Автор Тема: Контроллер балластной нагрузки (DC/AC)  (Прочитано 3672 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Александр

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 143
  • Репутация: 1
  • Мощность альтернативной энергоустановки: 800
Назначение: Предназначен для утилизации излишков энергии, поступающих от солнечных панелей и(или) ветрогенератора.

Принцип: Следит за напряжением на аккумуляторной батарее и управляет нагрузкой на выходе DC/AC инвертора.

Собрал недавно такой контроллер. Оказалось, что он очень удобен. Больше не нужно следить и вручную управлять бойлером, все излишки до последнего ватта оказываются утилизированными в автоматическом режиме. При этом нет проблемы с просадкой аккумуляторов. Устройство управляет нагрузкой плавно и пропорционально. Т.к. у меня щелочные аккумуляторы - порог управления задан на уровне 29 - 30В, т.е. утилизация начинается при напряжении 29В и достигает своего максимума при напряжении 30В.
Схема и файл прошивки во вложениях. На данный момент прошивка утеряна, будет позже.
Конфигурация фьюзов будет добавлена позже.
Прошивка версии 0.1 не поддерживает измерение температуры и звуковую индикацию.

Внимание!!!
Для снижения энергопотребления в режиме простоя, контроллер работает от встроенного генератора на частоте 128 кГц.

Ваш программатор может не поддерживать работу на низкой скорости, вследствие чего контроллер может им не определяться после установки фьюзов. В таком случае это будет "билет в один конец". Если Вы все равно хотите использовать данную прошивку - сначала залейте саму прошивку и только потом устанавливайте фьюзы. Контроллер будет работать, но перепрошить Вы его не сможете.

Я столкнулся с такой проблемой, используя купленный на Алиэкспресс USBASP. К счастью у меня их было два и я перепрошил один новым firmvare, после чего он нормально заработал и на столь малой скорости обмена.


--------------------------------
Дополнение от 10.05.19г.

На видео во вложении пример работы устройства. Поддерживается напряжение 29,5В. Изменение яркости работы светодиода пропорционально изменению балластной нагрузки. Устройство отрабатывает изменения мощности с СП и изменение потребления домом, удерживая стабильно заданное напряжение.
Фактически данное устройство может заменять ШИМ контроллер заряда, но при этом излишки энергии не пропадают даром, а утилизируются. Единственное условие - нагрузка не должна отключаться, что может быть проблемой при использовании бойлера. Тем ен менее, используя несколько устройств можно организовать слив излишков с приоритетом - бойлер отключился по температуре - пошел слив излишков в теплый пол или осушение подвала. Зимой можно и в теплоаккумулятор отопления, если такой имеется.

На графике видно, что как только напряжение достигает заданного, устройство стабильно удерживает его на одном уровне.
« Последнее редактирование: 10 Май 2019, 16:29:28 от Александр »

Оффлайн past went

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 88
  • Репутация: 1
Re: Контроллер балластной нагрузки (DC/AC)
« Ответ #1 : 01 Апрель 2018, 20:28:03 »
Александр, здравствуйте. Объясните пожалуйста как устройство натурно действует, каковы его возможности, куда подключается, и какую мощность можно подключать к нему. А так же возможно ли такое в варианте DC/DC, и в чём отличия по сравнению с АС/DC? Спасибо
« Последнее редактирование: 01 Апрель 2018, 20:35:25 от past went »

Оффлайн Александр

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 143
  • Репутация: 1
  • Мощность альтернативной энергоустановки: 800
Re: Контроллер балластной нагрузки (DC/AC)
« Ответ #2 : 01 Апрель 2018, 22:32:18 »
Это устройство подключается при помощи 4х проводов. 2 из них подключаются к шине аккумуляторной батареи, а 2 другие в разрыв любой нагрузки, на которую утилизируется избыток генерации солнечных панелей или ветрогенератора. Нагрузка питается от батарейного или гибридного инвертора, т.е. излишек энергии сначала преобразуется инвертером системы в переменное напряжение 220В, а потом утилизируется баластной нагрузкой. Одно из преимуществ - возможность использовать обычные бытовые нагрузки типа бойлеров, пленочных или кабельных теплых полов, воздушных ТЭНов и даже чайника.

Кстати, использующие ШИМ контроллер могут от него отказаться, т.к. данный контроллер балластной нагрузки возьмет его функции на себя, т.е. выход СП или ВГ можно подключить к АКБ и туда же подключить контроллер балластной нагрузки. Единственное условие - нагрузка должна быть неотключаемой и способной утилизировать излишки, сколько бы их не было.

Максимальная мощность определяется параметрами используемого симистора и для примененного BT-138-600 может составлять 2,2кВт, но потребуется радиатор. Я использую данное устройство совместно с бойлером, подключив 1 ТЭН мощностью 700 Вт, радиатор на симисторе отсутствует.

Принцип работы прост.
Как я уже писал, установлен диапазон 29 - 30В, в котором меняется уровень нагрузки. Сделано это с целью более плавного изменения величины нагрузки, предотвращения многократного микроциклирования аккумуляторов при работе устройства. При достижении напряжения на батарее 29В начинается утилизация с мощностью 1/255 от мощности подключенной нагрузки. Мощность утилизации растет с ростом напряжения на АКБ и достигает максимума при напряжении на АКБ 30В, т.е. при напряжении на АКБ 30В подключенная нагрузка работает на полную мощность.
DC/AC в данном случае указывает на то, что контролируется шина DC (шина аккумуляторов), а управление производится нагрузкой на шине AC (выход инвертора). В случае DC/DC варианта контролируется шина аккумуляторов и к ней же подключается нагрузка - не используется инвертер. Такое устройство имеет смысл в системах небольшой мощности без инвертера, например, система автономного освещения. Мне сложно представить, куда можно утилизировать небольшую мощность постоянного с низковольтной системы, но если такая необходимость возникнет контроллер балластной нагрузки можно разработать и под такую задачу. Ну а контроллер балластной нагрузки AC/AC уже продается под торговой маркой Wattrouter, он предназначен для безаккумуляторных систем с сетевыми инверторами и предотвращает переток энергии во внешнюю сеть.
« Последнее редактирование: 01 Апрель 2018, 22:55:15 от Александр »

Оффлайн Александр

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 143
  • Репутация: 1
  • Мощность альтернативной энергоустановки: 800
Re: Контроллер балластной нагрузки (DC/AC)
« Ответ #3 : 03 Апрель 2018, 18:27:55 »
Александр, здравствуйте.
По результатам нашей переписки в личке у меня родилась мысль сделать второй вариант устройства под Ваши нужды. Вы писали, что Вам нужно по несколько штук на 12 и 24 В и мне пришло в голову, а не лучше ли сделать устройство, способное работать и при 12 и при 24 В? Т.е. Вы сами определите, какие из них будут на 12В, а какие на 24В. Просто переключаемое джампером и добавить возможность смещения порогов при помощи переменного резистора. Это ,конечно, не полноценная регулировка каждого порога в отдельности при помощи меню, но зато практически не удорожает изделие и не требует переписывания прошивки и замены контроллера.

Единственное "но" - за точность придется "отвечать" самостоятельно, т.е. для настройки потребуется вольтметр необходимого класса точности.

Оффлайн past went

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 88
  • Репутация: 1
Re: Контроллер балластной нагрузки (DC/AC)
« Ответ #4 : 03 Апрель 2018, 19:11:05 »
Александр, постоянные маломощные нагрузки DC - это циркуляционные низковольтные насосы, и вентиляция подвалов, возможно компрессоров ЛОСов, видеонаблюдение, охрана, связь. Может что то ещё.
Сделать изменяемый вольтаж - очень хорошая идея, особенно если это не увеличивает слабых по надежности звеньев, и не влияет намного на конечную цену устройства.
И вот низковольтные тэны в умывальниках, душевых ёмкостях и насосы - это  электробезопасность, не зависящая от заземления и наличия УЗО на высоких линиях. Спокойнее в быту
Если от устройства может работать чайник, маломощные высоковольтные микроволновки тоже?
А так же два входа с АКБ были бы очень полезны для раз но ориентированных систем с разными массивами АКБ на одну линию нагрузок, и особенно для авто и водномоторных туристов, где бортовые АКБ в неудобных местах. Там же тоже излишки с генератора. Это возможно/дорого?
Или два устройства на одну нагрузку как либо запараллеливать можно?
Спасибо за развёрнутый ответ. Понятнее некуда)
« Последнее редактирование: 04 Апрель 2018, 04:29:25 от past went »

Оффлайн Александр

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 143
  • Репутация: 1
  • Мощность альтернативной энергоустановки: 800
Re: Контроллер балластной нагрузки (DC/AC)
« Ответ #5 : 03 Апрель 2018, 22:04:02 »
Микроволновки работать не смогут. Сам смысл устройства в том, чтобы сливать только излишки. Представьте, что у Вас в конкретный момент времени излишков 100 Вт или вовсе 20. ТЭНу, чайника или любому другому нагревателю все равно - 20 дали, он 20 и преобразовал в тепло, а микроволновка как будет работать?
Насчёт двух входов не понял. Если разнонаправленные панели работают на одну батарею аккумуляторов, то и контроллера балластной нагрузки достаточно одного, а если это полностью изолированные системы - придётся и КБМ ставить 2, но они не смогут работать на одну нагрузку через 2 не синхронизированы инвертора. В случае DC/DC - да, можно на одну нагрузку.

Оффлайн past went

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 88
  • Репутация: 1
Re: Контроллер балластной нагрузки (DC/AC)
« Ответ #6 : 04 Апрель 2018, 04:38:38 »
Ясно, спасибо. Интересовали оба варианта. Хорошо, что DC можно параллелить на нагрузку.
Ещё вопрос: поведение контроллера при нештатной ситуации?  Кз АКБ, или тэн сгорел, и тп. И есть ли возможность сигнализации об аварии? Или он оключится?

Оффлайн Александр

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 143
  • Репутация: 1
  • Мощность альтернативной энергоустановки: 800
Re: Контроллер балластной нагрузки (DC/AC)
« Ответ #7 : 04 Апрель 2018, 10:35:10 »
При КЗ АКБ Вам будет явно не до контроллера. Самому контроллеру это не важно, он при этом останется без питания и просто не будет работать. Можно сделать звуковую сигнализацию выхода напряжения за допустимые пределы, но не от нулевого напряжения, а при КЗ аккумулятора напряжение будет нулевым. Контроллер работоспособен примерно от 7 В.
Если сгорел ТЭН - не будет нагрузки. Напряжение на АКБ начнет расти до величины установленной на контроллере заряда или пока смогут его растить СП или ВГ. Контроллер будет выдавать на выход полное напряжение, но вхолостую, т.к. нагрузки нет.
Чтобы лучше понять работу данного контроллера - воспринимайте его как диммер, управляемый напряжением АКБ. До 29 (14,5)В диммер отключил нагрузку, при 29 (14,5)В включил, но ручка установлена в самое малое положение, по мере роста от 29 (14,5)В до 30 (15)В ручка поворачивается до максимума.
Можно установить пороги сигнализации, например 20 (10)В и 31,5 (15,75) В. При выходе напряжения за эти пределы будет пищать зуммер.

Оффлайн past went

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 88
  • Репутация: 1
Re: Контроллер балластной нагрузки (DC/AC)
« Ответ #8 : 04 Апрель 2018, 11:14:54 »
Спасибо. Выяснили, что с контроллером ничего не случится). Возможные причины выхода из строя лучше знать)
Зуммер лучше есть, чем когда его нет пмсм. Кому то это даст возможность не высаживать в ноль свинец. Регулируемый порог слива - для разных типов АКБ будет страховкой. Что никелькадмию хорошо, то свинцу кирдык)
« Последнее редактирование: 04 Апрель 2018, 11:16:33 от past went »

Оффлайн Александр

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 143
  • Репутация: 1
  • Мощность альтернативной энергоустановки: 800
Re: Контроллер балластной нагрузки (DC/AC)
« Ответ #9 : 04 Апрель 2018, 13:24:07 »
Возможно, попозже я сделаю вариант с кнопками, дисплеем и возможностью настраивать все пороги по своему усмотрению, но тут нужно понимать, что один дисплей обойдется примерно столько же, сколько сейчас вся комплектация.
Для самоделкиных я чуть позже перепишу прошивку, перенеся пороги в EEPROM, чтобы можно было их программатором устанавливать по своему усмотрению. Это будет компромиссным вариантом - себестоимость та же, а гибкость высокая.

Оффлайн Александр

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 143
  • Репутация: 1
  • Мощность альтернативной энергоустановки: 800
Re: Контроллер балластной нагрузки (DC/AC)
« Ответ #10 : 05 Апрель 2018, 11:21:10 »
Вынес из лички по согласованию сторон. Возможно, кому-то еще будут интересны аргументы.

Александр, а на 48в это устройство можно сделать?
Мне нужно в идеале 12>12, 12>220, и 48>220
теряюсь даже лучше бы по одному в запас, но если Вы подумывает о таких штука с экраном и настройкой - лучше с экранами ещё приобрету. Они не помешают совсем)
На 48В сделать можно, но чуть сложнее.
12>12 пока не будет - я их не разрабатывал.
12>220 сделаю в ближайшее время.
48>220 сделаю чуть позже.
Набирать в запас нет смысла, тому есть ряд причин.
1. Монтаж на "рыбе" меня мало увлекает и лишнего делать не хочется;
2. Зарабатывать я на этом сейчас не собираюсь, да и не смогу при всем желании, делаю из чувства прекрасного;
3. Деньги, хоть и маленькие - они все равно , имеет смысл Вам сейчас взять штучку, попользоваться, оценить для себя полезность и внести предложения по развитию.
5. Да, могут появиться более продвинутыденьги и нет смысла их тратить, чтобы валялось, да еще с учетом сл. пунктов;
4. Изделие "сырое". Не в том смысле, что глючное и кривое, но в том, что из этого "железа" можно выжать больше, нужно только понимать, что будет полезно. Соответственное устройства с возможностью оперативной настройки.

Оффлайн Александр

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 143
  • Репутация: 1
  • Мощность альтернативной энергоустановки: 800
Re: Контроллер балластной нагрузки (DC/AC)
« Ответ #11 : 05 Апрель 2018, 11:47:00 »
past went, Вам 12/220 нужен для свинцовых аккумуляторов? Какие сделать пороги?
1. слива излишков;
2. сигнализации о превышении напряжения;
3. Сигнализации о недопустимом снижении напряжения.
Характер сигналов. Предлагаю при снижении редкие сигналы, при превышении частые.

Оффлайн past went

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 88
  • Репутация: 1
Re: Контроллер балластной нагрузки (DC/AC)
« Ответ #12 : 07 Апрель 2018, 09:41:35 »
Александр, 12-220 нужен и для свинцовых, и для никелькадмиевых вообще то..) Если оба варианта, невозможны, то надо подумать.
А какие Вы бы обозначили для свинца и нк.125? Порог включения около 14 и 16в? С отключением свинец наверное ниже 12,6 не стоит опускать, а никелькадмий можно то ещё долго тянуть.. Трудный выбор, но наверное в пользу свинцовых. Они уязвимее намного в моих условиях.
И ещё вопрос с заземлением. Нужно? Если да, то как? С корпуса на шину?
« Последнее редактирование: 07 Апрель 2018, 09:54:37 от past went »

Оффлайн Александр

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 143
  • Репутация: 1
  • Мощность альтернативной энергоустановки: 800
Re: Контроллер балластной нагрузки (DC/AC)
« Ответ #13 : 09 Апрель 2018, 10:30:59 »
Если Вам нужно и для тех и для других одновременно - имеет смысл сделать с разными порогами. Один для свинца, второй для НК. НК я бы сделал как себе, только в 2 раза меньше. А свинец
Слив 14,5 - 15, если у Вас с кальцием автомобильные.
Сигнализацию 11 и 16. Это же сигнализация о критическом разряде (заряде). Если сделать 12,6 - он на пиковых нагрузках замучает писком.
Или Вы хотите сливалку, как BMS использовать?
В принципе возможно - 2 свободных вывода у контроллера имеется и можно их использовать для исполнительных реле на отключение нагрузки и заряда, но с зарядом будет сложнее, да и смысла особого нет.

У меня предложение - давайте я Вам быстренько соберу такой, как у себя, но на 12В и Вы его будете обкатывать, а сам займусь разработкой более продвинутого, с оперативной регулировкой всех порогов.

PS Улучшать и придумывать ништяки нужно, но это можно делать до бесконечности. Так было с IBM. Пока они "пилили" шикарную OS/2, Microsoft выкинул на рынок глючное поделие под названием Windows 95 и рынок завоевал.

PPS Совсем забыл. У ВАс какой максимальный ток нагрузки в системе?
Контроллер на свинцовых Фотон?
« Последнее редактирование: 09 Апрель 2018, 10:36:59 от Александр »

Оффлайн past went

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 88
  • Репутация: 1
Re: Контроллер балластной нагрузки (DC/AC)
« Ответ #14 : 09 Апрель 2018, 11:55:13 »
Да, они сейчас почти все с кальцием, у меня зоопарк просто разного исполнения коробок. Есть обслуживаемые - их я кипячу до 16 ингода - можно воды продлить, и несколько не обслуживаемых. Их выше 14.5 не поднимал.
На щёлочи контроллер фотон, на свинце ep solar 4210rn. Потому что в нем нет регулировки заряда.
Как бмс не намеревался использовать пока - не осоьо в этом понимаю ещё, и надо посмотреть, как они себя будут вести с прибором. Там часть давно уже ближе к трупам. Вот и  попросил бы Вас сделать на свинец сливалку, и пороги установить соответственные. Нк в плане разряжаемости куда более живучие.
В планах в общем то с нк отбирать а.электрониковским же прогрессом 3х кВт. Ток пиковый будет 200-250а по низкой стороне. Но сейчас использую котек 1.5 кВт и 1кВт  с раздельных групп свинца. Там 160 и 100а вставил плавки соответственно, по низкой стороне.
А на 220 предполагаемые самые мощные -1.5квт кипятильники. Их бы вместо бойлера хотел - не требуют магистрального давления, и ёмкости открытые. Если найду мощностью меньше - заменю их. Чайник есть 2квт, и пылесос 1,6, но не пользуюсь ими. Летом очень нужен духовой шкаф - часто гости. Мощности не помню, к сожалению. Около 2 кВт наверное, если полностью включён.
Сливалку ждём, пуще  второго прихода)
Зачем их несколько? Группы акков в разных местах, и собираюсь разнонаправить панели. Были бы акки нормальные все - сдедал бы один массив, но как выше писал - сортировать стараюсь по остаточной ёмкости примерной. В одной группе полуживые, в другой - почти трупы, но освещение тянут, потому стоят ещё
Пс. Уже порой приходят мысли поезд на Пекин под откос спустить, или танковый резерв ограбить по части АКБ, или авиаполк в Кяхте разуть.. Не по одной уже, а опг. И только совесть мешает вредить политическому имиджу и обороноспособности страны.
На самом деле принцип Вашего устройства мне кажется куда более практичным, чем применение контроллера заряда просто с инвестором, где тоже пороги на разряд не регулируются. Наверное сейчас тоже стали делать настройки порогов на питание нагрузки с контроллеров, и инверторов, но не встречалось ещё как то. Принцип - АКБ всегда заряжены, а в расход - излишки - самый гуманный и щадящий по отношению ко всем частям системы, и самой дорогостоящей её части акб. При полной, или наибольшей утилизации выработки. По удобоваримой стоимости, и что немаловажно - ремонтопригодности по общедоступной схеме.
Бессребреничесво в нынешнем обществе не понимаемо, по причине возможности извлечения прибыли из этого. Отсюда и вектор восприятия в этом обществе - когда фантики слаще конфет. Ни одного глюка в мс.дос не помню, хоть и не специалист вовсе. Всё работало всегда, и было простым и понятным.
Или - как вариант - морожено слаще, трава зеленее)
« Последнее редактирование: 09 Апрель 2018, 12:17:03 от past went »

 

Яндекс.Метрика