Aurinkokennosta sinänsä kannattaisi pyrkiä löytämään, millä jännitteellä/virralla paneelista saadaan korkein teho.
Tuo korkein teho sitten pitäisi esim. DC/DC -hakkurilla muuntaa sopivalle jännitetasolle lyijyakun lataamiseen.
Lyijyakun latausjännitehän on tyypillisesti:
Normaalilämpötilassa: 14,4 V
Kylmissä lämpötiloissa: 14,7 V
Panelin parhaan tehon etsinnästä on asiaa esim. täällä:
https://www.jyu.fi/science/fi/fysiikka/opiskelu/suomen-fysiikan-olympiavalmennus/valmennusmateriaalia/eriyttava-materiaali/kokeellisia-toita/tyoohje-aurinkokennot.pdf
Meneehän tuon parhaan pisteen etsimiseen manuaalikeinoin tosiaankin paljon aikaa.
Mutta ehkäpä automatisoimalla tuo etsintä, se sujuisi hyvinkin nopeasti.
Eli siis:
Aurinkokennolla ladataan elektrolyyttikondensaattori.
Tuon kondensaattorin jännitettä valvotaan, siten että:
1) Estetään jännitteen kohoaminen liian korkeaksi
ja
2) Estetään jännitteen putoaminen liian alas silloin, kun paneli ei tuota (yöllä, pilvisellä säällä jne.)
Lisäksi:
Panelilta kondensaattorille kytketään diodi; näin estetään kondensaattorin purkautuminen panelin kautta pimeällä.
Mutta miten tehdä sellainen DC/DC -hakkuri, jossa:
1) lähtöjännitettä säädetään pääosin lämpötilan mukaan, mutta myös siten, että lähtöjännitettä tarvittaessa alennetaan siten, ettei kondensaattorin jännite romahda.
2) hakkuri voidaan sammuttaa, jos:
2a) akku on jo täynnä
ja myös:
2b) kun panelilta ei ole energiaa tarjolla.
Ilmeisesti mikrokontrollerin pitäisi mitata (AD -muuntimella) useita asioita:
kondensaattorin jännite
ladattavan akun jännite
latausvirta akulle
virta panelilta kondensaattorille
virta kondensaattorilta muuhun kytkentään (hakkurille)
Lisäksi mikrokontrolleri itse tarvitsee virtaa.
Panelin tuottaessa tuo virta voidaan ottaa em. kondensaattorilta, mutta kun paneli ei tuota:
1) virta mikrokontrollerille akusta, MUTTA
2) mikrokontrolleri virransäästötilaan (nk. nukutustila) silloin, kun paneli ei tuota.
Jos mikrokontrollerin pysyväismuistiin vielä ohjelmoidaan auringon nousu- ja laskuajat, niin silloin voisi nukutustilasta heräämisen hoitaa ajastimella, ja vasta, kun ajastin kertoo auringon nousseen, tarkistetaan asia mittaamalla panelin tuottama jännite ja virta.
Tuo korkein teho sitten pitäisi esim. DC/DC -hakkurilla muuntaa sopivalle jännitetasolle lyijyakun lataamiseen.
Lyijyakun latausjännitehän on tyypillisesti:
Normaalilämpötilassa: 14,4 V
Kylmissä lämpötiloissa: 14,7 V
Panelin parhaan tehon etsinnästä on asiaa esim. täällä:
https://www.jyu.fi/science/fi/fysiikka/opiskelu/suomen-fysiikan-olympiavalmennus/valmennusmateriaalia/eriyttava-materiaali/kokeellisia-toita/tyoohje-aurinkokennot.pdf
Meneehän tuon parhaan pisteen etsimiseen manuaalikeinoin tosiaankin paljon aikaa.
Mutta ehkäpä automatisoimalla tuo etsintä, se sujuisi hyvinkin nopeasti.
Eli siis:
Aurinkokennolla ladataan elektrolyyttikondensaattori.
Tuon kondensaattorin jännitettä valvotaan, siten että:
1) Estetään jännitteen kohoaminen liian korkeaksi
ja
2) Estetään jännitteen putoaminen liian alas silloin, kun paneli ei tuota (yöllä, pilvisellä säällä jne.)
Lisäksi:
Panelilta kondensaattorille kytketään diodi; näin estetään kondensaattorin purkautuminen panelin kautta pimeällä.
Mutta miten tehdä sellainen DC/DC -hakkuri, jossa:
1) lähtöjännitettä säädetään pääosin lämpötilan mukaan, mutta myös siten, että lähtöjännitettä tarvittaessa alennetaan siten, ettei kondensaattorin jännite romahda.
2) hakkuri voidaan sammuttaa, jos:
2a) akku on jo täynnä
ja myös:
2b) kun panelilta ei ole energiaa tarjolla.
Ilmeisesti mikrokontrollerin pitäisi mitata (AD -muuntimella) useita asioita:
kondensaattorin jännite
ladattavan akun jännite
latausvirta akulle
virta panelilta kondensaattorille
virta kondensaattorilta muuhun kytkentään (hakkurille)
Lisäksi mikrokontrolleri itse tarvitsee virtaa.
Panelin tuottaessa tuo virta voidaan ottaa em. kondensaattorilta, mutta kun paneli ei tuota:
1) virta mikrokontrollerille akusta, MUTTA
2) mikrokontrolleri virransäästötilaan (nk. nukutustila) silloin, kun paneli ei tuota.
Jos mikrokontrollerin pysyväismuistiin vielä ohjelmoidaan auringon nousu- ja laskuajat, niin silloin voisi nukutustilasta heräämisen hoitaa ajastimella, ja vasta, kun ajastin kertoo auringon nousseen, tarkistetaan asia mittaamalla panelin tuottama jännite ja virta.
Vastaukset 5
Vanhimmat
Pyörä on jo keksitty
Laita googleen: MPPT-säädin
Auringonpaiste kun vaihtelee koko ajan niin säätimen pitää pystyä siinä muuttumaan mukana. Ei tuossa muuta tarvita kuin lisätä kuormitusta siihen asti, että jännite tippuu enemmän kuin virta nousee. Periaatteessa voisi olla pelkkä hakkuri ja potikka, jota ihminen säätelee kaiken aikaa, mutta mikro-ohjan tekee sen työn.
Tuo säätimen hinta on sellainen, että niin kauan kannattaa ostaa lisää paneeleita katolle kun mahtuu ja vasta viimeisenä se parempi säädin. MPPT-säätimen hyöty on parhaimmillaan silloin kun akun napajännite on poikkeuksellisen matalalla.
Halvoissa säätimissä useinmiten MPPT alkaa toimia vasta kun kennojen jännite ylittää akun jännitteen. Olen tavannut jopa kalliissa säätimessä manuaalissa tekstin että akkua ei ladata ennen kuin paneelien jännite ylittää akun jännitteen.
Onkohan säädintä, jossa MPPT-toiminnan lisäksi akkua ladataan jännitettä nostavalla hakkuritoiminnalla (step up) silloin kun kennojen tuottama jännite on pienempi kuin vallitseva akkujännite ??
Omien mittauksien mukaan paneeli nostaa heti jännitteen 15v tuntumaan, vaikka virranantokyky olisi luokkaa 10mA. Eli normaali 5mm ledi pudotti jännitteen 2v tasolle. Jos paneeli ei nosta jännitettä, sen teho on todellakin täysin mitätön.
Juuri näin, eli saatavilla ei ole mitään.