Stavba třetí verze SE po větrné smršti....

 

Po větrné smršti s kterou jsem se ještě ve svém životě nesetkal a mé stanoviště SE neznalo se má konstrukce natáčení poškodila v nejcitlivějším místě.

Dá se říci že za tento stav si mohu sám, jelikož jsem včas neřešil pohon pro sklápění panelů.

Ale všechno zlé je k něčemu dobré a co tě nezabije to tě posílí jak zní pořekadla….

Proto jsem se rozhodl že postavím jiný systém natáčení, abych mohl srovnávat náročnost výroby, jeho chování a v neposlední řadě bude třeba zcela jistě jiné logiky řízení polohování.

U této konstrukce se již nedá hovořit o natáčení, ale o polohování. Nic se nebude točit, vše se bude dít na základě přímočarého pohybu.  

 

Takže jde o obecně známý pojen mezi solárníky,  duální axiální polohování.

 

Díky řešení provizorního stanoviště se mi opět potvrdilo jak účelné je natáčení za sluncem. Co se týče našeho stanoviště jsem z pevného umístění panelů nešťastný .

 

Ztráta výkonu SE je neuvěřitelná.  Na vrcholu léta je tento fixně umístěný systém u nás  od svítání do 8:15  a  od 16: 40 bez výkonu, který by uspokojit požadavek  na energii. Takže ji máme vlastně v době,  kdy ji nepotřebujeme.

Konstrukce - hlava

Hlava  alias kloub zařízení není  tak náročná na výrobu jako otáčecí systém, je třeba jen mít pořádný kus železného materiálu po ruce dobrou svářečku a kousek soustruhu pro pár nenáročných operací, ke kterým není potřeba nějaké super zkušenosti s obráběním.

 

Já volil dosti silný materiál (12 – 20 mm) z důvodů, že byl po ruce a deformace kloubu je svým způsobem skoro nemožná při této síle materiálu…Prostě povolí něco jiného jak to bývá (doufám, že se to už nestane).

Osnova panelů

 

Osnova byla svařena z jeklu 40 x 40 x 1,5 (tedy tenkostěnný)

střední nosní díl je  ze silnostěnného materiálu 40 x 40 x 3 mm

na němž jsou navařeny  silné trubičky v počtu 3 kusů které slouží jako pant se spojením s hlavním ráhnem.

 Osnova je ve tvaru H o rozměrech  2 x 3 m což za použití podélníku postačí na 6 Ks panelů 2 x 1 m

 

Zakomponování panelů o nižších výkonech je sestrojeno na dodatečných výměnných rámech, které se vkládají do základní konstrukce (jekl do jeklu)

Díky téhle doplňkové konstrukci lze v případě potřeby změnit panely podle fungování domácnosti. A v neposlední řadě, se také dostane celá osnova do vyváženého stavu, což jak jsem se již přesvědčil je velmi důležité.       

Počet panelů

Protože během 4 let hybridního systému jsem vypozoroval několik důležitých faktů, změnil jsem i plánovaný počet panelů.

Pokud někdo čeká navýšení, tak vás zklamu naopak bude „…bude Halík nižší….kurva nižší….“ :-)

Někteří se možná ptáte jak to. Jednoduše, má priorita byla ostrovní systém takže spousta el.spotřebičů denní potřeby co šly předělat na 24V jsou honěny tímto napětím a na 230V  jich už moc nezbylo.

 

Standardní odběr při 24V je v průměru 4,5A přes den, takže se dá říci, nulová spotřeba z baterií.

Tím že vznikly bohaté přebytky bylo možno připojit GF systém. Tímto se vyřešily ony zbývající spotřebiče 230V jako lednička a mražák, čerpadla apod.

Takže zkráceně 1Ks inventoru GF jede celý den díky připínání panelů podle spotřeby domácnosti. A z 80% jsou pro nás důležité výkony panelů  60 ,70 a 280W díky těmto 3 výkonům lze pokrýt většinu spotřeby domácnosti  v síti 230V.(samozřejmě za předpokladu natáčení panelů)

 

Proto byla nová osnova sestrojena na 6KS panelů 280W a pro nás nejdůležitější malé panely  14 x 10W /12V a  6 x 20W/12V.

 

   Chování  polohovací SE a distribuce vyrobené energie

 

Jak jsem již výše uvedl tato konstrukce není tak náročná na přesnost a zručnost s opracovávánim kovů.

Proto ji mohu doporučit všem kteří mají aspoň základní vybavení dílny.

 

Mohu srovnávat konstrukci natáčecí a jak zde této konstrukci pracovně říkám polohovací.

Přes jednoduchost výroby je třeba mít na paměti, že panely jsou zjednodušeně řečeno každou hodinu v jiném místě na rozdíl od natáčecího systému.

Někteří si možná řeknete dyk je to jedno nééé, kde jsou panely…. Bohužel to není pravda. V podstatě jde o stanoviště, kde si svou elektrárničku postavíte. Jako příklad může posloužit naše stanoviště SE.

Jak jste si možná všimli je postavená mezi domy a poblíž stromů které v podzimním období hází relativně časově krátkodobé  stíny ( cca 1-2hodiny podle ročního období) na panely. Proto velká natáčecí elektrárna byla navržena na vysokém sloupu a horní panely byly napojeny jako prioritní pro dodávku vyrobené energie.

Prostě horní panely byly horní a nikdy tomu nebylo jinak a stíny na ně nedosáhly.

Ale u této konstrukce je vše jinak, jak jsem již naznačil každý z panelů je za celý den někde jinde.  No a jak chcete vytvořit tedy prioritní panely? V našem případě se to do určité míry podařilo, ale je to vykoupeno snímači a kabeláží navíc.

Jako základ pro konstantní distribuci vyrobené energie bylo zapotřebí navrhnout desku, která směruje energii do požadovaných větví odběru. A to je možné pouze pokud se využívá netradiční řízení výkonu GF inventorů, připínáním panelů dle požadovaného výkonu.

Tato cesta, kterou jsem se vydal vzbuzuje u mnoha solárníků  úsměv a spousta různých argumentů proč je jejich zařízení lepší…. Já jen vím, že já mohu si relativně plynule řídit výkon inventoru pro vykrytí spotřeby, nabití baterií a pokud mám přebytky, směrovat je do větví, které jsou samostatné a nebudou ovlivňovat prioritní zařízení ( co myslím ovlivňováním? K tomu se dostanu později)… Takže nemusím pálit vyrobenou energii žárovkami čí jinými nefunkčními zátěžemi pro udržení přebytků doma.

 Jestli je, ta moje varianta lepší nebo ne, nechám na úsudku každého čtenáře, jen zde prezentuji ještě další možnost řízení která není tak běžná a je dle mého názoru a zkušeností  velice dobrá v hybridním systému  OSTROV – GRIDFREE.

 

Ale, vrátím se k tématu nějak jsem odbočil.

 

Jak tedy řešit stíny na polohovacím systému pro zachování, co možná nejlepšího využití vykrytí spotřeby díky GF?

  • Snímání polohy panelů ) východ – jih – západ
  • Snímání intenzity slunečního záření  ( přiřazeni  panelu – skupiny panelů )

A to se  =  získání požadovaného výkonu pro inventor do sítě GF.

Jak snímat polohu panelů?

Toto snímání není nikterak složité, je spousta způsobů jak to provést. Jelikož mi však nezbylo moc žil v info kabelu provedl jsem nejjednodušší možnou věc, jaká se dala provést po jedné žíle ( jasně že je to podvou,ale zem je přece všude...takže aktivně je použitá jen jedna izolovaná info žíla) A to díky potenciometru a bovdenu, jak lze vidět ve foto galerii a na videu dole pod článkem...

Takhle jsem získal na analogovém vstupu napěťové hodnoty, které korespondují s přesnou polohou panelů.

Snímaní intenzity slunce

No, a když se ještě k výše uvedenému snímání  přihodily  3 ks 10W panelů východ – sever – západ dostali jsme na základě protékajícího proudu těmito panely hodnoty pro spínání panelu či  skupin panelů, co jsou plně osluněny a lze je aktivovat pro vyšší (konstantní výkon GF) a ty méně osluněné směrovat třeba na baterie, které jsou již nabité a potřebujeme jen vykrýt okamžitou spotřebu a, nebo i na udržovací proud zbude.

Využívám měření zkratového proudu těchto 3 panelů v zapojení 12V tyto panely dodávají při plném osvitu ve zkratovém zapojení 1,8A což je dosti veliký rozsah pro proudový vyhodnocovací modul.

Dodává velice korektní analogové info  o intenzitě slunce. První napěťová informace z proudového modulu snímání intenzity slunce, přichází již jako použitelná pro praktické využití v systému GF. Jinak jsou do poslední chvíle zamračeného počasí  informace nulové a tím je zcela jasné, že celá SE je směřována na baterie.

A díky těmto plynulým napěťovým informacím z proudového modulu jde určit výkon na osvit u daných panelů na SE. A díky snímači polohy přehodit zastíněnou skupinu panelů na plně osvětlené a pak zase zpátky..

 

 

A tak lze tedy obelstít ony stíny a provozovat SE i tam kde to není zrovna ideální…a tak zažít „dobrodružství“ u stavby a vyzkoušet si kde končí vaše trpělivost a touha přečůrat ony stíny….( třeba i sousedův strom, který by vám nechtěl  ze zášti setnout i když je k ničemu)

Baterie a sledování její kondice

Dále jsou sledovány i baterie na základě napětí a proudu. Pro snímaní proudu baterie je použit reverzní proudový snímač, takže získat informace o tom kolik proudu teče do baterie nebo kolik proudu teče ven a na základě toho do řízení vložit příkazy na připnutí či odepnutí dalších panelů. A tím odebrat z jiné větve energii na baterie nebo pustit více přímé energie do další větve .

Nebo při nepřízni počasí a nízkém napětí na baterii se automaticky připojuje nabíječka.

 

Asi už vtom mate někteří informační guláš…Ale v podstatě čím více je informací o celém zařízení lze za pomocí řízení a desky distribuce, (což je v zjednodušeně řečeno relátková deska, která přepíná a připíná panely do různých větví dle požadavku prográmku v arduinu) efektivně směrovat energii tam kde je třeba.

 

Snímání protékajícího proudu  VÝROBA – SPOTŘEBA

 

Pro toto snímání se běžně používají Proudové transformátorky různých typů a velikostí.

Pro méně zasvěcené do problematiky ….Kolem každého vodiče jímž protéká proud se tvoří elektromagnetické pole, které je jímáno tímto transformátorkem díky provlečenému vodiči skrz něho a tím se vytváří na něm napětí, které se dá pak měřiti. Zjednodušeně vysvětleno…

Takže k věci…

Vyladění tohoto snímání bylo promne malým technickým dobrodružstvím a zkouškou trpělivosti. Jak sem se již výše zmínil základem měření odběru je pro náší domácnost nejdůležitější ten nejspodnější proudový odběr 0,4 – 1,7 A. Což je možná rozsah, který bude trápit mnoho vás,  protože to zahrnuje právě pokrytí ledničky a mražáku a popřípadě několika PC.

Celé snímání proudového odběru jsem si navrhl sám….žádná kouzla to nejsou a pro napsání prográmku s mými chabými zkušenostmi přímo ideální.

Jak jsem mnohokráte četl …

Arduino proty co znají elektronku a neznají programování a pro ty co znají programování a neznají elektroniku.

Tento slogan je pravdou… pokud si kvalitně připravíte snímaný signál, není zapotřebí 30 řádků v programu pro jeho vyladění….

Takže jsem si připravil 100% kvalitní signál z proudového transformátoru a za pomocí analogového vstupu jsem byl schopen číst přicházející hodnoty….

Ale po 48 hodinovém měření jsem přišel na to, že hodnoty se po čase periodicky mění a odskoky,  hodnoty  pro daný proudový rozsah měly velkou hysterezí (rozptyl), což mi v mém nízkém snímaném proudovém rozsahu nevyhovovalo.

Začal jsem přidávat tedy závity kolem transformátorku a ve vyhodnocovacím obvodu jsem měl udělaný  prostor pro manévrování (vložil jsem při návrhu do obvodu Trimr) Po třetím pokusu což obnášelo 3 x 48 hodin měření a porovnávání jsem došel k zdárnému úspěchu.

Při jemném snímání 0,4 – 4A  s přesností 4,6W.

Na transformátoru bylo nutno vytvořit 2 závity z drátu 6 mm² a trimrem najít správnou hodnotu odporu pro daný snímaný rozsah.

 

To neznamená, že při vysokém odběru není zaručena citlivost, ta je spíše automatická díky dobrému sycení proudového transformátoru protékajícím proudem přes provlečený vodič.

 

Takže takovým banálním způsobem jsem dostal velice slušnou napěťovou informaci o protékajícím proudu v rozsahu 0,2 – 24A.

 

Signál je stabilní a dynamika na změnu velmi uspokojující, čož znamená, že se neprojeví ani na elektroměru v podobě přetoku což je podstatou celého systému.

 

Snímač výroby má 4 závity na transformátoru a zatím není zaveden do SW.

Počítám s tímto snímačem jako výstupní kontrolou, jestli výroba je rovna nebo menší, pokud by byla větší, tak by bylo nutno snížit výkon a indikovat tuto chybu pro novou korekci.

 

 

 

 


Pokračování bude  začíná zima...