Direktno spajanje fotonaponskih panela na bojler

[Harp]

https://www.hotsoninternational.com/high-voltage-dc-relay/

high voltage dc relay

Ovakav relej mozes pokretati direktno preko termostata bojlera, vjerojatno su dizajnirani s drugim materijalom na kontaktima i vecim razmakom iskljucenja. Ali mislim da je svaki relej u kategoriji potrosne robe, kod vecih (ozbiljnijih, boljih) se kupuju samo plocice s kontaktima.

Medjutim, u industriji se cesto kod vecih struja koje treba iskapcati ukapcati koriste veliki tiristori (kao prekidaci) gdje ne dolazi do iskrenja, ali trebaju neku osnovnu elektroniku za pokretanje.


https://eu.mouser.com/c/semiconductors/discrete-semiconductors/discrete-semiconductor-modules/?type=High%20Current%20Thyristor%20Modules%20%28Single%20%29

high current thyristor


Ili je konvertiraj natrag u ac

Samo ideja, kod motora od auta, kamiona itd na anlaseru imas veliki relej za istismjernu struju od parstotina ampera - mozda da probas s tim jer svaki auto na otpadu ga ima.

[Nikola]

Bravo, svaka čast što si to pronašao, meni nije uspijevalo!

[Nikola]

Našao sam i ovo, paralelno kontaktima se spoji kondenzator:

[andjelkoasa]

Sličan sistem imaš kod usisavača, paralelno spojen kondenzator koji sprečava iskrenje na kolektoru. Vidio sam i u brusilici, bušilici, fenu ...
Koliko sam razumio, jedino je potrebno imati dovoljno velik kapacitet u odnosu na snagu i napon koji se koriste.

[Nikola]

Proučavam materiju, koristi se RC član. Postoje formule kako izračunati vrijednosti:
https://testguy.net/content/362-Arc-suppression-circuits

Testirati mogu ovako. Spojim panele direktno na bojler. Voda je hladna, krenuti će grijati (termostat je zatvoren). Negdje na dovodnom kabelu ću imati "slab kontakt". Žica koju mogu skinuti sa kleme i vratiti ju natrag. Kad ju skinem, mora iskriti. Snimiti ću iskru. Onda ću paralelno tom slabom kontaktu spojiti RC član proračunat prema onim uputama. Ponoviti ću prekidanje. Ako ne bude iskre, onda je neće biti ni u kontaktima termostata.

[fazy]

Bojler sam odabrao, nisam još kupio ali imam dobrog kandidata koji se lijepo kombinira sa panelima. Brine me toplinska regulacija na bojleru. Svi oni imaju termostat preko kojeg je spojen grijač, i taj termostat napravi "klik" kada je postignuta željena temperatura vode. Problem je u tome što je taj klik mnogo jednostavniji kod izmjenične nego kod istosmjerne struje. Kod istosmjerne, prilikom isklapanja, stvara se električni luk na kontaktima termostata (ili bilo kakve druge sklopke) što dugoročno može dovesti do kvara. U najgorem slučaju, moguće je da se kontakti slijepe, pa termostat ne može isključiti i voda zakuha.

Ne mogu pronaći istosmjernu varijantu termostata, ili neki relej dizajniran za visoki istosmjerni napon. Znam da mora postojati, ali nedostaju mi ključne riječi, pretraživanje interneta od slabe je pomoći.

Ima li tko kakvu praktičnu ideju? Isti problem ću možda imati i sa grijalicom prostora ili bilo kakvim drugim trošilom spojenim direktno na visoki istosmjerni napon.

Termostat u bojleru koji god da odabereš, Nikola ima u sebi dizajnirane kontakte za isključivanje struje od minimalno 16 A, pri naponu od 250 V izmjenične struje.
Za bojler snage 2 KW (2000 W), struja je oko 9A. Dakle kontakti su predimenzionirani, a u slučaju da se baš i "zalijepe", bojler od pregrijavanja štiti dodatna termozaštita ugrađena u bojler.
U Tvom slučaju spajanjem navedenog broja kolektora u seriju, očekujem da će napon biti manji od 220 V, a struja neće biti veća od 8 A.
Napon koji ćeš tako dobiti ne možemo smatrati visokim naponom i nisu ti potrebni visokonaponski relei.

Ako spajaš kondenzator, paralelno kontaktima termostata, isti mora imati radni napon od minimalno 400 V (kako taj kondenzator ne bi probio i provodio struju umjesto termostata).
Kondenzator možeš iskoristiti i iz neke stare odbačene bušilice, a možeš staviti i dva (paralelno spojena).

Prednost ovog spajanja kolektora u seriju je ta, da možeš koristiti PGP vodič presjeka dva puta 2,5 mm2, za povezivanje kolektora i bojlera, umjesto puno debljih kablova koje bi koristio da se radi o 24 V povezivanju, osim što Ti regulator i inverter nisu potrebni.
Odlična ideja.

[Nikola]

Fazy, na ovo sam mislio, video prikazuje iskru kod izmjenične i istosmjerne struje istog (efektivnog) napona:
"AC vs DC Switching Demonstration with Arcs"

"10 amp AC Switch used on 7 amps DC"

Moji paneli imaju 325W, napon pri maksimalnoj snazi 34V, te struju pri maksimalnoj snazi 9,56A. Sedam panela u seriju stvara (idealno) napon od 238V. Da bi pri tom naponu bojler zaista povukao maksimalnu struju od 9,56A, grijač bi morao imati otpor 24,9 oma. Grijač u bojleru (snage 2,2kW) ima grijač otpora 24 oma, dakle malo će više opteretiti panele, napon neće biti 238V nego koji volt manje, ovako napamet procjenjujem 230V uz struju 9,6A. U manje idealnim uvjetima, sve je to mnogo manje, ali moram dizajnirati za maksimalni napon.

[fazy]

U svakom slučaju, trebaš cijeli sistem dizajnirati za maksimalnu snagu panela.
No, ako ugradiš onaj RC član paralelno kontaktima termostata, ne moraš brinuti.

Od kad si objavio ovu svoju ideju sa serijski spojenim panelima, bez regulatora i pretvarača, silno si me zainteresirao za istu.
Kako se nismo ranije toga sjetili!?
Radujem se Tvom uspjehu u iščekivanju novih rezultata.

Jedna je velika razlika u odnosu na paralelno spojene panele - umjesto 12 V razlike potencijala, na izlaznim krajevima svih panela, razlika potencijala na svakom pojedinom panelu i dalje će biti 12 V, no, na krajevima serijski spojenih panela, razlika potencijala biti će oko 220 V.
Električni spojevi panela, trebaju biti dobro izolirani.

Korisno bi bilo koristiti navedene panele i za zagrijavanje objekta, kako ne bi bio hladan pri dolasku i potrebe za silnim loženjem.
U tu svrhu bi, termostat bojlera, mogao koristiti na način da isti ne iskapča struju kroz bojler, nego da prebacuje rele sa izmjeničnim kontaktima sa bojlera (kada se voda dovoljno zagrije) - na grijalicu (najbolje TA peć, kako piše TB).

[Nikola]

Kako se nismo ranije toga sjetili!?

Kada sam ja postavljao svoj prvi FN panel, bio je snage 260W i koštao je oko 2000 kuna, možda sam malo i rekao. Sada su paneli snage preko 300W po cijeni od 1000 i nešto sitno kuna. Omjer cijena fotonaponskog i kolektorskog sustava se promijenio.

[fazy]

Korištenje termostata bojlera za prebacivanje sa grijanja bojlera na TA peć, ja bih ovako spojio:

U stanju mirovanja, ( dok nema napona sa panela), rele je otpušten i preko njegovog mirnog kontakta (u stanju mirovanja - otuda naziv mirni kontakt), spojena je TA peć, kroz koju će proticati mala struja, sve dok napon sa panela dovoljno poraste ( ovisno o minimalnom naponu ukapčanja relea).
Kad taj napon poraste (paneli budu obasjani dovoljnom količinom svjetla), rele privlači i preko svog radnog kontakta napaja grijač bojlera.
Kada se voda u bojleru dovoljno zagrije, (ovisno o ručno podešenoj vrijednosti termostata), termostat bojlera isključuje rele i tada preko mirnog kontakta relea imamo napajanje TA peći.
TA peć ostaje uključena, sve dok termostat ne prebaci rele u radni položaj ili do zalaska sunca.

Evo brze skice:

[Nikola]

Upravo tako Fazy i meni odgovara korištenje. S time da bih ideju proširio na ljetne potrošače, jer ljeti ne treba TA peć. Ljetni potrošač može biti pećnica/gril u dvorištu, kako se ne bi kuhalo u kući.

EDIT: S time da je možda teško naći rele sa upravljačkim naponom 230 VDC. Vjerojatnije je 12VDC, koji meni recimo nije problem, jer već imam niskonaponsku instalaciju u kući.

[Harp]

Gledajuci gornju shemu, gdje je 220v relej (kontrola) spojena paralelno na jaki potrosac (regulacija), svakako bih paznju usmjerio na pad napona, odnosno posto je otpor potrosaca malen i nazivno konstantan, da li bi variranje napona (sunce oblak) utjecalo na prerano otpustanje releja odnosno pojave buzzera u nekom trenutku?

Ja bih svakako kontrolu releja radije proveo neovisno na 12/24v tako da potrosac moze imati puni (neometani) radni raspon neovisno da li kolektori proizvodili 50v ili 220v.

[Nikola]

U pravu si, upravljanje relejem se ne bi nikako smjelo vezati direktno na napon panela budući da varira od nula do maksimalne vrijednosti, a ovisi i o opterećenju. Posve sigurno će se dogoditi da napon u nekom trenutku bude jedva dovoljan da rele zatvori, nakon toga će poteći veća struja kroz grijač i napon će pasti ispod granice i rele će otpustiti.

Odvojeni strujni krug je neophodan za upravljanje relejima.

Gledao sam i Solid State releje, ne vidim preklopne. Bili bi idealni ovdje. Potražiti ću još malo kad stignem.

[fazy]

U potpunosti podržavam Tvoju tezu Harp!
Očekujem dopunu električne šeme.

Naime, u slučaju da svi  panelu nisu osunčani, lako može doći do pada napona i isključenja releja, a time i grijanja bojlera (no tada je ionako premalo energije za zagrijavanje vode).

Više bih volio da mirni kontakt relea napaja bojler, a radni kontakt TA peć, no to bi zahtjevalo izmjenični kontakt na termostatu bojlera (koji ne postoji na bojlerima), ili ugradnju elektronike, logičkog sklopa "NO", kojeg možemo postaviti ovdje, ukoliko postoje interesenti  (no, htio sam maksimalno pojednostaviti šemu i dok sam je razrađivao, shvatio da i nije toliko loša, jer će napajanje bojlera biti ostvareno pri dovoljno velikoj snazi sunca, kako bi moglo zagrijavati vodu.)

TA peć će akumulirati koliko toliko energije, i Nikoli, kad dođe sa svojom obitelji u prostor neće biti toliko hladno, kao do sada, da treba zagrijavati prostor, kao što je naveo, cijelu noć (poznato mi je to iz vlastitog iskustva, kad uđeš u prostor koji nisi koristio 4, 5 dana).

[Harp]

Nikola sigurno zna to sam sastaviti, da mu radi onako kako on hoce

Ako sam dobro razumio primarni cilj je imati toplu vodu, a potom s viskom grijati kucu.
Ja bih probao s serijskim spajanjem potrosaca i njihovim unakrsnim premoscivanjem putem releja, tako bi se jos malo smanjilo iskrenje zbog djelitelja napona.

Dodao bih extra neki slabi panel s max 32v koji bi preko LM78T12 (v reg) pokretao relej. Ako se zeli dobiti jos bolja efikasnost, umjesto linearnog 7812 (koji radi od 15-32v) bih koristio kineski modul s XL6009 adjustable step up step down convertor, koji ulazni napon u rasponu od 3.8v do 32v pretvara (dize ili spusta) na zeljenu voltazu.

Baterije ne bih koristio bez da je spojena 'pametna' elektronika, da se bezveze ne prazne npr po noci, no tek s njima uz popratnu kontrolu bi se dobila maximalna iskoristivost od cika zore do sutona.