Laderegler / Verbrater stufenlos

benötige Hilfe für Programmierung eines Projektes mit Arduino und Auslegung Hardware
 
MartinKrahn
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Laderegler / Verbrater stufenlos

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Gepostet: 16.07.2022 - 18:30 Uhr  ·  #1
Hallo,
auf meinem Hof mit Inselsystem verfüge ich mittlerweile über 3 Windräder (0,6-2,5 kW) und 7,5 kWp solar.
Inzwischen habe ich einen Großteil der Überwachung und (solaren MPPT - Regelung) an Victron-Systeme übertragen, die Windräder werden manuell oder bei einer bestimmten Spannungsüberschreitung auf Ersatzlast umgeschaltet.
Bei vollen Batterien nutze ich überflüssige Solar- und Windkraftleistung zum Heizen (WW ODER Zentralheizung mit Pufferspeicher, je 4,2 kW Heizstäbe 230V - mein Wechselrichter ist kräftig...), diese Heizstäbe werden per spannungsabhängigen Relais in 3 Stufen a 1,4 kW zugeschaltet.
Das Verbraten auf diese Weise funktioniert grundsätzlich ganz gut, ist aber in nur 3 Stufen natürlich ziemlich ruckelig, auf Dauer gibt das doch Stress für die Batterien u/o Relais.
Seit ich vor 30 Jahren mal eine spannungsgeführte stufenlose Regelung von einer 1 kW-DC-Last meines ersten LMW-Windrades hatte, die die Last sanft einregulierte, wenn die Batteriespannung zu hoch ging, träume ich von solch einem System für meine großen AC-Lasten (eben die Heizstäbe), habe aber nicht die Elektronik-Entwickler-Fähigkeiten, um das komplett zu entwerfen.
Meine Idee war bisher die: Ich nutze einen Thyristor-AC-Regler wie den M028N von KEMO (oder 2, wenn das geht). Diesen kann man mit einem anderen KEMO-Modul, M150, PWM-moduliert ansteuern. Nun brauche ich noch eine Schaltung, die einstellbar die End-Ladespannungen meines Systems (z.B. 27,2-28,4 Volt) in TTL- Signale umwandelt. Ich weiß, dass das mit einem Spannungsteiler und einer einfachen Arduino-Schaltung gehen sollte, aber: ich könnte eine solche Schaltung zwar bauen, bin aber mit dem Programmieren des passenden Sketches überfordert, so einfach das für Profis auch sein mag.
Ich bin sicher, unter euch sind einige Leute, die damit vertraut sind, vielleicht gibt es auch noch weitere Anregungen. Und ich bin mir sicher, es gibt hier im Forum noch mehr Leute, die so ein Gerät gern einsetzen würden.
Wäre jemand bereit, sich dazu Gedanken zu machen? Oder hat schon jemand so etwas laufen?
Ganz herzlichen Dank im Voraus,
Martin Krahn
XXLRay
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Re: Laderegler / Verbrater stufenlos

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Gepostet: 16.07.2022 - 20:56 Uhr  ·  #2
MartinKrahn
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Re: Laderegler / Verbrater stufenlos

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Gepostet: 17.07.2022 - 12:21 Uhr  ·  #3
Hallo XXLRay,
ja, danke für den Hinweis - das ist vielleicht sogar einfacher, aber die definitiv digitsae Programmierung am Mikrokontroller ist vielleicht auch genauer.
Ich würde das ja gerne ausprobieren, allerdings ging meine Frage ja konkret in die Richtung, wie eine solche Schaltung genau (und ggf. Sketch) auszusehen hat...
...und ich frage hier, weil ich in den Foren z.B. zum Arduino nicht wirklich weiter gekommen bin.
Gruß,
Martin
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Re: Laderegler / Verbrater stufenlos

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Gepostet: 17.07.2022 - 14:29 Uhr  ·  #4
Hallo Martin
Glückwunsch zu Deiner Anlage .
Sehr technisch kann ich dir leider nicht zur seite stehen wie man dies hinbekommt bzw selber bauen kann .

Jedoch bei meiner damaligen Inselanlage (Irland ), war ich auch an dem Punkt angekommen , den Du gerade ansprichst
Ich hatte ohne vorher geplant , dann 5 mögliche Spannungs abhännige Relais im Systhem

1x im Victron Multiplus 6 kW
1x im Victron Batteriemonitor
2x in den Outback MPPT Laderegler
1x im Wind controler


Angedacht war ein oder mehrere Solid state Relais https://www.power-io.com/products/hdd.htm anzusteuern von einem der 5 Relais um dan eine DC Heitzpatrone vie PWM zu betreiben (also dann nicht nur simples an und auschalten dondern exakt den Überschuss den die Batterie nicht mehr braucht an eine Heitzlast weiterzuleiten .
In dem einen FM 80 Laderegler war ein programierbares Relais verbaut hier aus dem Manual

Zitat
Diversion (AUX Mode)
When external DC sources (wind, hydroelectric) are directly connected to a battery bank, any
excess power should be sent to a diversion load, such as a heating element, using a
mechanical relay or solid-state relay.
In Diversion mode, the user programs set points — from –5.0 volts to 5.0 volts relative to the
Absorbing, Float, and EQ voltages — to activate the AUX output. The Diversion AUX mode can
be active (ON) when the battery voltage is raised above one of these set points for a certain
amount of time or inactive (OFF) when it falls below.
o To control a mechanical relay for basic on/off switching of a standard diversion load, follow the
instructions in Figure 25 (both pages).
o To control a solid-state relay for PWM switching and precise control of a load, follow the instructions
in Figure 26 (both pages). This application should not be used with a mechanical relay. It requires
the use of a resistive load and should not be used with other sorts of loads


Dieser PV Laderegler wird auch als dump load controller für Wind und Hydro benutzt um sicherzustellen das die Turbinen genau am programierbaren Set-Point drehen

Ich habs aber dan verworfen diese Idee , da wenn ich dies angegangen hätte , dann jeglicher Überschuss aus der Anlage dort zum SSD hingeführt werden würde , wenn man allen Überschuss nutzen wollte . und idealer Weise dann mit DC-Heitzpatrone(n)
Muss ehrlich sagen , das war mir dann zu viel Technik , Kosten und Unsicherheitsfaktoren

Ich habs dann dabei belassen vom Victron Inverter eine 3 -Sufen AC Heizung im Haus anzuschalten je nach Spannungslage der Batterie programierbar ( genial deren VE-configure tool) und parallel dazu einen Heitsstab im Warmwasserspeichr des Vaccum Röhrenkollektors
Also sowohl im Haus Heitzen können , sowohl auch Hilfe bei Warmwassererzeugung
Der rest an Stromm ging leider dann im Dump load controler der Windturbine ungenutzt weg
Und natürlich muss nebenher ja auch noch Batterie Pflege betrieben werden( zumindest bei den Blei Batterien ) , sodas 1 mal die Woche die PV und dern Controllern diese den Job übernehmen liess und die Aux Relais bgeschaltet waren
Weiter Ideen , kamen dazu wie zb ein Slow cooker , also ein elektrischer Kochtopf der bei 100 watt Verbrauch früh vor der Arbeit angeschalten wurde und Abends nach 8 Stunden war das Gulasch oder Irish Stew dann fertig , sodass der Gasher nicht gebraucht wurde zum kochen 8-)
Eine Brauchwasser-Wärmepumpe angesteuert war noch angedacht die gekoppelt mit den VaccumRöhren

Genug von mir erzählt , ist mir nur grade wieder so eingefallen .....

Eventuell hasst ja Du einige Möglichkeiten
mit deiner Ausstattung auch unterschiedliche Abnehmer zu steuern neben dem Heitzstäben ?

Gruss Lars
MartinKrahn
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Re: Laderegler / Verbrater stufenlos

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Gepostet: 17.07.2022 - 23:03 Uhr  ·  #5
Hallo Lars,
dein irisches System ähnelt meiner Anlage sehr, bis zu der Größe der Bleibatterien...
Und vielen Dank für die ausführliche Beschreibung - auch da ist vieles sehr ähnlich. In meiner Regelung nutze ich die drei spannungsabhängig programmierbaren Relais im Victron Wechselrichter (Quatro 24/8000), die schalten knapp bevor die Spannung der Batterien über 28,2 Volt geht, dann regeln die MPPT-Regler ab. Und so kann der Windstrom auch verbraten werden. Dein Plan, die FM80-Regler zu nutzen, ist wohl für meine Victron-Regler und auch die anderen Teile nicht verwendbar, da kommt nirgendwo ein PWM-Signal raus. Zwar könnte ich auch noch weitere Relaisstufen aus anderen Geräten nutzen und müsste dann in kleineren Stufen Heizstäbe dazuschalten, aber das ist viel zu kompliziert. Aber genau so etwas suche ich, wie du oben beschrieben.
Ich hoffe, es findet sich hier noch ein gewiefter Elektroniker, der mir auf die Sprünge hilft. Inzwischen habe ich ein bisschen mit Spannungsteilern und Zenerdioden experimentiert, aber das ist alles ziemlich ungenau, die ursprüngliche Idee mit einem Mikrokontroller erscheint mir (noch) besser.
Lars, aus deiner Beschreibung deines Irland-Setups klingt ein bisschen Wehmut, du schreibst in der Vergangenheitsform und "damalig"!
Ich wünsche dir, dass du weiterhin genug zum Spielen hast!
Schönen Gruß,
Martin
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