Aus reinem Interesse, habe ich eine grundsätzliche Frage zu einem MPP Lademodul (PV-Modul – Batterie). Mir ist ein defekter MPPT7210 Solarladeregler zugeflogen. Das Teil kann wohl von einem Solarmodul mit einer Spannung von 12 – 60V einen 24V, 36V, 48V oder 72V Akku laden. Über das Bedientableau stellt man wohl die Akku Spannung und den Ladestrom ein. Soweit so gut. Nur wie funktioniert das? Mir geht es hier zunächst nur um das Prinzip. Habe mal den Dickstrompfad der Schaltung erfasst. T2 sieht zusammen mit L1 und D1,D2 ja wie ein Hochsetz-Schaltnetzteil aus. Kann mir jemand vom Prinzip her erklären, wie man den MPP findet? Wozu ist T1 und T3 gut? Und wie würde z.B. ein 60V Modul mit einem 24V Akku zusammen passen? Es gibt ja keinen Step down Regler oder ist solch eine Kombination nicht erlaubt? Mir ist klar, dass da an den niederohmigen Widerstände Ströme erfasst und Spannungen gemessen werden und davon abhängig irgendwie die FETs T1 – T3 geschaltet werden und das ganz sicher nicht trivial ist. Aber irgendwie müsste man doch in Gedanken so ein Regelszenario durchspielen können. Aber genau in dieser Frage stehe ich recht ratlos vor diesen wenigen Bauteilen. Kann dies vielleicht jemand allgemeinverständlich erklären? (Google hat mir da nicht wirklich weitergeholfen). Besten Dank und viele Grüße Michael
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Die Chinesen versprechen gelegentlich etwas mehr, als der Käufer erwarten würde ;-) Ich seh's wie du: Das ist ein Hochsetzsteller. Der ist vorn und hinten mit Elkos abgeblockt, d.h. die anderen zwei Transistoren bekommen von der PWM nichts zu sehen, sie schalten Gleichstrom, ein oder aus. Also z.B. Lade-End-Abschaltung. Mit MPPT bei hoher Modulspannung wird's also nichts. MPPT geht, wenn die Modulspannung niedriger als die Akkuspannung ist. Dann kann der Controller das PWM-Verhältnis an T2 verändern, und auf Strom und Spannung schauen, und sich das Optimum suchen. Ich würde den Prospekt also so lesen: Es gibt einen MPPT, und es gibt große erlaubte Bereiche der PV- und Akkuspannung. Ist inhaltlich nicht falsch. Nur nicht ganz vollständig.
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Also das Wesentliche ist ein einfacher Hillclimbing-Algorithmus. Man misst Strom und Spannung des Solarmoduls und errechnet daraus die Leistung. Danach verändert man den Arbeitspunkt des Solarmoduls geringfügig nach oben oder unten und misst nochmal die Leistung des Solarmoduls. Ist sie gestiegen, läuft man mit dem Arbeitspunkt in der gleichen Richtung weiter, ist sie gesunken, dann ändert man die Richtung. Dadurch pendelt der Arbeitspunkt immer leicht um den MPP herum. Den MPP genau halten ist schwierig, weil man dann evtl. nicht mitbekommt, wenn dieser sich verändert. Gibt da noch verschiedenste Ansätze und Versuche, wie man das optimieren kann (schnelleres Erreichen des MPP, Schattenmanagement), aber egal was man macht, solche Optimierungen können auch nach hinten losgehen und daher ist immer die Frage, ob es mehr nutzt oder mehr schadet wenn man irgendwas zu optimieren versucht. Was die Betriebsspannungen speziell bei diesem "Patent" angeht, die MPP-Spannung der PV muss immer unterhalb der Akkuspannung liegen. Also wenn man Solarmodule mit sagen wir 42V MPP-Spannung nimmt, kann man damit keine 12V-Akkus verwenden, sondern müsste z.B. 48V Akkuspannung nehmen.
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Hat der Shunt wirklich ganze 0,1R, oder hast du den nur nicht messen können? Weil, das wären ja allein an dieser Stelle 10W Verlust. T1 und T3 könnten der Verpolungsschutz sein, ist heutzutage ja quasi bitter nötig...
Michael schrieb: > Das Teil kann wohl von einem Solarmodul mit einer Spannung von 12 – 60V > einen 24V, 36V, 48V oder 72V Akku laden Aber diese Schaltung nur aufwarts. Mit PV Modul von 48V einen 12V Akku laden klappt damit nicht. Michael schrieb: > Kann mir jemand vom Prinzip her erklären, wie man den MPP findet? Die Elektronik steuert den MOSFET des step up boost Wandlers mit einer PWM, z.B. mit 53% Einschaltquote. Dabei wird das Solarmodul mit einem sich ergebenden Strom belastet und schafft es noch, eine bestimmte Spannung zu produzieren. Nun prüft die Elektronik was bei 51% und was bei 55% Tastverhaltnis der PWM passiert und liefert eine davon höhere Leistung, nimmt es in Zukunft diese PWM. Gute MPPT machen Zusatzdinge: jede Minute einmal den ganzen Betrich durchtesten wo das absolute Maximum liegt, Überstrom und Überspannungsschutz,
Super, das bringt doch schon sehr viel an Verständnis. Vor allem die Bedingung, dass die Batteriespannung > der Modulspannung sein muss, macht die Schaltung gleich weniger geheimnisvoll. PS. Die Widerstände mit 0,1? sind ganz sicher viel niederohmiger. Das sind in Wirklichkeit nur Drähte mit ca.2cm Länge und 1mm Durchmesser. Besten Dank für eure Info Gruß Michael
Ben B. schrieb: > Was die Betriebsspannungen speziell bei diesem "Patent" angeht, die > MPP-Spannung der PV muss immer unterhalb der Akkuspannung liegen. Ist das nur bei diesem Gerät willkürlich so gewählt, oder ist es vom Grundprinzip her irgendwie besser einen MPPT als Step-Up statt als Step-Down umzusetzen?
Niklas G. schrieb: > Ben B. schrieb: >> Was die Betriebsspannungen speziell bei diesem "Patent" angeht, die >> MPP-Spannung der PV muss immer unterhalb der Akkuspannung liegen. > > Ist das nur bei diesem Gerät willkürlich so gewählt, oder ist es vom > Grundprinzip her irgendwie besser einen MPPT als Step-Up statt als > Step-Down umzusetzen? Aufwärtsschaltregler ist am einfachsten zu realisieren.
H. H. schrieb: > Aufwärtsschaltregler ist am einfachsten zu realisieren. Im Allgemeinen oder für MPP-Regelung?
Niklas G. schrieb: > H. H. schrieb: >> Aufwärtsschaltregler ist am einfachsten zu realisieren. > > Im Allgemeinen oder für MPP-Regelung? Kein Unterschied.
Vom Schwierigkeitsgrad her finde ich Aufbauten mit StepUp- und StepDown-Wandler identisch. Der StepUp-Wandler hat lediglich den Vorteil, daß die Steuerspannung des FET Massebezug hat. Das "Problem" was den Einsatzbereich des StepUp-Wandlers begrenzt ist, daß die Leistungsdiode von ganz alleine leitend wird sobald die Eingangsspannung höher ist als die Ausgangsspannung und dann ist keine Regelung des Leistungsflusses mehr möglich. Mein eigener Aufbau verwendet auch einen StepUp-Wandler, allerdings mit einem dedizierten PWM-Regler zur Steuerung des Wandlers, damit sich der Controller nicht um die Erzeugung der PWM zu kümmern braucht. Ich könnte da genau so einen PWM-Regler für einen (synchron-)StepDown-Wandler einsetzen, würde genauso funktionieren, bräuchte dann aber zwingend eine geringere Akkuspannung als die geringste zu erwartende MPP-Spannung. Und genau an dem Punkt wirds im Hochsommer lustig, meine Module sind mit 28Vmpp oder so angegeben, aber auf diese Traumwerte der Hersteller kann man einen großen Haufen scheißen. Durch die Erwärmung der Module wenn die Sonne richtig draufknallt, landet man eher so bei 24V. Damit kann man nur noch 12V-Akkusysteme laden. Man kann auch einen transformatorisch arbeitenden Wandler nehmen, diese haben aber genauso das Problem, daß ihre Transformatoren ungefähr an die zu erwartenden Betriebsspannungen angepasst werden müssen. Manche kommerzielle Wechselrichter (z.B. bei den Fronius IG weiß ich es und deren Aufbau ist auch in einigen anderen Geräten eingesetzt) haben dafür Trafos mit Wicklungsumschaltung. Für den eigentlichen MPP-Tracker ist die Wandlertopologie völlig egal.
Ben B. schrieb: > Für den eigentlichen MPP-Tracker ist die Wandlertopologie völlig egal. Alles klar danke! Wenn man sowieso wandeln muss und die Richtung egal ist, macht es dann nicht meistens Sinn, viele Zellen parallel zu schalten und nur wenige in Reihe und dies mit Step-Up zu kombinieren, um Verluste durch Teilabschattung zu reduzieren? Bypass-Dioden sind ja auch nicht die ideale Lösung. Ben B. schrieb: > Mein eigener Aufbau verwendet Ist es ein OpenSource Projekt?
> Wenn man sowieso wandeln muss und die Richtung egal ist, macht es > dann nicht meistens Sinn, viele Zellen parallel zu schalten und > nur wenige in Reihe und dies mit Step-Up zu kombinieren, um > Verluste durch Teilabschattung zu reduzieren? Die Frage ob Reihen- oder Parallelschaltung ist eine Glaubensfrage... solange die Module alle die gleichen sind und die gleiche Temperatur haben, funktioniert eine Parallelschaltung super. Wenn die Module nicht die gleichen sind, aber gleiche MPP-Spannung haben, ist die Parallelschaltung das einzige, was geht. So habe ich das bei meiner Spiel-PV gemacht, das sind zwei typgleiche 285W-Module, ein 285W Einzelstück und nochmal zwei mit je 160W. Die einzelnen Module werden vielleicht nicht ihr absolutes Maximum liefern, aber ich sehe bei konstanter Leistung immer noch eine so starke Schwankung der PV-Spannung... kann so schlimm nicht sein und Leistung kommt auch in erwarteter Menge. Mein PV-Lader kann nur maximal 32A messen und die sind auch schon erreicht worden. Daraus folgt auch das Problem bei Parallelschaltung: Man hat sehr schnell unerwünscht hohe Ströme bei recht geringer Spannung, damit hohen Aufwand bei der Verkabelung und Verluste. Die beste Lösung für Probleme bei Teilabschattung sind Moduloptimierer. Die haben praktisch einen eigenen MPP-Tracker für jedes einzelne Solarmodul und erzeugen aus der zur Verfügung stehenden Leistung so viel Spannungshub auf dem String, wie bei gegenwärtigem Stringstrom damit möglich ist. Man verliert geringfügig etwas an die Verlustleistung der Optimierer, aber man hat praktisch keine Probleme mehr mit Verschattung. > Bypass-Dioden sind ja auch nicht die ideale Lösung. In einem String gibts aber keine andere Möglichkeit, als (wenige) abgeschattete Flächen damit "auszublenden" wenn man so möchte. Ansonsten kann man nur noch den Strom fahren, den die abgeschattete Fläche erzeugen kann. > Ist es ein OpenSource Projekt? Nicht angestrebt, nicht mehr in diesem Forum. Für bestimmte Einzelpersonen auf jeden Fall gerne, aber für alle hier anwesenden? Nein, niemals.
Ben B. schrieb: >> Ist es ein OpenSource Projekt? > Nicht angestrebt, nicht mehr in diesem Forum. Für bestimmte > Einzelpersonen auf jeden Fall gerne, aber für alle hier anwesenden? > Nein, niemals. Schade. Jahrelange und weitgehend erfolglose Forschungsarbeit bleibt dabei der Menschheit verborgen... 😎
> Schade. Nicht für mich. > Jahrelange und weitgehend erfolglose Forschungsarbeit bleibt > dabei der Menschheit verborgen... Du laberst eine Scheiße. Nur weil ich für den Aufbau der geplanten großen PV deutlich länger brauche als erwartet, heißt das doch nicht, daß mein für die Spiel-PV gebauter Lader nicht funktionieren würde. Das Ding läuft jetzt seit mehreren Monaten ununterbrochen und musste nicht ein einziges Mal angefasst werden. Der versägt so manches kommerzielle Produkt um Längen. Im Wesentlichen gibts zwei Gründe dafür. Der erste ist, daß ich immer noch Optimierungspotential erkenne, wenn ich mir das Betriebsverhalten des Trackers so anschaue. Er funktioniert nicht schlecht, aber in der Praxis ist die Sonnenstrahlung meistens nicht konstant und bei schnellen Änderungen der Einstrahlung läuft mir der Tracker manchmal zu weit aus dem MPP heraus weil er nicht erkennt, ob die Leistungsänderung durch seine eigene Suche oder durch eine Änderung der Einstrahlung hervorgerufen wird. Die Verluste dadurch sind zwar gering und der MPP wird schnell wiedergefunden, aber mir ist das nicht gut genug. Also auch wenn ich oben schreibe, daß das Ding echt gut funktioniert und brauchbare Ergebnisse liefert... it is still work in progress. Und den zweiten Grund hast Du direkt selbst geliefert, danke dafür. Ich habe einfach keine Lust, irgendwelche Arbeiten von mir free for all zur Verfügung zu stellen, solange hier so viele Evolutionsbremsen herumlaufen, die die Arbeit anderer aus mir unerfindlichen Gründen einfach nur schlecht machen und mich dann hinterher mit denen herumzuärgern. Wie ich schon sagte teile ich mein Wissen, meine Zeit und meine Arbeit gerne mit Leuten, bei denen gegenseitiger Respekt und echtes Interesse vorhanden ist. Da helfe ich wirklich gerne und hoffe darauf, daß mir genau so geholfen wird wenn ich mal irgendwo nicht weiterkomme. Bedauerlicherweise ist der Anteil der Personen hier im Forum, mit denen das möglich ist, sehr gering geworden. Sollte sich das irgendwann ändern, denke ich da gerne nochmal drüber nach.
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