Laderegler höherer Effizienz durch PWM

ohne MMPT, mit Übertragungskennlinie
 
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Laderegler höherer Effizienz durch PWM

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Gepostet: 28.05.2020 - 17:15 Uhr  ·  #1
Hallo,
vorgestellt wird eine Idee, wie man kleinere Windräder besser an Akkumulatoren anpassen kann.

Bei einfachen Lademaschinen, bei denen hinter dem Gleichrichter direkt der Akku kommt, dazwischen gerade mal noch ein Überladungsverhinderer (umgangssprachlich Laderegler genannt),
beginnt die Ladung irgendwann, z.B. bei 3 m/s und 12V.
Nun will das Windrad ansich hoch drehen, mit Generatorspannungen bei 9 m/s dann idealerweise 36V.
Kann es aber nicht, da der Akku die Spannung quasi fest hält. Bischen eingeschränkt wird das nur durch Spulen- und Ableitungswidrstände und eventuelle bauartbedingte Strombegrenzung vom Generator.
Ergebnis sind marginale Wirkungsgrade oft schon weit unter den Abregel-Geschwindigkeiten.
Durch Pulsweiten-Modulation kann man erreichen, dass ein Windrad in Nähe der optimalen TSR läuft und damit mit nahezu bestem Cp.

Das Mittel dazu sind Step-down Wandler, auch Down Converter genannt.
Bei meinem Windrad wären Spannungen von ca. 20 bis 80V, bis ca. 10A zu wandeln auf quasi konstant 13V und dann bis ca. 50A, Wirkungsgrad einbegriffen.

Kennlinienmäßig sieht das etwa so aus:

 

Bild 1
Da EXCEL nicht erlaubt, auch eine 2. X-Achse ein zu fügen, musste ich die Referenzsspannungen DC händisch drunter schreiben.
Eine linear ansteigende Kennlinie, wie sie der Windmaster zur Netzeinspeisung hatte, wäre schon eine Verbesserung.
Mit 2 linearen Kennlinien unterschiedlicher Steigung auf der Leistungskennlinie wäre die Verbesserung noch viel größer und fast ausreichend. Ich habe 3 gewählt.

Grundlage für die Idee war
1. Reihenschaltung einer Z-Diode mit einem abgreifbaren Widerstand (Poti) ergibt Kennlinien folgender Art.

 

Bild 2

2. Das Spannungsverhältnis beim Down-Converter ist ansich nur bestimmt vom Pulsweiten-Verhältnis, in Bild 1 linke Y-Achse, handschriftlich.

Umsetzung nach einer Idee von Jörg Rehrmann. http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/bilder/b6_1_i.gif
Quelle: http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap6/Kapitel6.html Dort auch viele Grundlagen.
Da auch mit IC TL494 gearbeitet, weiterer Link: http://www.atx-netzteil.de/pwm_mit_tl494.htm

Daraus habe ich folgende Schaltung entwickelt, wobei mir bezüglich FET-Treiber noch bkohl geholfen hat:

 

Bild 3: Down-Converter, Induktivität auf Schaltungsblatt 3

Die Z-Diodenstrecke D13 würde alleine schon eine lineare Üb-Kennlinie mit entsprechender Steigung erzeugen.
Mit D11 und D12 + Widerständen gedenke ich, die Üb-Kennlinie gemäß meinem Vorhaben zu beeinflussen.
Ob die Schaltung gedenkt, dem zu folgen, ist zu ergründen.

Wenn sich jemend findet, der meint, sowas lässt sich mittels Programmierung einer Klein-CPU viel eleganter und flexiebeler lösen. Gerne! Nur möchte ich mir das Programmieren nicht mehr an tun. Ginge also darum, 5 bis 10 Spannungs-Werten entsprechend viele Leistungswerte zu zu ordnen. Da die Spannungen vorhanden sind, im Endeffekt also Strom-Werte.
Dazwischen idealerweise lineare Interpolation (genügt) oder gar Polynom-Approximation.
Dann ggf. noch Wandlung digital-analog, um den PWM-Schaltkreis mit Spannungswerten füttern zu können.

Der FET-Treiber und vor allem auch IC1 entwickelt intern ne kurze Totzeit, damit ausgeschlossen ist, dass beide Fets zugleich leiten - Kurzschluss.
Ansteuerspannung für high-Fet (oberes) wird über Bootstrap gewonnen mit D15a + C5.

Ob IN_IC2 mit Strom aus IC1 angesteuert werden kann, oder besser mit Spannungspegel nach R18, muss probiert werden. Auch welches FET, low oder high zuerst durchschalten muss, damit das Bootstrap funktioniert. Bkohl sagte wohl, low zuerst.

Die Verbindung zur Drossel, also die Leitung, wo Ua dran steht, muss kurz und Induktivitätzarm (also möglichst breit) geführt werden. Damit wären wir beim nächsten Blatt.

 

Bild 4: Speicherdrossel und eigentlicher Laderegler

Speicherdrossel ist eine Wissenschaft.
Nach Rehrmann für min. Ia 2,5A berechnet mit 26 myH bei 100 kHz.
Da mit Kern (man braucht 2!) die Flussdichte selbst bei 2 mm Luftspalt zu weit in die Sättigung getrieben würde, habe ich reduziert auf 13 myH. Referenzierter I_min dann 5A. 7 Windungen. Für 50A würde ich 10x1mmD parallel nehmen. Stromdichte dann ca. 5,3 A/mm². Vermutlich gehen auch ein paar weniger Drähte. Alles ne Frage der Temperatur.
Max. Flussdichte bei 7w mit 0,59T zwar größer als 0,4T. Aber nur bei hohen Strömen. Da Kann L auch geringer sein, wie von Rehrmann beschrieben.

D18, eine Schottky-Diode, kann vermutlich weg fallen. Ist nur dafür da, wenn über die Rückflussdiode von T8 während der Totzeit eine Flusspannung höher als bei Schottky an fällt. Aber die Totzeit ist mit einigen 0,5 my s (bei C3'=1nF) so kurz, dass man mit diesen Zusatzverlusten vermutlich gut leben kann.
Ob L2 sein muss, ist von der Störstrahlung abhängig.

Der eigentliche Laderegler:
Mittels Komperator LM293, Hysterese-Erzeugung, Temperaturkompensation für Blei-Batterien.
Ansich wollte ich einen einfachen Laderegler für PV nehmen und den durch größere Kühlkörper und ggf. zusätzliche FETs parallel erweitern. Aber von den ca 1000 bei E-Bay angebotenen haben wohl inzwischen alle MPPT. Hier gerade nicht zu brauchen. Auch hatte ich mir für ne 50W PV-Platte für wenig Geld einen besorgt. Ergebnis: Trotz MPPT weniger Ladstrom als PV direkt angeschlossen. Kann aber auch an unterschiedlicher Impulsform liegen.
Zumindest schützt er vor Überladung.

Fazit
Eine Kleinigkeit ist es nicht, obwohl der eigentliche Laderegler auch schon viel Raum ein nimmt.
Der Converter ist aber nichts für Anfänger. Cs müssen Impulsbelastung aushalten, im Datenblatt z.B. mit Rippelstrom beschrieben. Natürlich muss ein gemeinsamer Kühlkörper berechnet werden.

Bin in der weniger schönen Situation, dass ich weder mein Windrad noch den Laderegler selbst nutzen kann. Weil das Haus den Wind aus der Hauptrichtung versperrt.
Habe mir dennoch die Bauteile bestellt. Beliebte Qarantäne-Aufgabe, sollte es mich mal erwischen. ;-)
Sollen morgen kommen.
Mit dem Batt.-Monitor auch China, der eigentlich erst mitte nächsten Monats eintreffen sollte, ging es schneller. Wurde vorgestern überrascht mit einem sehr kleinen Päckchen.

Wenn schon 3 Seiten Schaltplan, gibts auch mindestens 3 Seiten Bauelemente. Aber ich wollte den Beitrag vorläufig nicht sprengen.

Grüße, Che
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Re: Laderegler höherer Effizienz durch PWM

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Gepostet: 29.05.2020 - 02:41 Uhr  ·  #2
alles schön und gut , aber dass ist doch bekannt das MPPT Laderegler bei Windkrafträdern viel mehr dem Windrad Poruduktion erlauben ... da entkoppelt von Batterie


vielmehr versteh ichgrad nicht , klatg ist die Idee weit aus teurer , muss man sich halt überlegen

ich kann ja das Geld auch benutzen um mehr windkraft zu installieren


Gruss
Lars
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Re: Laderegler höherer Effizienz durch PWM

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Gepostet: 29.05.2020 - 13:48 Uhr  ·  #3
Bekannt schon, aber man muss es auch machen, ich meine bauen, oder kaufen. Wirklich billig ist Letzteres nicht.
Entweder von Midnite oder der WindMaxx von Schams-Solar. Brauchte wohl sogar einen 1000-der, also 2 * 500 parallel. Mit bischen sekundärem Schnickschnack sinds über 1000 EUR. Daher die Idee des Selbstbaus.

Nochmal zur Argumentation:
Manchmal ist das Betriebsverhalten ohne PWM sogar akzeptabel: http://www.geopolos.de/Entwick…c528057677 Deutlicher Cp-Abfall erst über 9 m/s, da beginnt ansich schon die Abregelung.
War aber auch einer mit Ferritmagneten. Damit schon recht viel Wicklungswiderstand. 2,4 Ohm zwischen 2 Phasen. Bei meiner 600W-Anlage (Neodym) sind es 0,6 Ohm (auch Nennspannung 24V).
Da erwarte ich einen früheren Cp-Einbruch.

Was viel mehr inns Gewicht fällt - ich kann lt. Rechnung meine Wicklungen nur mit ca. 10A DC belasten.
Das wären bei 26V Akkuspannung ohne PWM 260W, bei 13V die Hälfte.
Wenn per PWM die Generator-Spannung hoch laufen kann bis 75V bei 9 m/s, dann sind es Anlagenleistung 750W!
Ladung auf 12V-Akku im großen Stil wird auch möglich, wobei da ansich schon die Grenze des Sinnvollen erreicht ist.
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Re: Laderegler höherer Effizienz durch PWM

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Gepostet: 29.05.2020 - 19:38 Uhr  ·  #4
Zitat
Bekannt schon, aber man muss es auch machen, ich meine bauen, oder kaufen. Wirklich billig ist Letzteres nicht.
Entweder von Midnite oder der WindMaxx von Schams-Solar. Brauchte wohl sogar einen 1000-der, also 2 * 500 parallel. Mit bischen sekundärem Schnickschnack sinds über 1000 EUR. Daher die Idee des Selbstbaus.



Ja absolut , geb ich dir da recht , das war mir dann auch zu teuer für meine paar hundert kwh von der Windmühle im Jahr , bei mir , das waere eine Option gewesen , im nachinein ist man klar schlauer , eine 3-5 kw Windturbine und die Midnite Idee , ich bin aber dann ausggewichen auf einen 300 Euro Wind Netzwechselrichter , und war dann zufrieden !!
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Re: Laderegler höherer Effizienz durch PWM

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Gepostet: 30.05.2020 - 08:59 Uhr  ·  #5
Zitat
300 Euro Wind Netzwechselrichter
, Einspeise-WR? Gibts den noch?
Grüße, Che
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Re: Laderegler höherer Effizienz durch PWM

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Gepostet: 30.05.2020 - 11:42 Uhr  ·  #6
well , denke schon, das man den noch auftreiben kann (ob der super effizient is weiss ich nicht ) mir war am wichtigsten das der bei wenig wind also ab ca 21 Volt schon ins Hauseingespeist hat und abgekoppelt von der Batterie

hier ZB https://sunshine.en.made-in-ch…-WAL-.html

3 phasig AC oder DC Modelle gabs damals , hat super geklappt , und das geile war , das der mit der mit dem Windrad gelieferte Laderegler und Dumploadcontroler paralell funktioniert hat .

Bis dahin war mir nähmlich nicht bewusst dass ich das windrad einfach von der Batterie abtrennen kann , ohne Gefahr zu laufen das es zu schnell dreht , aber auch ohne Batterieverbindung hat der Billig Laderegler bei 30 volt das 2000 watt Heitzelement angeschmissen , und sehr sicher bin ich mir das die Entkoppelung von der Batterie , ein riessen Effizienz Gewinn war

Ist aber ne Zeit her schon , aber grinsen darüber muss ich immer noch

LG Lars
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Re: Laderegler höherer Effizienz durch PWM

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Gepostet: 31.05.2020 - 23:01 Uhr  ·  #7
....5W Standby, etwa 1xsec MPPt, langsam,
Hohe Belastung am Gen.
Nur für bestimmte WKA geeignet.
80%max Wirkungsgrad, immer wenn wirklich Leistung geht ,werden die sehr warm.

Alles eigene Erfahrungen.
Dunpload Relais anfällig.

Nix für Schwachwind..
Aber , wem das egal ist, und die genau passende Turbine...
Irgendwie geht's dann doch.
Jedenfalls..
Optimierung ist was anderes.

Cerco
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Re: Laderegler höherer Effizienz durch PWM

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Gepostet: 01.06.2020 - 11:46 Uhr  ·  #8
Zitat geschrieben von cerco

....5W Standby, etwa 1xsec MPPt, langsam,
Hohe Belastung am Gen.
Nur für bestimmte WKA geeignet.
80%max Wirkungsgrad, immer wenn wirklich Leistung geht ,werden die sehr warm.

Alles eigene Erfahrungen.
Dunpload Relais anfällig.

Nix für Schwachwind..
Aber , wem das egal ist, und die genau passende Turbine...
Irgendwie geht's dann doch.
Jedenfalls..
Optimierung ist was anderes.

Cerco


Was redest Du ? Klar hast Du eigene Erfahrung , aber komischer Weise , ich auch ! Und man sollte auch etwas Ernst werden , wenn es um das Verkaufen oder das Kaufen von Windturbinen geht ! Meine 2 Canadischen windturbinen ( kamen aus China dann :-/ ) 1600 watt rated jede , mit Mast Laderegler und Dumpload hat jede ca nur 1500 Euro gekostet , nach meinem Verständniss damals als Greenhorn hab ich mir errechnet , das 2 von diesen wohl genug seien werden an der windreichen Westküste Irlands um den Strombedarf unsere Hauses zu decken , ..... aber sowas von Pusteblume !

Also Photovoltaik hat mich dann eher beruihgt als Garant der täglichen Versorgung , aber zürück zum Erfahrungsbericht , es ist halt sehr komplex eine Hybrid Lösung zu realisieren , das Windrad brauchte halt einiges an Wind um überhaupt in die Batterie zu laden , an den meisten Tagen ist halt die 24 volt Batterie wegen der PV bei 26-27 volt am Tag , die Drehzahl schaft aber das Windrad nicht zuuuu oft , also alles unter 27 volt ist komplett verloren , natürlich ist das eher nur eine theorie von mir , da ich anehme das die Turbine , je höher die Batterie Spannung (Volt) ist umso schneller drehen darf , da sich der Wiederstand veringert an der sie halt klebt, als direkt verbundene an die Batterie , ich hatte damals vor 10 Jahren mit einem der Köpfe und Technikern von Victon kontakt , da ich sowohl eine Wasserturbine als auch die Windkraftanlage AC couple , also vie Netzwechselrichter in mein Inselnetz einspeisen wollte , der sagte mir ich solls probieren , auch wenn damals Victron s Inselwechselrichter noch nicht officiel ausgeschieldert waren was SMA mit Sunny Island ins Leben gerufen hat das "ac coupling" , null zu vergleichen was der 600 watt Netzwechselrichter an mehr Ausbeute dann geliefert hat ! , Ab 20 volt Turbinen- geschwindigkeit , hat der dann ins Haus eingespeist , waehrend unabhännig , die PV via Mppt die Batterie geladen hat! Genauso , Cerco , wenn ich ein Händler waere wie Du , würde ich so Hybrid- Inselanlagen (mittlere und grössere) aufbauen !! Die PV grössten Teils über Mppt Laderegler , die Windanlage via Mppt Netzwechselrichter in die Insel eingespeist , der interne Laderegler oder der Trafo (Ringkern) im Inselwechselrichter übernimmt dan den Mehrstrom der Windanlage zum Batterie laden , und auch Überschuss via Relais in einen Heitzstab zu verbraten , waren wunderbare heiss wasser Badewannen outdoor für mich ;) , aber sind nur meine Erfahrungen
Das Ihr ein recht intresanntes Produkt habt für Hybrid anlagen ist mir bekannt , damals war für mich nur auf die eigene Faust eine Antwort und finanziel Midnite and clipper oder Schams schwer zu rechtfertigen , in Retrospektive , war glaub ich der Preis des 600 W Sun-G Wind inverter 22-60V DC bei unter 150 Euro und eine geschenkte Rückstrom Sotzky Diode , den Dump ausgang des SunG hab ich ja sowieso nicht gebraucht , hatte ich ja schon mit der gelieferten Orginal Turbine ! Schwer zu beschreiben das Gefühl am Batterie Monitor in der Küche abzulesen , das man NULL Ampere verbraucht , obwohl grade der Computer und andere Duinge an sind , also die Windturbine hat sehr oft dann den Verbrauch auf NULL bzw nach null die Batterie geladen , hab mich gfreut wia klans Kind das dass geklapt hat

Gruss Lars
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Re: Laderegler höherer Effizienz durch PWM

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Gepostet: 02.06.2020 - 13:16 Uhr  ·  #9
Wollte mich schon bedanken für den Link zu sunshine.en. Mit Eigenerkenntnis, dass z.B. Arbeitsbereich 22 bis 60V bischen wenig ist. Verhältnis 1/2,7.
Wenn Beginn bei 3 m/s müsste man schon unter 9 m/s mechan. abregeln. Beim WinndInvert 800-36 gehts z.B von 23 bis 85V. Verhältnis 1/ 3,69.
Kostet aber auch knapp 1 EUR das Watt, übern Händler bis 100% drauf. Der andere eben unter 100 US$. Und das Herbringen von chinesischen Produkten bei mir bisher unproblematisch. Und nicht alles ist Schrott.
Beim Übersee-WR in der Spezifikation -WAL käme vorgesetzt noch die Gleichrichtung dazu, und vermutlich ne Überspannungs-Begrenzung. Dazu eine Idee, die sich aufziegeln lässt auf höhere Spannungen:

 

Quelle: https://www.kreidler-service.d…56-10.html

Bei Allem muss man das schon ernst nehmen, was cerco schreibt. Zumal es nachvollziehbar erscheint.
Allerdings:
Zitat
Nur für bestimmte WKA geeignet.
Bei welchen? ist das ansonsten nicht immer so? bei Euren mit Kennlinie noch viel mehr. Und max. Cp 92% ist auch selbst redend.

Könnte das "blaue Dingens" sein, was Max vor Jahren beschrieben hat. Ob überhaupt noch lieferbar, müsste man sehen. Black 600 ist bei Alibaba auch noch drin....

Wenn bei einem sonstigen Händler aufgelaufen, die alles irgendwie vermarkten wollen: Umso weniger spezialisiert, desto geringer auskunftsfähig.
Aber hier offensichtlich sogar Erzeuger. Werde mal sehen, ob der Herr Alan Wu mir paar Fragen beantworten kann, und ein Gesamtdatenblatt der technischen Daten schicken. Vielleicht haben sie "das blaue Dingens" weiter entwickelt.

@Lars: Bischen viel Text diesmal, sorry. Mein Dank für den Link verspätet aber doch!
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Re: Laderegler höherer Effizienz durch PWM

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Gepostet: 02.06.2020 - 15:52 Uhr  ·  #10
Zitat
@Lars: Bischen viel Text diesmal, sorry. Mein Dank für den Link verspätet aber doch!


:D , das stimmt , passiert manchmal .

Waere schön hier im Forum etwas zu entwickeln das Batterie Wind und Sonne möglichts efficient betreibt , wäre gerne bereit da eine Arbeitsgruppe aufzumachen
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Re: Laderegler höherer Effizienz durch PWM

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Gepostet: 02.06.2020 - 18:13 Uhr  ·  #11
Lars, glaube mir, es ist ein weites Feld! Und es gibt eine Reihe kluger Leute, die kümmern sich ca. 8h täglich darum. Zunehmend frustriert womöglich, da bei Wind der Bedarf eigebrochen ist. Aber es gibt ihn noch. Chance für Nieschenanbieter.
Bei Überproduktion Chance für die Restkunden.

Und vielleicht ist Dein Vorhaben garnicht nötig, denn es gibt von sunshine.en weitere interessante Produkte, vor allem preislich: 1000W Kombi Netz-WR Sorry cerco.
Und wenn "5W Verlustleistung" heißt, bei eingeschaltetem Lüfter, dann wären sie richtig gut.
Sonst bei 5W: Jahresverlust 13,15 EUR, mit 33 Ct/kWh gerechnet. Na und?
Und "nur für bestimmte WEA": Ja wenn dadurch spezifiziert, dass je eine der 3 angebotenen Spannungs-ranges dazu passen muss, also z.B. 22 bis 60V. Fein, fein. Braucht man nicht mal was einstellen.

Gleichrichter und vermutlich auch Spannungsbegrenzung ist im genannten Produkt schon integriert.

Dass für Wind und PV je ein PWM-System drin ist, mit je einer Speicherdrossel, wäre ein Traum.
Aber irgendwie müssen sie beides auf das Niveau der Netzspannung bringen. Bei uns auf etwa 350V.
Schon toll, wie sowas funktioniert.

Für Batt-Ladung gibts sowas sicher auch schon, s. Midnite Classic. Und wenn bei höherer Leistung Wind und PV getrennt - never mind. Versagt ein System, verbleibt wenigstens das andere.

Mal sehen, ob der Herr Wu mir antwortet. Ging nämlich nicht ohne Angabe einer tel.-Nr.. Einer Phantasienummer 1234 56789. Habe keinen Bedarf an Telefonaten auf engl. mit chinesischem Akzent, zudem zu einer Zeit, wo ich noch schlafe.
Wenn aber keine Datenblätter und weiteren Angaben, sollte man eigentlich nicht kaufen. Obwohl der Preis unschlagbar ist.
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Re: Laderegler höherer Effizienz durch PWM

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Gepostet: 02.06.2020 - 18:27 Uhr  ·  #12
Sehe gerade, doch nicht Wind +PV sondern "nur" Wind. Kein Problem. Für PV gibts genug, und preiswert.
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Re: Laderegler höherer Effizienz durch PWM

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Gepostet: 03.06.2020 - 07:55 Uhr  ·  #13
Hallo , als ich (billi) damals mit dem billig China Netzwechselrichter gespielt habe , war ich auf dem Forum unterwegs http://forums.windynation.com/…#post-4445


Anyway , sowas ist ja auch endlich auf dem Markt , wörtlich genommen muss man mit "Buck and boost " controller suchen (ob der taugt ?) https://www.alibaba.com/produc…52917.html

Mit Schams Solar und Ihrem Wind MPPT Laderegler war ich damals in Kontakt , leider musste ich dan verzichten , weil deren Produkt , nicht Batterie laden kann wenn die Turbine unter der Batteriespannung dreht , das war der Knackpunkt

gruss Lars
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Re: Laderegler höherer Effizienz durch PWM

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Gepostet: 03.06.2020 - 11:10 Uhr  ·  #14
Ich merke schon, man muss nur die richtigen Fragen stellen, hier im Forum und auch sonst.
Und wenn alle ihr Wissen in einen Topf geben, wirds i.A. ne gute Suppe.

Bei dem von Dir verlinkten Mars Rock "48V 1000W Wind 1500W Solar Buck and Boost Hybrid MPPT Controller with Two-channel DC Output Interfaces and Discharge Resistance", wenn er funktioniert, was braucht man mehr?
Zumal sie auch noch reduzierte Versionen für 24 und 12V haben.
Und MPPT entbindet einen von dem Zwang, ne Anlagenkennlinie zuvor irgendwie dar zu stellen.

Und für vielleicht 300 US$ mit Porto, derzeit 267 EUR, braucht man garnicht anfangen mit Basteln. Wirklich nicht.

Ist zumindest bei mir nicht unbedingt größtes Vergnügen, SMD-Bauelemente zu löten, mit der Lupe.
Und zumindest gleichwertig werden, ach Herrjeh....
Ich meine, wass es wirklich nicht gibt, oder unangenehm teuer, muss man immer noch bauen. Wie z.B. meine einstellbare elektronische Messlast. Professinelle kosten u.A. soviel, weil sie die Leistung nicht verbraten, sondern inns Netz schieben. Gesteuerte Einspeise-WR.

Werde trotzdem sozusagen als Langeweile-Killer ab und an mal weiter machen. Auch damit ich die Bauelemente nicht umsonst bezahlt habe. Und bischen Neugier ist auch da.
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Re: Laderegler höherer Effizienz durch PWM

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Gepostet: 03.06.2020 - 15:00 Uhr  ·  #15
Ja , so ists Che , und gut mal auch was rauszulassen aus der Lernkurve , war halt alles auch nicht umsonst damals ... :-/ O-)
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Re: Laderegler höherer Effizienz durch PWM

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Gepostet: 03.06.2020 - 16:13 Uhr  ·  #16
Gewiss doch.

Um das mit dem Programmieren einer Übertragungskurve mal zu einem vorläufigen Abschluss zu bringen, folgender Vorspann und danach eine Aufgabenstellung. Falls sich jemand dran versuchen will. Wäre universeller, denn ob das mit meinen 3 Z-Diodenstrecken so klappt? Ich wäre überrascht.

Vorspann:
So viele Wertepaare wie bei einem WindInvert - unten Spannung DC, oben Leistung - wären nur nötig, wenn die Üb-Kurve gestuft verarbeitet wird (was ich damit dem WindInvert nicht unterstellen will.). Habe aber genervt einige Leistungen auf Null gesetzt.

 
Allerdings ist eine solche Benutzungsoberfläche höchst komfortabel.

In solcher Scriptform wäre es noch annehmbar.

 

Teil einer ähnlichen Parametrierungsdatei, wie sie im WR abgespeichert wird. Format *.TXT

Aufgabenstellung:
Merke gerade, dass sich bei Windgeschw. von 3 bis 13 m/s auch ne ganze Menge an Wertepaaren ergeben. Z.B.

 

Dazwischen bitte lineare Interpolation. Polynom-Approximation optional, ist aber nicht nötig.
Anwender muss in die Lage versetzt werden, die Wertepaare mit PC zu verändern.

Ist herauskristallisiert aus folgenden Zusammenhängen:

 

PW ergibt sich bei PWM ansich aus Verhältnis Ausgangsspannung (also 13V) zur Eingangsspannung.
Stromverhältnis dann nach Energieerhaltungssatz. Ob das so klappt, muss der Gesamtversuch zeigen.

Ergänzend:
Vermutlich muss eine Spannungsteilung 10 zu 1 hardwaremäßig davor gesetzt werden, damit ein Spannungshub 10V nicht überschritten wird. Auch kann die Pulsweite PW als Spannungshub bis 10V ausgegeben werden. Reduziert wird wieder mit Widersstandsteiler.
Der genannte PWM-Schaltkreis arbeitet nach Rehrmann nur mit Eingangsspannungen zwischen 2 und 3 V. Ist auch, da ansich Spannungsregler, mit Schleifenverstärkung um 10.000 sehr empfindlich. Möglicherweise muss die über einen Gegenkopplungswiderstand noch herunter gesetzt werden, s. Grundschaltungen für OPVs.
Aber das berührt die Programmierung eher nicht. Das vielleicht schon:
Mindestens am Eingang, vermutlich auch am Ausgang, wird mit Analog-Digitalwandler bzw. umgedreht, gearbeitet werden müssen.

Soweit die Summe an "Kleinigkeiten"
Grüße, Che
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Re: Laderegler höherer Effizienz durch PWM

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Gepostet: 03.06.2020 - 22:21 Uhr  ·  #17
Hallo Wieso..Schams bietet Hochsetzer Module..
Wir nehmen immer beim Akkuladen unsere DC Hochsetzer, stimmen Gen ,Rotor und Wandler so ab, das ab den ersten 50-60 U/min der Akku geladen wird.Eigenverbrauch 1.3 W...
Das kann man soweit programmieren,dass ab den ersten 3 Volt DC nach B6 Gleichrichter ein beliebiger Akku geladen wird.
Ladebeginn um 30 ,U/min.

Die CN Buck Boost Mal ausprobieren bitte, interessant, wie schnell die sind..
Und wie viel die selber verbrauchen in Watt..
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Re: Laderegler höherer Effizienz durch PWM

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Gepostet: 04.06.2020 - 01:35 Uhr  ·  #18
Zitat
Hallo Wieso..Schams bietet Hochsetzer Module..


Also damals nicht , ich hatte mit denen telefoniert, deshalb hab ich passen müssen , MPPT Ladereglung , war mir nicht tauglig genug in meiner Konstellation und die 2000 Euro für de Ladereglung von Midnite (entwickelt von einem ganz grossen) hätte ich gerne damals ausgegeben für meine 1500 Euro Windturbine , nur realistisch hat die halt diese Investition nicht "verdient"

und wie gesagt die China Netzwechselrichter Idee hat für mein Systhem dann genau gepasst


https://www.midnitesolar.com/p…istory.php
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Re: Laderegler höherer Effizienz durch PWM

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Gepostet: 05.06.2020 - 15:31 Uhr  ·  #19
Merke schon wieder wie bereichernd es ist, wenn viele sich beteiligen.
Bezüglich cerco aber:
Öffentlich bietet Schams da derzeit keine an. Konnte zumindest nichts finden. Möglicherweise ne Spezialanfertigung für Euch. Zweifel allerdings bezüglich Nutzen.
Aber vielleicht meintest Du nur, dass es theoretisch möglich wäre ab 3V, ohne das wirklich zu empfehlen.
Dann Sorry!

Was meine Programmierungsaufgabe betrifft, so habe ich nochmal überlegt.
Ne Zuordnung von paar PW-Prozenten ein paar Spannungswerten ist sicher schnell gemacht. Den Trubel hat man aber anschließend. Entweder Windkanal - teuer - oder Messwagen, auch nicht ohne Mühe.

Daher wird es in Etwa folgendes sein müssen:

 


Vom Anwender parametrierbar müssen sein die Werte Pout=f(U_L) wobei U_L schon 90% von U_0 sind, also unter Belastung.
Zur Leistungsbildung müssen die Stromwerte I_in heran gezogen werden, als Spannunsfall an einem Messwiderstand mit der Empfindlichkeit 100mV/10A.
Der Spannungshub U_L wieder runter geteilt 10:1 auf max. 10V.
Für beide evtl. noch programmierte Tiefpass-Filter 80Hz, sost muss das hardwaretechnisch erledigt werden.
Ist wegen Restrippel nach Gleichrichtung, bei Höchstdrehzahl um 400Hz. (Selbst Multimeter zeigen unruhig an.)

Die Pulsweite als Ausgang gerne wieder als Spannungshub bis 10V. Werte hier nur Beispiele.

Es findet zusammen mit der Hardware dann eine Regelung statt. Vorgegebene Leistung in Abhängigkeit von U_L durch Beeinflussung von I_in mittels Pulsweite.
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Re: Laderegler höherer Effizienz durch PWM

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Gepostet: 07.06.2020 - 08:56 Uhr  ·  #20
Hallo Che,

deine Programmieraufgabe hört sich doch gar nicht so schwierig an.

Den Strom und die Spannung mittels ADC messen.
Den 80Hz TP-Filter für beide als FIR-Filter auslegen und ebenfalls im Code implementieren.

Dann ein bisschen rechnen bzw. interpolieren und einen Digitalen Ausgang mit PWM betreiben.

Mittels einer Windowsapplikation am PC dann mittels USB die Anwenderdaten zum Controller schicken.
Da müsste man sich mal ein paar Abende hinsetzten.


Mit den Spannungshüben musst du aufpassen. Wenn du einen STM32 wählst, welcher zur Zeit sicher der Favorisierte ist, musst du bedenken dass die 3,3V Logikpegel haben. Also nichts mit 10V Spannungshub am Eingang.
Da wird nochmals ein OPV notwendig.
Aber vielleicht habe ich auch etwas nicht ganz verstanden. ;)

Grüße
Luki
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