Forum

Ich beschäftige mich seit einiger Zeit mit dem MPP Tracking von Solargeneratoren. Die mir bekannten Verfahren basieren auf einer digitalen Regelung mittels µC oder DSP (z.B. Suchschwingverfahren, Lastsprünge, steigende Konduktanz). In den meisten Applikationen ist das MPP Tracking im Wechselrichter integriert.
Meine Idee ist, auf µC zu verzichten und die Regelung (inkl. Leistungsmessung) mit analogen Elementen aufzubauen. Das ist vor allen interessant für Inselanlagen, die ohne Wechselrichter und Netzeinspeisung auskommen wollen und die Energie über Laderegler in Akkus speichern.
Erste Simulationen haben gute Ergebnisse erzielt. Die Schaltung besteht aus Standard Operationsverstärkern, ist robust und sehr kostengünstig aufzubauen.
Meine Frage: Wie schätzen Sie den Bedarf einer solchen Regelung ein?
Lohnt es sich weiter daran zu arbeiten und einen Prototypen aufzubauen?
Gruß, G.Exner

» Meine Frage: Wie schätzen Sie den Bedarf einer solchen Regelung ein?
» Lohnt es sich weiter daran zu arbeiten und einen Prototypen aufzubauen?
» Gruß, G.Exner

Also ein Akkuladegerät mit MPP ohne WR Teil. Gut so
Dass eine analoge Regelung billiger als ein µC wird ist kaum vorstellbar.
Spätestens zur CE Konformitätserklärung kommt die Risikoanalyse. Ein defekter Akkulader kann schon mal ein erhebliches (Brand)Risiko darstellen. Also muss eine Schutzbeschaltung dazu kommmen. Ströme, Temperaturen Spannungen überwachen und im Notfall eingreifen. Eine klassische Aufgabe für einen µC. Dazu die Anzeigen und Bedienelemente.

Ein Prototyp für den Eigenbedarf der nicht in Verkehr gebracht wird ist ja ok. Serienreife inkl. Garantie und und und wird wohl nicht günstiger werden als der Mitbewerber schon kann. Wobei zugegeben z.B der Sunnyboy ist nicht rasend günstig (kann aber viel mehr)

Schau dir mal die gute alte Schattenstab-vergleichsmessung mit 4 /5 LDR (heute fotodioden) an.
damit können dann die 2 Achsen der Nachführung in je beide Richtungen angesteuert werden.
Vergleich der Lichtsensoren eiener Ebene je vor und hinter dem Schattenstab liefert die nötige Drehrichtung der Nachführung.

Zur Zeit habe ich noch kein Gefühl dafür, ob der Regler im Vergleich zu einem µC preislich günstiger ist, bin noch in der Simulationsphase.
Der Vorteil einer analogen Regelung liegen aber auf der Hand: keine zeitraubende Erfassung der Kennlinie, Leistungsmessung erfolgt analog, Änderung der Strahlungsintensität und Temperatur des Solargenerators werden ohne Verzögerung ausgeregelt. Der zusätzliche Schaltungsaufwand für Überwachungsaufgaben hält sich in Grenzen, da Strom, Spannung, Temperatur von Haus aus erfasst werden und der Regler über einfache Komparatoren im Überlastungsfall abgeschaltet werden kann.
Ein Nachteil ist die schlechte Konfugierbarkeit auf die verschiedenen Solargeneratoren. Da die Schaltung aber bewußt "einfach" gehalten werden soll, könnte die Einstellung auf die charakteristischen Größen (Leerlaufspannung, Kurzschlußstrom) hardwaremäßig mittels eines Schalters erfolgen. Den Rest erledigt der Regler.
Gruß, G.Exner

» Zur Zeit habe ich noch kein Gefühl dafür, ob der Regler im Vergleich zu
» einem µC preislich günstiger ist, bin noch in der Simulationsphase.
» Der Vorteil einer analogen Regelung liegen aber auf der Hand: keine
» zeitraubende Erfassung der Kennlinie, Leistungsmessung erfolgt analog,
» Änderung der Strahlungsintensität und Temperatur des Solargenerators werden
» ohne Verzögerung ausgeregelt. Der zusätzliche Schaltungsaufwand für
» Überwachungsaufgaben hält sich in Grenzen, da Strom, Spannung, Temperatur
» von Haus aus erfasst werden und der Regler über einfache Komparatoren im
» Überlastungsfall abgeschaltet werden kann.
» Ein Nachteil ist die schlechte Konfugierbarkeit auf die verschiedenen
» Solargeneratoren. Da die Schaltung aber bewußt "einfach" gehalten werden
» soll, könnte die Einstellung auf die charakteristischen Größen
» (Leerlaufspannung, Kurzschlußstrom) hardwaremäßig mittels eines Schalters
» erfolgen. Den Rest erledigt der Regler.
» Gruß, G.Exner

Und was davon geht nicht mit einem µC?

Außerdem sollte so ein Regler einfach mit allen Gegebenheiten selbst klarkommen. Anschließen und fertig.
Maximal Eingabe von den Akku-Daten wie Typ, Nennspannnung und Kapazität.

Aber wenn Du sowas entwickelst und stundenlang rumsimulierst, erübrigt sich eigentlich die Frage nach der Wirtschaftlichkeit. In der gleichen Zeit hättest Du sicher auch einen µP programmiert.....
Aber da du hier anscheinend darauf aus bist, kostengünstig an Entwicklerleistung zu kommen, und nicht im Sinne dieses Forums Erkenntnisse mit anderen zu teilen, wirst Du auch wenig Erfolg haben.
Es wird nicht nur mir so gehen, daß ich keinen Spaß daran habe, unter Verwendung meiner Lebenszeit Wissen und Erfahrung zu verschenken, um einem anderen kommerziellen Erfolg zu verschaffen.

Aber Danke für diesen Wink mit dem Zaunpfahl! Beinahe hätte ich nämlich dieses Problem auch hier zur Diskussion gestellt, zwar nur auf Bastlerebene, aber zumindest mit solchen Eigenschaften, wie beschrieben: Eingabe der Akkudaten und gut ist. Den Rest macht das Ding allein.
Unabhängig von den Daten der angeschlossenen Solargeneratoren wird auf Betrieb im MPP geregelt, und gut ist es.

--
Ein Tröpfchen Öl von Zeit zu Zeit
trägt vieles bei zur Haltbarkeit!

I got 14 channels of shit in the TV.... Pink Floyd

» Schau dir mal die gute alte Schattenstab-vergleichsmessung mit 4 /5 LDR
» (heute fotodioden) an.
» damit können dann die 2 Achsen der Nachführung in je beide Richtungen
» angesteuert werden.
» Vergleich der Lichtsensoren eiener Ebene je vor und hinter dem Schattenstab
» liefert die nötige Drehrichtung der Nachführung.

Hallo,

es geht nicht um Nachführung, sondern den Betrieb mit maximaler Leistung des Solargenerators.

--
Ein Tröpfchen Öl von Zeit zu Zeit
trägt vieles bei zur Haltbarkeit!

I got 14 channels of shit in the TV.... Pink Floyd

Der Mpp-Tracker soll ja die wechselnde Impedanz der
Solarzellen an den Akku anpassen. Dazu braucht man
einen einstellbaren Wandler.
Man kann ja sagen, dass es am Besten ist, wenn der Ladestrom
am grössten ist. In dem Moment, wo der Strom abnimmt,
kann man die Rampe, welche das Übersetzungsverhältnis
des Wandlers ändert, umkehren. Bis der Ladestrom wieder
abnimmt. So wandert der Wandler um den MPP hin und her.
Das müsste man mit 2 Opamps problemlos machen können.

Wir hatten hier schon einmal diskutiert, dass ein Shuntregler besser wäre um den Akku nicht zu überladen,
weil dann auch Leistung von der Solaranlage abgeführt
wird, wenn der Akku nicht mehr geladen wird. Das reduziert
die Temperatur der Panels und man könnte die Leistung z.B
zum Heizen nehmen. Das würde auch die Sache mit dem Tracker
einfacher machen, weil dann immer eine Last anliegt.

--
Gruß von

* Henry-Roland Dorau * Pf.100431 78404 Konstanz * 0176 29 000 333 * http://sun-innovation.de *

Der Strom als Regelgröße reicht für eine MPP Regelung nicht aus, weil die Spannung am Solargenerator mit steigendem Strom abnimmt. Bei einer reinen Stromregelung würde der Ladestrom des Akku den Betriebspunkt des SG bestimmen. Für eine echtes MPP Tracking kommt man um eine Leistungsmessung nicht herum, was die Sache, rein analog betrachtet, etwas komplizierter macht. Eine Alternative zu einem teuren analogen Multiplizierer ist die PWAM (Pulsweiten-Amplituden Modulation), sie kommt mit 4 Standard OPV aus.
Bleibt immer noch die Frage wohin mit der Energie wenn der Akku voll ist und keine Netzanbindung da ist. Ein Shunt, der Wärme abgibt ist gut im Winter, im Sommer ist ein Ventilator besser geeignet...
Gruß,
Gexner

» Der Strom als Regelgröße reicht für eine MPP Regelung nicht aus, weil die
» Spannung am Solargenerator mit steigendem Strom abnimmt. Bei einer reinen
» Stromregelung würde der Ladestrom des Akku den Betriebspunkt des SG
» bestimmen. Für eine echtes MPP Tracking kommt man um eine Leistungsmessung
» nicht herum, was die Sache, rein analog betrachtet, etwas komplizierter
» macht. Eine Alternative zu einem teuren analogen Multiplizierer ist die
» PWAM (Pulsweiten-Amplituden Modulation), sie kommt mit 4 Standard OPV aus.
» Bleibt immer noch die Frage wohin mit der Energie wenn der Akku voll ist
» und keine Netzanbindung da ist. Ein Shunt, der Wärme abgibt ist gut im
» Winter, im Sommer ist ein Ventilator besser geeignet...
» Gruß,
» Gexner

Den Akku kann man ja (vom Innenwiderstand mal abgesehen) als
konstante Spannung auffassen. Also wäre ein multiplizierer
nur dazu da, mit einer sich kaum ändernden Konstanten zu
zu multiplizieren. Ich rede vom maximalem Ladestrom zum
Akku. Nicht vom Panel.

Man kann den Shunt auch an/in den WW-Speicher an/einbauen.
Eine Leistungszener z.B. die genau auf die Ladeschlussspannung
einegstellt ist. Dann hast Du automatisch
eine zuverlässige und einfache Ladeerhaltung.

--
Gruß von

* Henry-Roland Dorau * Pf.100431 78404 Konstanz * 0176 29 000 333 * http://sun-innovation.de *

» Den Akku kann man ja (vom Innenwiderstand mal abgesehen) als
» konstante Spannung auffassen. Also wäre ein multiplizierer
» nur dazu da, mit einer sich kaum ändernden Konstanten zu
» zu multiplizieren. Ich rede vom maximalem Ladestrom zum
» Akku. Nicht vom Panel.
»
» Man kann den Shunt auch an/in den WW-Speicher an/einbauen.
» Eine Leistungszener z.B. die genau auf die Ladeschlussspannung
» einegstellt ist. Dann hast Du automatisch
» eine zuverlässige und einfache Ladeerhaltung.<<

Das würde dann praktisch so aussehen: Ich nehme ein Panel, z.B. mit 12V Leerlaufspannung und 6A Kurzschlußstrom, schaue in der Kennlinie wo der MPP liegt, sagen wir mal bei 10V, 4,5A.
Das Taktverhältnis des Boost Wandlers wird so eingestellt, dass er bei 10V Eingang eine Ausgangsspannung von 14,4V liefert und der Strom wird auf 4,5A begrenzt. Damit lade ich einen Blei Akku. Bei vollem Akku fliesst der Strom in die Leistungszener. Die Zener in den WW Speicher einzubauen ist eine gute Idee.
Gruß, Gexner