Αυτόνομο φωτοβολταϊκό σύστημα

[dchasapis]

Γενικά τα ανάστροφα ρεύματα είναι ρεύματα τα οποία δεν ακολουθούν τη φυσιολογική φορά πχ. το βράδυ οι συσσωρευτές τροφοδοτούν τα πάνελ τα οποία λειτουργούν σαν φορτίο

Υπάρχουν 3 ειδών ανάστροφα ρεύματα

1) Ανάστροφα ρεύματα μεταξύ στοιχειοσειρών

2) Ανάστροφα ρεύματα από τους συσσωρευτές προς τα πανελ

3) Ανάστροφα ρεύματα μεταξύ των συσσωρευτών

 

Στην πρώτη περίπτωση αν έχεις πάνω από 1 στοιχειοσειρά υπάρχει πιθανότητα ανάστροφων ρευμάτων μεταξύ των στοιχειοσειρων όποτε χρειάζεται και η ανάλογη ασφάλιση (συνήθως όταν έχεις 3 παράλληλες στοιχιεοσειρές και πάνω)

 

Στη δεύτερη περίπτωση είναι ανάλογα τον ρυθμιστή φόρτισης. Αν ο ρυθμιστής έχει εσωτερική προστασία ανάστροφων ρευμάτων δεν χρειάζεσαι τίποτα. Αν δεν έχει πρέπει να μπουν ασφάλειες ή δίοδοι μπλοκαρίσματος (καλύτερα δίοδοι)

 

Η τρίτη περίπτωση υπάρχει συνήθως όταν έχεις διαφορετικούς τύπους συσσωρευτών ή ίδιου τύπου αλλά διαφορετικής γήρανσης. Επίσης εκεί πρέπει να βάλεις διόδους

Edited Φεβρουάριος 12 , 2013 by dchasapis

[genesis]

...Αν ο ρυθμιστής έχει εσωτερική προστασία ανάστροφων ρευμάτων δεν χρειάζεσαι τίποτα. Αν δεν έχει πρέπει να μπουν ασφάλειες ή δίοδοι μπλοκαρίσματος (καλύτερα δίοδοι)

Οι σύγχρονοι ρυθμιστές φόρτισης τύπου PWM οδηγούν σε αποκοπή το ή τα MOSFET ισχύος που συνήθως χρησιμοποιούν όταν η τάση των Φ/Β είναι μικρότερη από αυτήν των συσσωρευτών. Δεν έχω κανέναν υπόψη μου που να χρειάζεται διόδους για να αποτραπούν ανάστροφα ρεύματα.

Για τους ρυθμιστές τύπου MPPT δεν υπάρχει καμία περίπτωση ανάστροφου ρεύματος αφού λόγω της φύσης του κυκλώματος δεν θα μπορούσε να γίνει κάτι τέτοιο.

 

Η τρίτη περίπτωση υπάρχει συνήθως όταν έχεις διαφορετικούς τύπους συσσωρευτών ή ίδιου τύπου αλλά διαφορετικής γήρανσης. Επίσης εκεί πρέπει να βάλεις διόδους

Ο παραλληλισμός συσσωρευτών διαφορετικού τύπου γενικώς δεν επιτρέπεται. Μπορεί να γίνει μόνο υπό συνθήκες και για λίγο (π.χ. παραλληλισμός των συσσωρευτών εκκίνησης και service ενός σκάφους μόνο για εκκίνηση του κινητήρα σε περίπτωση ανάγκης). Σε Φ/Β συστήματα αυτόνομης ηλεκτροδότησης δεν ενδείκνυται σε καμία περίπτωση.

Ο παραλληλισμός υγιών συσσωρευτών ιδίου τύπου και χωρητικότητας αλλά διαφορετικής ηλικίας είναι συνηθισμένο να γίνεται και δεν δημιουργεί σημαντικά προβλήματα. Ρεύματα εξισορρόπησης εμφανίζονται μόνο αμέσως μετά από έντονη φόρτιση ή εκφόρτιση λόγω των διαφορετικών εσωτερικών αντιστάσεων οπότε θα υπάρξει για μικρό χρονικό διάστημα κάποιο ρεύμα εξισορρόπησης.

Δεν θα διαρκέσει όμως πολύ και δεν υπάρχει λόγος να ληφθεί ειδική μέριμνα για αυτό.

Επίσης, λόγω των πολύ υψηλών ρευμάτων (αιχμές εκατοντάδων Αμπέρ) θα απαιτούνταν δίοδοι μεγάλης ισχύος για να αντέχουν και θα χανόταν ένα σημαντικό ποσοστό ενέργειας σε αυτές.

[dchasapis]

Κατ' αρχάς η επεξήγησή μου απευθύνεται στη γενική ερώτηση του ios περί ανάστροφων ρευμάτων και δεν αφορά τον συγκεκριμένο ρυθμιστή.

 

Οι σύγχρονοι ρυθμιστές φόρτισης τύπου PWM οδηγούν σε αποκοπή το ή τα MOSFET ισχύος που συνήθως χρησιμοποιούν όταν η τάση των Φ/Β είναι μικρότερη από αυτήν των συσσωρευτών. Δεν έχω κανέναν υπόψη μου που να χρειάζεται διόδους για να αποτραπούν ανάστροφα ρεύματα.

Για τους ρυθμιστές τύπου MPPT δεν υπάρχει καμία περίπτωση ανάστροφου ρεύματος αφού λόγω της φύσης του κυκλώματος δεν θα μπορούσε να γίνει κάτι τέτοιο.

Σχετικά με τους ρυθμιστές με MPPT συμφωνώ ότι δεν παρουσιάζουν ανάστροφά ρεύματα. Σχετικά με τους απλούς PWM όμως εξαρτάται από δύο παράγοντες.

1) αν είναι παράλληλος ή σειριακός ελεγκτής (όλοι οι παράλληλοι παρουσιάζουν εκ σχεδιασμού ανάστροφα ρεύματα)

2) αν χρησιμοποιούν IGBT ή MOSFET. Στα IGBT δεν υπάρχει πρόβλημα. Όλα τα MOSFET έχουν αγωγιμότητα όταν είναι σε αποκοπή άρα και ανάστροφα ρεύματα. Από εκεί και πέρα είναι θέμα κατασκευαστή αν έχει κάποιο εσωτερικό τρόπο προστασίας ή όχι. Δες για παράδειγμα 2 κοινούς ρυθμιστές (PWM με MOSFET): Steca και Phocos. Ο Steca έχει εσωτερική προστασία ανάστροφων ρευμάτων, ενώ ο Phocos δεν έχει. Μπορείς να το μετρήσεις και στην πράξη αν έχεις κανένα σύστημα με τον Phocos.

 

Ο παραλληλισμός συσσωρευτών διαφορετικού τύπου γενικώς δεν επιτρέπεται. Μπορεί να γίνει μόνο υπό συνθήκες και για λίγο (π.χ. παραλληλισμός των συσσωρευτών εκκίνησης και service ενός σκάφους μόνο για εκκίνηση του κινητήρα σε περίπτωση ανάγκης). Σε Φ/Β συστήματα αυτόνομης ηλεκτροδότησης δεν ενδείκνυται σε καμία περίπτωση.

Ο παραλληλισμός συσσωρευτών διαφορετικού τύπου μπορεί να γίνει αν σχεδιαστεί σωστά και τοποθετηθούν οι κατάλληλες μονάδες διαχωρισμού. Έχει γίνει και γίνεται πολύ συχνά κυρίως σε επεκτάσεις έργων. Κάποτε (1998-2000) τον διαχωρισμό τον κάναμε με αυτοσχέδια κυκλώματα που σχεδιάζαμε με schottky diodes. Τώρα τα πράγματα είναι πολύ πιο απλά καθώς υπάρχουν εταιρίες που κατασκευάζουν διαχωριστές ειδικά για αυτό το σκοπό.

 

Επίσης, λόγω των πολύ υψηλών ρευμάτων (αιχμές εκατοντάδων Αμπέρ) θα απαιτούνταν δίοδοι μεγάλης ισχύος για να αντέχουν και θα χανόταν ένα σημαντικό ποσοστό ενέργειας σε αυτές.

Τότε διόδους υψηλών ρευμάτων χαμηλών απωλειών κατασκεύαζε μόνο ή ST. Τώρα το να βρεις στην αγορά διόδους υψηλών ρευμάτων ή και τάσεων χαμηλών απωλειών είναι πολύ εύκολο. (όχι στην Ελλάδα αλλά μέσω internet τα φέρνεις από Αγγλία, Γαλλία, Γερμανία κλπ). Το μόνο πρόβλημα είναι ότι κόστίζουν κάτι παραπάνω αλλά αν πρέπει να αλλάξεις για παράδειγμα 12 μπαταρίες των 1000Αh γιατί πρέπει να γίνει επέκταση και δεν βρίσκεις ίδιες μπαταρίες σε συμφέρει.

Edited Φεβρουάριος 13 , 2013 by dchasapis

[genesis]

Έχω δει και εγώ ρυθμιστή φόρτισης για Φ/Β του '80, "παράλληλου" τύπου όπως λες που χρειαζόταν πράγματι διόδους για να αποτρέψει ανάστροφα ρεύματα. Νομίζω όμως ότι έχουν εξαφανιστεί εντελώς από την αγορά εδώ και πολλά χρόνια.

Έχω χρησιμοποιήσει πολλές φορές ρυθμιστές PWM της STECA και της PHOCOS αλλά δεν υπάρχει πουθενά υπόδειξη για χρησιμοποίηση διόδων για ανάστροφα ρεύματα.

....ενώ ο Phocos δεν έχει. Μπορείς να το μετρήσεις και στην πράξη αν έχεις κανένα σύστημα με τον Phocos.

Για πόσο ρεύμα μιλάς;...Λογικά πρόκειται για λιγότερο από 1mA και θεωρείται αμελητέο. Επίσης, υπάρχει και η κατανάλωση του ίδιου του κυκλώματος του ρυθμιστή που συνήθως δεν ξεπερνά τα μερικές δεκάδες mA. Τουλάχιστον στα μοντέλα που έχω χρησιμοποιήσει εγώ δεν θυμάμαι να γίνεται κάποια υπόδειξη για χρήση διόδων στο manual από τον κατασκευαστή.

 

Ο παραλληλισμός συσσωρευτών διαφορετικού τύπου μπορεί να γίνει αν σχεδιαστεί σωστά και τοποθετηθούν οι κατάλληλες μονάδες διαχωρισμού.

Ουσιαστικά λοιπόν συμφωνούμε ότι μιλάμε για υπό συνθήκες παραλληλισμό για κάποιο μόνο στάδιο λειτουργίας...π.χ. μόνο για το στάδιο της φόρτισης. Επί της ουσίας οι συστοιχίες ακολουθούν διαφορετικό "πρόγραμμα" φορτο-εκφόρτισης. Ο "στεγνός" παραλληλισμός συσσωρευτών διαφορετικού τύπου που θα φορτο-εκφορτίζονται μαζί και επί μακρόν, δεν ενδείκνυται σε καμία περίπτωση.

....αν πρέπει να αλλάξεις για παράδειγμα 12 μπαταρίες των 1000Αh γιατί πρέπει να γίνει επέκταση και δεν βρίσκεις ίδιες μπαταρίες σε συμφέρει

Είναι προτιμότερο να βάλεις μπαταρίες με ελαφρά διαφορετική χωρητικότητα, π.χ. στα 900Ah (προτιμάς λίγο μικρότερη χωρητικότητας για να λειτουργήσουν πιο "ισορροπημένα" σε σχέση με τις "γηρασμένες" των 1000Ah), αρκεί να είναι του ιδίου τύπου.

Και μιλάμε πάντα για παραλληλισμό....η εν σειρά συνδεσμολογία διαφορετικών μπαταριών δεν ενδείκνυται ακόμη και αν είναι του ιδίου τύπου αλλά έχουν διαφορετική γήρανση.

[dchasapis]

Έχω δει και εγώ ρυθμιστή φόρτισης για Φ/Β του '80, "παράλληλου" τύπου όπως λες που χρειαζόταν πράγματι διόδους για να αποτρέψει ανάστροφα ρεύματα. Νομίζω όμως ότι έχουν εξαφανιστεί εντελώς από την αγορά εδώ και πολλά χρόνια.

Έχω χρησιμοποιήσει πολλές φορές ρυθμιστές PWM της STECA και της PHOCOS αλλά δεν υπάρχει πουθενά υπόδειξη για χρησιμοποίηση διόδων για ανάστροφα ρεύματα.

 

 

Για πόσο ρεύμα μιλάς;...Λογικά πρόκειται για λιγότερο από 1mA και θεωρείται αμελητέο. Επίσης, υπάρχει και η κατανάλωση του ίδιου του κυκλώματος του ρυθμιστή που συνήθως δεν ξεπερνά τα μερικές δεκάδες mA. Τουλάχιστον στα μοντέλα που έχω χρησιμοποιήσει εγώ δεν θυμάμαι να γίνεται κάποια υπόδειξη για χρήση διόδων στο manual από τον κατασκευαστή.

Κι όμως όσο περίεργο και αν σου φαίνεται έχω δει να εισάγουν παράλληλους φορτιστές από γνωστή ασιατική αγορά...

 

H Steca αναφέρει ότι φέρει εσωτερική προστασία ανάστροφων ρευμάτων στις προδιαγραφές της. Η Phocos όντος δεν αναφέρει τίποτα ούτε στις προδιαγραφές ούτε στα εγχειρίδια (και να πώ την αλήθεια πίστευα και εγώ ότι θα έχει), αλλά το έμαθα στη πράξη όταν με πήρε φίλος μου να μου πει ότι αδειάζουν πολύ γρήγορα οι μπαταρίες του. Σε μετρήσεις που κάναμε με αναλυτή ενέργειας να καταγράφει για 3-4 μέρες είδα την παρουσία ανάστροφων ρευμάτων το βράδυ (περίπου 2-5Α). Αν θυμάμαι καλά ήταν ο CXN. Το πρόβλημα λύθηκε με διόδους μπλοκαρίσματος. Το ίδιο το ξαναπαρατήρησα και σε άλλες εγκαταστάσεις με phocos.

Ουσιαστικά λοιπόν συμφωνούμε ότι μιλάμε για υπό συνθήκες παραλληλισμό για κάποιο μόνο στάδιο λειτουργίας...π.χ. μόνο για το στάδιο της φόρτισης. Επί της ουσίας οι συστοιχίες ακολουθούν διαφορετικό "πρόγραμμα" φορτο-εκφόρτισης. Ο "στεγνός" παραλληλισμός συσσωρευτών διαφορετικού τύπου που θα φορτο-εκφορτίζονται μαζί και επί μακρόν, δεν ενδείκνυται σε καμία περίπτωση.

Μιλάμε πάντα για ίδιου τύπου συσσωρευτές όπου γίνεται έναυση και παύση της φόρτισης σύμφωνα με τη κατάσταση κάθε "μπλοκ" συσσωρευτών. Στη πράξη δηλαδή συνδέει και αποσυνδέει τον ρυθμιστή ανάλογα με τη φάση λειτουργίας και τη κατάσταση κάθε συστοιχείας. Η εκφόρτιση μπορεί να γίνει ήτε παράλληλα ήτε σε σειρά (να αδειάσει πρώτα το ένα σετ μπαταριών και μετά το άλλο)

 

Είναι προτιμότερο να βάλεις μπαταρίες με ελαφρά διαφορετική χωρητικότητα, π.χ. στα 900Ah (προτιμάς λίγο μικρότερη χωρητικότητας για να λειτουργήσουν πιο "ισορροπημένα" σε σχέση με τις "γηρασμένες" των 1000Ah), αρκεί να είναι του ιδίου τύπου.

Και μιλάμε πάντα για παραλληλισμό....η εν σειρά συνδεσμολογία διαφορετικών μπαταριών δεν ενδείκνυται ακόμη και αν είναι του ιδίου τύπου αλλά έχουν διαφορετική γήρανση.

Ναι δεν μιλάμε με τίποτα για σύνδεση σε σειρά. Η χρήση μπαταριών χαμηλότερης χωρητικότητας είναι μια λύση αλλά όχι πάντα εφικτή. Το πρόβλημα το είχαμε πολύ σε καταφύγια όπου υπήρχαν μπαταρίες 3-4 ετών που λειτουργούσαν αρκετό καιρό σε θερμοκρασίες κάτω από τους -10°C που το στάδιο εξησορρόπησης ήταν τόσο έντονο που τη πρώτη φορά που το κάναμε χωρίς προστασία καταστράφηκαν όλες οι νέες μπαταρίες.

[genesis]

Κι όμως όσο περίεργο και αν σου φαίνεται έχω δει να εισάγουν παράλληλους φορτιστές από γνωστή ασιατική αγορά...

Αν και δεν έχω δει κανέναν, δεν το αποκλείω...από τη συγκεκριμένη αγορά...

 

Σε μετρήσεις που κάναμε με αναλυτή ενέργειας να καταγράφει για 3-4 μέρες είδα την παρουσία ανάστροφων ρευμάτων το βράδυ (περίπου 2-5Α). Αν θυμάμαι καλά ήταν ο CXN. Το πρόβλημα λύθηκε με διόδους μπλοκαρίσματος. Το ίδιο το ξαναπαρατήρησα και σε άλλες εγκαταστάσεις με phocos.

Νομίζω ότι καταλαβαίνεις ότι 2 - 5Α δεν είναι το ρεύμα διαρροής του FET σε αποκοπή. Είτε ο ρυθμιστής είχε βλάβη, είτε υπήρχε σφάλμα στην συνδεσμολογία. Έχω εγκαταστήσει δεκάδες phocos της σειράς CX (κυρίως) / CXN (λιγότερους) χωρίς κανένα "μαζικό" πρόβλημα αυτού του είδους.

 

 

Μιλάμε πάντα για ίδιου τύπου συσσωρευτές όπου γίνεται έναυση και παύση της φόρτισης σύμφωνα με τη κατάσταση κάθε "μπλοκ" συσσωρευτών. Στη πράξη δηλαδή συνδέει και αποσυνδέει τον ρυθμιστή ανάλογα με τη φάση λειτουργίας και τη κατάσταση κάθε συστοιχείας. Η εκφόρτιση μπορεί να γίνει ήτε παράλληλα ήτε σε σειρά (να αδειάσει πρώτα το ένα σετ μπαταριών και μετά το άλλο)

Εφόσον οι μπαταρίες είναι του ιδίου τύπου και εξυπηρετούν τον ίδιο σκοπό (π.χ. τροφοδοτούν τον ίδιο inverter) δεν υπάρχει κανένας λόγος να είναι χωρισμένες σε "μπλοκ" και να φορτο-εκφορτίζονται "εκ περιτροπής". Μόνο κατά την διάρκεια της συντήρησης θα μπορούσε να κάνει κάτι τέτοιο ο τεχνικός προκειμένου να ανιχνεύσει τυχόν σφάλματα και διαφορές ανάμεσα στις στοιχειοσειρές.

 

 

Ναι δεν μιλάμε με τίποτα για σύνδεση σε σειρά. Η χρήση μπαταριών χαμηλότερης χωρητικότητας είναι μια λύση αλλά όχι πάντα εφικτή. Το πρόβλημα το είχαμε πολύ σε καταφύγια όπου υπήρχαν μπαταρίες 3-4 ετών που λειτουργούσαν αρκετό καιρό σε θερμοκρασίες κάτω από τους -10°C που το στάδιο εξησορρόπησης ήταν τόσο έντονο που τη πρώτη φορά που το κάναμε χωρίς προστασία καταστράφηκαν όλες οι νέες μπαταρίες.

 

Ομολογώ ότι μπλέχτηκα λίγο με τα παραπάνω και επιχειρώ να ανακεφαλαιώσω:

- Δεν ενδείκνυται ο μόνιμος παραλληλισμός στοιχειοσειρών συσσωρευτών διαφορετικού τύπου (π.χ OPzS με OPzV). Μπορεί να γίνει μόνο για λίγο και υπό προϋποθέσεις.

- Σε περίπτωση επέκτασης υπάρχουσας συστοιχίας με προσθήκη νέας στοιχειοσειράς και εφόσον δεν είναι πλέον εμπορικά διαθέσιμο το ακριβές μοντέλο ως προς την χωρητικότητα, προτείνεται ως αποδεκτή εναλλακτική λύση, η επιλογή του αμέσως κοντινότερου μοντέλου "προς τα κάτω". Π.χ. έχω συστοιχία 24V / 460Ah (C10) η οποία δεν υπάρχει πλέον ως χωρητικότητα στην αγορά. και το κοντινότερο μοντέλο προς τα κάτω είναι στα 420Ah (C10). Επιλέγω αυτό δεδομένου ότι η υπάρχουσα συστοιχία έχει σίγουρα υποστεί μια μικρή απώλεια χωρητικότητας. Αντίστοιχα θα δημιουργούσε περισσότερα προβλήματα αν επέλεγα μεγαλύτερης χωρητικότητας μοντέλο.

- Δεν ενδείκνυται η μόνιμη εν σειρά συνδεσμολογία συσσωρευτών είτε διαφορετικού τύπου είτε ακόμη και αν είναι του ιδίου τύπου αλλά διαφορετικής ηλικίας.

 

Εφόσον πρόκειται να έχουμε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες θα πρέπει να ληφθεί σχετική μέριμνα από τον σχεδιαστή και τον εγκαταστάτη ώστε να είναι θερμομονωμένος ή/και θερμαινόμενος ο χώρος των μπαταριών, τουλάχιστον από ένα όριο θερμοκρασίας και κάτω. Εννοείται βεβαίως ότι θα πρέπει απαραίτητα να υπάρχει αισθητήρας θερμοκρασίας στον ρυθμιστή φόρτισης ώστε να προσαρμόζονται τα κατώφλια των σταδίων φόρτισης ανάλογα.

[marionavas]

Πριν βάλεις αυτόνομο, να έχεις υπ'όψιν πως δεν γλιτώνεις τα χαράτσια και τα δημοτικά τέλη. Από την στιγμή που θα ηλεκτροδοτείται και θα υπάρχει φωτισμός, έστω και αυτόνομα, πρέπει να πληρώνεις δημοτικά τέλη και χαράτσια. Αν δεν σε καρφώσει κανείς δεν θα σε ανακαλύψουν, το ρισκάρεις όμως να δώσεις τόσα χρήματα και στο τέλος να πληρώσεις και τα κερατιάτικα που έρχονται στον λογαριασμό της ΔΕΗ;

 

 

 

Έχω ρωτήσει πρόσφατα σε ΔΕΗ και μου είπαν ότι τα δημοτικά τέλη δεν τα πληρώνεις και ότι για το χαράτσι δε γνωρίζουν , μάλλον το γλιτώνεις προς το παρόν αλλά μάλλον στο μέλλον θα το στέλνουν μέσω εφορίας....

εσύ από που είχες την πληροφόρηση..?

ευχαριστώ!!!

[tsatsaras86]

Μπορώ πάνω σε ρυθμιστή φόρτισης 30ampere mppt να συνδέσω 2 πάνελ από 8.2ampere και ένα πάνελ 11ampere? ή θα πρέπει όλα τα πάνελ να έχουν ίδια ampere?

[genesis]

Εφόσον έχουν την ίδια (ή σχεδόν την ίδια) Vmp τάση μπορείς να τα συνδέσεις παράλληλα.

[Bill22]

Καλημερα σε ολους. Επειτα απο κουβεντα   και εγκατασταση αυτονομων,  ενα ερωτημα υπαρχει οσον αφορα  αυτονομο συστημα ημιμονιμης καταστασης (εξοχικη κατοικια).

 

Οι μπαταριες ( καθε ειδους) στο χρονικο διαστημα που το συστημα ειναι σε αδρανεια (δηλαδη δεν υπαρχει καταναλωση) θα πρεπει να απομονωνονται?

 

Προσωπικα με τη χρηση διακοπτικων διαταξεων τις απομονωνω. Αρκετοι ομως προτιμουν να μην κανουν τις παραπανω διαδικασια και εχουν το συστημα συνεχω υπο ταση (την dc μερια).

Επσιης τοποθετω διαταξεις πρoστασιας και μεταξυ πανελ με ρυθμιστη και μπαταριες με inverter. Πολλοι θεωρουν οτι ειμαι υπερβολικος και αυξανω το κοστολογιο μου.

 

Ποια η γνωμη σας? 

Edited Απρίλιος 22 , 2016 by Bill22