|
|
|
|
|
FV panel s akumulací do baterie.
Rozhodl jsem se vyzkoušet FV panel s akumulací do baterie s měničem v ostrovním režimu (rok 2022). Aby zařízení mělo nějaké praktické využití, zrealizoval jsem solární napáječ oběhového čerpadla pro již dříve prezentovaný ohřev TUV. Celý systém solárního napájení oběhového čerpadla je s výjimkou síťové nabíječky (viz. dále) sestaven z nakoupených dílů.
Solární panel
Polykrystalický SOLARFAM SZ-80-36P Pmax = 80W; Vpm = 18,2V. Panel má pevnou orientaci k jihu.
Solární nabíječ
Původně jsem chtěl zrealizovat regulátor nabíjení z diskrétních součástek . Inspiraci jsem nalezl v [1]. Nakonec jsem použil vestavný modul s integrovaným obvodem CN3722 [2], který bylo možné koupit hotový. Tento modul jsem upravil aby jej bylo možné použít na nabíjení 12V akuu ( zvýšení max. výstupního napětí) a zapouzdřil jsem jej do hliníkové krabičky (viz foto v galerii), která současně slouží jako přídavný chladič a tak bylo možné zvýšit i nabíjecí proud.
Baterie
Jako baterii jsem použil 4 ks olověných akumulátorů MS12-6 (6V/12Ah) [4] v sériovo-paralelním zapojení a vytvořil tak baterii 12V/24Ah
Měnič
Byl použit měnič CARSPA P600-12, 12V/230V 600W čistá sinusovka. Protože měnič i při běhu naprázdno odebírá proud, čímž vybíjí baterii, bylo nutné provést úpravu vyvedením spínače, tak aby teplotní senzor mohl zapínat a vypínat čerpadlo prostřednictvím ovládání měniče a ne přímo.
Síťový nabíječ
Protože navzdory předpokladům se ukázalo, že někdy energie získaná ze solárního panelu nestačí (viz. dále), bylo nutno doplnit systém o síťovou nabíječku. K tomu jsem využil zapojení z diskrétních součástek [3], které jsem v té době měl v pokusném zapojení vyzkoušené. Vyrobil jsem tedy kartu plošného spoje a umístil nabíječku ve vaně rozváděče (viz foto v galerii).
Praktické výsledky
Při uvádění do chodu a při provozu vyvstaly některé problémy, které bych zde chtěl zmínit.
Dimenzování měniče
Protože oběhové čerpadlo má asynchronní motor je třeba počítat se špičkou proudu při rozběhu, kterou musí měnič zvládnout. Dobře jsem udělal, že jsem dal na doporučení výrobce na minimálně desetinásobné předimenzování měniče (pro motor 30-60W měnič 600Wp). Ukazuje se, že taková volba byla optimální.
Dimenzování solárního panelu
Systém se solárním panelem 80Wp s orientací na jih a s čerpadlem, které běží v prvním stupni se spotřebou 30W, nemá ve všech případech kladnou energetickou bilanci. Paradoxně se to projevuje v letních horkých dnech, kdy solární kolektor přijímá energii z rozpálené střechy, na rozdíl od FV panelu, který už v té době není osluněný a elektrickou energii nedodává (navíc i při oslunění má při vysokých teplotách nižší účinnost). Čerpadlo stále musí běžet, aby nedošlo k přehřátí a tím se vybije baterie. Proto bylo nutné doplnit systém o síťovou nabíječku, která při poklesu napětí baterie pod minimální hodnotu napětí měniče, převezme nabíjení.
Přívodní vedení
Protože mezi zdrojem (FV panelem) a spotřebičem (čerpadlem) je poměrně velká vzdálenost (15m) je potřeba při návrhu systému vzít v úvahu i odpor propojovacího vedení, protože úbytky na přívodech mají vliv na využitelnou kapacitu baterie.
Vezmeme li v úvahu, že ochrana měniče je nastavena na Umin = 11V a Umax = 15.5V a maximální svorkové napětí baterie 13,8V (dvě baterie MS12-6 v serii + float use). Potom nabíječka musí mít maximální napětí 13.5V. Při provozu čerpadla měnič odebírá 4A (0,33C). Podle datasheetu baterie vydrží do poklesu na 11V 2h (v mém případě paralelního spojení 4h). Jenže pokud se vezme v úvahu úbytek na vedení (včetně svorek a pojistek), tak při úbytku cca 1V (přívodní vedení 2,5 mm2 + pojistky) se snižuje využitelná kapacita na polovinu!