1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10/10 10,00оценок: 1

Потери на ХХ и альтернатива (200в DC система на 2-30 кВт + инвертор)

Тема в разделе "Возобновляемые источники электроэнергии", создана пользователем fav2010, 08.05.13.

  1. fav2010
    Регистрация:
    10.03.11
    Сообщения:
    146
    Благодарности:
    76

    fav2010

    Живу здесь

    fav2010

    Живу здесь

    Регистрация:
    10.03.11
    Сообщения:
    146
    Благодарности:
    76
    Адрес:
    Москва
    Потери на ХХ и альтернатива (200в DC система на 2-30 кВт + инвертор)
    Везде описаны традиционные системы из СБ + контроллер на 48в + АКБ+ инвертор 48-220.
    Все бы хорошо, только есть ряд моментов:
    1. В реальном мире СБ подключаем нитками по 110-140в, далее через mppt понижаем до ~48 номинальных. КПД контроллера ниже аж на 1%, но в проводах экономим 2-3%.
    2. Инверторы имеют низкий КПД (80-90%) из-за необходимости поднимать напряжение.
    3. очень хочется часть нагрузки подключать мимо инвертора и контроллера, но для этого нужно DC > 130в, а лучше ~200-220в. ТЭНы в бойлере, например. Или все современные электронные приборы с импульсными блоками питания.
    4. гигантский хлостой ток традиционной системы из инвертора+контроллера. По 3-5кВт*час в сутки будет уходить только на ХХ. Потери на жжужание инвертора 3кВт + контроллера мппт никак не меньше 2а @50в, т. е. 100Вт. Кустарно минимизируемо до 12-15Вт если повезет (мне удалось китайский 3кВт модифицированный синус так доделать, но КПД под нагрузкой у него 85%).

    Идея:
    1. Собирать СБ в нитки по ~180-205в (6 СБ панелей 24в номинальных последовательно, т. е. 30в в ТММ и 35в ХХ) + нитки по 14 АКБ 12в + инвертор мод. синус без повышения напряги (КПД 99%, ХХ меньше 1Вт). Напряжение на АКБ ограничивается ШИМом на нагрузку ТЭН (мощный полевик + операционник + 4 резюка + пара кондеров и стабилитрон).
    В такой схеме практически нет собственных потерь, намного меньше аварийных мест, меньше гудения и нагрева. Не все потребители смогут питаться таким током, но почти все.

    Кстати, такая система легко совмещается с выпрямителем из розетки (генератора) и позволяет потреблять из сети за вычетом производимого СБ, одновременно обеспечивая резервирование на АКБ.

    2. Тоже самое, но нитки в 8 СБ (240-270в) и 19 АКБ. А схема инвертора чуть сложнее - ШИМим синус с обратной связью (мостовая схема из хороших полевиков/igbt + платка EGS002).

    Очень интересно услышать Ваши мнения вообще на тему минимизации ХХ в автономных домах. Только не про инверторы с "режимом ожидания" и "определения нагрузки" - это нелепый кастыль в реальном доме и техникой с пультами ДУ и часами.
     
    fav2010 , 08.05.13
    #1 + Цитировать
  2. fav2010
    Регистрация:
    10.03.11
    Сообщения:
    146
    Благодарности:
    76

    fav2010

    Живу здесь

    fav2010

    Живу здесь

    Регистрация:
    10.03.11
    Сообщения:
    146
    Благодарности:
    76
    Адрес:
    Москва
    Я когда-то размышлял на тему связки большого инвертора и маленького 12в 300Вт с ХХ 1-2Вт. Схема переключения оказалась весьма не простой (нужно отслеживать ток и фазу в переменке, быстро переключать), а с холодильником вообще плохо совместима.
     
    fav2010 , 08.05.13
    #2 + Цитировать
  3. Мax94
    Регистрация:
    07.09.12
    Сообщения:
    7.849
    Благодарности:
    1.701

    Мax94

    ·

    Мax94

    ·

    Регистрация:
    07.09.12
    Сообщения:
    7.849
    Благодарности:
    1.701
    Адрес:
    Калининград
    Тут народ говорит, что потери зудящего инвертора- фигня по сравнению с неудобством...
    14 АКБ дадут рабочее напряжение порядка 170В- маловато будет для некоторых нагрузок инвертора- ибо с такого DC он сделает максимум 110В АС.
    Плюс при низкой освещённости напруга массива будет всё-таки проседать.
    И контроллер с ТММ на 14АКБ вроде как не выпускают.
    Те же замечания, что и про предыдущий вариант, 1-ственное- бОльшая часть инверторных нагрузок съест такой синус- будет что-то порядка 150В АС.
    А для чего связка? Отслеживать перегрузку маленького инвертора и запускать большой? Садизм какой-то...
     
    Мax94 , 08.05.13
    #3 + Цитировать
  4. fav2010
    Регистрация:
    10.03.11
    Сообщения:
    146
    Благодарности:
    76

    fav2010

    Живу здесь

    fav2010

    Живу здесь

    Регистрация:
    10.03.11
    Сообщения:
    146
    Благодарности:
    76
    Адрес:
    Москва
    Мax94, Модифицированный синус (меандр с паузами) можно приводить к действующим 220В по интегралу напряжения. Т. е. чем ниже исходное напряжение, тем меньше паузы и больше длительность. При 2% пауз эффективное = 98% от DC. Т. е. 170в на АКБ будет ~167в в переменке. Формировать шимом переменку можно не особо точно по sin, главное, чтобы редкие трансформаторы дежурных маломощных блочков не останавливались.
    Контроллер MPPT в схеме отсутствует, СБ подключены напрямую на АКБ. Избыток отслеживается по напряжению и сбрасывается на ТЭН.
    ТММ у реальных СБ не особо и точка, а скорее интервал (при 28..32в на моих СБ падение мощности менее 5%). ТММ можно комбинацией СБ/АКБ подобрать не хуже чем контроллером (особенно учитывая его КПД, точность определения "точки" и собственное потребление).
    Сберечь 1-2кВт*часов в сутки таким садизмом можно, а в декабре это как добавить выработку 7кВт СБ.
     
    fav2010 , 08.05.13
    #4 + Цитировать
  5. Weis
    Регистрация:
    14.06.10
    Сообщения:
    4.120
    Благодарности:
    2.435

    Weis

    Живу здесь

    Weis

    Живу здесь

    Регистрация:
    14.06.10
    Сообщения:
    4.120
    Благодарности:
    2.435
    Адрес:
    Санкт-Петербург
    Думаю проблема не так уж и велика. Например МАП SIN 9 кВт на собственные нужды "ест" не более 20 Вт (проверено), контроллер заряда много не добавит, но пусть это будет еще 4 Вт.
    Итого 24*24=0,576 кВт*ч в сутки. Из моего опыта это немного меньше чем среднесуточная выработка массива СБ на 1.29 кВт в самый "тяжелый" период с ноября до середины января (для севера Ленобласти). Дальнейшее наращивание мощности СБ даст уже ту энергию, которую можно расходовать без серьезного риска хронического недозаряда АКБ.

    В предлагаемых Вами вариантах меня смущает количество АКБ, включаемых последовательно. Слишком велика вероятность разбалансировки (если не принимать специальных мер) с последующим преждевременным выходом из строя и возникновения потребности замены кучи АКБ. Накладно.
    Думаю лучше смириться с потерями и компенсировать их наращиванием мощности альтернативных источников (СБ,ВГ) и подстраховке генератором с двигателем внутреннего сгорания.
     
    Weis , 08.05.13
    #5 + Цитировать
  6. chen1
    Регистрация:
    01.03.11
    Сообщения:
    435
    Благодарности:
    70

    chen1

    Живу здесь

    chen1

    Живу здесь

    Регистрация:
    01.03.11
    Сообщения:
    435
    Благодарности:
    70
    Адрес:
    Новосибирск
    Это достаточно хороший КПД, чтобы считать инверторы идеальными. неэффективности в других местах.
    Поясню цифрами. Пусть один инвертор имеет КПД 85% на какой-нибудь нагрузке. А другой 95% в тех же условиях. Понятно что первый инвертор менее эффективен. И в тепло он переводит в 3 раза больше энергии. Однако, оценивая допустим по времени автономной работы, разница будет несущественная. Если первый инвертор проработает 10 часов, то второй -11.
    КПД в данном примере будет важным например в том случае, если тепло от инвертора дорого утилизировать. В космосе или в герметичном ящике. В бытовых же применениях это подчиненный параметр, выбираемый для оптимизации стоимости оборудования.
     
    chen1 , 08.05.13
    #6 + Цитировать
  7. Sapienz
    Регистрация:
    07.04.12
    Сообщения:
    396
    Благодарности:
    122

    Sapienz

    Живу здесь

    Sapienz

    Живу здесь

    Регистрация:
    07.04.12
    Сообщения:
    396
    Благодарности:
    122
    Адрес:
    Санкт-Петербург
    А еще мне кажется дугу случайную очень сложно будет погасить. Я игрался недавно с дугой в пару сантиметров от 300 вольт постоянки когда испытывал на прочность блок DC-DC повышателя. Так провод-электрод лежавший на кафельном полу оставил на нем след за каких-то 5 секунд. Видимо температура там неслабая.
    Я к осени надеюсь успею попробовать технологию обеспечения части маломощных электроприборов электроэнергией по следующему принципу. У тех блоков которые у меня сейчас в разработке ток холостого хода уже около 50-80 ма - 12В при мощности около 150 ватт. КПД около 90 процентов. На выходе постоянка. Медиауголку с телевизором, DVD, спутниковым рессивером 100 ватт постоянки по за глаза. Себестоимость блока ок 200-300 руб. На компьютер - второй блок. На второй телевизор третий. А теперь - для чего такие сложности. У меня протянута дублирующая 12 в сеть, но тянуть по ней 100 ваттные токи невозможно - там всего 2,5 квадратов жилы. Большой нагрев и падение напряжения. Каждый блок будет комплектоваться маломощной батареей амер в 7- 50. Она будет страховать работу преобразователя. И подзаряжаться во время простоя. Здесь сопротивление проводов даже на руку - ограничат зарядный ток. В общем в голове схема такая а как она себя поведет - посмотрим. Сразу скажу что полностью перейти на автономку в данный момент (поставив централизованный блок инверторов и задействовав штатную проводку 220В) нет возможности да и желания. Тянуть параллельную проводку 220 от централлизованного инвертора - уж тем боле смысла не вижу. А так - малыми средствами на уже готовом решении можно весьма бюджетно сыграть. При этом сокращается потребление из госсети, осуществляется 100% резерв на всякий пожарный, система хорошо укладывается в квартире Hindi и его панелями на лоджии.
    PS Блоки весьма компактные. Их штук 20 можно параллельно в компьютерный корпус напихать. И плату синуса EG8010 туда же. И блок конденсаторов для уверенного пуска любой асинхронной нагрузки. А потребление всего этого хозяйства 200-500 ма/12В на ХХ в планах (тьфу тьфу чтоб не сглазить).
     
    Sapienz , 12.05.13
    #7 + Цитировать
  8. fav2010
    Регистрация:
    10.03.11
    Сообщения:
    146
    Благодарности:
    76

    fav2010

    Живу здесь

    fav2010

    Живу здесь

    Регистрация:
    10.03.11
    Сообщения:
    146
    Благодарности:
    76
    Адрес:
    Москва
    С сайта МАПа:
    Отличия модели МАП SIN PRO от МАП SIN - S
    МАП SIN Pro имеет немного больший запас времени работы на максимальной мощности (30 мин против 10 мин у МАП SIN S).
    МАП SIN Pro имеет меньший ток ХХ (400 мA, против 700 мA МАП SIN S).

    т. е. при средних 53в на акб (нормальный режим) потери 38вт и 22Вт официально, я думаю, реально побольше. Это 0.91 и 0.53 кВт*час в сутки. И почти все приходится на разряд акб, т. е. уже со всеми потерями и циклированием акб. У меня расчет на всех потребителей в декабре в доме 2-3 кВт*часа в сутки. Т. е. половина-треть всей собранной энергии декабря пойдет на "погудеть". :)
    Я размышляю еще как запасти 1-2 кВт*часа в чем-нибудь отдельно и потпитывать АКБ, т. е. в отдельном месте более жестко циклировать, чтобы не дергать большую свинцовую акб по мелочам. Может и лифер 24в с dc-dc преобразователем на 55в.
    Массив СБ купил 7.5кВт (28 панелей 230Вт), если минимизировать "гудение", то без генератора можно будет обойтись даже в декабре.

    У меня на работе стоят шкафы с акб в нитках по 32шт (AGM 100a 12в), многими годами и вообще без проблем. Их много. Изначальная разбалансировка нивелируется со временем, а не увеличивается.
     
    fav2010 , 13.05.13
    #8 + Цитировать
  9. Мax94
    Регистрация:
    07.09.12
    Сообщения:
    7.849
    Благодарности:
    1.701

    Мax94

    ·

    Мax94

    ·

    Регистрация:
    07.09.12
    Сообщения:
    7.849
    Благодарности:
    1.701
    Адрес:
    Калининград
    да, лифер идеально подойдёт для такой функции!
    Ещё вариант взять грубой силой- вариант Андрея А. А.- тут написано:
    http://www.forumhouse.ru/entries/560/ (фух, еле нашёл...)
    Смысловое слово "стоят"? При отсутствии балансиров любые акки при частом использовании (циклировании) разбегаются...
     
    Мax94 , 13.05.13
    #9 + Цитировать
  10. fav2010
    Регистрация:
    10.03.11
    Сообщения:
    146
    Благодарности:
    76

    fav2010

    Живу здесь

    fav2010

    Живу здесь

    Регистрация:
    10.03.11
    Сообщения:
    146
    Благодарности:
    76
    Адрес:
    Москва
    Мax94, теоретический лифер - да, но практический... все как всегда. Токи заряда малы, цикличность тоже. Нужно за час впитать 2кВт*часа энергии, а потом нитку в 300а*ч зарядить при 55в на последние 10%. Пока деньги дешевле в большую емкость сб/акб морозить.
    Эх, маховик вакуумированный на магнитном подвесе бы добыть за недорого... :)

    Если так бояться разбалансировки, то можно сделать простого балансира (не допускать напряжение больше 14в на одной акб). Схемка простая, а при каждом солнечном дне нитка сама балансируется.
     
    fav2010 , 13.05.13
    #10 + Цитировать
  11. Мax94
    Регистрация:
    07.09.12
    Сообщения:
    7.849
    Благодарности:
    1.701

    Мax94

    ·

    Мax94

    ·

    Регистрация:
    07.09.12
    Сообщения:
    7.849
    Благодарности:
    1.701
    Адрес:
    Калининград
    2кВт*ч при DOD 60%- это красивые ~1000А*ч лифера. При схеме порядка 20s50А*ч это можно влить и через контроллер СП или DC/DC CV.
    Вваливать цену такой батарейки в свинец можно, но если только по схеме с двумя банками- 1 отдыхает, 2-й трудится, в том числе дозаряжает до 100% первый.
    Вливать эти деньги в СП есть смысл только при балансе с ёмкостью акков- чтобы они могли съесть бОльшую часть сгенерённого панелями. Но всё равно останется осадок от недозаряженности свинца.
     
    Мax94 , 13.05.13
    #11 + Цитировать
  12. fav2010
    Регистрация:
    10.03.11
    Сообщения:
    146
    Благодарности:
    76

    fav2010

    Живу здесь

    fav2010

    Живу здесь

    Регистрация:
    10.03.11
    Сообщения:
    146
    Благодарности:
    76
    Адрес:
    Москва
    Мне почему-то кажется, что проблема недозаряда акб имеет место только у систем без СБ (АКБ+гена). В солнечный день энергии очень много, хватит чтоб все что угодно зарядить. А два солнечных дня подряд тоже не редкость. Каждые день-два все АКБ заряжаются на 100%, если мощность СБ достаточная и расположены СБ не только на юг.
     
    fav2010 , 13.05.13
    #12 + Цитировать
  13. Мax94
    Регистрация:
    07.09.12
    Сообщения:
    7.849
    Благодарности:
    1.701

    Мax94

    ·

    Мax94

    ·

    Регистрация:
    07.09.12
    Сообщения:
    7.849
    Благодарности:
    1.701
    Адрес:
    Калининград
    оптимизъм...
    А Вы пошагово напишите/нарисуйте суточную схему использования автономки БЕЗ вечернего/ночного включения гены...
    Получится, что недозаряд как раз и есть. Всегда и до утра. Вот в этот период и должно быть- или подзарядка от лифера, либо отдыхающего блока от работающего...
    График в п. 8.1 инструкции http://realsolar.ru/wp-content/uploads/2012/04/prostar_rus.pdf
    Часто стадия float отсутствует- солнце уже село...
     
    Мax94 , 13.05.13
    #13 + Цитировать
  14. fav2010
    Регистрация:
    10.03.11
    Сообщения:
    146
    Благодарности:
    76

    fav2010

    Живу здесь

    fav2010

    Живу здесь

    Регистрация:
    10.03.11
    Сообщения:
    146
    Благодарности:
    76
    Адрес:
    Москва
    Мax94, в не самый пасмурный день мая с 9 до 21 часов заряжаются акб (генерация СБ значительно превышает потребление), т. е. 12 часов заряда. За вечер-ночь разряд 2-5% при 48в*300ач.
    В декабре за пару солнечных дней генерация превышает потребление на 2-х кратный полный заряд АКБ. Я почему-то думаю, что акб будут жить вполне комфортно. Хотя, поживем увидим... может и включу автозапуск гены при потреблении более 500Вт, или разряде акб на 20%. Или розетка заработает. :)
     
    fav2010 , 13.05.13
    #14 + Цитировать
  15. Мax94
    Регистрация:
    07.09.12
    Сообщения:
    7.849
    Благодарности:
    1.701

    Мax94

    ·

    Мax94

    ·

    Регистрация:
    07.09.12
    Сообщения:
    7.849
    Благодарности:
    1.701
    Адрес:
    Калининград
    счастливый... или очень экономный.
    десятки (сотни и т. п.) владельцев свинцовой автономии вынуждены, матерясь, менять акки ГОРАЗДО чаще, чем обещано теорией...
     
    Мax94 , 13.05.13
    #15 + Цитировать