Solcellsprojekt Fritidshus 260W + DIY MPPT Regulator

Berätta om dina pågående projekt.
cetex
Inlägg: 158
Blev medlem: 5 september 2010, 06:49:54
Ort: Stockholm/Sumpan

Solcellsprojekt Fritidshus 260W + DIY MPPT Regulator

Inlägg av cetex »

Då var det dags, vi har behövt fixa elen i stugan ett tag och nu är det dags.

Vi tänker arbeta från stugan med start på onsdag och måste kunna driva våra 2 laptops, dom drar mellan 10-20W vardera och vi behöver 2st 9h per dag samt en i ytterligare 10h per dag när någon av oss har beredskap.
Totalt i värsta fall blir det alltså: 2*9+10 timmar = 28timmar per dygn
Energibehovet uppgår till 28*20 = 560Wh per dygn + Laddning av mobiler, lite belysning m.m.

Nuvarande anläggning:
  • Batterier: 2x12V 66Ah - Sopslut, mer än 10år gamla. Har mätt upp nånstans mellan 2-3Ah i förbrukning innan spänningen sjunker under 11.5V (eller däromkring) och nuvarande regulator slår ifrån huvudrelät.
  • Solcell: 40-50W, ger 3-3.5A vid fullt solsken, tyvärr monterad i västläge och täckt bakom träd större delen av dagen och ger då <1A.
  • Regulator: Oklart, tillverkad av något finskt företag, misstänker att den är MPPT men är inte säker
Stugan:
DSC_0288.JPG
Planerad anläggning:
  • Batterier: 2x12V 80Ah, ER350 Exide Dual, "350Wh och c:a 220 cykler". Var billiga på mekonomen.
  • Solcell: Renesola Virtus II Poly 260W
  • Regulator: Hemmabygge, det är antagligen denna som tråden mest kommer handla om.
Batterier är inköpta på mekonomen idag, solcellen har vi planerat att köpa imorgon eller på tisdag.
DSC_0323.JPG
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
danielr112
Inlägg: 7914
Blev medlem: 18 januari 2009, 00:48:24
Ort: Alvesta, Småland

Re: Solcellsprojekt Fritidshus 260W + DIY MPPT Regulator

Inlägg av danielr112 »

På solcellsexperten får du billigare paneler :)

De batterierna du skaffade där. Vad gav du för dem? Man kan ofta få batterier som klarar 3 dubbla antalet cykler för bara 20-30% högre pris. Kan vara värt att tänka på.

Du är säker på att du ska bygga? givetvis skoj att göra något själv men kostar inte så mycket att köpa en. Finns från 100sek och uppåt.
http://www.ebay.com/itm/LCD-10-20-30-40 ... kv-3_2SQzw
Tex denna är ganska prisvärd.


Kommer oavsett följa detta :)
cetex
Inlägg: 158
Blev medlem: 5 september 2010, 06:49:54
Ort: Stockholm/Sumpan

Re: Solcellsprojekt Fritidshus 260W + DIY MPPT Regulator

Inlägg av cetex »

Målet för regulatorn i första hand:
  • Enkel Buckomvandlare, helst minst 85-90% effektivitet så vi slipper värma upp stugan extra mitt i sommaren..
  • All styrning ska ske via en Atmega µCPU, lätt att programmera med arduino's verktyg.
  • Möjlighet att läsa ut volt, ampere, effekt från solcellen.
  • Möjlighet att läsa ut volt, ampere, effekt till / från batteriet.
Batterierna i datorerna och de nya batterierna till stugan räcker väl i 2-3dagar beroende på användning från och med då vi anländer i stugan (kan bli tisdag eller onsdag) så det här kommer bli en rolig utmaning. :)

Första skiss på effektdelen (Uppdaterad, högre upplösning):
Screenshot from 2016-07-03 22-04-50.png
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Senast redigerad av cetex 3 juli 2016, 22:40:27, redigerad totalt 3 gånger.
danielr112
Inlägg: 7914
Blev medlem: 18 januari 2009, 00:48:24
Ort: Alvesta, Småland

Re: Solcellsprojekt Fritidshus 260W + DIY MPPT Regulator

Inlägg av danielr112 »

Just det glöm inte att du har bara runt 350wh per batteri att tillgå vid 220 cykler. Så en mulen dag så kör du slut på en hel cykel. Värt att notera bara :) Men förmodar att du räknat på detta med. Dvs du har knappa 1 dags ennergi om du inte ska cykla batteriet mer än vad man bör.
cetex
Inlägg: 158
Blev medlem: 5 september 2010, 06:49:54
Ort: Stockholm/Sumpan

Re: Solcellsprojekt Fritidshus 260W + DIY MPPT Regulator

Inlägg av cetex »

Ja, det är en aning i underkant men vi vill inte överinvestera i detta heller, är ju bara några veckor per år vi är där och bara någon vecka per år vi behöver jobba därifrån.
Jag tror vi kommer göra av med 20-30 "cykler" per år i snitt när vi är där och använder grejorna så dom bör räcka ganska många år.

danielr112 skrev:På solcellsexperten får du billigare paneler :)

De batterierna du skaffade där. Vad gav du för dem? Man kan ofta få batterier som klarar 3 dubbla antalet cykler för bara 20-30% högre pris. Kan vara värt att tänka på.

Du är säker på att du ska bygga? givetvis skoj att göra något själv men kostar inte så mycket att köpa en. Finns från 100sek och uppåt.
http://www.ebay.com/itm/LCD-10-20-30-40 ... kv-3_2SQzw
Tex denna är ganska prisvärd.


Kommer oavsett följa detta :)
Det verkar vara billigare på solcellsexperten ja, hade inte sett den ännu.
Vi har kollat runt lite och den här panelen finns i lager i Handen strax söder om stockholm, så vi kan plocka upp en panel innan vi åker norrut till stugan igen. Bra att slippa frakten.

Batterierna kostade 800kr per st, med tanke på vår användning så kommer dom nog räcka 3-4år. (20-30 hela cykler per år) vilket är rätt billigt per år.

jag har tänkt bygga i första hand, bra med lite press så jag verkligen kommer igång, och ett bra tillfälle att testköra samt lära sig. :)

Skiter det sig kan jag plocka upp en MPPT regulator på SeaSea i Hudiksvall som nödlösning, 1000kr, ingen LCD eller sånt, men funkar out-of-the-box.
danielr112
Inlägg: 7914
Blev medlem: 18 januari 2009, 00:48:24
Ort: Alvesta, Småland

Re: Solcellsprojekt Fritidshus 260W + DIY MPPT Regulator

Inlägg av danielr112 »

Bra bra. 800kr st är ett bra pris. De jag tittat på ligger på dubbla priser för ca 120Ah och 800 cykler.

Om du sitter utan ström så kan du också koppla in Solpanelen direkt mot batteribanken. Gäller dock hålla koll att du inte pressar över max spänning i bulkladdningen. Men det är en nödlösning ivf om du inte fått ihop laddaren :)

Det viktiga för att hålla batterierna i schack är just att inte cykla dem för djupt. Helst inte under 80% och absolut inte under 50% om det inte är kris. Samt att håller dem laddade under vintern. Många som låter dem stå och de flesta enklare batterierna laddar ur sig ganska många procent per månad.

En sak att ta i beaktande är också att du bör ladda med olika spänningsnivåer baserat på temperaturen för att maxa hållbarheten. Kanske inte kritiskt i ditt fall dock.
cetex
Inlägg: 158
Blev medlem: 5 september 2010, 06:49:54
Ort: Stockholm/Sumpan

Re: Solcellsprojekt Fritidshus 260W + DIY MPPT Regulator

Inlägg av cetex »

Jag har läst en del om DIY MPPT regulatorer det senaste året och tror att jag förstår Buck conceptet rätt väl nu, designen på regulatorn är baserad på Arduino Solar Charge Controller som är speccad för 50W.

Efter att ha läst Elektronikforumet.com: Buckomvandlare, 1..20V/40A av AndersG under dagen så har jag fått uppfattningen:
  • Det kanske inte är en så optimalt vald FET IRFZ44N
  • Drivkretsen IR2104 antagligen är för klen för att få upp prestandan, kommer nog behövas stadiga kylflänsar?
  • Jag behöver nog behöver hitta kondingar med lägre ESR, högre volt behövs ändå då nuvarande är max 25V
I länken ovan hänvisade någon till dessa: Elfa: 167-18-555, 35V 3300µF, jag skulle behöva något liknande, räcker 50V eller behöver dom klara högre spänning när max från cellen ligger på c:a 42V?

Drosseln jag har är 158-72-916, T130-26, det är oklart om den kommer att räcka till när solcellen ger maxeffekt. Matten och databladen runt detta ger mig en aning huvudvärk.

Lite beräkningar jag gjort hittils:

Kod: Markera allt

Pwatt		260			Panel Watt
Vin			37			Panel Volt
Iin			7			Panel Ampere (tror optimum ligger här nånstans)
Imax		8.95		Ampere (Kortslutningsström för panelen)
Vout		12			Volt
Iout		21.66		Ampere (Pwatt / Vout)
			
Buck calculations
Switching freq Fsw		50 000		hz
Duty Cycle D			0.32		(D = Vin/Vout)
Ripple Current dl		1.08		Ampere 	Iout*0.05, 5% ripple
Inductor size L			149.68		µh		L= ( Vin-Vout ) x D x 1/Fsw x 1/ dI
Inductor peak I			22.2		Ampere 	Li = Iout + (dl / 2)

Output capacitor
Output ripple voltage	0.02		Volt		(Värdet jag önskar, kanske lite väl snävt..)
Capacitor µF			135.41		µF 	dl / (8 * Fsw * Wanted ripple) * 10^6		(Vet inte vart åttan kommer ifrån här, något godtyckligt värde som nån hade i en formel jag kopierade?)
Capacitor Voltage		>50V	
cetex
Inlägg: 158
Blev medlem: 5 september 2010, 06:49:54
Ort: Stockholm/Sumpan

Re: Solcellsprojekt Fritidshus 260W + DIY MPPT Regulator

Inlägg av cetex »

Saknar fortfarande vettigt värde på C1 och efter att ha läst igenom databladet för IRFZ44N samt IR2104 så känns det inte speciellt optimalt, omslagstiderna kommer nog bli ganska långsamma och en hel del värme är väl resultatet.

Jag undrar även hur jag ska driva IR2104, Vcc är speccad till 0-25V och helst skulle jag vilja mata den från solcellen, kanske är lika bra att byta ut den på en gång till något lite kraftigare?

37V inspänning känns även farligt nära IRFZ44N's breakdown voltage på 55V, dessa vill jag gärna byta ut till något kraftigare, 80-120V kanske är lämpligt att sikta in sig på?
Q2 kommer i teorin att utsättas för närmare 22A över längre tid (260W/11.5V) om solen ligger perfekt över solpanelen och spänningen i batteribanken är låg.

Uppdaterad skiss, jag klurar vidare.
Screenshot from 2016-07-04 23-32-19.png
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
danielr112
Inlägg: 7914
Blev medlem: 18 januari 2009, 00:48:24
Ort: Alvesta, Småland

Re: Solcellsprojekt Fritidshus 260W + DIY MPPT Regulator

Inlägg av danielr112 »

Tänk på att en solpanel kan en kall vinterdag lätt komma upp i en bit över 40v obelastad!

edit: Ovan baserat på 60cellers som det var tal om i början.
Senast redigerad av danielr112 5 juli 2016, 12:03:38, redigerad totalt 1 gång.
Nerre
Inlägg: 24130
Blev medlem: 19 maj 2008, 07:51:04
Ort: Upplands väsby

Re: Solcellsprojekt Fritidshus 260W + DIY MPPT Regulator

Inlägg av Nerre »

Har du tänkt använda algoritmen från den där sidan eller nån annan?

Hittade den här intressanta rapporten om olika algoritmer och deras för- och nackdelar.

(En sak som direkt slog mig är ju varför man inte tillämpar principerna för PID-reglering för att både kunna få stabil MPP och kunna hantera variationer i instrålningen? Alla dessa algoritmer verkar ju nästan bara reglera på P.)
cetex
Inlägg: 158
Blev medlem: 5 september 2010, 06:49:54
Ort: Stockholm/Sumpan

Re: Solcellsprojekt Fritidshus 260W + DIY MPPT Regulator

Inlägg av cetex »

Jag har inte tänkt så långt som en specifik algoritm än, det behöver ju inte vara så svårt att slänga ihop en sån tycker jag ..
Men jag har tänkt ungefär såhär:
Något hundratal gånger i sekunden kan man väl läsa av spänning / ampere, om dom förändras mer än en procent eller liknande så har antagligen inte ett mätfel utan något har förändrats, då kan man scanna av lite uppåt och lite neråt i duty-cycle för att se hur effekten förändras, ökar den i en riktning tar man det som nytt basvärde och testar vidare tills man har hittat ett optima.
Rätt luddigt uttryckt nu men bör inte vara så knepigt tycker jag ;)
danielr112 skrev:Tänk på att en solpanel kan en kall vinterdag lätt komma upp i en bit över 40v obelastad!

edit: Ovan baserat på 60cellers som det var tal om i början.
Jo, jag överväger att uppgradera till komponenter som tål ungefär det dubbla.
Det lämnar även utrymme för lite skyddskretsar o.s.v framöver.

Det blev solcellsproffsen i Upplands Bro som fick leverera, de jag tänkte först hade semesterstängt och leverans från billigaste i helsingborg skulle kosta 1000-1500kr.
Mycket trevliga grabbar där, panelen jag hade kikat på hos dom var en EC Solar ECS260P60 polykristalin för 2290kr, men den hade dom slarvat bort så jag fick en JA Solar PV-JAM6-60-260BK monokrystalin till samma pris.

Den gick ganska precis in i bilen, 2-3cm över på bredden och ~10cm över på längden i bilen, all packning placerades ut i ett jämnt lager under panelen.
DSC_0326.JPG
Framme i stugan, panelen placerad i lite skugga så jag inte blåser nåt det första jag gör:
DSC_0327.JPG
Köpte 25M 4mm² kabel på clas ohlson för att ha något att labba med (temporärt tills vi vet vart vi vill ha den och har en regulator som funkar), dom är rejält mycket tunnare än de "riktiga" kablarna och sitter inte speciellt bra i MC4 kontakten, får lösa det sen.

Labb-"Hörnan" nån timme under eftermiddagen:
DSC_0328.JPG
Nu ska det bara slängas ihop något rudimentärt som gör jobbet som krävs..
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Senast redigerad av cetex 6 juli 2016, 21:52:11, redigerad totalt 1 gång.
danielr112
Inlägg: 7914
Blev medlem: 18 januari 2009, 00:48:24
Ort: Alvesta, Småland

Re: Solcellsprojekt Fritidshus 260W + DIY MPPT Regulator

Inlägg av danielr112 »

När det gäller kontakter har te x de i helsingborg verktygsfria kontakter. Som man kniper ihop för hand utan nån tång. Riktigt smidiga och lätta att flytta när det behövs.
cetex
Inlägg: 158
Blev medlem: 5 september 2010, 06:49:54
Ort: Stockholm/Sumpan

Re: Solcellsprojekt Fritidshus 260W + DIY MPPT Regulator

Inlägg av cetex »

Det är sånna jag fick nu också, bara att skjuta in kabeln.

Men det saknas c:a 4-5mm för att dragavlastaren ska nypa så jag behöver lite grövre kabel om det ska passa. :)
danielr112
Inlägg: 7914
Blev medlem: 18 januari 2009, 00:48:24
Ort: Alvesta, Småland

Re: Solcellsprojekt Fritidshus 260W + DIY MPPT Regulator

Inlägg av danielr112 »

Ja de riktiga kablarna är dubbell eller om det är trippelmantlade. Riktigt mjuka och fina kablar :) Dock inte så billiga. Tror jag gav 8kr per meter eller något sådant för min. Om du behöver kortare sträckor kommer jag få över. Köpte 200meter men kommer inte använda det sedan när nya systemet är inne då det bara är 3 serier istället för nuvarande 5. (Som bara använts 100meter av de 200 på)
MiaM
Inlägg: 7347
Blev medlem: 6 maj 2009, 22:19:19

Re: Solcellsprojekt Fritidshus 260W + DIY MPPT Regulator

Inlägg av MiaM »

Kör nån såndär batteriladdare som avsulfaterar på de gamla batterierna. De kan ju stå (t.ex. ett i taget om du bara skaffar en sån laddare) på bearbetning flera månader på något ställe där det finns nätspänning.
Skriv svar