Geschätztes Forum, an einem Solarmodul 12V / 50W soll jeweils die maximale Leistung des Moduls, egal ob beschattet, optimale Besonnung, oder diffuse Lichteinstrahlung, zur Verfügung stehen. Wie würdet Ihr messtechnisch die MPP-Spannung ermitteln? Vorhergender und artverwandter Beitrag: Beitrag "Home Solarkraftwerk Solaranlage selber bauen Eigenbau" https://de.wikipedia.org/wiki/Maximum_Power_Point_Tracking Danke Bernhard
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Im Grunde hast Du doch schon alles genannt, was Du brauchst. Man fährt den Spannungsbereich des Solarmoduls durch, bis das Produkt aus Strom und Spannung maximal ist. Die einfachste Lösung dafür ist ein einfacher Hillclimb-Algorithmus - mach einen Schritt, wenn die Leistung kleiner ist als vorher, wechsle die Richtung. In der Praxis kann man das noch ein wenig verfeinern, so daß das Ganze bei Bewölkung nicht durcheinanderkommt usw., aber für die reine Messung braucht man das nicht unbedingt.
Bernhard S. schrieb: > Wie würdet Ihr messtechnisch die MPP-Spannung ermitteln? Strom mal Spannung = Leistung Power. Ein MPPT Regler probiert halt immer mit unterschiedlichen Belastungen und regelt in die Richtung nach in der es besser wird. Wichtig ist nur zu begreifen, dass der MPP nicht konstant ist sondern von Temperatur und Sonne abhängt, also ständig schwankt. Ben B. schrieb: > In der Praxis kann man das noch ein wenig verfeinern, so daß das Ganze > bei Bewölkung nicht durcheinanderkommt Das geht noch, schlimmer sind wohl mehrere Module von denen einzelne anders beschattet werden, dann kann es mit Pech wohl mehrere Maxima geben.
Danke für Eure interessanten Antworten :-) MaWin schrieb: > Ein MPPT Regler probiert halt immer mit unterschiedlichen Belastungen > und regelt in die Richtung nach in der es besser wird. Wie könnte man die Regelung hardwaremäßig in die Praxis umsetzen?
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Abdul K. schrieb: > Google kaputt? Mit einem AVR und Schaltregler hinten dran. Gibt's irgenwo den Spam-, oder Usersperren -Button?
Bernhard S. schrieb: > Wie könnte man die Regelung hardwaremäßig in die Praxis umsetzen? Heute mit uC, der zumindest den Ladestrom in den Skku misst, die Akkuspannung kann während der Probierphase als konstant fenug angenommen werden. Der uC steuert per PWM einen Buck Tiefsetzsteller aus MOSFET, Spule und Freilaufdiode (ja, hier ist Steller mal zutreffend, die Regelung macht ja der uC) und probiert, ob eine Erhohung oder Verringerung der PWM Pulsbreite zu mehr Strom führt. Im Endeffekt pendelt er also immer um den optimalen Punkt drumrum. Für kleinere Spule und höhere Effizienz nimmt man gerne auch einen DSP und Synchrongleichrichtung. Wenn der Akku voll ist, sollte der Lader natürlich mit Laden aufhören.
Paul schrieb: > http://www.zabex.de/site/mpptracker.html > > VG Paul Hallo Paul, schön Dich mal wieder zu lesen :-) Danke für Deinen Link. Auf dieser Seite fand ich einen interessanten Solarrechner. http://www.zabex.de/mppsimulator/mpp_simu.html MaWin schrieb: > Der uC steuert per PWM einen Buck Tiefsetzsteller aus MOSFET, Spule und > Freilaufdiode Danke MaWin, ein sehr schöner Ansatz :-)
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Zunächst soll ein kleines Messgerät entstehen, welches mir die abgegebene Energiemenge im MPP-Modus pro Tag ermitteln und in Wh bzw. kWh anzeigen soll. Minütlich soll die Messung erfolgen, sonst wird alles ziemlich warm und das wollen wir nicht ^^ Prinzip: Einen BUZ11, oder mehrere im Parallelbetrieb, würde ich gern als 50W Last verwenden, laut Datenblatt verträgt er 75W bei idealer Kühlung. Bei permanenter Leistung am BUZ von 30W erwärmt sich der verbaute Kühlkorper, ohne Lüfter, schon auf ca. 60°C. Frage: Da der BUZ11 eine blöde Kennlinie besitzt und eine Gatespannung von 2,6...3,6V benötigt,bei I(Drain)0...3A, könnte man mit einem Widerstandsnetzwerk und einer Regelspannung 0...5V, PWM eines µC, zur Verfügung stellen. Wie würdet Ihr die Widerstände R1, R2 und R3 dimensionieren, damit man von der Regelspannung 0...5V auf eine Gatespannung 2,6...3,6V kommt? Der Widerstand "R" mit 0,5 Ohm dient später zur Strommessung.
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Bernhard S. schrieb: > Widerstände R1, R2 und R3 dimensionieren, d R1=0 Ohm R2,R3=unendlich BUZ11 geht prinzipiell in Ordnung weil er eine DC Kurve im Datenblatt hat, aber auch bei optimaler Kühlung (in 25 GradC kaltem Wasser) bei 20V erreicht er nicht ganz deine 2.7A. Du brauchst 2 oder mehr in Parallelschaltung für 50W und damit fangen deine Probleme an, denn keine 2 BUZ11 verhalten sich gleich. https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/22129/STMICROELECTRONICS/BUZ11.html
R2=R3 gegen unendlich funktioniert zwar, aber eine 8Bit PWM würde dann nur in einem sehr kleinen Bereich mit grober Abstufung arbeiten.
Bernhard S. schrieb: > Wie würdet Ihr messtechnisch die MPP-Spannung ermitteln? Ein Solarmodul mit Akku und einem MPPT-Regler laufen lassen und die Werte aufzeichnen.
Bernhard S. schrieb: > Frage: Da der BUZ11 eine blöde Kennlinie besitzt und eine Gatespannung > von 2,6...3,6V benötigt,bei I(Drain)0...3A, könnte man mit einem > Widerstandsnetzwerk und einer Regelspannung 0...5V, PWM eines µC, zur > Verfügung stellen. > > Wie würdet Ihr die Widerstände R1, R2 und R3 dimensionieren, damit man > von der Regelspannung 0...5V auf eine Gatespannung 2,6...3,6V kommt? Vergiss es. So macht man das nicht. Die Ugs/Id Kennlinie des BUZ streut wie bei jedem anderen Mosfet auch und ist auch noch Temperaturabhängig. Dazu gibts zig Kurven im Datenblatt. Du braucht eine regelbare Konstantstromquelle mit Mosfet. Hier werden sie geholfen: https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Operationsverst%C3%A4rker_und_Transistor Etwas nach unten scrollen, dann kommt die Schaltung mit Mosfet. Wenn du mehrere BUZ11 parallel schalten willst -> die Schaltung für jeden BUZ11 aufbauen, nicht einfach die BUZ11 parallel schalten. Die laufen dir sonst thermisch davon.
Bernhard S. schrieb: > Einen BUZ11, oder mehrere im Parallelbetrieb, würde ich gern als 50W > Last verwenden, laut Datenblatt verträgt er 75W bei idealer Kühlung. Leistungs-MOSFETs im Analogbetrieb, und dann noch parallel geschaltet... Eine ganz schlechte Idee. Verheize die Leistung in Widerständen, die können das vertragen.
Andreas M. schrieb: > Vergiss es. So macht man das nicht. Die Ugs/Id Kennlinie des BUZ streut > wie bei jedem anderen Mosfet auch und ist auch noch Temperaturabhängig. > Dazu gibts zig Kurven im Datenblatt. Leder BUZ11 begommt noch einen 1 Ohm Sourcewiderstand als Gegenkopplung spendiert, damit kompesieren sich die Kennlienunterschiede. H. H. schrieb: > Eine ganz schlechte Idee. Warum? Gegen welchen Parameter würden wir verstoßen? Jobst Q. schrieb: > Ein Solarmodul mit Akku und einem MPPT-Regler laufen lassen und die > Werte aufzeichnen. Genau das soll das Ziel dieses Gerätes sein ;-)
Bernhard S. schrieb: > Warum? Gegen welchen Parameter würden wir verstoßen? Das wird kompliziert. Ich würde einen einstellbaren step-down regler und eine widerstandsbank verwenden.
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Prinzipschaltung mit BUZ11 im Parallelbetrieb. Prinzip: Die PWM (Pulsweitenmodulation) 0...5V stellt die Ugs für die BUZ betreit. Und steuert den Strom. Am Sourcewiderstand entsteht eine Spannung, welche zur Strommessung genutzt wird. Die Spannung des Solarmoduls wir runtergeteilt dem µC zugeführt. Die BUZ11 dienen als Last.
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So funktioniert die Strommessung nicht. Bei FETs sind die Exemplarstreuungen recht hoch, durch den gemessenen Zweig kann ein komplett anderer Strom fließen als durch die nicht gemessenen. Nimm doch einfach einen Transistor, der alleine dick genug für die komplette Leistung ist. Das kann auch ein bipolarer Typ sein, als Darlingtonstufe, dann braucht man für die paar Ampere auch keine hohe Treiberleistung. Am besten irgendwas Dickes aus der Audio-Ecke wie den 2SC5200 oder der 2N3055 Dinosaurier sollte mit 100W auch gut klarkommen.
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Bernhard S. schrieb: > Die PWM (Pulsweitenmodulation) 0...5V stellt die Ugs für die BUZ > betreit. > Und steuert den Strom. Die Vgsth eines BUZ11 liegt laut Datenblatt zwischen 2.1 und 4 V. Bei Deinen angedachten 3.6V Gatespannung ist der eine Mosfet noch zu, während durch den anderen gut und gerne ein halbes Ampere durchfließt. Welche Ströme wolltest du nochmal messen? Der Source-Widerstand ist viel zu klein um da irgendwas auszugleichen.
Bernhard S. schrieb: > Jobst Q. schrieb: >> Ein Solarmodul mit Akku und einem MPPT-Regler laufen lassen und die >> Werte aufzeichnen. > > Genau das soll das Ziel dieses Gerätes sein ;-) Bernhard S. schrieb: > Wie könnte man die Regelung hardwaremäßig in die Praxis umsetzen? Du willst also einen MPPT-Regler neu erfinden. Ich würde einfach einen bestehenden nehmen und beobachten. Wenn die Ergebnisse zu schlecht sind, kannst du ja immer noch etwas daran verbessern.
Jobst Q. schrieb: > Du willst also einen MPPT-Regler neu erfinden. Ich würde einfach einen > bestehenden nehmen und beobachten. Stimmt, wir brauchen das Forum nicht, wir können doch alles billig kaufen, hättest Du uns das nicht gleich sagen können.
MPP messen denke ich reicht, wenns auf 1% genau ist. Die Umwelteinflüsse werden ja eh ignoriert, sind zu viele und z.T. schwer messbar. 2 Mosfets die zueinander ähnlich sind, kann man ausmessen, dann reichen die 2. Daher denke ich, man braucht kein extra einschränkendes Netzwerk für die Gatespannung. Messen des Stroms über Mittelwert, also gleiche Widerstände von den R zum ADC, machts zuverlässig.
Es ist zwar nicht der High End Aufbau aber trotzdem sehr interessant: https://youtube.com/playlist?list=PLjzGSu1yGFjWv4KeN-7TSYeQIcicM9Ghl Es ist zwar auf Englisch aber leicht verständlich, der Kollege ist Brite. VG Paul
Beitrag #7098785 wurde von einem Moderator gelöscht.
Bernhard S. schrieb: > Prinzipschaltung mit BUZ11 im Parallelbetrieb Kurz gesagt: so nicht. Weisst du denn überhaupt nicht, wir MOSFETs funktionieren ?
MaWin schrieb: > Bernhard S. schrieb: >> Prinzipschaltung mit BUZ11 im Parallelbetrieb > > Kurz gesagt: so nicht. Warum nicht, wenn kein Datenblatt-Parameter verletzt wird, eine nachvollziehbare Erklärung würde uns alle erfreuen :-) Helge schrieb: > Daher denke ich, man braucht kein extra einschränkendes Netzwerk für die > Gatespannung. Da hast Du Recht, wird nicht zwingend benötigt, geht auch so. Aber, schau Dir mal die Kennlinie an https://www.mikrocontroller.net/attachment/560079/BUZ11_Kennlinie.jpg nur in einem kleinen Bereich der Gatespannung lässt sich der Drain-Strom vernünftig steuern, mit einem R-Netzwerk, wird dieser Bereich schön gedehnt.
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Im Prinzip ja, aber der steuerbare Bereich wandert mit der Temperatur. Dazu kommt der Abfall am Meßwiderstand. Übrigens wirds erheblich weniger Verlustleistung am Mosfet, wenn man eine H4-Lampe in Reihe schaltet.
Helge schrieb: > Im Prinzip ja, aber der steuerbare Bereich wandert mit der > Temperatur. Da die Messung nur wenige ms dauert, wird die Temperatur kaum steigen, selbst wenn dann ändert sich zwar der Strom, aber auch die Spannung über dem Panel. P=U*I > Dazu kommt der Abfall am Meßwiderstand. Dieser Spannungsabfall über den Widerstand ist sogar gewünscht, dient als Gegenkopplung , falls die BUZ-Exemplare etwas streuen ud als Messwiderstand für den Strom I=U/R.
Mach PWM, aber du kapierst einfach nicht.
Abdul K. schrieb: > Mach PWM, aber du kapierst einfach nicht. Besuch mal lieber einen Deutschkurs, Deine Antworten sind sehr oberflächlich und nichtssagend, die vorhergehenden Antworten wurden von Dir nicht gelesen, du Geringverdiener. Bitte schreib nicht mehr in meinen Threads, wir brauchen Deinen Spam nicht. Bernhard S. schrieb: > Prinzipschaltung mit BUZ11 im Parallelbetrieb. > > Prinzip: > > Die PWM (Pulsweitenmodulation) 0...5V stellt die Ugs für die BUZ > betreit. > Und steuert den Strom.
Bernhard S. schrieb: > Da die Messung nur wenige ms dauert Wie groß ist C deines Solarpanels? Wie lange braucht deine Gatespannung zum stabilisieren? Wenige ms pro Messung sind immer noch viele ms für viele Messungen.
Eine echte PWM, wo die FETs sauber ein- und ausgeschaltet sind. Deine Idee ist einfach Müll, allenfalls bipolar halbwegs sinnvoll. --- Und deine jetzige Äußerung ist unter aller Sau! Es gibt auch keine steuerbare Schreibberechtigung nur um unliebsame User zu diskriminieren. Andere möchten vielleicht saubere Lösungen hören und umsetzen. Ist eben ein Forum.
Abdul K. schrieb: > Eine echte PWM, wo die FETs sauber ein- und ausgeschaltet sind. Den Panel-Strom mit PWM steuern, 24V / 2,7A, ob diese Schaltung dann eine EMV-Messung übersteht, wird eher ein Störsender werden. Damit könnte man zwar die Leerlaufspannung und den Kurzschlussstrom messen, aber die MPP-Spannung nicht. Ganz grob: P=0,8 x U(Leerlauf) x I(Kurzschluss)
Wozu braucht eine Laborschaltung eine EMV-Messung/Freigabe?? Der MOSFET benötigt einen Lastwiderstand. --- Lassen wir es. Ich sage nichts mehr.
Abdul K. schrieb: > Lassen wir es. Ich sage nichts mehr. Endlich :-) Bitte gelobe es für alle meine Beiträge, ich währe Dir sehr dankbar. Wenn Du Bernhard liest.... nix schreiben, nur ALT+F4
Helge schrieb: > Wie groß ist C deines Solarpanels? Sehr interesante Frage, werde ich mal bei Dunkelheit messen, Danke für den Tipp, Lob ! Wie lange braucht deine Gatespannung zum stabilisieren? Abhängig vom R-out(Netzwerk) und C am Gate, PWM am µC könnte z.B. 10kHz betragen.
Bernhard S. schrieb: > Ganz grob: P=0,8 x U(Leerlauf) x I(Kurzschluss) Viel genauer wird deine "Messung" ja auch nicht, zumindest nicht, wenn der gemessene Wert nachher unabhängig von Sonneneinstrahlung, Temperatur, Teilverschattung gelten soll. Hat schon einen Grund, warum ernstgemeinte MPPT da keinen fix eingestellten Wert verwenden, sondern ständig den unter den aktuellen Bedingungen geltenden MPP suchen.
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Εrnst B. schrieb: > Viel genauer wird deine "Messung" ja auch nicht Da der MPP minütlich gesucht werden soll, wird die Messung doch hinreichend genau. Natürlich wäre auch eine permanente MPP-Suche möglich, aber wohin mit der nichtbenötigten Energie?
Bernhard S. schrieb: > aber wohin mit > der nichtbenötigten Energie? Akku, Glühlampe, Heizwiderstand? Wenn du das gleich so aufbaust, ist deine Schaltung nicht nur für eine rein akademische Messreihe geeignet, sondern auch später für den "Produktivbetrieb".
Εrnst B. schrieb: > Heizwiderstand? > sondern auch später für den "Produktivbetrieb". Meine bessere Hälfte würe mich im Winter dafür sehr loben und im Sommer... das höre ich jetzt schon, dann gibt es wieder Schellte ;-)
Da die Problematik BUZ11 im Parallelbetrieb noch unklar ist: Beitrag "BUZ11 parallel als regelbarer 200 Watt Widerstand bis 20V 10A"
Ich denke, das Thema FETs parallel im Analogmodus ist nun endlich fachlich korrekt abgehandelt: Beitrag "BUZ11 parallel als regelbarer 200 Watt Widerstand bis 20V 10A"
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Paul schrieb: > Es ist zwar nicht der High End Aufbau aber trotzdem sehr interessant: > > https://youtube.com/playlist?list=PLjzGSu1yGFjWv4KeN-7TSYeQIcicM9Ghl > > Es ist zwar auf Englisch aber leicht verständlich, der Kollege ist > Brite. > > VG Paul hier ich wiedermal im "meckermodus" ;) #10 bei 07:31 zeigt, wie sinnlos das alles ist. Eine Wolke am Himmel und es kommt kaum noch was raus aus den riesigen Panelen, die er da hat. Der Buck-Converter ist der Hammer, oder? Wir zeichnen akribisch die Strompfade im Layout ein, um die umspannten Flächen im Ein - und Ausgangskreis klein zu halten. Wozu eigentlich? Geht ja auch so.
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Der Prototyp Version-1. Im Minutentakt wird für wenige ms der Strom durch die FETs (BUZ11) von NULL auf Maximum des Panels hochgefahren, indem die PWM von 0% auf 100% erhöht wird. Dabei die Spannung am Panel und der Strom durch die Source-Widerstände gemessen und die Leistung P=U*I berechnet. Wenn die Leistung am höchsten ist, ist MPP erreicht. Die MPP-Spannung, MPP-Strom und MPP Leistung steht nach einem Messvorgang sofort zur Verfügung. Da sich die FETs und die R kaum erwärmen, könnte ev. auf Kühlkörper verzichtet werden :-)
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Bernhard S. schrieb: > Im Minutentakt wird für wenige ms der Strom So wie ich MPPT verstanden habe, ist doch gerade das kontinuierliche Nachführen der "Witz" an der ganzen Geschichte. Warum willst du das nun zeitlich diskret machen? Zu dem Punkt wohin mit der Leistung: Großen Akku voll machen, Wärmespeicher voll machen, Schwungrad auf Trab bringen usw. Sollten tatsächlich alle Energiespeicher voll seien, sich drüber freuen und den MPPT per "AllesRandvoll-Signal" auf "Aus" schalten lassen.
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J. T. schrieb: > Bernhard S. schrieb: >> Im Minutentakt wird für wenige ms der Strom > > So wie ich MPPT verstanden habe, Antwort: siehe Überschrift "MPP - Solar-Panel-Tester" https://www.mikrocontroller.net/attachment/560708/MPP_Tester_V1.png
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Der 200 Watt 20V 10A Prototyp. Hinweis: Beim 200W Messdurchlauf wird alles schön warm ^^ Zeigt u.a.folgendes an: - Leerlaufspannung - Kurzschlussstrom - MPP Leistung - MPP Spannung - MPP Strom - theoretisch erzeugbare Energiemenge in Wh pro Tag
Bernhard S. schrieb: > Zeigt u.a.folgendes an: > ... > theoretisch erzeugbare Energiemenge in Wh pro Tag Dafür fehlt die Berechnung von Sonnenstand und Weglänge des Lichtes durch die Atmosphäre.
Bernhard S. schrieb: > Hinweis: Beim 200W Messdurchlauf wird alles schön warm ^^ Wie lange dauert dieser Messdurchlauf? Denn das muss da mit diesem kleinen Kühlkörperchen eigentlich nicht nur warm, sondern richtig heiß werden. Rechne mal nach mit halbwegs realistischen 4K/W oder mit optimistischen 2K/W. Da kommen dann Sperrschichttemperaturen von 400..800°C heraus. Und natürlich schmilzt sich nebenbei der Kühlkörper aus dem Kunststoff heraus... :-o BTW: Mit welchem Messgerät hast du die die 2,5055V ermittelt? Abgesehen davon, dass das nur eine Momentaufnahme ist: so genau brauchst du das sowieso nicht, weil die Referenz und der ADC des µC diese Genauigkeit prinzipiell gar nicht hergeben.
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Lothar M. schrieb: >> Hinweis: Beim 200W Messdurchlauf wird alles schön warm ^^ > Wie lange dauert dieser Messdurchlauf? ca. 1 Sekunde > Mit welchem Messgerät hast du die die 2,5055V ermittelt? PeakTech4095
Bernhard S. schrieb: > Lothar M. schrieb: >>> Hinweis: Beim 200W Messdurchlauf wird alles schön warm ^^ >> Wie lange dauert dieser Messdurchlauf? > ca. 1 Sekunde MaWin schrieb: > Wichtig ist nur zu begreifen, dass der MPP ... ständig schwankt. Das ist der Witz an der Sache: du musst den MPP laufend verfolgen. Ein kleines Wölckchen am Himmel --> anderer MPP. Eine einmalige Messung hat da nicht viel Aussagekraft. Wozu soll so ein einzelner Messwert gut sein? Wie definierst du die Rahmenbedingungen dafür? Denn für vergleichbare Messungen (Sind diese beiden Module gleich gut? Hat dieses Modul seit letztem Jahr an Effizienz verloren?) müssen ja auch die Rahmenbedingungen gleich sein. Du musst also zum Vergleichen von Panels irgendwie die "reale Leistung" mit der "realen Sonneneinstrahlung" normieren.
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Wie viel Prozent Wirkungsgrad bringt eigentlich MPP verglichen mit einer fest eingestellten Spannung?
Stefan ⛄ F. schrieb: > Wie viel Prozent Wirkungsgrad bringt eigentlich MPP verglichen mit einer > fest eingestellten Spannung? du meinst eine feste Einstellung der Modulspannung (nicht der Lastspannung), richtig? Hängt natürlich davon ab, wie weit die fest eingestellte Spannung von der aktuellen MPP-Spannung entfernt ist ;-) Wenn die feste Einstellung halbwegs auf die aktuelle Jahreszeit (und die dafür typischen Modultemperaturen) optimiert ist, dann kostet dich im Tagesgang ein fehlender MPP-Tracker vielleicht im Mittel 20-30% der erreichbaren Leistung. In der "entgegengesetzten Jahreszeit" mit deutlich anderen Temperaturen, können es dafür dann auch mehr als 50% unnötiger Verluste sein.
Achim S. schrieb: > du meinst eine feste Einstellung der Modulspannung (nicht der > Lastspannung), richtig? Ja > im Mittel 20-30% Das ist viel, dann sollte man sich auf Anlagen ohne MPP wohl lieber gar nicht erst einlassen.
Lothar M. schrieb: > müssen ja auch die Rahmenbedingungen gleich sein. > Du musst also zum Vergleichen von Panels irgendwie die "reale Leistung" > mit der "realen Sonneneinstrahlung" normieren. ...wir wollen es mal nicht übertreiben, es handelt sich hier um ein ganz einfaches und kleines Gerät, welches uns den momentaen MPP unter den gegebenen Umständen anzeigt. z.B. diesiges Wetter, ein kleines Wölkchen, Tempaeraturänderungen verschieben den MPP Stefan ⛄ F. schrieb: > Wie viel Prozent Wirkungsgrad bringt eigentlich MPP verglichen mit einer > fest eingestellten Spannung? Bei einer Leerlaufspannung von 22V kann ggf. die MPP-spannung zwischen 8 und 20V liegen.
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