Dataloger pre natacany PV panel a pre fixny PV panel

[romiadam]

V prvom rade sa chcem velmi pekne podakovat uzivatelom balki (mosfet driver) a Radus (proramovanie v C), ktory mi velmi pomohli, aby som tento projekt uspesne dokoncil. Dakujem Vam obom velmi pekne.

Prave som dokoncil na cca 80% dataloger pre natacany PV panel a pre fixny PV panel a podelim sa o ziskane znalosti.

Uz on funguje, ulohu pre rocnikovy projekt splnil, tak neviem ci sa dopracujem aj k finalnej 100% verzii , tak radsej to sem dam, kym ten projekt pojde do zabudnutia.

Fixny panel je ten spodny a panel co sleduje slnko je ten horny. Obrazok bol robeny o 14:45, takze je vidno je horny panel je za poziciou "Juh". Fixny je nasmerovany na Juh. Dnes prsi, obloha je bielo-siva, aktualny vykon panelov je 0W.

Oba PV panely tu pouzite su z TME typ Poly 10W CL-SM10P111. Natacanie som riesil najprv pomocou LDR a fungovalo to perfektne, ale len za slnecneho dna. Akonahle prisli oblaky, tak system zblbol a tocil sa hore dole + zastavil inde ako by bolo idealne. Nechcel som tam davat zlozity algoritmus a vnasat dalsie "muchy" do programu, tak som to natacanie prerobil na vypocitania polohy slnka na zaklade informacii miesta (Lattitude a Longttitude), datumu a casu. Funguje to perfektne. Chyba vypocitanej polohy je niekedy len cca 5 stupnov s realnou poziciou slnka, co je uplne v pohode, lebo panel straca vykon o cca 0.2W az pri uhle dopade lucov na panel cca 15-20 stupnov. Do 10 stupnov sa vykon vobec nemenil.

Tu je blokova toho celeho systemu:

Ako dataloger som pouzil LabVIEW (programovali sme v nom pocas studia, tak som ho pouzil, nech sa to komisii paci, ze som vyuzil to co sme sa ucili). Nakolko je LabVIEW licencovany (mam skolsku licenciu do Okt2022), a nestoji malo, tak dalsia moja moznost je ze bud sa pouzije hakibaki verzia LabVIEW z torrentu, alebo ten projekt dokoncim na 100% a dorobim tam ako som mal v plane xyMB SPI EEPROM na zalohu dat, a potom este dorobim program (funkciu) s ktorym vycitam tu EEPROM-ku. Vycitanie dat bude len jednoduche posielanie udajov do seriovej linky, takze na to sa moze pouzit hocico co dokaze citat seriove data a ulozit to ako txt alebo csv. Data sa potom daju nacitat v exceli a vyhodnotit podla potreby.


Tu je cely system:

Schema mosfet Drivera (autor: uzivatel balki, tu na svetelektro, dakujem velmi pekne)

Proram v LabVIEW:

Front panel v LabVIEW

, dnes sa toho vykonu, kedze prsi moc nevygenerovalo....nejaky naznak 0.1-0.3W okolo 13.30 co je solarne poludnie, ked je elevacia slnka najvyssia (solar noon).

Front panel 30 Aug. okolo 18.15. Tie spicky smerom dole, to budu pravdepodobne oblakove fliacky, lebo potom tie spicky zmizli. Nebol som doma ze by som to skontroloval. Ale ak sa pozriete nizsie, tak neboli ani rano a objavili sa o 10.00 a aj na obed. Nezda sa mi to ze to padlo az ta nizko hlavne okolo obeda. Na obed za 15 sek oblak nezakryje slnko z 8W na 1W, ale teoreticky moze. Neviem. Musim to este odsledovat, ci to nie je "mucha" v programe MPPT.

Namerane udaje z polooblacneho, oblacneho a slnecneho dna. Data spracovane v Exceli:

A tu je viac dni v tabulke:

Bohuzial, cely system mi zacal fungovat az od cca 18 Aug 22, tak som nestihol namerat data za viac dni. 31Aug 22 som musel projekt odovzdat. Tento projekt sa stihol len tak tak, o chlp. (ako vzdy...clovek zamaka, ked mu uz hori pod zadkom).

Tak si to zhodnotte sami, ci sa oplati mat natacany panel alebo staci fixny a pridat +50% vykonu a ste na tom rovnako ako s natacanym panelom.
A tiez si sami zhodnotte o kolko treba predimenzovat PV panely, aby ste mali dostatok vykonu aj za neslnecnych dni.

Dazdive pocasie = 0W.

Ak mate otazky/pripomienky, tak kludne sa pytajte/komentujte.

[zylo64]

Ako čím si riešil mechanickú časť natáčania?

[romiadam]

12V DC motor s prevodovkou na 2 ot/min z aliexpress.

Horizontalne:
Aby som v pripade poruchy ovladania motora (motor sa nevypne kde sa ma vypnut) nenavinul kable, tak som to riesil tak, ze motor pohana ozubenu remenicu cez klukovy mechanizmus.
V pripade poruchy, ak sa motor natoci o 180 stupnov (co normalne sa nema stat) remenica sa vychyluje len o cca 130 stupnov. Nakolko toto nestaci na sledovanie slnka cca 250stupbnov, tak som to z tejto remenice este zprevodoval v pomere 1:2 na osku panela ktora sa dokaze tocit az do 260 stupnov (potrebujem okolo 250 stupnov). Pouzil som ozubenu remenicu.

Cize tam mam, motor - remenicu vacsiu - remenicu mensiu na oske PV panela.

Najslabsi clanok tam mam smejd cinsky motor. Ten prevodovka toho motora tam vnasa volu, ktoru som odstranil pruzinou. Len ked je silnejsi vietor, tak sa to asi 5 stupnov horizontalne trosku vykyvuje. Ak zozeniem kvalitnejsi motor s dobrou prevodovkou za prijatelnu sumu, tak to potom vymenim.

Vertikalne natacanie je OK, tam mam tiez klukovy mechanizmus, ale tam stacil len jednoduchy ako v 2/4 taktnom motore. Tam je tiez vola, ale tam je aj mensie zatazenie, vertikalne sa to nevychyluje ani pocas vetra. to je OK. Obavam sa Vertikalneho natacania, ci to prezije silnejsi narazovy vietor. Mozno ked budu zase hlasit hurikany, tak ho manualne vytocim do neba, nech ma najmensi odpor voci vetru.
Uvidim co prinesie prax.

[miso156]

To natacanie na zaklade astronomickej polohy slnka podla mna uplne postacuje. Vynimkou, kedy by sa mohlo oplatit natacat podla svetelnych podmienok (LDR a pod..) je, ked chodia male a zaroven huste oblaky, kedy asi dostanes vacsi vykon z odrazov okolo nez cez oblak (nemam overene).

Inak, riesil si natacanie aj v hor. aj vert. smere? Uhol slnka sa meni nielen pocas dna ale aj roka. V zime je uhol nizky. Takztiez ako sa hovori ze o 12:00 je slnko na juhu nie je celkom presne (zmena leto-zima).

[romiadam]

vacsi vykon z odrazov okolo nez cez oblak

ano, to je pravda, to sa stane vtedy, ked ti slnko zakryje sivy oblak ale je obly alebo okruhly v strede je sivy a na okrajoch mliecno-biely. Taketo nieco (obrazok z internetu)

Tak po bokoch odraza slnecne luce. Alebo vedlajsi mrak odraza luce. Ten vykon je ale len nepatrne vacsi a aj to len chvilu, takze sa tam neoplati s tm zaoberat. Za minutu mraky odidu a je po vacsom vykone z boku.

Ano riesil v oboch smeroch. Mam to vyspekulovane pre cely rok, ale este som to neaplikoval. Mam rovnicu, ktoru musim este aplikovat do programu. Vecer ked sa skonci meranie, tak si prepocita tabulku uhlov, ktora sa ude pouzivat jeden tyzden, (alebo dva mozno tri, uvidim) ulozi do EEPROM a to bude pouzivat cely tyzden. Po tyzdni to prepocita znovu a prepise uhly, lepsie povedane ADC hodnoty pre potenciometre polohy panelov.

Zatial len nudzovo (uz ma tlacil cas) som do programu manualne zapisal tabulku uhlov, ktoru pouzivam 3 tyzdne a potom ju update-ujem (prepisem v programe hodnoty) pre dalsie tri tyzdne, lebo sa tie uhly menia, hlavne vertikalny uhol - elevacia. Horizontalny (azimut) ani nie, tam sa len posuvaju casy - zmensuje uhol medzi vychodom slnka a zapadom.

V zime to bude sranda. Tu ma slnko na obed elevaciu len 15 stupnov. Som zvedavy kolko energie nameriam v zime a ci vobec slnko aj uvidim.... . Oblaky tie uvidim, toho sa nebojim.

Potom vysledky poslem do Bruselu, ze nech sa zeleny zobudia.... (aj ked oni velmi dobre vedia co robia)

V polovici juna slnko malo elevaciu 60 stupnov, v july 57, v auguste 48 a dnes uz len 41 stupnov. Uz to klesa......

Takztiez ako sa hovori ze o 12:00 je slnko na juhu nie je celkom presne (zmena leto-zima).

Tu v IRL teraz (leto - jesen) ma slnko najvyssiu elevaciu okolo 13.25. Neviem cim to je ale je to tak. Meral som uhol tiena. A aj rovnica ktoru mam aj tam to tak vychadza. Neviem cim to je, beriem to zatial ako fakt. Mozno neskor sa na to pozriem v literature.

[lacog]

Hádam nebudeme riešiť to prečo o 12:00 nie je slnko najvyššie
Keď neberieme do úvahy "letný čas" tak časové pásmo môže byť strašne veľké a je málo pravdepodobné aby vychádzalo slnko na hranici Slovensko - Ukrajina rovnako ako Španielsku - Portugalsko
V zime kvôli minimu slnečné času môže byť to natáčanie efektívnejšie. Veľmi by ma zaujímali reálne merania počas jedného roka. Aj keď povedzme si úprimne každý mechanický prvok je riziko a komplikácia takže reálne stačí väčšia plocha a nejaké kompromisné nastavenie.

[romiadam]

Neoplati sa mat natacanie. Staci pridat cca 5-40% panelov navyse. 5-40% zavisi kolko, ako tmave a kedy su oblaky. Napr. pre +40% 1400W fixny panel (viac panelov) je to to iste ako 1000W natacany. A cena panelov navyse cca 40% je asi mensia ako cena natacacieho systemu a natacanie si vyzaduje aj udrzbu.

V auguste sme nemali dazdivy den. No 03 Sept.22 sme mali, cely den. Oblaky boli sive dost sive (tazko sa mi to definuje, co je dost sive). Vystupny vykon z panelov = 0W
(Sorry grafy maju ENG popisky, lebo pouzivam excel subor, ktory sluzil pre rocnikovy projekt a nechce sa mi to prepisovat)

A toto bol 05Sept22 rano slnecny den obcas nejaky fliacik oblakov a o12:30 sa zatiahlo a slnko bolo prec.

Dnes 06Sept22 bolo oblacno cely den, sivobiele mraky. Toto ocakavam v zime, vtedy je vacsinou oblacno a malo slnka, ale niekedy sa objavi. Uvidim v zime.

Rozdiel iba 4.11%. Ale aj to zavisi aky je ten den oblacny. Ale pre ilustraciu toto postaci. Zaujimave....

Z tohoto mi vychadza, ze ak by som mal 1 000W system, tak 06Sept522 by mi fixny panel vyrobil za cely den len 1 658Wh. (ak neratam straty v menici a pod.) Aj toto je zaujimave....

[lacog]

Čiže v lete je logicky najväčší prínos natáčacieho systému ráno a večer.
Som zvedavý na zimu keď je aj v najnižšom bode slnko nízko a doba slnečného svitu je krátka.
Ono určite existuje nejaké optimálne nastavenie panelov o tom nepochybujem ale vidieť také grafy je super!

[Tribec Zacks]

romiadam, este si im tam mohol na to irske pocasie zanalyzovat na kolko clovek usetri v nakladoch na investiciu vs usetrena energia, alebo ci len pridana hodnota je vyssia cena nehnutelnosti. inak fayn projekt.

[romiadam]

V Auguste ked som zacal robit merania, tak to bolo relativne v pohode oblacno slnecne dni bez dazda.
No teraz v septembri zacalo prsat a uz treti den som nic moc nenameral. Vcera som mal podobny graf tomu poslednemu oblacnemu zo 6 Sept 22.

Uz sa neviem dockat Decembra ze co dovtedy nameriam. A ze ake hodnoty mi to ukaze ked snko je na obed iba pod uhlom 15 stupnov.

[Tribec Zacks]

no tusim to od novembra do aprila vypnes a pojdes na pivo, pri tej kilometrovej vrstve mrakov to asi nebude moc davat zmysel

[lacog]

Netuším ako v Írsku ale u nás je aj v zime niekoľko slnečných mrazivých dní kedy môže mať panel vďaka nízkej teplote lepšiu účinnosť. Ale hej - je ich málo a dĺžka slnečného svitu je krátka

[lucky62]

Ohľadne toho natáčania by možno malo zmysel meniť len azimut.
Natáčací mechanizmus by bol jednoduchší aj tým aj lacnejší.

Slnko sa smerom hore a dole pohybuje pomerne málo... Tam by stačil fixný uhol.

[lucky62]

Ešte jedna poznámka, keď tak pozerám na charakteristiky toho panela, tak by bolo vhodné meniť záťaž tak, aby bolo na paneli stále cca 18V. (alebo rovno použiť nejaký MPPT modul).

image.png (25.11 KiB) 4396 zobrazení

Fixná záťaž 22 Ohm (resp 22.22) nedá správne výsledky ohľadne merania výkonu, lebo panel nebude pracovať v optimálnom režime...

Napr. pri osvetlení 200W/m2 dáva panel prúd cca 0,11A, čo na odpore 22 Ohm urobí 2,42V.
Aby bolo na paneli (a aj na záťaži) napätie cca 18V, optimálna záťaž by mala byť cca 163 Ohm.

Odobraný výkon by bol 18/2,42 = 7,4 x väčší.. čo je podstatný rozdiel...

[romiadam]

lucky62, pre vysvetlenie:

Je jedno ake napati sa strati na odpore 22 ohm, lebo ja meriam napatie na paneli voci zemi.
Ak sa dobre pamatam pri pokusoch ked bolo slnko maximalne silne v juni, tak pri tych 22 ohm mi mapatie panela spadlo na 15V, cize "prebehlo to cez koleno". Pri nizsej intenzite to prebehne este dalej na 10V ak nie viac. A toto som potreboval.
Ten odpor 22ohm len pomaha tomu Mosfetu, aby sa vsetok vykon 10W pri letnom silnom slnecnom dni nesplaoval na mosfete, lebo som mal v plane neustale hladat MPP medzi meraniami (udrzovat MPP). V tomto rezime odpor bol asi 40-50 stupnovy a cladic mosfetu vlazno-teply.
Lenze potom ma napadlo, ze naco budem kurit s odporom, po merani sa mosfet tranzistor zavrie a netecie obvodom ziaden prud. A odvtedy su odpory a chladic mosfetu studene. lebo tych par ms cca 100ms, co treba na zmeranie jedneho panela a potom 15 sek nic, tak z toho teplo nevznikne.

bolo na paneli stále cca 18V. (alebo rovno použiť nejaký MPPT modul).

Ja tam hladam MPP a az potom sa to maximum zapisujem do txt subru. Tie hodnoty v grafoch to su vsetko MPP hodnoty merane v dany cas. To ze su tie hodnoty nizke je vdaka oblakom. Preto sa smejem, a robim si srandu, ze vysledky poslem do Bruselu, nech sa zobudia. Aj ked oni su zobudeni. Len sa tvaria ze nie su.

Moj MPP algoritmus:
Tranzistor je zavrety panel ma cca 24V a MCU postupne otvara dig. potenciometer, ktory je odporovy delic. Napatie z tohoto delica ide do toho obvodu co udrzuje konstantny prud v obvode panela na zaklade vstupneho napatia z odporoveho delica (dig. pot.). Pri kazdom bite dig. potenciometra sa prud v obvode panela linearne navysuje a MCU neustale meria napatie a prud a vynasobi pre vykon a porovnava s predoslym vykonom. Ak je novy vykon mensi ako predosly, tak sa uz koleno prebehlo, takze ten predosly Vykon je maximum. Takto hladam MPP. Toto len tak strucne vysvetlene.

Dnes prerobim program a pridam do logovanych dat aj naptie, a mozno aj prud. nech vidim aj ja ci naozaj su to MPP hodnoty. Dobry postreh. Diki za upozornenie, aspon si to overim.

[lucky62]

Ja tam hladam MPP a az potom sa to maximum zapisujem do txt subru.

Toto som na prvý pohľad nepostrehol. Potom je všetko ok.