pátek 10. března 2023

Nezávislý vytěžovač přímo na panelech

 Jedná se algoritmus umožňující chod střídače připojeného přímo na panelech paralelně s nabíječem. Měnič vznikl postupným rozšiřováním systému a potřeby vytěžování poměrně velkého výkonu v porovnáním s tím, který teče přes baterky. Přišlo mi škoda zatěžovat běžný sinusový střídač výkonem tepelných spotřebičů, zejména když se jedná o 48V systém, kde všechen výkon teče přes baterie. Tedy když je zvlášť střídač a zvlášť nabíječ.


Ráno měnič startuje s referenčním napětím vyšším než mají panely, napětí na nich si řídí nabíječ svým MPPT. Při dosažení žádaného napětí baterek (CV režim) reguluje nabíječ tak, že napětí na panelech nechá vzrůst. Díky VA charakteristice pak panely dávají menší výkon.

Vytěžovací měnič tedy může tento výkon využít. Když napětí panelů přeleze aktuální referenční napětí,  začne zvyšovat střídu tak, aby napětí udržel. Zároveň spustí svůj MPPT, který převezme řízení napětí panelů a začne ho snižovat zpět tak, aby panely dávaly větší výkon.

Pokud MPPT vezme výkonu příliš, nabíječ zjistí, že už není v CV režimu a začne hledat nový MPP. Shora je charakteristika blokovaná naším měničem, tak mu nezbyde než jít s napětím dolů.

Pokles napětí detekuje algoritmus tak, že napětí panelu je najednou menší než referenční, tedy mu někdo vzal výkon. V tom případě svoje referenční napětí naopak ještě zvýší a přenechá tak větší část výkonu panelů nabíječi.

Pokud nabíječi stačí jen část výkonu, napětí panelů se ustálí a řídí ho opět MPPT.

Když nabíječ potřebuje celý výkon panelů, tak algoritmus po 5V krocích vystoupá až nad rozsah, který využívá nabíječ.

V grafu je příklad funkce předávání výkonu vytvořený z dat uložených za chodu měniče. Modrá křivka je referenční napětí MPPT, tedy žádaná hodnota regulátoru napětí panelů vytěžovacího měniče, červená je skutečné napětí na panelech. Pokud nabíječ odebírá jen malý výkon, tak napětí určuje právě MPPT našeho měniče. Pokud nabíječ potřebuje větší výkon, začne také hledat, algoritmus odskočí referečním napětím nahoru a na charakteristice panelů tak zbyde větší výkon pro nabíječ.

Na konci při zapnutí 2kW žhavení v pračce panely tolik nedaly, takže nabíječ převzal řízení úplně.

Aby nedošlo k rozkmitání systému se dvěma MPPT algoritmy ve dvou různých zařízeních na společných panelech musí jeden z algoritmů být pomalejší. V tomhle případě nabíječ obsahuje velmi rychlý hledací algoritmus, náš měnič je naopak pomalý, 0,1 V/s.

Maximální napětí panelů při odlehčení závisí na teplotě, může se tedy stát, že algoritmus odskáče s referenčním napětím tak vysoko, že ho panely už v další části dne, zejména v létě, nedosáhnou. Kvůli tomu se reference při nulovém výkonu pomalu snižuje, např. 5 V za 10 minut.

Výsledkem je, že oba MPPT si v průběhu dne vzájemně "olizují" svoje referenční napětí, ale rozhodovací algoritmus dává přednost nabíječi.

Základní výhodou algoritmu je, že nepotřebuje žádnou komunikaci s nabíječem, komunikují spolu jen přes VA charakteristiku panelů.

 

Schema je podobné jako v předchozí verzi měniče pro bojler, jen jsem se tentokrát rozhodl použít výkonnější tranzistory v ISOTOP pouzdru. Výstupy driverů jsou posíleny bipolárními PNP tranzistory s velmi nízkým ekvivalentním odporem v saturaci. Nakonec se ukázalo, že horní NPN potřeba nejsou, naopak je výhodnější nabíjet přes větší odpor gate.




Žádné komentáře: