malá ostrovní FVE

[youda]

Zdravím,

zvažuji vybudování malé ostrovní FVE, kterou by bylo možné jednoduše a rychle doplňovat. Na začátku jen 3 panely, MPPT, 48V baterie a měnič. Na konci 15 panelů a dvě paralelní baterie.

- MPPT a měnič bych rovnou osadil podle maxima
- Každý rok přidám jeden string
- Za pár let připojím druhou baterii

Při studování fóra mne napadly tyto dotazy:

1) Dává smysl mít vždy 3 panely ve stringu a všechny stringy pak zapojeny paralelně?
- Jeden panel má 44 Voc, celkem 132Voc na string
- Limit MPPT regulátoru je 150V na vstupu
- Při instalaci se zprovozní jeden string, postupně by se přidávaly další stringy až do počtu 15(5x3) panelů celkem.

2) Při instalaci bude připojena jedna baterie 48V 5kWh LiFePO4.
Lze později připojit paralelně další baterii ke zvýšení kapacity, viz nákres, nebo je to v reálu mnohem komplikovanější?

3) BMS připojený na každém článku začne ohřívat rezistory při napětí 3.6V, aby zabránil přebíjení daného článku.
Jak MPPT pozná, že už má ukončit nabíjení, když nabíjecí proud bude v tu chvíli konzumován BMS moduly?

4) Jak se dopočítám toho, na kolik Amper bych měl dimenzovat BMS pro jednotlivé články baterie? (např. pro článek LiFePO4 3.2V 100Ah)

Předpokládám, že na FVE bych postupně připojil světla, čerpadla a běžné spotřebiče. Zařízení s vysokým odběrem jako jsou podlahovka, indukce a sušička nechám na DS natrvalo. Nejde mi o úplné nahrazení DS, ale jen o pocit jakési nezávislosti.

Díky za rady a tipy,
Youda

[kodl69]

jo, podobně jsem taky začal, akorát jsem měl ty stringy 2. a baterek ještě míň, první pokus byl 48V 40Ah. Na diody u panelů se vybodni, raděj tam dej skříňku s pojistkovými odpojovači na jednotlivé stringy a něco si zjisti o ochraně před přepětím, ať je to na první pokus správně. Pak to taky chce nějaký jištění a možnost odpojení akumulátorů, měniče, a možnost odpojit panely od mppt. - vše se zde probíralo. Diody na 200A jsou fakt zbytečný, lepší a levnější jsou nožový pojistky... Doporučuju zrovna dostatečně dimenzovat kabely, protože 5stringů po 8A je min. 40A, a pokud se na tom nemá moc ztratit, tak doporučuju CY 16mm2, stejně jako přívod uzemnění k přepěťovce u stringů. Jestli je to víc než 15m, měla by být druhá u MPPT. Stejně tak doporučuju zrovna pořádnej měnič, než ho pak za rok měnit.
MPPT nepozná nic, balancery na 3,6V jsou dekorace k ničemu, pro vyšší životnost je potřeba balancovat na 3,45V a vybíjet do 2,9V - je potřeba něco onačejšího, pokud ne zrovna balancery "přelévací", a je dobrý ty články monitorovat nějakou BMS. Prostuduj si fórum a na spoustu otázek dostaneš spoustu dalších odpovědí, co způsobí další otázky...

[pezizka]

Ještě bych dodal, že napětí MPPT 150 V bude nedostatečné. Za mrazu tam bude víc a bude A ty diody okolo baterií jsou akorát tak na ztráty Taky zapojení dvou sérií aku je dle mne zbytečné, jen je potřeba 2x tolik balancérů a bižuterie okolo, raději po dvou článcích paralelně, navíc by šly párovat podle kapacity
Ještě k tomu napětí článků. Jak píše kodl69 3,65V je tak pro menší životnost Osobně provozuji 3,1 - 3,4V, a u 200 Ah žluťásků jsem za těchto podmínek naměřil ca. 220 Ah Tak proč jim zbytečně hvůli pár Ah ukusovat kus života

[rva]

Všechny diody bych vyházel. Místo těch u panelů dal nějaké levné (čínské) jističe na 10-16A, normálně tam víc nepoteče a jistič spadne jen v případě zkratu na panelu a na první pohled je to vidět. Stejně tak bych dal DC jistič mezi regulátor a baterku a i mezi baterku a měnič. Slouží i jako vypínače, občas je potřeba něco odpojit a je to lepší, než natahovat oblouk pod napětím. Dle max. napětí regulátoru bych volil panely - pro 150V bych bral panely 38V (teď nevím, kolika článkové jsou) a ne ty na 44V. Normální regulátor nenabíjí pořád maximálním nabíjecím proudem, ale jak se blíží napětí na baterii plnému stavu, tak plynule snižuje proud, až ke konci nabíjí třeba jenom proudem 1A. A pokud jsou články celkem vybalancované na horní napětí, tak k ochraně proti přepětí stačí i malý balancující proud. Já používám taky ty levné moduly, které jsou nastaveny na 3.6V, kdyby byla levná alternativa, vyberu 3.5V. Ještě lepší byly ty na 1A, které měly informační LED, takže u těch bylo na první pohled vidět, že balancují. Pak na sledování jednotlivých článků se používá Cellog, potřebuješ 2 kusy, stačí i ten bez paměti, u něj si nastavíš limity každého článku a při překročení má výstup na relé, takže můžeš zapnout sirénu, odpojit baterie nebo vytočit číslo na hasiče.

[youda]

Díky za tipy,

Přidat více jističů/odpojovačů mezi jednotlivé bloky chápu. Integraci přepěťové ochrany musím ještě nastudovat, díky!

Udělat jednu velkou AKU pomocí dvojic paralelních článků by technicky šlo, ale takový systém by se mi špatně rozšiřoval - neumím si představit jak po dvou letech provozu přidávám v AKU ke každému článku jeden další paralelní. Takže toto jen asi pokud bych velkou AKU stavěl rovnou.

Co se týče balancerů, BMS a cellogů - všiml jsem si, že se to zde forech rozebírá hodně a taky že pár lidí za BMS a pokročilý balancing utratili desítky tisíc Kč, aby se následně od zkušenějších dozvěděli, že mají předražené haraburdí. Už jen proto bych chtěl co nejjednoduší systém balancování:
- levný
- maximálně jednoduchý
- prodávaný v tisícových sériích (aby nebyl problém později dokoupit stejný typ balanceru)
- z fabriky nastavený na ideální hodnoty pro LiFePO4 AKU

Diody u panelů měly zamezit zpětným proudům a přehřívání panelů při zastínění některého stringu - skutečně to v praxi není potřeba? Ani když mám 5 paralelních stringů?

Diody u AKU jsem chtěl proto, aby se daly nabíjet / vybíjet dvě AKU současně, ale zároveň aby mezi nimi nedocházelo k vzájemnému přelévání energie. Bez diod bych asi musel pro druhou AKU provozovat další samostatný MPPT a to fakt nechci. Jde to řešit i jinak?

Díky,

[kodl69]

Mám u stringů měření s arduinem a 5 ks acs712, a nikdy netekl proud na opačmou stranu, ani když byl některý string komplet pod sněhem. Já spíš doporučuju pojistkový odpojovače OPV 10, 10A pojistky a je hotovo za pár peněz, bez nebezpečí, že levnej jistič nevydrží odpojení 150V DC...
Mám akumulátory paralelně, a to tak, že mám 16 ks 40Ah winston, na nich nastavitelné balancery s logováním do pc (kus za 500Kč, to se snad dá akceptovat, vzhledem k celkové ceně aku) ke kterým jsem po půl roce paralelně připojil druhou stejnou baterii článků, které mají svoje propojky jako ta první a paralelní propoje mezi články jsou CYA 16mm2 s lisovacími oky M6. Kdykoliv se to dá rozdělat a provozovat jako dvě baterie. A po dalším roce jsem připojil další sadu článků 16x 100Ah winston, zase stejně. Zkoušel jsem měřit vyrovnávací proudy mezi aku, a při vybíjení velkými proudy (100A) se dá naměřit 10-15A mezi některými paralelně spojenými články, při nabíjení cca 40A jsem měřil do 5A , články jsem nijak k sobě nepároval, jak jsem je vzal do ruky, tak jsou.
Jinak ty balancery na 3,6V a pár mA - to je asi kartelová dohoda mezi výrobci aku a těch balancerů, protože podle mě výrazně snižují životnost aku.
Další zkušenost s paralelním provozem aku - kvůli údržbě jsem jednu sadu odpojil, druhá se mezitím vybila na 10 procent SOC, tak jsem vypl měnič a připojil druhou sadu aku se SOC cca 80 proc. Žádný velký blesky, nic zváštního, napětí vybité sady 52V se hned srovnalo s tou nabitou na 54V a vyrovnávací proud byl cca 10A, za půl hodiny nic, napětí dohromady 53,8V... To není jak spojovat olověný baterky, kde se napětí liší podle stavu nabití i o 10V na 48V systému.
teď mám baterky skoro prázdný a mají 52V při odběru 4-5A, začne se nabíjet 40A a během chvilky je na nic 54V a tohle drží až do 80 procent soc...
dioda u 8kw měniče je dost síla, při plným výkonu se na nich bude ztrácet 200W, to chce už kus chladiče a diodu z lokomotivy... I na nožové pojistce se ztrácí cca 15W při těchto proudech, ale co se dá dělat...

[rva]

Mám 3x3 panely bez diod. Panel by snad musel být v úplné tmě, aby hrozil zpětný proud. U dvou nezávislých baterií by mělo probíhat balancování na každém článku každé baterie, takže 2x tolik než při paralelním propojení článků. Vyrovnávací proud mezi články není nijak velký (měřím občas klešťákem na DC), tak není potřeba mít propojky z silného vodiče. Stejně tak je dobrý nějaký monitoring, abych věděl, jestli se baterie nabíjí nebo vybíjí a i jak je právě nabitá (z napětí se to moc nepozná) a jestli teda budu grilovat na elektrice, nebo raději na dřevě.

[honzaL]

Zdravím,

zvažuji vybudování malé ostrovní FVE, .....

1) Dává smysl mít vždy 3 panely ve stringu a všechny stringy pak zapojeny paralelně?
- Jeden panel má 44 Voc, celkem 132Voc na string
- Limit MPPT regulátoru je 150V na vstupu
- Při instalaci se zprovozní jeden string, postupně by se přidávaly další stringy až do počtu 15(5x3) panelů celkem.

3 panely je akorát. občas to v zimě přeskočí přes 150V, ale běžný regulátor si s tím poradí jen ohlásí přepětí.
Začínal jsem taky se 2 stringy do 3 měsíců 3 stringy a do půl roku 5 stringů

2) Při instalaci bude připojena jedna baterie 48V 5kWh LiFePO4.
Lze později připojit paralelně další baterii ke zvýšení kapacity, viz nákres, nebo je to v reálu mnohem komplikovanější?

Jde to bez problémů, žádné diody bych nepoužíval. Po zkušenostech kolegy s vadným článkem bych dal přednost také paralelnímu spojení dvou baterií.

3) BMS připojený na každém článku začne ohřívat rezistory při napětí 3.6V, aby zabránil přebíjení daného článku.
Jak MPPT pozná, že už má ukončit nabíjení, když nabíjecí proud bude v tu chvíli konzumován BMS moduly?

MPPT regulátor reguluje podle napětí. BMS sice žere proud, ale protože je připojený paralelně k článku, tak nijak neovlivňuje napětí na článku. Při dostatečně nabitých článcích pak regulátor sníží proud až na proud, který bude procházet jen přes balancery (budou li všechny články vyrovnány a regulátor nastaven na dostatečně dlouhou dobu absorption). Pasivní balancery 3,6V nejsou sice ideální, ale já na nich jedu už 4 roky a nepozoruji žádné snížení kapacity. Pokukuji také po "přelévacích balancerech", ale zatím jsem si žádný nevybral. Klasické BMS stačí klidně 1,7A na 100Ah u nových článků a později jde podle potřeby přidat. Jen je třeba dát pozor u menší kapacity 100Ah a měniči třeba 4kW, tady již teče proud 80A což se blíží 1C (při nabíjení z 15-ti panelů pak 60A) a to je větší zabiják životnosti LIFEPO než nabíjení občas na 3,6V (zvláště používá li se často větší výkon) a nikde se o tom moc nepíše. Běžné používání do 0.2C u LIFEPO a taky vybíjení mezi 3.4 - 3,0V znamená dlouhou životnost. Já jsem si koupil první sadu LTO zatím spíš na pokusy, ale podle údajů výrobce tam cena uschované kWh vyhchází podstatně lépe než LIFEPO, jen pořizovací cena je 2x vyšší. Taky proudy snáší větší a charakteristika je dost lineární (na rozdíl od LIFEPO).

4) Jak se dopočítám toho, na kolik Amper bych měl dimenzovat BMS pro jednotlivé články baterie? (např. pro článek LiFePO4 3.2V 100Ah)

Podle mne záleží jak často se balancuje. stačí klidně 1,7A na 100Ah. Pozor ale na přechod ze zimy na jaro (tam se občas zapotím než se to srovná).

Předpokládám, že na FVE bych postupně připojil světla, čerpadla a běžné spotřebiče. Zařízení s vysokým odběrem jako jsou podlahovka, indukce a sušička nechám na DS natrvalo. Nejde mi o úplné nahrazení DS, ale jen o pocit jakési nezávislosti.

Dneska bych už asi šel přímo do hybridního měniče STUDER XTM 4000/48. Jde provozovat jako ostrov. Je schopen se perfektně nafázovat k DS a je li to povoleno, tak si přisává energii z DS. Používáme je v práci a po 2 letech zkušeností to nemá chybu.

Ještě si dovolím pár poznámek:
U regulátoru MPPT už se párkrát stalo, že někomu přestal regulátor regulovat a začal prostě pouštět do baterek plný výkon. Já jsem to ošetřil tak, že při vzrůstu napětí na bateriích asi 0,5V nad horní nabíjecí mez se aktivuje vyrážecí cívka a regulátor je odpojen. Přijde to třeba u BONEGY asi na 350Kč a za tu jisotu se to vyplatí. Ovládat to může třeba i STUDER nebo nějaká jiná a levnější elektronika.
Taky bych doporučil pojistku doprostřed akumulátoru. Je li totiž nějaký zkrat mezi dolní a horní půlkou baterie, tak to zachrání. Je li zkrat jen na dolní půlce, tak je tam napětí jen cca do 20V a to je sice sprška jisker, ale nesvaří se to dohromady, na 48V se to svaří okamžitě - vlastní zkušenost.

Jinak držím palce a přeji hodně spokojenosti s vlastní energií.