Dotujúci batériový zdroj

[vlkazajac]

Príprava dotujúceho batériového zdroja

Dosiaľ sa mi dotovanie systémových batérií z pomocného zdroja osvedčilo. Za posledného pol roka som minimálne 120 dní udržal počas noci a do rána napätie hlavnej batérie o cca 0,5 V vyššie. Prínos je predovšetkým ekonomický, pretože dotujúci zdroj má hodnotu oloveného šrotu. Ide o štartovacie batérie, ktoré už neznášajú vysokú okamžitú záťaž. Hlavné gélové batérie majú obstarávaciu cenu nových batérií.
Je výhodné použiť menič 12/24 V, pretože tak či tak treba pripojenie dotujúcej batérie k hlavnej batérii napäťovo prispôsobiť.
Tento koncept znamená z energetického hľadiska len stratu na účinnosti dc/dc meniča. V čase letných prebytkov je to tolerovateľné. V zimných mesiacoch je to záložný zdroj.

Dotujúca batéria môže byť aj Lion batéria, získaná z vyhodených NB batérií. Potrebujem pokryť nočnú spotrebu cca 1,0 -1,2 kWh v priebehu 20 hodín. Musí byť čas na dobitie obidvoch batérií, čo môže byť v zimnom nedostatku často problém. Prichádza do popredia dobrá vlastnosť lítia, že nemusí byť dobité okamžite, čo je výhoda voči olovu.

Z uvedeného vyplýva požiadavka vytvorenia využiteľnej kapacity dotujúceho zdroja cca 50 Ah/24 V alebo 100 Ah/12 V. Zatiaľ som neurobil rozhodnutie o voľbe napätia, je na to ešte čas. Zameriavam sa teraz na obstaranie a selektovanie použiteľných batérií. Rozobratie, očistenie a začistenie kontaktov 6 článkov z jednej NB batérie trvá cca 20 - 25 minút, čo vzhľadom na nulovú obstarávaciu hodnotu je viac než znesiteľné.

V prvej fáze batérie nabijem na 4,0 V prúdom do 0,15 A, času je dosť... Potom ich napäťovo vyrovnám v paralelnom zapojení, niekedy aj do rána. Tu mám možnosť dobiť ich do želaných 4 V doteraz nevyhodenou nabíjačkou z mobilu, robím to cez odpor 8,2 ohm.

V tretej fáze urobím z každej sady orientačnú kapacitnú skúšku žiarovkou 24V / 10 W. Tá prebieha do konečných 3,4 V / článok.
Pracujem s batériami, ktoré majú vek niekedy aj 10 rokov a majú neznámu minulosť. Nerobím si preto ilúzie o vysokej kapacite. Viac napovie graf zo žiarovkovej skúšky :

Konečné meranie kapacity a nasledovné zoradenie článkov urobím na záver, keď pripravím dostatok článkov. Predtým ich ale všetky chcem ešte vystaviť aspoň trom nabíjacím / vybíjacím cyklom v rozpätí 4,0 V >>> 3,4 V. Ak bude kapacita postačovať, budem nabíjať len na 3,9 V.

Toľko zatiaľ môj príspevok k dnešnému 1. Európskemu dňu recyklácie batérií.

http://www.odpady-portal.sk/Dokument/10 ... terii.aspx

[ota]

Velmi efektivní a přírodě přínosná recyklace baterií.
Lithiové články mají proti olovu obrovskou výhodu, že se dají vybité odstavit na libovolně dlouhou dobu.
Přeji nikdy nevysychající zdroj NTB akupacků!
Jsou zde mezi námi na foŕu tací, co používají k plné spokojenosti pouze jeté notebukovky.

[volente]

Pravda jsou i tací, prostě vyždímají ze sběru co se dá. A vyhodit je můžou vždycky. Jak jsem někde napsal, když vydrží jen rok tak budu nespokojen, když dva roky tak budu spokojen a když déle tak budu šťasten. Zatím se drží.

[vlkazajac]

Pri pátraní po datasheetoch vykuchaných batérií som našiel link na cca 140 exemplárov. Ak to už niekto náhodou zverejnil inde, tak sorry.
Snáď to pomôže aj ostatným.

http://www.diypowerwalls.com/celldatabase.php

[joseff]

vlkazajac: můžu se zeptat k tomu obrázku, na kterém nabíjíš baterie? To je más nasunuté v liště a ty vadné baterky na koncích máš jen jako zarážky?

[vlkazajac]

Ano, presne tak. Povodne som chcel rychlo zacat nabijat jednu sadu, tak som to skusil takto. Potom sa mi to celkom zapacilo kvoli jednoduchosti , netreba nic letovat.....
Clanky mam zacistene na koncoch, povodne pasky netrham, necham ich kde su. Lista 18 /18 je fajn, clanky sa do nej zacvaknu a neposuvaju sa. Aby som mohol kontrolovat kazdy clanok pocas nabijania aj vybijania, su tam vlozene jednocentove mince, ku ktorym prilozim hroty multimetra.
Z dvojmetrovej listy sa daju odrezat akurat tri kusy po 66 cm.

[vlkazajac]

Zimná hibernácia.

V zimných mesiacoch je taký nedostatok energie, že je na zváženie prevádzkovanie meniča aj v noci. Za celú noc ( momentálne rátam už 16 hodín ) vezme naprázdno systémovej batérii 8 Ah / 200 Wh. Ak je denný zisk systému často v rozmedzí 0,5 – 1 kWh ale aj menej, je vlastná spotreba meniča privysoká. Oplatí sa preto menič na noc odstaviť a zamerať sa na využitie energie cez deň.

V lete plnil dotujúci zdroj pomocnú úlohu pre hlavnú batériu, ktorej spotrebu podporoval. Dosiahlo sa tak vyššie SOC do rána. Napäťovo to bol zisk asi 0,5 V na napätí naprázdno. V zime sa použije na podporu iným spôsobom.

Pretože je noc stále dlhšia, nemá význam systémovú batériu príliš zaťažovať a ísť do rizika, že sa nedokáže cez deň dobiť. Preto v zimnom období používam dotujúcu batériu na udržanie napätia hlavnej batérie v noci na úrovni tzv. skladovacieho napätia, ktoré môže byť do 0,4 V nižšie, ako je float. Cez deň je batéria uvedená do riadneho floatu, nastaveného na vyťažovači. Týmto spôsobom sa dosiahne optimálny režim pre životnosť batérie. Pre akékoľvek spotrebiče je cez deň menič zapnutý a v pohotovosti. Je pripravený aj na skokovú zmenu osvitu panelov a prebytočnú energiu odvedie v každom čase do TUV.
Energeticky je dobíjanie prijateľné, lebo dotujúca batéria aj s nabíjačkou napájanou meničom vzala na dobitie 70 Wh. Podiel nabíjačky na spotrebe je asi polovičný, nerátajúc ešte stratu na meniči.
Preto som použil na konverziu 24 / 12 n.n. úspornejší DC / DC menič s nastaviteľným napätím.

Výmenu stráží zvládam ľahko ručne v rámci ranného a večerného dohľadu nad systémom. Meniče DC / DC sú samozrejme istené.

Ako riešite zimnú prevádzku vy, ak vôbec robíte nejakú zmenu? Za námety a pripomienky budem vďačný.

Pridávam ešte najčerstvejšie logy. Uprostred grafu 2 x po sebe je systém aj so zaťažením v noci a bez zaťaženia , kde nebola podpora dotujúceho zdroja.

( Na grafe napätí batérie je offset - 0,2 V )

[rottenkiwi]

Zimnú prevádzku riešim tak, že si vždy všímam počasie na 3 dni dopredu.
Ak predpokladám výpadok DS, tak LiFE dobijem na 3.55 V per cell.

Zimná prevádzka Pb sa u mňa nelíši od letnej, ergo, ak je možné vybiť
LiFE, lebo FVE nebude slúžiť ako UPS, tak nabíjam každý deń Pb na ABS. napatie z LiFE.

Potom LiFE používam večer a keď idem spať, automat ma upozorní, aby som
prepol FVE na Pb. Takže LiFE sú na druhý deň ráno odpojené od reglov
a pripoja sa, keď Pb dosiahne ráno ich napatie.

Ak však nechcem LiFE pripojiť, napr. z dovodu aby prešli Pb ABS., tak
Pb sa od rána nabíja z panelov a LiFE je buď odpojené od reglov aj meničov,
alebo ak je to možné, vybíja sa až do cca. 20 % SOC.

To je síce v dňoch s minimom energie z panelov energeticky nevýhodné,
ale pre mňa je doležité, aby baterky boli každý deň v ABS.

Ak je počasie OK, tak sa LiFE prepojí na zbernici s Pb, pokračuje
sa v spoločnom nabíjaní a ak je energie dosť, zapína sa klíma,
zapína sa 1. a 2. bojler, zapína sa 1. a 2. PC na ťažbu BTC a LTC.

V zime je však u mňa dosť vysoká DC spotreba, cca. 300 W LED - 12 V,
2 x router, switch, LED monitor, NB, Orange PI, 2 x Arduino, bezp. kamery.

Victron 1600 VA / 12 V mi beží 24/7 na AES mód, takže žerie cca. 6 W.
Ak je jasno cez deń a v noci nad 0 *C tak naň beží klíma. Chladnička s mrazničkou je v zime na DS.

Veľký menič Meanwell 3000 TN, sa zapína vtedy, ak treba variť na indukcii, prať
alebo musí bežať umývačka, príp. na prebytky do bojlerov, ale to zase musí
byť deń, kde v zime vyrobím cca. 7 až 8 kWh denne a baterky sú plné.

[vlkazajac]

"...To je síce v dňoch s minimom energie z panelov energeticky nevýhodné,
ale pre mňa je doležité, aby baterky boli každý deň v ABS...."
Tomu sa ja vyhýbam a držím olovo vo float. Cvičím len dotujúce olovo, ak je dôvod.

Pri sledovaní predpovede nie som tak dôsledný, ale je to dobrá taktika. Keby bol predpoklad aspoň polooblačného počasia, tak kompresory spustím. Ale suma sumárum neprídem o nič, lebo prebytky uložím do TUV. Nikto nevymyslel lacnejší a výhodnejší akumulátor. ( Ešte tak môj olovený šrot zadarmo ))

[kybos]

Zimná hibernácia.
Ako riešite zimnú prevádzku vy, ak vôbec robíte nejakú zmenu? Za námety a pripomienky budem vďačný.

U mne si akumulátory v zimě asi letos neodpočinou. Vzhledem ke skutečnosti, že jsem přešel na topení tepelným čerpadlem a vybral jsem si nejlevněji dodávanou elektřinu (nízký tarif D25d) a tepelné čerpadlo, které svým výkonem není schopno dodat v silných mrazech veškeré potřebné teplo za 8 hodin nízkého tarifu, přejdu letos k následující strategii.
Topnou sezónu jsem si rozdělil do několika úseků:
A) Přechodné období, kdy postačuje tepelná energie dodaná TČ v denní době nízkého tarifu.
B) Chladnější období, kdy postačuje tepelná energie dodaná TČ v denní a noční době nízkého tarifu.
C) Mrazivé období, kdy je nutno používat TČ i mimo dobu NT.

Výchozí podmínky:
1. Výkon tepelného čerpadla je vyšší než tepelná ztráta objektu.
2. Tepelná setrvačnost objektu je tak vysoká, že dodání potřebné tepelné energie jednou za den v relativně krátké době nezpůsobí tepelný diskomfort.
3. Kapacita akumulátorů je dostatečná na to, aby uživila chod domácnosti včetně vytápění mimo dobu NT.
4. Baterie typu LiFePO s možností hlubokého cyklování.

V časovém úseku A), který letos trval u nás do 6. listopadu, bylo ještě dostatek slunečního svitu a baterie běžely v normálním "podzimním" režimu, kdy jsem se snažil je nevybíjet pod 50% SOC a tepelné čerpadlo běželo pouze v denní době NT. Pokud byl dostatek slunečního svitu, ohřála se z FVE TUV a občas zbyla i nějaká energie na TČ. Zbytek se odebíral z DS podle stavu SOC.

V časovém úseku B), který letos trvá od 7. lisopadu až do dneška (a možná to ještě chvíli vydrží), je k bateriím připojen nabíječ, který je udržuje na 85 až 95% SOC. Tento nabíječ je napájen z DS pouze v době NT. Příspěvky FVE jsou v této době energeticky méně významné ve srovnání s celkovou spotřebou, přesto je vytvořena určitá rezerva (cca 10% SOC v akumulátoru a 200 l přídavný boiler) na zpracování případných solárních zisků. Dle předpovědi osvitu přepínám TČ buď na měnič nebo na DS. Zbytek domácnosti běží na střídač. V období temna přepínám i ohřev TUV ze střídače na DS. Střídač je nastaven tak, aby se přepnul na DS v době, kdy v NT není baterie plně nabitá, aby nedocházelo ke zbytečné ztrátové dvojí přeměně AC-DC-AC v době nízkého tarifu. V tomto režimu se částečně pokrývá spotřeba v době VT energií uloženou do baterií v době NT (zbytek se kryje výrobou FVE). Tepelné čerpadlo běží po celou dobu NT výkonem modulovaným podle teploty vratné vody.

Časový úsek C) nastane v okamžiku, kdy TČ přesto, že poběží plným výkonem po celou dobu NT, nebude stačit pokrýt tepelné ztráty objektu. V této době plánuji jednak využití klimatizace v době NT na podporu vytápění a v době, kdy nebude stačit ani tahle podpora, se bude muset prodloužit doba chodu TČ přes den, kdy je předpoklad vyšší teploty a tím i vyššího COP, i na dobu VT, kdy bude TČ odebírat energii z akumulátorů.

Komponenty FVE tak nebudou v zimě zahálet a budou se podílet na dodávce té nejlevnější energie, která bude právě k dispozici.

[vlkazajac]

Takže úkol je jasný - všetky zdroje sa sústreďujú na prípravu optimálnej ( v tej dobe najlacnejšej )energie pre TČ ale aj domácnosť. Dispečing v dome.... Pri tých zdrojoch je to už iná hra, človek s tretinovými to nezažil.
Ako by ste hodnotili v období C/ pomer panelov a kapacity v batériach ? Podpanelované a prebaterkované ? Alebo vyrovnané ?

Ale utvrdzujem sa v tom, že nádej na aspoň trocha jasné počasie silne ovplyvňuje rozhodovanie.

[kybos]

Vzhledem k lokalizaci objektu v horském údolí, kde teploty v zimě klesají pod -20°C bylo i minulou topnou sezónu pár dnů, kdy jsem potřeboval víc než 130 kWh tepla za den, to je pro představu cca 5,5 kW trvalého výkonu (tepelná ztráta). Když to porovnáme s třiceti hodinami slunečního svitu za celý minulý prosinec, tak je evidentní, že panelů by muselo být řádově více, aby mohly v mrazivých dnech zasáhnout znatelným způsobem do tepelné bilance domu. Letos se nejspíš ukáže, že ani kapacita akumulátorů v součinnosti s DS nebude schopna tak vysoké energetické nároky pokrýt (v záloze jsou i jiné zdroje). Přebaterkováno tedy rozhodně není. Kdybych byl odkázán jen na NT v D25d, potřeboval bych při daných tepelných ztrátách TČ s dvojnásobným výkonem. Problém je, že takové výkony již nejsou v jednofázovém provedení k dispozici a tak by se zajištění dostatečného výkonu muselo řešit dvěmi jednofázovými TČ. Proto se mi zdálo být jednodušší využít akumulátory FVE a část potřebné energie v čase přemístit z NT do VT. Drobné příspěvky FVE jsou i v tomto případě zhodnoceny prostřednictvím TČ dle faktoru COP. Jasné počasí v zimě určitě spraví náladu každému solárníkovi ale s mými požadavky na pobytovou teplotu, s tepelnou ztrátou mé nemovitosti a s výkonem mé FVE do tepelné bilance objektu v mrazivých dnech příliš nezasáhne a to přesto, že jsem letos 1,5 kWp přidal.

[vlkazajac]

Mrazivý krátky deň vyžaduje aj patričnú dávku batérií pre dlhú noc... Vykurovanie a FV je už TOP kombinácia na rozmýšľanie aj realizáciu. Ďakujem !
Tak nech to dobre svieti !

[kodl69]

Tak já to mám jednodušší. Před chvilkou jsem přinesl odhadem 150kWh v bedně co se používá v masně (cca 60x40x40cm) a to bude jistě stačit na dva dny tepla v domě. Žádný akumulátory, žádný trubky s vodou, žádný oběhový čerpadla, jenom něco akumulační hmoty a kamna. FV zatím stačí na bezproblémový provoz DC spotřeby, což je v mým případě víc než 1kWh denně - většina světel v domě, PC, wifi a podobní trvalí žrouti, jako domácí telefon, audiozesilovač, nabíječka NB, telefonů atd... Jestli to bude jak loni, tak na to dobíjení baterek taky možná dojde, ale snad ne. Na rozšíření panelů už nemám střechu.

[vlkazajac]

Aby som zistil, ktoré batérie sú zaťažitelné väčším prúdom, upustil som od žiarovkovej skúšky a meriam kapacitu každého článku cez odpor 8,2 Ohm. Začínam z hodnoty 4,0 V a končím pri 3,4 V. Predbežný štatistický výsledok je tu :

Prúd sa s klesajúcim napätím mení takto:

Výsledok nie je myslím zlý - 50 % článkov je schopných dávať priemerný prúd cca 0,44 A po dobu viac ako dve hodiny. Kapacita batérie zloženej z takýchto článkov bude pochopiteľne väčšia, ako 2h x 0,44 A. Naviac, batéria bude vybíjaná oveľa menším prúdom.
Cieľom je zložiť batériu 48P8S, ktorá bude schopná dodávať 2,5 A po dobu minimálne 20 hodín.

[ome]

Aby som zistil, ktoré batérie sú zaťažitelné väčším prúdom, upustil som od žiarovkovej skúšky a meriam kapacitu každého článku cez odpor

Ak by ste pouzili autoziarovku 12V 21W tak odber by bol 0,9 az 1A. Mozno je to zbytocne vela ale mne to urychlilo triedenie.

[vlkazajac]

NB batérie v data listoch nemávajú vyšší odber, ako 0,4 - 0,5 A, resp. sa s vyšším odberom nepočíta. Meriam tak preto, aby som rozpoznal najzdatnejšie batérie.
Druhá skúška nasleduje - skutočná kapacitná skúška s odberom 0,050 A. Tú potrebujem vykonať, aby som vyradil batérie, ktoré nevyhovejú podmienkam, ktorým ich vystavím.

Je to dosť zdĺhavé, ale človek sa učí............

[vlkazajac]

99P8S ( 18650 )
Batéria je hotová, zbieranie použiteľných článkov z vyhodených NB batérií je na konci. Zámer bol urobiť univerzálnu batériu pre použitie doma aj v obytnom aute, preto má batéria 19 článkov v spodnom rade kvôli daným rozmerom priestoru pre batérie. Nakoniec som sa rozhodol k štyrom riadkom pridať ešte dva, aby som si to skomplikoval... Takže nakoniec vyšlo 99P.
Triedenie prebehlo jednoduchým spôsobom meraním času vybíjania v hodinách cez odpor 68 Ohm v rozsahu napätí 3,9 – 3,4 V. Potom som batérie zoradil podľa dosiahnutých časov do ôsmych packov.
Letovanie drôtikov je na zvyšky bodovaných pásikov. To je pre letovanie istá výhoda kvôli trochu menšiemu odvádzaniu tepla do batérie. Prvé dva packy som urobil s letovačkou 30 W, na ktorej som nahradil pôvodnú koncovku medeným drôtom fí 4 mm, s koncom upraveným na tupo. Na konci druhého packu cvak – letovačka nevydržala šialené tempo a niekde sa prepálila. Kúpil som novú, pre istotu 40 W a na tej som upravil výmenný hrot znovu na tupo s priemerom konca cca 3,5 mm. Takto šlo celkom svižne naletovať prvú vrstvu cínu ( v tvare mierne roztečenej kvapky ). Je to vec rutiny, pri prehriatí sa cín roztečie do plochy a treba ho pre naletovanie drôtika znovu pridávať. Na tupom konci letovacej špičky sa postupne vytvorí preliačina, ktorú treba občas zabrúsiť do roviny. Tým sa hrot skracuje, plôška sa zväčšuje ( dá sa s ňou robiť do fí 4 mm ) a prestup tepla je intenzívnejší. Spotreboval som skoro dve špičky. Nakoniec ma napadlo zmerať príkon letovačky – rovných 25 W !!!

Ako terminál som použil dvojicu drôtov 4 mm2. Je to výhoda pri naletovaní preložených drôtikov. Najprv nahriať natupo s troškou cínu len jeden drôt, až cín podtečie pod drôtik rýchlym pohybom ho preklenúť tupým koncom a je to. Asi 6 x sú obidva drôty preletované 200 W letovačkou.

V ďalšom predpokladám obstaranie dvoch panelov 280 – 300 Wp, aby som mohol batériu nabíjať z PWM regulátora. Z nabitej batérie budem dotovať systémové olovo ( zatiaľ ma nič lepšie ako viacnásobné použitie LM317 nenapadlo ) takým prúdom, aby hlavná batéria prečkala štandardnú noc do rána s napätím okolo 25,6+ V. V zime – v lete, pochopiteľne ! Prúd okolo 4 A by mal pre spotrebiče aj s meničom stačiť. Tento spôsob umožní mať olovo vo vatičke a LiIon nabíjať / vybíjať aj s prospešnými pauzami medzi týmito fázami. Rozsah prevádzkového napätia zosúladím s panelmi – v zime vyššie, v lete nižšie. Mám na to 27,2 – 31,2 V.

Po amortizovaní všetkého olova doinvestujem na kompletnú LiIon batériu. Doterajšia snaha bola celkom úporná zábava, ale ciele sú nanajvýš vznešené !
Pripájam obrázok z konca dnešného krátkeho nabíjania a pripojenia prvej záťaže – TV 60 W na meniči Victron 375 VA.

[dano]

Pekna bateria aj pekne zdokumentovany postup vyroby, ale zaujimalo by ma, ci pouzivas na letovanie 18650 nejake tavidlo a aka je priemerna kapacita clankov.

[vlkazajac]

Používam "pájecí kapalinu neutrální"
http://www.elchemco.cz/zbozi/107/pajeci ... neutralni/
ktorej možné zbytky po prvom naletovaní riadne poutieram vlhkou handrou, až potom letujem drôtiky.
Do packov som dal články s výdržou 12 - 29 hodín pri vybíjaní podľa popísaného postupu.