein invertiertes Signal schafft hier Abhilfe. Relativ leicht sollte sich das mit einer ausreichend starken Stepdown Kanstantstromquelle, die über einen Steuereingang verfügt, erledigen lassen.
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Wenn man mpp gehen will, wieso nicht 24,-48V Stränge und dann mittels mpp auf 14V runterwandeln? Dabei sollteste man auch die Dioden elimieren. Wie ein derzeit die panele geerdet?
Chris S. schrieb: > Wenn man mpp gehen will, wieso nicht 24,-48V Stränge und dann mittels > mpp auf 14V runterwandeln? 7 ist eine Primzahl :P Das würde ein Strang oder ein nicht einheitlicher Aufbau werden. Ich hatte die Idee auch schon, zumal ich bei uns auch höhere Systemspannungen anpeile. Aber bei 5 (wieder Primzahl) Batterien paßt das auch nicht.
19V MPP eignet sich sowohl für ein 24V-Netz mit step-up als auch für ein 12V-Netz mit step-down gut. Der MPP bei brauchbarer Einstrahlung bewegt sich dabei nie über die Batteriespannung weg, außer wenn gar nix zu holen ist. Das ist doch schon mal schön. Vielleicht eignet sich ein solcher Controller http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/NCP1034-D.PDF mit Spannungseinstellung auf 13,8V und MPP-Steuerung über den soft start Eingang.
Das Ding sieht interessant aus. Wenn man jetzt noch fertige Modul Zwecks Modifikation fände, wäre das auch was für mich. :)
Was für Kabel (Querschnitt) hast du verlegt vom Dach zum keller und wie lang sind die Zuleitungen?
Hallo, es freut mich, daß das Thema so viel Anklang findet. Es kommen schon Ideen zur Realisierung auf - wie zu erwarten, wenn man die Frage in einem Elektronik-Forum stellt. Momentan kann ich da aber nicht richtig einsteigen. Ich will erst mal die Infos vervollständigen. Ja, monokristallin. Ich habe quasi sämtliches Zeug bei einem ebay-shop namens solartronic.de gekauft, auch Laderegler und Wechselrichter. Bis jetzt funktioniert alles - wie gut allerdings, das weiß ich nicht. Ich messe lediglich am Nachspeisepunkt der Netzspannung und vor den Netz-Verbrauchern jeweils mit einem simplen Stromkosten-Messgerät, und von Zeit zu Zeit logge ich die Akkuspannung. Seit 1.1.2014 ist zwischen den Stromkosten-Messgeräten eine Differenz von 191 zu 100kWh entstanden, die 600Wp haben also 91kWh erbracht. Über das Spannungsloggen sah ich im Winter, daß fast nichts geht - teilweise brauchte der Regler zwei Tage, um die Hysterese zwischen Last abschalten und wieder einschalten zu überwinden... und jetzt im Sommer wird eigentlich nur die Ladung begrenzt, die Akkus sind ständig voll. Es ist halt wenig Verbrauch da (es hängen die Heizung und die Pumpe für die Solarthermie dran). Um mehr Verbraucher hinzuzunehmen, fehlt wieder die Intelligenz, denn ich will die Akkus ja nicht wieder leerfahren. Verdrahtung der Panels: Ich habe noch nicht mal eine Masseschiene, jedes Modul hat Plus- und Masseleitung vom Modul auf dem Dach bis in den Speicher gezogen, wo die Akkus stehen. Mittlere Leitungslänge pro Modul hin- und zurück zusammengezählt: 11m, bei 6mm2. Zum jetzigen Laderegler möchte ich nochmal sichergehen, daß wir uns nicht mißverstehen: Das ist ein ganz billiges Teil, das den Moduleingang wohl direkt auf die Akkus schaltet und bei Ladeschluß - das weiß ich jetzt nicht genau - entweder kurzschließt oder abtrennt, vermutlich ersteres. Und ich möchte eben nicht, daß beim Shunten von über 30A irgendein Mosfet da drinnen den Geist aufgibt. Ich weiß gar nicht, ob das Ding irgendeinen Ertrag mitloggt... geschweige denn Statistik! Serielles Verschalten der Module: Würde Kabel sparen! Fände ich für MPP auch ganz attraktiv, man könnte mit einfacher Wandler-Architektur auch bei geringem Lichteinfall was rausholen. Aber: Da wandert im Lauf des Tages der Schatten eines Kamins über die Module, im Winter gibts evtl. gerade mittags Schatten auf 1-2 Module... und dann habe ich genau den Fall, den ich nicht wollte, daß mir wegen Beschattung eines Moduls ein ganzer serieller Strang hohen Innenwiderstand bekommt und nichts liefert. So, ich glaube das wärs erstmal mit den Erklärungen zum Sachverhalt. Noch ein - evtl. unqualifizierter - Beitrag zur Realisierung: Ich hatte es mir so gedacht, daß es im Idealfall einfach eine große gemeinsame 12V-Schiene gibt. An dieser hängt jeder einzelne 12V-Akku mit einer kleinen Schaltung zum Strombilanzieren und evtl. Abtrennen - kann plus- oder masseseitig eingeschleift sein. Und pro Modul hängt eine MPP-Tracker-Schaltung an dieser Schiene, die einfach zusieht, daß sie den maximalen Strom einspeist, bis sie vom Hauptregler das Kommando bekommt, aufzuhören. Zuletzt würden an dieser Schiene auch direkt zwei Wechselrichter gespeist, deren manuelle Einschalter ich irgendwie auf Remote-Control vom Hauptregler "aufbohren" würde. Zur Sicherheit haben die Wechselrichter ohnehin noch den eigenen Tiefentladeschutz. Viele Grüße Tom.
Nun habe ich mir mal weitere Gedanken zur eigentlichen Schaltung gemacht. Der TL494 braucht natürlich noch das eigentliche Leistungsglied dazu. Gibt es nicht vielleicht Power-ICs, die alles (außer Drossel und Kondensator) in sich vereinen? Dazu fehlen mir natürlich die Ideen und die Erfahrung. Und den Microcontroller braucht man natürlich auch, um den MPP zu finden (entweder iterativ oder durch komplette Scans). Schön wäre es, wenn die MPP-Schaltung irgendwie die Höhe des gelieferten Stroms dem Hauptrechner mitteilen könnte. Oder vielleicht doch den Fet ganz schlicht über die PWM eines Microcontrollers steuern? Problem zu geringe PWM-Frequenz, zu große Drosseln nötig? Aber was ich toll fände: Ein Layout mit Controller, Strommessung und flexiblem Bestückungsplatz für Fet(s), Drossel, Elkos. Und Kommunikation zum Hauptrechner. Diese Platine kann dann als MPP-Einspeiser bestückt und programmiert werden, oder als Strombilanzierer für einen Akku, oder gar als Lastschaltstufe für einen Verbraucher. Und ist immer dieselbe Platine mit demselben Controller und Kommunikationspfad und mußte nur einmal entwickelt werden. Viele Grüße Tom.
Das ist aber mein letztes Gesabbere für heute... Ich habe im Netz schwache Hinweise darauf gefunden, daß man sich über den eingangsseitigen Stromripple des Wandlers Gedanken machen sollte - also den vom Solarpanel gelieferten Strom. Ein schlichter Buck-Regler scheint mir "geglätteten" Strom abzuliefern und die Eingangsseite mit starkem Stromripple zu belasten. Ich habe keine Ahnung, was das Solarpanel dazu sagt. Muß man wohl entweder den Eingang gut puffern mit Elkos (oder gar Folie?) oder gibt es andere Wandler-Topologien, die das genau umgekehrt machen wie der Buck-Wandler, aber ohne so viele Bauteile wie ein SEPIC oder CUK? Denn die Akkus könnten Stromripple viel besser ab, zumal sich an den Akkus der Stromripple von mehreren Wandlern mittelt, während jedes Solarmodul alleine mit dem Stromripple seines Wandlers zu kämpfen hat.
Im Datenblatt vom MCP1034 ist sogar schon ein Beispiel-Layout für ein Leistungsteil dabei, das sich für eine MPP-Ansteuerung modifizieren ließe. Von klassischen Schaltreglerbausteinen wie TL494 würde ich absehen, da die Verluste höher sind oder der Schaltungsaufwand groß wird. Gegen deine befürchtete Beeinflussung von Stromripple einen ausreichend guten Elko mit auf die Wandlerplatine, bei >100kHz ist dann nit viel zu befürchten. Ein Leistungsteil für eine Akkuüberwachung bräuchte einen anderen Aufbau als ein Solarwandler: Es ist nur ein Mosfet notwendig zum (seltenen) Schalten und eine Strommessung, und der Schaltregler entfällt. Ein Steuermodul mit Mikroprozessor und Spannungs- und Stromeingang kann einheitlich aufgebaut werden für beide Zwecke. Auf meiner Werkbank würde ich alle Geräte primär für autarken Betrieb aufbauen. Das umgeht die Gefahr, daß ein fehlerhaftes Modul das ganze System stört. Was stellst du dir unter einem Zentralrechner vor? Sowas kostet Strom, besonders wenn es ein gewöhnlicher PC ist. -- Vielleicht ist es einen Gedanken wert, die mühsam gesammelte Energie direkt ohne Wechselrichter zu verbrauchen. LED laufen auch direkt an 12V, das spart einiges an Verlusten durch Wechselrichter und Netzteile. Für Winterbetrieb ließe sich ein stützendes Netzteil einsetzen. -- Wenn auch Solarthermie auf dem Dach ist: Die Pumpen laufen eh nur, wenn die Sonne draufknallt, und dafür gibts 24V-Pumpen. Einfachste Lösung sind 7 Dioden in Richtung Pumpen vor den MPPT, direkt aus den Solarmodulen. Damit laufen die Pumpen bei richtiger Auslegung entsprechend der Einstrahlung und eine extra Regelung dafür entfällt.
TomH schrieb: > und jetzt im Sommer wird eigentlich nur die Ladung > begrenzt, die Akkus sind ständig voll. Es ist halt wenig Verbrauch da > (es hängen die Heizung und die Pumpe für die Solarthermie dran). Um mehr > Verbraucher hinzuzunehmen, fehlt wieder die Intelligenz, denn ich will > die Akkus ja nicht wieder leerfahren. Das ist das was ich befürchtet hatte. Ich würde hier zuerst ansetzen. Bevor das nicht eledigt ist werden die anderen Verbesserungen und Erweiterungen zum größten Teil verpuffen. Du brauchst ein intelligenes Battery-Management, so daß Du da für mehr Durchsatz sorgen kannst. Das ist der Hauptgrund für den geringen Ertrag bislang. Du solltest schauen welche Verbraucher Du sonst noch erschließen kannst, vorzugsweise Verbraucher die ganzjährig oder verstärkt im Sommer laufen, idealerweise unter Umgehung des Wechselrichters (Verluste meiden). Eventuell wäre eine Umstellung auf 24 Volt dann sinnvoll, da die Batterien noch jung sind könnte man eine sechste gleichen Typs nachkaufen und die Module dann doch mit DC-Boostern ausstatten. Gerade die Teilverschattung ist ein Problem, da dir dadurch das Modul immer unter die Ladespannung fällt. Da lag der Fehler schon in der Planung. An jene Stellen wären die Solarthermiekollekoren besser. Die haben kein Problem damit. "24 Volt" Nennspannung durch Batterien könnten für ein DC-Teilnetz von Vorteil sein, auch wenn der Wechselrichter eventuel nicht 24 Volt tauglich ist. Bei einem 24 Volt Netz als Rohspannung hat an geringere Verluste und hat eine sehr große Auswahl an Wandlern um damit andere benötigte Kleinspannungen zu erzeugen. Erst wenn Du die Energie auch verwertest macht es Sinn darüber nachzudenken, wie man mehr davon gewinnt. TomH schrieb: > Gibt es nicht vielleicht Power-ICs, die alles (außer Drossel und > Kondensator) in sich vereinen? Die meisten gehen bis 3 Ampere, du benötigst aber 6 A oder mehr, je nach Konzept. Schaltregler sind nicht sooo simpel, als daß man sie bei Zeitmangel nebenher mal ebenso macht. Nimm fertige Module die Du anpassen kannst, aber mache Dir vorher Gedanken welche Verbraucher Du sinnvoll erschließen kannst um dann zu entscheiden ob du wirklich bei einem 12 Volt Konzept bleiben willst. Danach kommt das MPP-Tracking.
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Helge A. schrieb: > Vielleicht ist es einen Gedanken wert, die mühsam gesammelte Energie > direkt ohne Wechselrichter zu verbrauchen. LED laufen auch direkt an > 12V, das spart einiges an Verlusten durch Wechselrichter und Netzteile. > Für Winterbetrieb ließe sich ein stützendes Netzteil einsetzen. Genau das habe ich auch im Sinn.
Das habe ich befürchtet, daß mein Konzept in Frage gestellt wird. Aber ich habe ja geschrieben, dafür bin ich offen. Also: Aus Zeitmangel und weil das Ganze ja nicht meinen einzigen Lebenszweck darstellt, muß ich mit dem Status Quo umgehen. Der da ist: - Thermische und Voltaikpanels teilen sich den knappen auf dem Pultdach zur Verfügung stehenden Platz genau so, wie es jetzt ist, da ist nichts zu ändern. - Seit Jahren funktionierende, gekaufte Solarthermie-Steuerung und vor drei Jahren eingewechselte 220V-Hocheffizienz-Pumpe. Klar ist direkt aus 12V betreiben besser, und regeln könnte der "Hauptrechner" auch gleich nebenher.. aber beim Stand der Dinge wäre ich froh, wenn ich das Treiben der Solarthermie wenigstens mitloggen könnte. - Gastherme mit integrierter Heizungspumpe und Befüllung des Warmwasserspeichers über ein integriertes 3-Wege-Ventil. Da kann ich auch nicht richtig ran. Auch hier wäre ich froh, wenn ich das muntere Ein-Ausschalten der Heizung selbst im Sommer, wenn der WW-Speicher heiß ist, mit ein paar Temperatursensoren mitloggen könnte. - Intelligentere Verbrauchsverteilung: Ja, gerne! Zur Verfügung steht ein zusätzlicher 1000W-Wechselrichter und eine 220V-Leitung zurück runter in den Keller. Hier könnte ich Tiefkühltruhe, Entfeuchter für den Waschraum, DSL-Router dranhängen. Nächsten Sommer kommt evtl. die aktive Entlüftung eines Wintergartens hinzu. Für diese Verteilung muß ich zumindest den "Hauptrechner" bauen. - Hauptrechner: Habe immer wieder mit einer C-Control Mega128 herumgeschustert, aber das Beschreiben einer SD-Card bis jetzt nicht hinbekommen. Insofern kann es schon sein, daß ich mir zu hohe Ziele gesteckt habe und vielleicht ganz genau beim Status Quo bleiben muß. Nochwas: Einen Raspberry Pi könnte ich mir maximal (Stromverbrauch) vorstellen, aber zum Umgang damit (Linux, Programmieren in C) bin ich schon fast zu unerfahren. - Und zuletzt MPP-Regler: Da habt Ihr recht, fürs erste würde auch ein Schaltglied, aber vielleicht wenigstens mit Strommessung, reichen. Ich sehe ein, daß der MPP sozusagen die Kür auf den vorangehenden Pflichtteil "bessere Ertragsverteilung" ist. Und daß ich mit meinen Möglichkeiten am ehesten davon die Finger lassen sollte. Damit wäre aber der Thread mit seiner Überschrift an einen Endpunkt geführt. Viele Grüße Tom.
Tom H. schrieb: > Das heißt aber, daß die Akkus im > Winter ständig an der unteren Entladegrenze herumschwanken, die > gottseidank wenigstens am Regler einstellbar ist. Das hat mich ein wenig irritiert. Kann der (Lade?)Regler die Verbraucher vom Akku trennen? Vielleicht kann man da wo das eingestellt wird leicht anbauen, je nach Schaltplan. TomH schrieb: > Ich > sehe ein, daß der MPP sozusagen die Kür auf den vorangehenden > Pflichtteil "bessere Ertragsverteilung" ist. Und daß ich mit meinen > Möglichkeiten am ehesten davon die Finger lassen sollte. Das ist nicht sooo schlimm wie es klingt. Wie gesagt kann man eine fertige Konstantstromquelle modifizieren. Es muß ja nicht perfekt sein. Da du die Module einzelnd fährst ist schon ein einfaches Tracking vergleichsweise wirkungsvoll. Daran kann man später immer noch feilen. Ich halte es für sinnvoller ein einfaches nicht perfektes Verfahren einzusetzen als Jahrelang am perfekten System zu feilen ud es bis dahin so zu belassen. Als Hauptargument hier momentan noch zu warten sehe ich vielmehr den Umstand, daß andere Dinge höhere Priorität haben und sich dadurch eventuell auch noch was an der Anlage ändert, so daß Du am Ende eventuell eine höhere Spannung hast oder ... so daß das dies dann nicht mehr zur gerade erdachten Trackinglösung paßt. Nachtrag: TomH schrieb: > Zur Verfügung steht > ein zusätzlicher 1000W-Wechselrichter und eine 220V-Leitung zurück > runter in den Keller. Hier könnte ich Tiefkühltruhe, Da es ja verschiedene Wechselrichter gibt setze ich mal voraus, daß er geeignet ist, sonst artet as hier aus. Die 1000 Watt sind gut um die Kühltruhe zu starten. Du schriebst aber zuvor davon, daß automatisch auf Netz umgeschaltet wird wenn der Akku leer ist. Da solltest Du sicherstellen, daß die Kühlagregate in dem Moment nicht laufen, die Umschaltung nahezu unterbrechungsfrei erfolgt (schwierig da der WR nicht mit dem Netz synchron läuft) oder eine längere Pause für die Kühlaggregate garantiert ist. Manche Geräte benötigen eine Pause wenn sie gerade erst abgeschaltet wurden um den Gegendruck abzubauen damit sie nicht gegen Last starten müssen und blockieren. Unter Umständen kann das Gerät sonst Schaden nehmen was sich auch auf die anderen angeschlossenen Geräte und den WR selbst auswirken könnte.
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Stück für Stück umstellen. Für den MPPT: Aus einer Beispielplatine das Layout übernehmen und um zwei, drei Bauelemente erweitern ist keine Lebensaufgabe. Schon ist der Solarwandler fertig. Dazu irgendeine beliebige fertige uC-Platine, der das Teil steuert und Daten verschicken kann. Das wäre das erste Modul. Wenn das erste zur Zufriedenheit mitläuft, baugleiche Module für die restlichen Panels. Im Sommer weniger wichtig, daher erst nach den MPPT kommen die Akkuwächter. Eine Meß- und Schaltplatine wieder passend zur gleichen uC-Platine. Läuft eine, die restlichen baugleich.
Doch, so typische 12V-Solarladeregler, seit zig Jahren in verschiedenen Ampere-Stärken erhältlich, haben immer zwei Funktionen: Ladebegrenzung und Lastabschaltung bei Entladeschluß. Das heißt, der Verbraucherstrom läuft auch über einen FET. Und ich weiß um die Problematik des Startens von Kühlschrank-Kompressoren. Nicht in aller Tiefe, sondern nur als persönliche Erfahrung. Mit dem 300W-Wandler geht gar nichts. Der 1000W (2000W Peak) Wandler bekommt die Kühltruhe immer gestartet, aber den Entfeuchter nur in den seltensten Fällen. Ich hatte ganz blauäugig gehofft, daß eine schnelle Relais-Umschaltung von Netz- auf Solarstrom mit dem Schwung des Motors überbrückt werden kann. Also Motor will starten, Wechselrichter geht in die Knie, Relais schaltet auf Netz, Motor läuft los, Wechselrichter kommt wieder, Relais schaltet zurück, Motor läuft weiter. Aber um Phasen und Nulldurchgänge habe ich mir ehrlich gesagt noch keinen Kopf gemacht. Bringt nicht die "Flugzeit" der Relaiskontakte einige Perioden Pause mit sich? So daß ich zumindest nicht schlagartig verpole, Sättigungen umkehre oder so? Ausprobiert habe ich dergleichen an den Kühlgeräten noch nicht - vielleicht gut so. Ich lasse mich gerne über Gefahren belehren. Aber... am Netzanschluß der Gastherme (inkl. integrierter Heizungspumpe) tut das jetzt schon seit Januar genau so und nichts ist kaputtgegangen. Viele Grüße Tom.
Hallo, einmal etwas beside topic, aber noch passend zur Diskussion: Heizung und Solarthermie-Anlage hängen am gleichen 300W-Wechselrichter. Die Heizung hat doch glatt jedesmal, wenn die Solarthermie-Pumpe angesprungen ist und der Wechselrichter kurz in die Knie ging, einen Reset veranstaltet (inkl. kurz anspringen, um den internen Siphon zu füllen). Ach, ich muß noch viel lernen. Die Heizung (im Sommer ohne hin fast arbeitslos) steckt jetzt am normalen Netz... Zum anderen wieder ganz on topic, sonst muß man den Thread fast versanden lassen: Wenn ich nun einen MPP-Regler bauen wollte, und zunächst mal einen Schaltregler hinbekommen muß, der die Leistung verarbeitet: Welche Bausteine verwenden? Ich hab mal einfach bei Farnell geschaut, weil die IC-Herstellerseiten sind oft sehr unübersichtlich. Da gäbe es integrierte Power-Schaltungen mit den Kriterien min. 22V IN, min. 14V OUT, min. 8A OUT für ca. 3€, z.B. den FAN2110MPX von ST microelectronics. Da brauche ich noch die Außenrum-Beschaltung, natürlich die nicht ganz billigen leistungstragenden L und C, und ein ordentliches Layout. Aber wie diesen auf maximalen Ausgangsstrom steuern? Ohne den Ausgangstrom nochmal extern zu messen? Gäbe es andere Bausteine, die den intern gemessenen Strom irgendwie als Spannung an einem Pin zur Verfügung stellen? Ah, während ich das schreibe, merke ich, daß ich nach einem DC-DC-Baustein mit einstellbarem AusgangsSTROM suchen muß... Also vielleicht helft Ihr mir mit der Suche nach dem Baustein etwas auf die Sprünge... Viele Grüße Tom.
Wenn ich mal viel Zeit hätte würde ich einen step-up auf 28 Volt mit mc34063 und n-Kanal-mosfet bauen. Bei Step-down mc34063 und p-Kanal-mosfet. Als schottky könnte die sb560 knapp reichen. Kern müsste man noch bestimmen. Rm8 könnte zu klein sein. Das ganze wie immer ohne Gewähr. :-)
FAN2110 dürfte funktionieren, aber die 4-Lagen-Platine wie empfohlen machts schwieriger. Dazu noch dieses Gehäuse selber auflöten, naja. Viele Regler haben einen soft start, häufig läßt sich der zur Steuerung des Stroms verwenden. Strommessung und Spannungsmessung ist zwingend notwendig, sowohl für Statistikdaten (Wh) als auch für die Bestimmung des MPP. Deine MPPT sollten auf ca. 10A ausgelegt werden, bei leerem Batteriesatz und Nennleistung können bis zu 9A in die Akkus fließen. -- hab grad den hier http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/4012fa.pdf gefunden.
Das stimmt mit dem Auflöten... ich habe hier in der Arbeit zwar viele Möglichkeiten, die Werkzeuge und Beschaffungskanäle zu nutzen und privat zu bezahlen, aber wenn man auch noch (teil-)bestücken lassen muß, wirds immer teurer... Der 4012 klingt gut - Batterielade-Ics haben einfach explizitere Möglichkeiten zum Stromsteuern - aber die Problematik des Auflötens besteht hier auch, 'n Batzen teurer ist er und die externen FETs kommen auch noch dazu. Ich habe das Datenblatt überflogen, werde es mir aber noch intensiver zu Gemüte führen. Auf den kleinen Einheiten für MPP Tracking, oder Strombilanzierung an den Einzelakkus, genügt wohl jeweils die Erfassung des Stroms. Selbst beim MPP-Tracker - da stelle ich mir einfach vor, dieser müßte in einem Erfassungszyklus einfach zunächst durchschalten und dann schauen, ob mit zart beginnender PWM der Ladestrom etwa noch ansteigt oder wieder sinkt. Panelspannung oder Batteriespannung braucht er dazu nicht wissen. Für die Bilanzierung der Wh genügt es, wenn der Hauptrechner die Systemspannung erfasst. Die zählt ja wohl trotz (oder gerade wegen) diverser Verluste an Sense-Widerständen und RDSOns und Dioden als die Bemessungsgrundlage. Ich muß zugeben, über die Kosten habe ich mir noch gar keine Gedanken gemacht, aber bei über 30€ pro Stück gehts langsam über die Spielerei hinaus. Bei weit über 50€ ist es vielleicht wirklich besser, noch weitere 100W-Panels à 90€ zu besorgen und diese sogar an ungünstigste Plätze zu montieren. Viele Grüße Tom.
Wenn dir die Kosten für die MPPT aus dem Ruder laufen, könntest du alternativ eine "Komplett-Selberbastel-Lösung" angreifen. Die wird größer und etwas weniger effizient werden, aber immer noch viel besser als ein Billigmodul. Dafür braucht man ein paar defekte (möglichst alte) PC-Netzteile zur Teilegewinnung, ein paar gute Mosfet mit niedrigen RDS(on) und irgendeinen kleinen Mikrocontroller mit einem schnellen PWM-Ausgang und ADC-Eingängen. Bei meinem proof-of-concept reichte da schon eine Picaxe für 3€. Aus defekten PC-Netzteilen lassen sich verwenden: die Ringkerndrosseln zum Umwickeln, der Kupferlackdraht aus den Trafos, die Schottkydioden, die Kühlkörper, mit Glück noch ein paar Elkos (sind meist platt), die Steuertrafos und ein Haufen Kleinteile.
Erstens: Tom H. schrieb: > Da gäbe es > integrierte Power-Schaltungen mit den Kriterien min. 22V IN, min. 14V > OUT, min. 8A OUT für ca. 3€, z.B. den FAN2110MPX von ST > microelectronics. Das Ding ist schnuckelig. Ich denke da hat der Markt durchaus Bedarf. Die meisten hochintegrierten Lösungen gehen bis 3A dauerhaft und Peak etwas höher. So gesehen ist das schon ein geiles Teil. Aber: Das Ding ist etwas komplexer in der Beschreibung der Maximalspannungen. Da gibt es verschiedene Limits. Und nun kommt eine kleine Gemeinheit. Die Daten deiner Panels stimmen nicht. Das heißt, eigentlich stimmen sie schon, aber sie gelten für Normbedingungen. Die Kennlinie Spannung zu Temperatur ist negativ. Das heißt, im Winter bei Frost liegt die Leerlaufspannung höher. Wieviel das pro Grad ausmacht sollte im Datenblatt stehen. Gleiches gilt für die optimale Betriebsspannung Vmpp. Das ist zu berücksichtigen. Entweder Du wählst einen Chip mit genügend Reserve oder Du sorgst dafür, daß die Überspannung nicht auftreten kann. Zweitens: Tom H. schrieb: > Ohne den Ausgangstrom nochmal extern zu messen? Gäbe es andere > Bausteine, die den intern gemessenen Strom irgendwie als Spannung an > einem Pin zur Verfügung stellen? Du machst dir das Leben nur unnötig schwer. Zudem willst du die falsche Größe messen! Zum Einen geht es nicht um den Ausgangsstrom der Wandlers, sondern um den Strom den das Panel liefert. Das ist nicht das selbe! Wenn Dir das nicht nicht klar ist, solltest du Dir den Eigenbau des Schaltwandlers vorerst ersparen. Das ist ein dynamischer Vorgang, nicht statisch. Das wird eiern wie sau wenn du das nicht kompensierst. Ich hoffe das klang jetzt nicht herablassend. Das detailiert zu beschreiben ist mir jetzt zu aufwendig, zumal es etwas ist daß wir vermeiden wollen und hier somit nicht mehr relevant wäre. Zu Anderen kannst Du zwar den Eingangsstrom regeln, mußt diesen dann aber immer auf die Sonneneistrahlung anpassen. Dann muß DU dir Gedanken machen wie Du das realisieren willst. Alternative: Du regelst wie ich schon vorgeschlagen habe nach der Eingangsspannung, entweder direkt oder nach der Abweichung indem du die Differenz zwischen Ist und Soll bestimmst. Letzteres wäre praktisch, weil man dabei auch gleich die notwendige Invertierung mit erledigen könnte. Wenn du dir da eine passende Regelung ausgeknobelt hast, kannst du die an den Feedback eines Fertigmoduls bauen. Da Du schon mit Operationsverstärkern gearbeitet hast und dir den Eigenbau eines ganzen MPP-Tracker zutraust, überlasse ich dir diesen Teil. Wenn es da hakt kannst Du gern gezielt nachfragen. Jetzt wird es interesant. Die dominante Einflußgröße auf Vmpp ist die Schichttemperatur im Modul. Die ist im wesentlichen für alle Module ähnlich, da sie alle auf einem Dach sind. (Teil)verschattung etc. vernachlässige ich vorerst, ebenso Serienstreuung bei der optimalen Spannung. Damit halten die Wandler Vmpp selbstständig auf Referenz, bzw sie müssen eigentlich leicht unter Vmpp betrieben werden damit sie Regeln können. Den Strom passen sie dann immer selbstständig an und Du hast damit nichts zu tun. So können Wandler über einen gemeinsamen analogen Referenzwert gesteuert werden. So brauchst Du nur diese Referenzspannug berechnen und nicht auch noch den Strom Modulweise anpassen. Für den Anfang würde es sogar ein Poti tun, den Du je nach Jahreszeit nachregelst. Das Ganze wäre noch nicht perfekt, wäre aber schonmal betriebsbereit, erweiterbar/verbesserbar und allemal besser als der aktuelle Zustand. Und wenn die Wandler laufen und den Sollwert halten können, kannst du dich um die Berechnung des idealen Sollwertes kümmern. Zunächt ein Sollwert, und wenn das funktioniert ist der Schritt zu individuellen Sollwerten nicht mehr weit. Wie ich schon in einem Beitrag vorher schrieb, es muß nicht im ersten Anlauf perfekt sein. Hauptsache ist, daß man es entweder leicht aufrüsten kann ohne alles doppelt zu machen oder daß man mit dem unvollkommenen Ergebnis zumindest mittelfristig gut leben kann. Zur Strommessung und Position der Wandler. Wenn du bei Buck-Topologie bleibst, dann kommen sie nahe der Batterien. Das hat verschiedene Vorteile. Um ein paar davon zu nennen. Beim Buck ist der Eingangsstrom kleiner als der Ausgangsstrom. So werden die Ausgangsleitungen kurz gehalten, was die Verluste minimiert. Die Verdrahtung mit dem Steuermodul kann zentral erfolgen. Du kannst ein oder zwei 8-adriges Kabel, z.B. Netzwerkkabel zum Dach verlegen. Es muß keine Leistung übertragen sondern nur Spannungen gemessen wrden. Stichwort: 3-Leiter-Technik bzw 4-Leiter-Technik. Damit zapfst du die Punkte an an denen du vom Modulkabel auf deine hausinternen Kabel gehst. Deine Stromleitungen dienen Dir dann als "Meßshunt". Für die Regelung benötigst Du keine exakten Werte sondern nur relative Werte um Veränderungen zu messen und somit Vmpp zu finden. Bei Bedarf kannst du natürlich auch den Widerstand der Leitung nachessen und die Schaltung "eichen". Nach welchem Verfahren man nun den MPP berechnet, dazu gibt es ganze abhandlungen. Das kann man später och mit der Software machen. Bis dahin hast Du nun erst einmal genug zu tun. -Erschließung weiterer Verbraucher -passenden Akku-laderegler finden inklusive Battery-Management -Buck-Converter konstruieren, der die Eingangsspannung gemäß einer Referenz stabilisiert -Messlitungen verlegen. -Controllerboard bauen/finden und programmieren zur Messdatenerfassung und Ausgabe einer oder mehrere analoger Referenzwerte. Wie die Referenzen dann berechnt werden kann man dann zum Schluß diskutieren wenn es soweit ist. Bis dahin kann ma auch die Spanung eines Potis auslesen und ausgeben um die ausgabefunktion des Controllerboards zu testen.
Es gibt mehrere Wege, ein MPP-Tracker zu bauen: 1. Variante: Du nimmst einen Fertigen IC, der das kann 2a. Du nimmst einen DC/DC-Kontroller und strickst den MPP mit ein paar OPVs dran 2b. Du nimmst einen DC/DC-Kontroller und strickst den MPP mit einen uC dran 3. Du erzeugst den PWM für den DC/DC-Wandler mit dem uC. Alle Varianten haben Vor-und Nachteile, Variante 1 macht am wenigsten Arbeit, die anderen Varianten nehmen sich untereinander nicht viel.
Meinst Du mit "DC/DC-Kontroller" einen Chip oder ein komplettes Board/Modul?
Bei 100 Watt sind die Mosfet meist extern, es gibt aber auch MPP-ICS, die bei 300 Watt mit internen Mosfets arbeiten. Egal ob IC oder fertiges Board, die Herangehensweise ist die gleiche.
Ich habe nur deshalb gefragt, weil ich es für einfacher halte ein (geeignetes) fertiges Board anzupassen, anstatt bei den ersten Gehversuchen mit Schaltreglern eine eigene Platine und Schaltung für ca 5-10 A in Kleinserie bauen zu wollen. Das wäre wahrscheinlich einfacher als Variante 1.
Hallo zusammen, ich hab mir auch ein paar Gedanken gemacht. Ich nehme erstmal Bezug auf Carstens längere Antwort. Also erstens ist die nicht herablassend, bzw. ich komme damit zurecht. Zweitens - ohne daß das jetzt ein Gegenangriff sein soll - ich kenn Dich ja nicht und kann nicht einschätzen, ob Du vielleicht alles nur perfekt willst - denn im Thema kenne ich mich nicht so richtig aus. Ich weiß nur, daß es bei jedem Thema zwischen "perfekt professionell sicher regelgerecht" und "gefährlich funktioniert überhaupt nicht sinnlos" eine gewisse Bandbreite gibt. Deshalb bin ich noch ein bißchen renitent und frage nochmal nach, ok? - Leerlaufspannung bei Kälte: Ok, sehe ich ein, Eingangsspannung des Wandlers muß höher sein. Wie hoch? Ich habe keine tiefergehenden Daten zu den China-Modulen bei mir auf dem Dach. - Die Idee mit den Stromkabeln als Shunt ist gut, aber auch ein gewisser Aufwand: Ich habe weiteres Kabelgewerch auf dem Dach, am besten auch noch nicht UV-beständige... ich zapfe an dieser wasserdichten Steckverbindung an? Nee, lieber nicht. Dann eher in die Anschlußbox am Modul, vielleicht ist da noch Platz für einen weiteren PG-Kabelausgang. Irgendwie alles ziemlicher Aufwand für die Vermeidung von Verlusten, die sich bei einem 0,005R-Shunt doch in Grenzen halten würden. Meine Frage nach dem "Strom-Information vom Wandler-IC geschenkt bekommen" bezog sich auch eher auf den Aufwand des differenz- und hochverstärkens mit OPs. - Regeln auf Eingangsspannung, Eingangsleistung, Strom, Ausgangsstrom... es ist doch so, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt die 465Ah z.B. sagen: "wir haben 13,2V und ihr könnt uns jetzt Strom geben". Dann muß doch die MPP-Trackerschaltung den Leistungspunkt finden, an dem sie an diese 13,2V den höchsten Strom abliefern kann. Und der ist je nach Tageszeit, Gesamtlicht, Temperatur, Alterungszustand des Moduls irgendwo zwischen ganz durchgeschaltet und einer gewissen PWM. Oder - da ich mich auf Buck beschränken will - geht bei zuwenig Licht auch mal gar nichts. Wenn ich nun alle 5min einfach einen (langsamen) Scan von voll durchgeschaltet bis zu dem Punkt durchführe, an dem der abgelieferte Strom nicht mehr steigt oder wieder sinkt, was soll da eiern? Andersrum: Die ganzen Ausführungen mit Modultemperatur und Kennlinienabhängigkeiten - soll das alles vorher ausgemessen, die aktuellen Bedingungen erfasst und dann der Regelpunkt ausGERECHNET und eingestellt werden? Ist das nicht zu kompliziert? Ich will doch nur je Modul, so wie es dasteht und belichtet ist, das Maximum rausholen. Jetzt weitere allgemeine Überlegungen: - Für den Lerneffekt wäre es wichtig, erstmal eine zeitlang (am besten eigentlich einen Jahreszyklus lang) die Daten der momentanen Konfiguration zu loggen. Dazu müßte ich mindestens verteilte Strom-Meß-Einheiten für Module und am besten noch die einzelnen Akkus bauen. - Dazu brauche ich erstmal Shunt, OPs, Controller, wenn wir schon dabei sind auch FETs zum Modulabschalten bei Volladung. Als Controller bietet sich ein AtMega8 an, hierzu gibts hier in der Firma breite Kenntnisse und Ausrüstung, die mir die Kollegen weitergeben können. - Und jetzt kommts: AtMega8 kann FastPWM, z.B. 5bit Auflösung bei 500kHz oder 6bit / 250kHz. AtTiny (20MHz statt 16) kann zunächst nur fix 8bit / 78kHz, weiter hinten im Datenblatt ist irgendwie dann doch von flexibler Auflösung die Rede. Da könnte man doch mal probieren... müßte ich halt zusehen, daß ich die FETs, dich ich ohnehin haben will, gleich am richtigen Pin des Controllers habe, sie richtig gut flankensteil ansteuere und auf dem Layout schonmal Platz für Freilaufdiode, Spule und Kondensator habe, die ich flexibel bestücken kann. Wär das ein Versuch? Fragt der renitente Bastler Tom.
@Carsten Du machst dir das Leben unnötig schwer. Ein MPP-Laderegler braucht nur 2 Werte zum Regeln: Ladestrom und Akkuspannung. Die abgegebene Leistung des Systems aus Panel und Laderegler wird maximiert und die Spannung an den Ausgangsklemmen begrenzt. Das reicht vollkommen aus. -- @Tom: Shunt nehmen und den gemessenen Strom mit einem OP verstärken ist kein großer Aufwand. Spannung messen und den interessanten Bereich (bei dir z.B. 10-15V) mit einem zweiten OP aufbereiten ist auch recht einfach. Eine Auswertung Panelspannung>Akkuspannung läßt sich mit einem OP machen, das ist die Startbedingung für den uC. Die analoge Beschaltung sind dann ungefähr 10 Widerstände und ein 4-fach-OP-AMP. Ich habe für meinen proof-of-concept eine simple Strategie in der Software genommen, das hat ausreichend gut funktioniert: Start: PWM=0 setzen, Leistungswert=0 merken Schleife Strom + Spannung messen und auswerten -> Entscheidung PWM+1 oder PWM-1. Leistungswert merken PWM-Wert setzen Strom, Spannung, Leistung seriell ausgeben 0,5s warten Ende Schleife
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Und wie gesagt, ich will die Akkuspannung über einen Zentralrechner überwachen und die sieben einzelnen MPPs bei Ladeschluß über eine Busleitung disablen. Dann brauche ich bei jeder MPP-Schaltung nur noch den Strom erfassen. Und jetzt habe ich in einen anderen Thread noch einen Hinweis auf Strom-Meß-ICs von Allegro gesehen. ACS711: Potentialgetrennt auf Hall-Basis, +-12,5A mit Single Supply (Bei 0A ist die Ausgangsspannung halbe 3,3V Betriebsspannung), direkt mit dem A/D-Eingang des Controllers kompatibel. Kostet 1 bis 3 Euro. Da rühr ich keinen OP mehr an. Damit kann ich sogar die Akkus strombilanzieren.
Sehe gerade noch, das Strom-Ding gibts bei nodna.de auf einer Carrierplatine für 3€/Stück. Wird jetzt SOFORT bestellt.
-Zur Temperatur: Vergleiche mit zwei, drei verfügbaren Datenblättern von Monokristalinen Modulen. Die Kennlinien sind ähnlich. Entweder ähnliche Module nehmen oder umrechnen, d.h. bei Modulen 50% höherer Nennspannung wäre auch die Abweichung pro Kelvin um 50% höher. Zur Spannungsreserve zum Maximum gibt es sicherlich verschiedene Meinungen, teilweise auch Abhängig wie gut weitere Spannungserhöhungen ausgeschlossen werden können. Tendenziell neige ich dazu mit dem Normalzustand nicht über 90% des recommended Bereiches bzw 80% der absoluten Maxima zu gehen. Das ist aber situationsabhängig, nicht allgemeingültig und Andere haben da sicher auch andere/bessere Vorgehensweisen. - Beim Shunt habe ich deine Absicht mißverstanden. Das geht natürlch auch anders. An den MC4-Stecker popelt man natürlich nicht herum. Ich hatte angenommen, daß da eine Anschlußbox in der Nähe wäre wo alles zusammenläuft. Tom H. schrieb: > - Regeln auf - Was den Absatz betrifft reden wir vermutlich aneinander vorbei. Ich gehe wie früher schon gesagt von einem Multistringsystem mit Zwischenkreis aus, also mehrere MPP-Tracker (eins pro Modul/String) und am Zwischenkreis hängt das Batterieladegerät. Deine Beschreibung paßt eher zu einer Schaltung ohne Zwischenkreis. Das wären 7 eigenständige Ladegeräte, jeweils mit mit MPP-Tracking, ein anderer Aufbau also, nicht zum Thread-Titel passend. Was das Eiern betrifft: Da wir anscheinend von unterschiedlichen Bauweisen ausgehen wird das an unterschiedlichen Stellen eiern. Darum kann ich das nun nicht alles abdecken, zumal der Aufbau ja noch nicht steht. Daher sind auch meine bisherigen Aussagen in Bezug zum Kontext: Mehrere MPP-Tracker + Zwischenkreis + Laderegler + Verbraucher zu sehen. Nur soviel: PWM-Duty-Cyle und Strom sind nicht immer proportional zueinander. Im Gegenteil, erst recht wenn man mit Induktivitäten zu tun hat. Die Leistung vom Modul und auch die Lasten schwanken. Ok, das Modul ist relativ langsam, aber wenn du nicht nur die Batterien lädst, sondern auch Strom ziehst sieht das etwas anders aus. Dein Beispiel mit den 13,2 Volt wäre mir zu kompliziert. Wenn der Kühlschrank startet bricht dir da die Spannung je nach Alter und Zustand der Batterie mehr oder weniger ein. Da müßte ich erst überlegen wie mir das die Messungen verfälschen könnte. Das geht aber nur mit Schalplan. Zu den Kennlinien und dem Gerechne. Ja das ist nötig, sonst kommst du nicht an das Maximum. Doch die Regelung rechnet da für dich. Aber ich gebe Dir da recht. Das wird zu Kompliziert. Darüber sind Bücher geschrieben worden! Da du nur kurze Strings hast fallen viele Sonderfälle kaum ins Gewicht. Genau darum bin ich ja auch dafür es nicht ganz perfekt aber dafür einfach zu halten. Wie gesagt, die vorgschlagene Bauweise würde sogar mit einem Poti funktionieren, wenn auch nicht optimal. Der Hauptteil der Brechnungen erfolgt dann schon in der analogen Auswertung im Buck. Feilen kann man immer noch. Man weiß dann aber schon daß es unktoniert. Genau darum, um es einfach zu halten, war mein Hinweis, daß die bedeutendste Einflußgröße auf Vmpp die Temperatur ist und der Rest weniger bedeutend ist. Man kann sich da tot optimieren oder einen Spannungsregler die Spannung eigenständig regeln lassen. Dann kann man sich in aller Ruhe damit befassen die optimale Spannung anzunähern. So schnell ändert sich die Temperatur nicht. Die Sonneneinstrahlung selbst ändert nicht so viel an Vmpp, nur indirekt über die relativ träge Temperaturänderung des Moduls. Mit den folgenden allgemeinen Überlegungen bist Du auf dem richtigen Weg. Es gibt da noch Tinys die eine integrierte PLL haben um die Timer mit einer höheren Frequenz zu versorgen. Wenn ich mich recht erinnere müßten das sein: Attiny25/45/85 und Attiny 261/461/861. Möglicherweise sind da inzwischen weitere Modelle hinzugekommen. Wenn Du wirklich alles selbst bauen willst: Treiber für die Fets nicht vergessen oder Logiklevel Fets nehmen. @ Helge So geht es natürlich auch. Da habe ich keine Einwände. Mehrere Wege führen nch Rom. Board kaufen und ein paar OPV dranschrauben vs Board komplett bauen hatte ich ja schon beschrieben bezüglich Aufwand. Buck-Converter der benötigten Leistungsklasse gibt es zum Teil äußerst billig. Man muß halt schauen was man nimmt. Das gilt aber für den Eigenbau ebenso. Aber auch bezüglich der Regelung halte ich es für einfacher nur eine Spannung vorzugeben und den Rest vom Buck machen zu lassen, auch wenn es nicht ganz perfekt ist. Die Sollwertbestimmung der Eingangsspannung erfolgt auf sehr ähnliche Art und Weise.
Tom H. schrieb: > die sieben einzelnen MPPs bei Ladeschluß über eine > Busleitung disablen. Das wäre bei einem System mit mehreren MPP-Tackern, Zwischenkreis und separatem Laderegler nicht nötig. Den Laderegler könnte man dann fertig kaufen. Ist ja Massenware. Aber mir scheint du hast dich irgendwann unbemerkt insgeheim für 7 vollständige Laderegler mit MPP-Tracking entschieden. Also betrachte ich ab jetzt meinen Vorschlag als abgelehnt. :)
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Ja, ohne Zwischenkreis und ganz einfach. Ich hatte es weiter oben schon einmal geschrieben: Ich stelle mir eine 12V-Schiene vor (und die stelle ich mir wirklich als eine doppelte Kupferschiene mit Schraublöchern für Polschuhe vor). An dieser Schiene hängen einzeln die Module mit der kleinen Meßschaltung oder später MPP-Schaltung zum Einspeisen, und einzelner Abschaltmöglichkeit. Genauso hängen daran einzeln die 5 Akkus mit je einer Meßschaltung zum Überwachen. Wie auch die Wechselrichter an dieser Schiene hängen, und evtl. über einen Relaiskontakt, der über deren Einschalter brückt, gesteuert werden. Mit dem soeben bestellten Strom-Mess-IC habe ich keine Potentialprobleme und kann sogar alles von einem zentralen Controller über A/D-Wandler und I/O-Leitungen steuern. Muß mich nur noch auf den Hosenboden setzen und z.B. die olle Conrad C-Control Pro mit SD-Card Interface endlich zum Laufen bringen. Dort habe ich die von Helge erwähnte OP-Schaltung, die mir aus der 10-15V Akkuspannung eine 0-5V Spannung für den A/D-Wandler macht, schon realisiert. Bis jetzt hat das SD-Card beschreiben nie funktioniert, aber vielleicht habe ich mich nur nicht fest genug auf den Hosenboden gesetzt. Mit 7 Modulströmen, 5 Akkuströmen und einer Systemspannung habe ich zwar ein bißchen viele Analogsignale, muß ich halt noch multiplexen. Dann gibts endlich Information über das Ist-Verhalten und danach kann ich mit MPP experimentieren.
Aber warum den von den MPP-Trackern zusammengesammelten Strom nochmal über einen FET (oder ein paar parallel) schicken? Noch dazu shunten die billigen Massenware-Regler die Module, was sagen die MPPs dazu? Ich habe ja einen billigen Regler hier, um dessen FET (30A max) habe ich aber bei 7 Modulen langsam Angst. Mit den einzelnen MPPs oder einem simplen FET pro Modul habe ich doch wunderbare Aktoren zum Abschalten, und das ganze hat durch die Parallelisierung schön geringe Verluste. Für einen zentralen Abschalter würde ich für mein gutes Gewissen auch einige FETs parallel schalten. Das Verdrahten einer kleinen Steuerleitung zum gemeinsamen Schalten finde ich nicht aufwendig.
Tom H. schrieb: > ACS711 (..) auf einer Carrierplatine für 3€/Stück Eine gute Wahl für die Laderegler! :)
Den letzten Beitrag mußte ich mehrfach lesen. Nun hab ich es. Das ohne Zwischenkreis gearbeitet werden soll ist mir durchgegangen. Ich hatte noch die Ist-Beschreibung im kopf. Gemeinsame Spannungsschiene und dann der Laderegler. Mein Fehler. Tom H. schrieb: > Aber warum den von den MPP-Trackern zusammengesammelten Strom nochmal > über einen FET (oder ein paar parallel) schicken? Noch dazu shunten die > billigen Massenware-Regler die Module, was sagen die MPPs dazu? Ich habe > ja einen billigen Regler hier, um dessen FET (30A max) habe ich aber bei > 7 Modulen langsam Angst. Das kannst Du bei deinem Aufbau ja nun vergessen. Das Thema ist ja durch, da du ein anderes Konzept verfolgst. Ich hätte da auch keinen Solarregler am Ende genommen, denn für den Solarteil wären die MPP-Tracker zuständig. Fürs Laden hätte ich einen strombegrenzten Buck genommen und somit CCCV (Constant Curren Constant Voltage) geladen. Der würde weder kurschließen noch müßten die MPP-Tracker abgeschaltet werden. Der würde einfach nicht mehr weiter Strom aufnehmen. Dem wäre auch egal wie viele Module zur Versorgung bereit stehen. Er überlastet sich nicht selbst. Dies müßten deine 7 All-in-One-Geräte auch so ähnlich machen. siehe unten. Aber eventuell wäre da irgendwann im Sommer die Spannungsdifferenz etwas knapp. Das kommt daher, weil ich mit 2*24 Volt plane. Da hat man etwas größere Differenzen. Das wäre dann ein klarer Vorteil deiner einstufigen Planung, auch wenn die Geräte für sich dann etwas komplexer sind. Die Regler könnten jeweils auf die Module zugeschnitten werden und wären somit überlastsicher.*Zustimm* Die Abschaltung um die Batterien nicht zu überladen kann man zentral von der Steuerung machen oder ganz einfach mittels Komparator oder OPV der die Batteriespannung mit einer Referenz vergleicht. Das wäre dann sicher gegen Softwarebugs. Ob an nun nun mehr auf Ertrag oder die Batterielebenszeit optimiert wäre noch eine Überlegung wert. Du könntest den Gesamtladestrom über die zentrale Verwaltung begrenzen. Zusätzlich wäre es auch besser die MPP-Tracker-Lader-Kombis in der Ausgangsspannung zu begrenzen. Das wäre für einen Batterielader eleganter als mit zu hoher Spannung zu pulsen. So oder so fahren sie mit der Leistung runter wenn die Akkus voll sind und wenig verbraucht wird.
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> Zusätzlich wäre es auch besser die MPP-Tracker-Lader-Kombis in der > Ausgangsspannung zu begrenzen. Das wäre für einen Batterielader > eleganter als mit zu hoher Spannung zu pulsen. So oder so fahren sie mit > der Leistung runter wenn die Akkus voll sind und wenig verbraucht wird. Nochmal, um das klarzustellen: Die einzelnen Modul-MPP-Tracker sind "dumm", sie versuchen solange den maximalen Strom an die Hauptschiene abzuliefern, bis der Hauptrechner "genug" sagt und sie abschaltet. Zu hohe Spannung können sie dabei gar nicht erzeugen, das schlucken ja die Akkus weg. Und übrigens, diese Signalleitung im Fall des Falles zusätzlich über eine OP-Schaltung runterzuziehen, ist eine sehr gute Idee. Bugs krabbeln schließlich überall rum :-)
Noch etwas beside topic: Ich weiß nicht, warum die billigen Solarladeregler die Module immer shunten. Fürs Modul ist es doch egal: Entweder die geshuntete elektrische Leistung bleibt im Innenwiderstand des Moduls hängen oder (wenn offen) es wird keine elektrische Leistung erzeugt. Beide Male dient die gesamte Einstrahlung in Summe zur Erwärmung des Moduls. Am schönsten wäre natürlich immer max. Power herausziehen und woanders verbrauchen. Ich werde auf jeden Fall öffnen, auch wenn ich trotzdem eine Diode in Serie gegen den Rückstrom brauche. Oder? Weiß jemand noch was anderes?
Ich habe schon verstanden, daß Du sie dumm halten willst. "Zu hohe Spannung können sie dabei gar nicht erzeugen, das schlucken ja die Akkus weg." Da ist so ohne Einschränkungen nicht ganz korrekt. Solange die Akkus ein Stück weit von voll entfernt sind können die viel schlucken. Je voller sie sind um so weniger können sie schlucken. Genau darum gibt es das CCCV-Verfahren. Zum Ende hin würde sonst die Spannung über den Grenzwert steigen, die Ladung beendet werden, die Spannung fallen, bis sie wieder über den Grenzwert. Zwischenzeitlich ist sie also zu hoch. Wie relevant das ist, hängt von der Eempfindlichkeit der Schaltung ab. Das kannst Du aber teilweise kompensieren indem Du die Ladeschußgrenze etas niedriger ansetzt. Alternativ werde ich auf die zentrale Ladestrombegrenzung zurückgreifen und mit jedem Abschaltzyklus den Gesamtladestrom vorrübergehnd reduzieren. Damit bleiben die Regler dumm. bei ca 500 Ah Akkukapazität würde ich den Ladestrom auf ca 50A begrenzen oder die Akkukapazität aufstocken.
Tom H. schrieb: > warum die billigen Solarladeregler die Module immer shunten ist ganz einfach erklärt: Das ist die simpelste Methode. Selbst wenn der Mosfet kaputt (idR leitend) ist, geht sonst nix krachen. -- Nimmst du jetzt deine vorhandene C-Control als einzige Intelligenz im System? Wie steuerst du die Stellglieder für die Solarmodule an? Sind dafür genug PWM-Ausgänge vorhanden?
Du hast recht, normalerweise lade ich Bleiakkus mit Konstantspannung, und zuletzt genehmigen sie sich nur noch winzigen Strom. Und Du hast recht, bis zuletzt den maximal möglichen Strom aller Module reinbuttern und dann abschalten ist unelegant, und führt zum Schwingen. Mögliche Abhilfen: MPP-Tracker doch so schlau, daß sie nicht mehr als 13,8V erzeugen. Ist auch ein kleines bißchen mehr Betriebssicherheit. Oder Hauptrechner kann die Tracker einzeln abschalten und durch geschicktes Auswählen den Gesamt-Ladestrom langsam runterschalten. Übrigens mußte ich die Ladeschlußspannung beim aktuellen gekauften Regler auf 13,4V runternehmen, damit endlich nichts mehr zischt und knistert (gast). Vielleicht auch Folge dieser simplen An-Aus-Strategie.
@Helge: Jo, solange noch keine MPP-Tracker dabei sind, ist die C-Control das einzig Intelligente im System. Außer mir natürlich :-) Wenn ich es nicht einmal gebacken kriege, diese zu programmieren, sollte ich vielleucht beim gekauften Regler bleiben... :( Die C-Control hat genug normale I/O für die Abschalterei, PWM will ich gar nicht verwenden.
Tom H. schrieb: > MPP-Tracker doch so schlau, daß sie nicht mehr als 13,8V erzeugen. Der einzelne MPP-Tracker kann doch maximal die Ladeschlußspannung (z.B. 13,8V) eines Bleiakkus liefern. Um zum MPP-Punkt des einzelnen Moduls zu kommen, kann man diese Ausgangsspannung reduzieren. Bei 7 Modulen gegen 5 Bleiakkus wird diese Reduktion in freier Wildbahn wahrscheinlich erst in ein paar Monaten zu testen sein.
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Hallo, ich mal wieder... Bin dabei meine Hausaufgaben zu machen: kleines Strom-Meß- und Modulabschalte-Platinchen. Da ich diese Platine vom Leistungszweig her wie einen Schalter nur in eine Modulleitung einschleifen will, werde ich das Modul also nicht shunten, sondern nur freischalten. Flugs ein Platinchen entworfen (entwerfen lassen ;-) ) und danach erst nochmal nachgedacht... oje, hier ist ja das Modul die Spannungsquelle und der Akku die Last. Schnell die Bestellung storniert und gegrübelt. Jetzt habe ich als Grüber-Grundlage ein Bildchen mit vier Schaltungsvarianten und erkläre Euch meine Probleme damit. N-Kanal auf Highside: Klare Verhältnisse, aber ich brauche für die Gate-Ansteuerung eine Hilfsspannung oberhalb Vbat. Die Modulspannung kann dafür nicht herhalten, sie ist nur im Leerluf höher. N-Kanal auf Lowside (so hatte ich es eigentlich gedacht): Das GND des Hauptrechners hängt ja am Akku, somit haut mir das Source-Potential des FETs beim Abschalten nach unterhalb GND ab, je nach Leerlaufpannung des Moduls bis unter -10V! Und der FET schaltet wieder ein... Mögliche Abhilfe: Gate mit Widerstand an Modulground festhängen und zum Einschalten mit einem kleinen PNP BatGND + 5V draufgeben. P-Kanal auf Highside: Auch hier hängt Source am Modul, bei Leerlauf geht diese weit über Vbat und der FET schaltet ein. Auch hier Abhilfe: Gate an Modulplus anhängen und über OpenCollector runterziehen, hier muß ich wohl zusätzlich Vgs über ein Zenerdiödchen begrenzen. P-Kanal auf Lowside: Die wohl schrägste Variante, hier brauche ich eine Hilfsspannung unterhalb Batterieground. Mein Favorit wäre der ursprüngliche Plan, N-Kanal auf Lowside. N-Kanal-Mosfets habe ich wenigstens als Schüttgut hier. Was denkt Ihr? Und gibts noch zusätzliche Probleme mit der Diode bei Dunkelheit (Akku ist Quelle, Modul wäre Last) fragt der Tom.
Und noch eine Frage: Gerne würde ich dasselbe Platinchen auch zum Strom-Messen der Einzelakkus verwenden. Dann natürlich mit Brücken statt Diode und FETs. Oder, kann ich mit den FETs den Akku abtrennen? Aber: Wie ist das mit dem bidirektionalen Stromfluß durch den FET? Geht das? Wie geht sowas überhaupt? Ohne gleich ein Relais verwenden zu müssen? MfG Tom.
>>werde ich das Modul also nicht shunten, sondern nur freischalten. << shunten= schwaches verb nochbesser= geshuntet ich fühle mich geschunden ;-) bleib doch beim guten alten Deutsch - http://en.m.wikipedia.org/wiki/Shunt_(electrical)
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Wegen der aufwändigeren Schaltung werden die billigen Laderegler als Shuntregler aufgebaut. Deine Diode heizt mit ca. 5W im Betrieb, das müßte weggekühlt werden. Ist auch doof, wegen dem extra Kühlkörper. Ein Prinzipbild für einen bidirektionalen high side Schalter mit PMOS im Anhang. Das erfordert eine Freigabe, wenn wirklich genug Spannung aus dem Modul kommt. Das kann der uC durch Spannungs- und Strommessung erledigen.
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Ui, gut daß ich die Bestellung der Platine storniert habe. Denn jetzt kommen die Fragen erst richtig. 1. Der Schaltung entnehme ich, daß es einem durchgeschalteten FET offenbar wirklich wurscht ist, wierum der Strom durchfließt. Richtig? Oder übernimmt das beim jeweils "falschrum" durchflossenen die interne Bypassdiode? 2. Kann ich das auch spiegelbildlich mit N-Kanal aufbauen? Die Verlustleistung der Diode habe ich nicht bedacht. Stimmt natürlich, auch wenns vielleicht nur 2 oder 3W sind, schade drum. Würde also tatsächlich gerne alles nur geschaltet haben ohne Diode. Im Moment hadere ich aber damit, auch noch die freigeschaltet anstehende Modulspannung (für jedes Modul einzeln) mit dem Hauptrechner anschauen zu müssen.
Das ist einem durchgeschalteten FET wirklich egal. Mit n-Kanal-Mosfets und pnp's geht das auch. Das dumme ist dann aber, daß du entweder eine aufwändigere Ansteuerung mit Hilfsspannung brauchst oder der uC nit an der gemeinsamen Masse hängt sondern am Plus (wenn du das ganze spiegelbildlich aufbaust). Vermutlich sind die gefühlt 10€ für 20 p-MOS leichter zu verschmerzen als der Mehraufwand für Hilfsspannung oder eine komplexere Ansteuerung. Das müßte ja auch erst mal gebaut und getestet werden.
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Ich habe so das leichte Gefühl, wenn ich für P-Kanal in der Highside-Leitung keine Hilfsspannung benötige, dann brauche ich für N-Kanal in der Lowside auch keine. Ich kann jetzt leider hier im Büro nicht noch mehr Zeit für private Überlegungen verbraten. (Eh schon heftig) Ich male zuhause einen Gesamt-Schaltplan mit Modul und Akku und Steuerrechner und melde mich dann abends (nachts) wieder... Viele Grüße und Danke für die Hilfe schonmal! Tom.
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So, hallo wieder. Ich habe mich mißverständlich ausgedrückt: Ich meinte nicht spiegeln um die +12V-Schiene, so daß ich dann wirklich Hilfsspannung für die N-Kanal FETs brauche. Sondern das ganze in die Low-Side legen. Ich habe jetzt wieder einen wunderhübschen Schaltplan gemalt, mit einem Modul und einem Akku - in der Realität haben wir dann 7 Module und 5 Akkus. Dafür hat der Hauptrechner noch genügend I/O, die A/D-Eingänge werden sowieso 16:1 gemultiplext, es wird also nur einer am Rechner gebraucht (plus einer für die Systemspannung). Noch keine Antwort habe ich auf das Problem: "Erkennen, daß genug Modulspannung da ist und man freischalten darf" Außerdem habe ich die Basisbeschaltung Deiner NPN-Steuertransistoren nicht richtig verstanden - irgendwas wird dahinterstecken, aber ich hab's nicht kapiert. Bei meinen PNP-Steuertransistoren habe ich jetzt mal nur Basiswiderstand und natürlich die Gate-Pulldowns. Nach meinem Dafürhalten ist das jetzt alles sicher und funktioniert. Aber ich werde auf jeden Fall einmal ne Lochraster mit je einem Modulzweig und Akkuzweig basteln und messen. Ich hab hier nämlich noch einen 12V 3,2Ah Akku und ein 2,5W Dünnschichtmodul herumliegen... da kann nicht so viel abfackeln! Viele Grüße Tom.
Helge A. schrieb: > Du machst dir das Leben unnötig schwer. Ein MPP-Laderegler braucht nur 2 > Werte zum Regeln: Ladestrom und Akkuspannung. Die abgegebene Leistung > des Systems aus Panel und Laderegler wird maximiert und die Spannung > an den Ausgangsklemmen begrenz durch verändern des. Das reicht vollkommen aus. Ist zwar schon etwas älter der Post, wollte aber trotzdem noch was dazu sagen. Bei einem MPP-Laderegler muß man natürlich mindestens 3 Werte regeln. Priorität hat natürlich die Akkuspannung, ist sie zu hoch muß man die Eingangsleistung durch verändern des Arbeitspunktes reduzieren. Ist die Akkuspannung unter der Ladeendspannung, muß eventuell der Ladestrom herunter geregelt werden. Sind Akkuspannung und Ladestrom im grünen Bereich, muß natürlich die Eingangsspannung geregelt werden, damit das Modul immer im MPP arbeitet. Es gibt also mindestens 3 Loops.
Quatsch. Die Eingangsspannung ist vollkommen uninteressant. Nur die Ausgangsleistung des MPPT wird optimiert.
Helge A. schrieb: > Quatsch. Die Eingangsspannung ist vollkommen uninteressant. Nur die > Ausgangsleistung des MPPT wird optimiert. Wenn man sich mal mit Solarmodulen beschäftigt, dann stellt man fest das der Spannungswert des MPPs sehr langsam driftet, der Stromwert allerdings sehr stark mit der Einstrahlung(I~E). Ein einfacher Regler hält also eher die Modulspannung konstant. Wenns kompliziert werden soll, kann man natürlich auch die Ausgangsleistung regeln, macht aber keiner.
Zum selbstgepinselten Schaltplan weiter oben ist mir jetzt noch eingefallen, daß die PNP-Steuertransistoren wohl noch einen weiteren Widerstand an der Basis brauchen, der sie im Falle von halbherzigen Vcc-0,5V Ansteuern seitens des Mikrocontrollers sicher in Richtung Vcc zieht. Warum die beiden Basen in Helges Schaltung verbunden sind und dafür am Emitter noch Widerstände sind - ich verstehe es nicht, bis es mir einer erklärt... MPP-Philosophie: Es ist doch weiter oben schon geklärt, dachte ich... Die MPP-Tracker, um die es hier geht, die ich in meinem Fall bauen will, sind "dumm". Sie wollen einfach die Ausgangsleistung maximieren. Sie werden vom Hauptrechner enabled und disabled, je nach Ladezustand des Gesamtakkus. Stromrücknahme kurz vor Ladeschluß: Entweder, indem der Hauptrechner nur einzelne Module wegschaltet (Strom in 7 Stufen) oder tatsächlich, indem die MPP-Tracker in Richtung Ladeschlußsspannung schwächer werden. Lieber aber ersteres. Ladeschluß: Der Hauptrechner disabled alle Einzeltracker. Leistungsregelung: Wie jetzt nochmal? Ich regle die Modulspannung anhand irgendwelcher Kenntnisse über das Modul? Temperatur, Alter...? Oder regle ich eher doch die EingangsLEISTUNG, indem ich Modulspannung UND Modulstrom anschaue? Dann fahre ich ja doch mit der PWM den gesamten Arbeitsbereich oder einen Teil davon durch und schaue mir die Ergebnisse an. Wenn sich dann ergibt, daß die Modulspannung bei verschiedenen Beschattungssituationen etwa gleich ist - schön, aber wieso sollte ich das als Ausgangssituation oder Vereinfachung für meine Berechnung nehmen? Festwert für Modulspannung und nur auf max. Strom gehen? Gefällt mir nicht. Also dann doch lieber die Ausgangsleistung. Da kann ich nämlich für die Dauer eines Scans davon ausgehen, daß die Ausgangsspannung (nämlich die Akkuspannung) gleich bleibt, und wirklich nur auf das Strommaximum gehen.
Tom H. schrieb: > Warum die beiden Basen in Helges Schaltung verbunden sind ist ganz einfach erklärt. Das ist ein bidirektionaler Schalter, der sowohl für Akkus als auch für Solarmodule funktioniert. Werden am Steuereingang 5V angelegt, erzeugen die Emitterwiderstände einen Strom von ca. 1mA. Damit werden an den gates der Mosfets 8-10V Steuerspannung erzeugt. -- Willst du wirklich MPP-Tracker bauen, oder willst du nur Module schalten? MPPT brauchen mehr als nur einen Schalter, da muß schon eine Leistungstransformation passieren.
https://groups.yahoo.com/neo/groups/charge-controller/info https://groups.yahoo.com/neo/groups/arduinohome/conversations/topics/1606 mfg
Ok, verstehe. Konstantstromquelle. Erzeugt in Deiner Schaltung mit P-Kanal-FETs an dem Gate-Pullup-Widerstand genau die gewünschte Vgs, egal wie weit oben (potentialmäßig) das passiert. Schau ich mir nochmal an und vergleiche mit meiner Schaltung, und werde Deine Schaltung dann wohl übernehmen. Ich hätte genug Bauteile hier, um das am verregneten Sonntag aufzubauen. Nur keine Lochrasterplatine. Kann man die downloaden? Ich will ZUNÄCHST nur simple Ein-Ausschalter mit Strommessung für Module und Akkus aufbauen, um die Verhältnisse besser kennenzulernen. SPÄTER will ich die Ein-Ausschalter der Module evtl. durch MPPTs ersetzen, dann kann ich auch besser sagen, ob es sich lohnt. Die yahoo-groups habe ich kurz gestreift, aber ehrlich gesagt keine Lust auf die dortige Struktur und Diskussionen. Zum Basteln meiner ZUNÄCHST-Lösung finde ich hier wirklich üppig Hilfe und Expertise, an die MPPTs wage ich mich sowieso erst später ran. Da aber der Threadtitel "MPP" enthält und hier immer wieder Beiträge über Machart, Herangehensweise und Sinn derselben aufkommen, antworte ich auch nach bestem Wissen darauf. Auch wenn ich sie momentan nicht wirklich baue. Viele Grüße Tom.
Tom H. schrieb: > Nur keine Lochrasterplatine. Kann man die downloaden? Janee is klar :D Du brauchst ja eh später pro Akku je eins dieser Schalt- und Strommeßmodule, wenn ich dein Konzept richtig verstanden hab. Die lassen sich ja vorerst zum Ausmessen der Module verwenden und später an den Akkus verbauen. Grob überschlägig läßt sich die später durch MPPT erzielbare Leistung an den Daten der Module abschätzen: (19V/14V)*90% Wirkungsgrad entsprechen mindestens 122% der aktuell aus den Modulen entnehmbaren Leistung. Wahrscheinlicher ist bei brauchbarem Aufbau und realen Bedingungen ca.30% Mehrleistung. Bei leeren Akkus und niedrigen Außentemperaturen ist sogar noch mehr drin, aber bis zum Winter ist ja noch bissel Zeit..
Tom H. schrieb: > Leistungsregelung: > Wie jetzt nochmal? Ich regle die Modulspannung anhand irgendwelcher > Kenntnisse über das Modul? Temperatur, Alter...? > Oder regle ich eher doch die EingangsLEISTUNG, indem ich Modulspannung > UND Modulstrom anschaue? Dann fahre ich ja doch mit der PWM den gesamten > Arbeitsbereich oder einen Teil davon durch und schaue mir die Ergebnisse > an. Modulart, Temperatur, Alter etc. sind Einflußgrößen. Man sollte den Mechanismus kennen um eine brauchbare Strategie zu entwickeln. Aber um den MPP zu finden braucht man das Alter oder die Temperatur nicht unbedingt zu kennen. Vergiß aber die Sache mit dem "PWM-Scan". Schaltregler verwenden zwar PWM, aber mit einem bloßen Durchgehen des Arbeitsbereiches wird das nicht rund laufen. Die ICs machen schon ein bissl Arbeit und stellen die PWM äußerst dynamisch kontinuierlich nach. Du kannst damit zwar die Leistung irgendwie verstellen, aber wenn es später dann endlich um MPP geht wird das mit PWM und Induktivitäten etwas anders verhalten. Und damit es dann nicht eiert der Hinweis auf die Datenblätter. Die Kennlinien helfen dir eine Strategie zu finden die sich selbst stabilisiert. Das erfordert aber wenigstens Grundkenntnisse über Schaltregler.
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So, gestern war die lange Nacht des Lötens... Habe obenstehende Schaltung doppelt aufgebaut, für einen Akku und ein Modul. Scheint eingermaßen das zu machen, was ich will: Von irgendwelchen Spannungen bis 36V (mehr bekomme ich nicht aus dem Labornetzteil) zeigt sich der bidirektionale Schalter im ausgeschalteten Zustand unbeeindruckt. Ich habe die Konstantstromschaltung übernommen. Den Strom in Hinsicht darauf, daß später 5 Akkus permanent im "An"-Zustand dranhängen, auf 0,5mA reduziert. Da ich N-Kanal FETs lowside verwende, mußte ich die Konstanstromquelle an +12V hängen, damit immer genug Gatespannung zusammenkommt, denn die Kostantstromquelle verbraucht ja schon 2,5V. Meine Schaltung einige Beiträge weiter oben hätte die Gates im "An"-Zustand einfach auf +5V festgehängt - jetzt wo ich das schreibe, fällt mir auf, das wäre doch ok gewesen: Entweder der Zustand ist "Aus", der Source-Anschluß des oberen FETs driftet je nach Modulspannung-Leerlaufspannung auf bis zu 10V unter GND. Aber Vgs ist ja im "Aus"-Zustand Null dank des 10k-Widerstandes. Und im "An"-Zustand sind die FETs ja durchgeschaltet und alle Source-Anschlüsse nah beisammen bei GND. Hm. Grübel. Kann ich doch wieder einen Transistor und ein paar Widerstände einsparen - und brauche +12V nicht extra als Hilfsspannung an die Platine führen? Und nicht einmal +5V dauerhaft, wenn ich einfach diese schalte und dafür die Steuerleitung, die die Basen der PNPs schaltet, gleich auf GND lege? Nunja, heute abend wird weiter getestet (gestern abend äh heute früh wars zu spät).
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