Tekniikkakeskustelut > 12 voltin järjestelmä

Lataussäädin PWM / MPPT

<< < (3/6) > >>

SeaSharky:
Minun MPPT-säätimen ohjeessa lukee "MPPT-tekniikan tatjoama latausvirran tehostustoiminto on täysin automaattinen ja käytössä aina kun valokennoston virta ja jännitearvot ovat riittävän suuret. Latausvirran kasvun suhde ei ole vakio valokennosta saatavaan virtaan nähden, vaan se muuttuu olosuhteiden mukaan. Jos valokennosto ei pysty tarjoamaan riittävää tehoa olosuhteiden vuoksi, niin säädin toimii silloin tavallisen PWM-tyyppisen säätimen tapaan, omaten tällöinkin erittäin hyvän hyötysuhteen".

Eli niukassa valossa ja kun yleensä autossa paneelit on vaakatasossa ja paneelin jännite on 18v ei MPPT-säätimestä ole ratkaisevaa hyötyä, silloin jos paneelien jännite on huomattavasti korkeampi kuin akun jännite, hyöty kasvaa, mutta MPPT-säätimissäkin on jokin ihanteellisin jännitealue, jotkut säätimen valmistajat antaa siitä hyötysuhdekäppyrän. MPPT-säädin on periaatteessa korkeataajuinen muuntaja, jossa on tavallinen ferriittisydänmuunt aja jossa on ensio ja toisiokäämi ja sehän toimii tietenkin jollain jännitealueella parhaiten, korkeammilla jännitteillä muuntajaan syötetään virtaa PWM-purskeina jolloin lähtöjännite pidetään sopivana.

Sinnipirtti:

--- Lainaus käyttäjältä: SeaSharky - 14.05.2019     kello on 07:09 ---Minun MPPT-säätimen ohjeessa lukee "MPPT-tekniikan tatjoama latausvirran tehostustoiminto on täysin automaattinen ja käytössä aina kun valokennoston virta ja jännitearvot ovat riittävän suuret. Latausvirran kasvun suhde ei ole vakio valokennosta saatavaan virtaan nähden, vaan se muuttuu olosuhteiden mukaan. Jos valokennosto ei pysty tarjoamaan riittävää tehoa olosuhteiden vuoksi, niin säädin toimii silloin tavallisen PWM-tyyppisen säätimen tapaan, omaten tällöinkin erittäin hyvän hyötysuhteen".

Eli niukassa valossa ja kun yleensä autossa paneelit on vaakatasossa ja paneelin jännite on 18v ei MPPT-säätimestä ole ratkaisevaa hyötyä, silloin jos paneelien jännite on huomattavasti korkeampi kuin akun jännite, hyöty kasvaa, mutta MPPT-säätimissäkin on jokin ihanteellisin jännitealue, jotkut säätimen valmistajat antaa siitä hyötysuhdekäppyrän. MPPT-säädin on periaatteessa korkeataajuinen muuntaja, jossa on tavallinen ferriittisydänmuunt aja jossa on ensio ja toisiokäämi ja sehän toimii tietenkin jollain jännitealueella parhaiten, korkeammilla jännitteillä muuntajaan syötetään virtaa PWM-purskeina jolloin lähtöjännite pidetään sopivana.

--- Lainaus päättyy ---


Ei enää tuollaisia tehostimia ole. Oli silloin yli 20 vuotta sitten kun paneleiden tehot olivat vielä 50Wp luokkaa enintään ja maksoivat tuhansia markkoja. Muistaakseni Naps Genion sai tällaisen boosterin. Tällöin säätimessä oli myös toiminto millä panelilta tuleva jännite nostettiin latauksen mahdollistamiseksi tosin paneleiden toiminnan vuoksi virtaa ei juuri ollut saatavilla ja jännitteen noston vuoksi myös virta pieneni edelleen. Boostereista ei siis oikeasti ollut käytännössä mitään hyötyä.

Yhä edelleen aurinkopaneleiden toiminta on sellainen että niiden jännite nousee jo hyvin vähäisestä säteilystä Pmax tienoolle ja virta on vain se joka muuttuu. PWM-säätimellä panelin jännite laskee Pmax akun napajännitteeseen kun taas MPPT-säätimellä hakkurilla tuo jännite lasketaan akuston lataukselle sopivaksi.

Panelin hyötysuhde on tietty. Yleensä puhutaan n. 20% molemmin puolin. Hyötysuhde pysyy samana oli säteilyä sitten minkä verran tahansa. Vain panelin lämpötila vaikuttaa siihen millainen teho saadaan.

Se on aivan sama onko valosäteily niukkaa eli runsasta saadaan MPPT-säätimellä aina enemmän irti kuin PWM-säätimellä. Se ratkaiseva hyöty voidaan laskea. Oletetaan vaikka MPPT-säätimen hyöysuhteeksi realistiset 90% paneliksi 100Wp paneli minkä Pmax on 18V ja hyötysuhde 20%.

Oletetaan että kyse on nyt paneliin osuvasta hajasäteilystä jonka teho on 350W/m2. Tiedämme siis sen että tuo 100W panelin tehollinen pinta-ala on 0,5m2 eli panelin alalle kohdistuu 175W/m2 hajasäteily josta paneli pystyy tuottamaan 20% hyötysuhteella lataustehoksi 35W joka on virraksi muutettuna (35W/18V=I) 1,94A . No niin nyt kun tietdetään panelista saatava teho voidaan alkaa sitten vertaamaan PWM ja MPPT:n eroja.

Taas oletetaan että akku on reilusti vajaa ja float-latausjännite on 13,6V. PWM säätimellä näin saadaan akkuun 1,94A virralla 26,4W latausteho ja taas MPPT:llä latausteho on 35W*0,9=31,5W lataustehoa eli latausvirta akkuun on 2,32A. Ero siis PWM vs. MPPT on tässä 350W/m2 säteilyteholla 5,1W (0,37A) joka on 17% enemmän MPPT:n hyväksi.

Todellisuudessa kuitenkin laadukkaan MPPT-säätimen hakkuri toimii koko ajan optijännitte-alueella riippumatta siitä millainen säteilyteho sattuu panelistoon osumaan jolloin hyötysuhde on 95-98% luokkaa. Panelistolta tuleva jännite kun nostetaan hyvin korkeaksi jolloin saadaan virrat pieneksi ja näin myös häviöt komponenteissa kohtuullisiksi. Millän PWM:llä ei jännitteitä nostella purskauttelemalla sitten edellämainituujen boostereiden elinkaaren jälkeen sillä ne eivät enää ole olleet taloudellisesti kannattavia sati hyötysuhteeltaan järkeviä pitkihin aikoihin.

mjo33400:
Pakko kysyä, että mistä toi 13,6 volttia on ongittu? Eikös sen pitäisi olla 14,4 volttia?

Mjerica:

--- Lainaus käyttäjältä: mjo33400 - 14.05.2019     kello on 16:39 ---Pakko kysyä, että mistä toi 13,6 volttia on ongittu? Eikös sen pitäisi olla 14,4 volttia?
--- Lainaus päättyy ---

- Onhan tuossa ristiriita kun toisaalta lähdetään tilanteesta jossa akku
 on pahasti vajaa ja toisaalta viitataan float-latausjännitteeseen. Ymmärrän
 sillä tarkoitettavan ylläpitotilannetta. .?
 Virta ja varaustila huomioiden jännite on kuitenkin ihan järkevä
 keskikokoiselle akulle varauksen alkutilanteessa ja samoin (myöhemmin)
 ylläpitotilanteesee n.

   Mutta muuten lähes koko ketju on sen kaltaista puppua että
ilmeisesti kukaan ei enää ymmärrä elektroniikasta mitään. Tuossa jopa
annetaan ymmärtää että PWM- säädin olisi jotenkin eri asia kuin MPPT.
Aivan outoa tekstiä kun käytännössä kaikki säätimet ovat PWM- säätimiä
ja sellaisina pysyvät toteuttivatpa ne MPPT- toimintaa tai eivät.

  Samoin nuo laskelmat lähtevät siitä oletuksesta että PWM- hakkuri
ei seuraa tulojännitettä vaan kuormittaa kennon jännitteen alas ja
lakkaa toimimasta säätimenä. (eli virta ulos ja sisään ovat samat)
 Sellaisiakin hakkureita on mutta ei niitä voi mitenkään kutsua
aurinkopaneelisääti miksi. Ei sittenkään vaikka jokin (Kiinalais-)
kauppa niitä sellaisina myisikin. Olen suunnitellut PWM- hakkureita
milliwattitehoista Megawatteihin mutten milloinkaan tähdännyt siihen
että laitteen ei tulisi sopia käyttötarkoitukseen sa.

  Jos hakkurin (kiinteä) tulojänniteraja on asetettu järkevästi niin
MPPT- toiminnalla saavutettu tehonlisäys enimmilläänkin on hyvin
marginaalinen ja silloin kun MPPT- päätyy samaan pisteeseen niin
eroa ei tietenkään ole. (vaikkakin tuossa jopa väitetään että MPPT
nostaisi hakkurinkin hyötysuhdetta, väitehän on aivan tolkuton.
PWM-hakkurin hyötysuhde on se mikä se on, riippuu lähinnä induktiivi-
komponenteista, sillä ei ole tekemistä MPPT- toiminnan kanssa)

   Näen asian niin että jos PWM-hakkuria ohjataan joka tapauksessa
mikrokontrollerilla (eli ohjelmallisesti) niin MPPT- toiminta maksaa
vain koodauksen verran, eli kertakustannuksen, ja on järkevä lisä
mutta kovo-ohjaimen täytyy pitäytyä kiinteissä takaisinkytkentä-
asetuksissa.

jiikoo:
Eikai tuollanen pwm säädin mikään hakkuri ole, vaan se ajaa akkuun pwm suhteella virtaa niin, että akkujännite ei nouse liian suureksi.

Navigaatio

[0] Viestien etusivu

[#] Seuraava sivu

[*] Edellinen sivu

Vastaa