Zníženie DC napätia na fotovoltaickom paneli-POMOC

[Robert00]

Ahojte touto cestou vas chcem poprosit o radu popripade riešenie mojho problemu. Mam amorfny fotovoltaicky panel ktory ma vystup pri max vykone 33V/4,1A a ked je nezatazeny tak 46.2V/5,1A. Dalej mam invertor gridfree 2kw ktory pracuje so vstupnym napatim 40-90V DC. A tu je ten problem ked zapojim dva panely do serie tak hrozi ze to napatie bude vacsie ako invertor dokaze strebat. Su to sice len 2V ale docital som sa ze hlavne v zime ked je panel studeny a naraz nan zasvieti slnko tak to vie vybehnut aj vyssie a preto mam obavy. Ked zapojim panely paralelne tak nemam dostacujuce napatie. Kedze nechcem pouzit baterie tak MPPT regulator neprichadza k uvahe. Vie mi niekto poradit ako by som to napatie vedel znizit v pripade ze to vybehne??.

Ja som rozmyslal ze by som pouzil napriklad arduino na snimanie napatia a cez rele obvod prerusil ked to vybehne nad 90V. Ale najradsej by som to prepol na obvod ktory by stiahol napatie aspon o 20V alebo stabilizoval na nejaku hodnotu. Vopred dakujem za kazdu radu a napad.

Snazil som sa googlit aj pozerat temy na svetelektro nic co by moj problem vyriesilo som nenasiel mohol som pouzit aj zle klucove slova tak sa ospravdlnujem ak sa tu uz nieco podobne riesilo.

[technikus110]

Mam amorfny fotovoltaicky panel ktory ma vystup pri max vykone 33V/4,1A a ked je nezatazeny tak 46.2V/5,1A.

Napíš kód a výrobcu panelu, toto sa mi moc nezdá.

[Dolfi]

Si trošku vedľa s tými parametrami. Áno 33 V/ 4,1 A je max. výkon panela. No 46,2 V je max. napätie naprázdno a 5,1 A je max. prúd do skratu.

Teraz otázka. Môže nastať niekedy taká situácia, že by ostal menič bez záťaže ? Ak áno, tak skús o koľko poklesne napätie dvoch panelov v sérii pri behu meniča naprázdno. Možno budeš prekvapený, že 46,2 V to nedosiahne ani náhodou.

Pre istotu môžeš na vstup meniča dať ochranu. Len neviem, aký max. prúd privádzaš na ten 2 kW menič. Pri tých 2 x 33 V to zrejme môže byť aj 30 A. Asi najschodnejšie bude tie panely vyskratovať cez výkonový (priemyselný) tyristor. Na Bazoši sa dá zohnať za pár korún. Zopínať ho môžeš cez sériu zeneriek povedzme vyskladanú na 80 V a nejaký ochranný odpor. Treba to správne navrhnúť, podľa citlivosti tyristora. Ten môže potrebovať aj dosť veľký prúd, (rádovo niekoľko 100 mA). Treba tyristor zmerať !

[mr.dred]

...nestačilo by tam dať do série diódy (napr.5ks) v priepustnom smere ? Z Tesláckych napr. KY715-719.

[Dolfi]

Podľa mňa, škoda toho strateného výkonu na tých diódach.

Ten tyristor by tam bol len "pre istotu". Nemal by sa v podstate zapínať. Ak ten menič pôjde a fakt bude dobre sledovať to maximum výkonu, tak by na dvoch paneloch v sérii malo byť max. 66 V. A to je hodne ďaleko povedzme od 85 V, (80 V zenerky, cca 2,5 V GK tyristora a cca 2,5 V ochranný odpor).

[Robert00]

Je to panel znacky Parabel uniflat 272.

Menic nema (neviem z akeho dovodu) udany maximalny vstupny prud ale teoreticky ho odhadujem na 50A kedze je 2kw a minimalny pracovny vstup je 40V. Ja chcem zapojit 16 panelov (paralene 2 v serii)
Paci sa mi ten napad s tyristorom dakujem.

Este sa chcem opytat keby som seriovo vyskladal diody a zapojil ich paralelne ako na obrazku fungovalo by to ze by to neprepustilo vypocitane napatie alebo to je v mojom pripade blbost takto zapojit.

[Dolfi]

Čokoľvek dáš do série s panelmi sú zbytočné straty. A načo to chceš nejako riešiť ? Zaťažený panel meničom nemôže dosiahnuť viac, ako 33 V. A dva panely v sérii budú mať teda 66 V, čo je presne v polovici pracovného rozsahu meniča. Čo na tom nedokážeš pochopiť ?

A tie zenerky. Osem panelov po 4,1 A je cez 30 A. To tam na ten prúd chceš dať čo, vagón zeneriek ? Uvedomuješ si, že 5 W zenerka na 70 V nezvládne ani 100 mA ?

[technikus110]

https://www.solarserver.de/solar-magazi ... wakei.html

1. Nakoľko ty nemáš asi menič paralelne bežiaci na sieti (gridfree 2kW??? veľmi zlý popis) tak panely budú neustále zaťažené vstupným obvodom tvojho DC/AC meniču. Čiže nikdy nedôjde k chodu na prázdno, aj keď nebude odber na AC strane.
2. Ak by si mal tvoj menič paralelne bežiaci na sieti a DC strana bude trvalo pripojená na vstup, tak ten si bude kontrolovať napätie a prúd na panely a pripne sa do výroby skôr, než nastane stav plného napätia na prázdno.
3. Ak by si akokoľvek zrážal 4V * 5A = 20W (DC) * 8 vetiev, tak 160W prerábaš aj na teplo....

Najjdnoduchšie si je dať paralelne k vstupu meniču žiarovku na 60V....

Aký je to GridFree menič čo máš? Ku všetkému sú dátové listy.

[Dolfi]

Ešte som trochu rozmýšľal nad tvojou požiadavkou. Áno, tyristor je dobré riešenie pre prípadný náhodný prekmit napätia trebárs raz za životnosť zariadenia, aby neodpálilo menič.

No ty máš zrejme obavy z opakovaného prekmitu napätia. Nakoľko panel má max. napätie pri max. výkone 33 V a max. napätie naprázdno je 46,2 V, tak zostupná časť VA charakteristiky je asi 13 V. V tomto rozsahu napätia sa mení prúd z maxima (4,1 A) na nulu. Podľa mňa stačí panel zaťažiť povedzme 1/4 max. prúdu (1 A) a výstupné napätie klesne asi o 1/4 v tom rozsahu 13 V, (asi o 3,2 V). Takže panel bude mať 46,2 V - 3,2 V = 43 V, ( x 2 = 86 )V.

Realizovať sa to dá akýmkoľvek komparátorom, ktorý bude reagovať na napätie povedzme tých 85 V a pripojí 8 A záťaž na zostavu 16 panelov, (2 x . A hysteréziu by mal mať ten komparátor možno 10 V, (vypínal by pri 75 V), nech to stále neprepína.

Ak by ťa toto riešenie zaujalo, daj vedieť. Čosi vymyslíme ...

[Dolfi]

Vrátim sa k problematike ešte do tretice, aj keď téma už zdá sa "zamrzla".

Predsa len, asi najprijateľnejšia bude spojitá ochrana meniča pomocou "výkonovej zenerky". Stačí na to napríklad 82 V zenerka, dva tranzistory zapojené do Darlingtonu, štyri malé odpory a výkonový odpor.

Nakoľko u panela v oblasti od max. napätia (46,2 V) stúpa prúd od nulovej hodnoty až po max. pracovný prúd pozvoľna, táto časť VA charakteristiky má pomerne veľký vnútorný odpor. Tak stačí na výstup panela, (vstup meniča), zavesiť paralelný stabilizátor, ktorý "stabilizuje" výstupné napätie z panela na nastavenej hodnote, čiže ako sa zvyšuje napätie z panela, rastie aj pretekajúci prúd stabilizátorom a napätie zostane konštantné. Nakoľko je to analógový obvod, stratový výkon, (pretekajúci prúd), môže mať len pomerne malú hodnotu. Ak nebude stačiť jeden obvod, bude treba ich dať viac paralelne.

Teraz konkrétne, (nechce sa mi to kresliť, skenovať a posielať), zapojenie je primitívne jednoduché. Dva tranzistory NPN do Darlingtona, povedzme BD911, (prečo, vysvetlím neskôr). Do kolektorov výkonový odpor, (22R, min. 400 W). Zenerovu diódu 82 V/ 1,3 A katódou na plus a medzi anódu a zem nejaký ochranný odpor (10k). A zo spoja anóda zenerky, odpor na zem, ďalší odpor (220R) do báze prvého tranzistora. A medzi BE druhého tranzistora dať odpor, (0R6 = 2 x 1R2 paralelne).

Výkonová strata na tranzistore je maximálna pri 1/ 2 napájacieho napätia, nech je to 44 V. Pri 22R odpore tečie prúd 2 A, výkonová strata je 88 W na oba tranzistory. No cez prvý tečie prúd až asi do 1 A, až potom sa pripája aj druhý tranzistor. Výkonová strata sa rozdelí približne na polovicu. Max. zvedený prúd je asi 4 A, (88 V : 22R). Vtedy je max. výkonová strata na odpore asi 350 W.

Prúd začne tiecť od asi 83 V, (zenerka 82 V + 220R ochranný odpor a BE prvého tranzistora). A max. hodnotu dosiahne asi pri 84 V, (82 V + 2 V).

[breta1]

Podle mně je lepší řízený sériový stabilizátor - např. 90V - nakreslil jsem nějaké schema, snad jsem tam neudělal nějakou zásadní botu (hodnoty bych doplnil).
Při zvýšení Uin nad zvolenou hodnotu (např. Uin=90V) bude stále Uout 90V a výkonová ztráta na celém stabilizátoru bude na T2 a protože rozdíl Uin - Uout bude při tom Uin větším než 90V v provozu malý, zahřívání T2 bude malé a při Uin pod 90V prakticky nulové.
Při poklesu pod 90V bude tedy pořád platit Uin=Uout (až k polesu cca Uin=5V).

[Dolfi]

Ďalšie dobré riešenie, môže byť !

Inak, použiteľné zapojenie aj v prípadoch, ak treba stabilizovať malý rozdiel napätia vstup-výstup. (Ako príklad uvediem: stabilizácia napätia v aute na max. 12 V pri kolísaní napätia na baterke od 15 V dole.)