Нагрів ТЕНами від сонячних панелей без інвертора

[newbee2020]

бачив декілька реалізацій на ютубі, начебто працює, навіть при зниженій  напрузі. тен 220в робить на постійному струмі норм. плюси мінуси практика? цікавить також, що по безпеці користування,чи є нюанси не очевидні?

 

Змінено 16 квітня 2023 користувачем newbee2020

[porterlv]

Плюсів маса - просто дешево, швидко, нема проблем з надлишками (хіба спецреле потрібно для постійного струму). Мінус один - при заниженій напрузі зйом потужності ніякий. 

Якщо це як додаткове джерело ГВС для економії - питань нема. Як основне - то ой.

[volomoto]

1 годину тому, newbee2020 сказав:

плюси мінуси практика?

Дуже низький коефіцієнт утилізації сонячних панелей десь 20% від того, що може дати інвертор з MPPT.  Ну і вас не буде сонячної енергії на інші потреби, коли не потрібно гріти воду.

1 годину тому, newbee2020 сказав:

цікавить також, що по безпеці користування,чи є нюанси не очевидні?

Термостат мусить на базі твердотільного реле, бо звичайне реле на такій постійній напрузі спалить контакти дуже швидко. Також потрібен аварійний термозапобіжник, але я не знаю чи є такі на постійний струм.

[n0mad]

В мене було трохи практики.

Значить розказую: набираєте панелі так, щоб в лініі було ~250В холостої напруги. (В мене вийшло ~270В - теж без проблем працювало)
Читаєте з панелей/рахуєте, яка буде напруга для найвищого ККД. (В мене десь 220В)
Бажано мати вольтметр, щоб бачити скільки вольт у даний момент на панелях.

Після цього заводите окрему розетку від панелей, від якої майже все буде працювати - на що потужності вистачить.  В мене працювали: все що з імпульсними блоками живлення (комп'ютер, ноутбук, телевізор (плазма 50'), зарядні до телефонів, інтернет-роутер і т.д.), все що з щітковими двигунами (міксер, болгарка, дриль, газонокосарка і т.д.), все що з спіралями (бойлер, освітлення, електроплитка), лед-лампи.
Тобто, майже все - крім того, в чому є асинхронний двигун (пралка, холодильник, насосна станція), або хитра схема живлення (в мене наприклад не запрацювала мікрохвильовка).

При чому все це можна використовувати тільки під постійним контролем: якщо бачите, що пішли хмари і напруга падає, то щось вимикати, або воно саме вимкнеться від нестачі, при напрузі десь біля 140-150В. Правда, щіткові двигуни не вимикаються, а просто повільнішають. Також не можна вимикати стандартними перемикачами - вони дають дугу, вимикати все потрібно тільки з розетки.

Тобто, така собі непогана схема на випадок, коли немає мережевої напруги і мережевий інвертор не працює. Восени/взимку використовував... що можу сказати: навіть у найхмарніший зимовий день вистачало на роутер і зарядити телефони. А як трохи світліше - то взагалі непогано.  

8 часов назад, volomoto сказал:

Дуже низький коефіцієнт утилізації сонячних панелей десь 20% від того, що може дати інвертор з MPPT.

Ну не 20%, але менше ніж МППТ. На скільки - це кожен момент видно по відхиленню напруги від оптимальної. Але в умовах, коли інвертор не працює і використовуєш цю схему - то вже не так важливо.  

[UT7UV]

Мікрохвильовка і не повинна була працювати, там блок живлення магнетрону на звичайному підвищуючому трансформаторі 50 Гц, постійний струм для нього вірна смерть

[volomoto]

1 година тому, n0mad сказав:

Ну не 20%, але менше ніж МППТ. На скільки - це кожен момент видно по відхиленню напруги від оптимальної. Але в умовах, коли інвертор не працює і використовуєш цю схему - то вже не так важливо.

Якщо постійно біля того сидіти і займатись включенням/виключенням споживачів, то більше. Але якщо підключити тільки до ТЕНа і не лізти туди більше, то десь 20%. Добрі люди вже це тестували і статистику можна знайти.

[n0mad]

2 часа назад, volomoto сказал:

якщо підключити тільки до ТЕНа і не лізти туди більше, то десь 20%

Можливо, але не довго так буде працювати. Якщо не вимикати руками з розетки, то термореле вигорить через кілька сонячних днів, і пощастить якщо воно вигорить у розімкнутому стані. Якщо прикипить - перетворить бойлер на бомбу. Отже не рекомендую "підключити і не лізти туди більше".  

Змінено 17 квітня 2023 користувачем n0mad

[newbee2020]

цікаво, а чому напряму ефективність менша? по ідеї ТЕН має утилізувати всю доступну енергію, якщо напруга просідає, тяне по струму? чи щось я не розумію фізику процесів

[n0mad]

del

Змінено 17 квітня 2023 користувачем n0mad

[n0mad]

11 часов назад, UT7UV сказал:

Мікрохвильовка і не повинна була працювати, там блок живлення магнетрону на звичайному підвищуючому трансформаторі 50 Гц, постійний струм для нього вірна смерть

До речі: а якщо мікрохвильовка інверторна, буде працювати?

[volomoto]

14 годин тому, n0mad сказав:

Можливо, але не довго так буде працювати. Якщо не вимикати руками з розетки, то термореле вигорить через кілька сонячних днів, і пощастить якщо воно вигорить у розімкнутому стані. Якщо прикипить - перетворить бойлер на бомбу. Отже не рекомендую "підключити і не лізти туди більше".  

Хм, здається я про це написав:

17.04.2023 в 00:28, volomoto сказав:

Термостат мусить на базі твердотільного реле, бо звичайне реле на такій постійній напрузі спалить контакти дуже швидко. Також потрібен аварійний термозапобіжник, але я не знаю чи є такі на постійний струм.

 

[volomoto]

4 години тому, newbee2020 сказав:

цікаво, а чому напряму ефективність менша? по ідеї ТЕН має утилізувати всю доступну енергію, якщо напруга просідає, тяне по струму? чи щось я не розумію фізику процесів

Почитайте про IV характеристику панелей і чому придумали MPPT. 

Якщо по задротськи, то панелі і мережа є фундаментально різними джерелами електроенергії: мережа — майже ідеальне джерело напруги, сонячна панель — дуже неідеальне джерело струму. Відповідно те, що проектувалось для одного, не буде ефективно працювати з іншим.

[UT7UV]

12 часов назад, n0mad сказал:

До речі: а якщо мікрохвильовка інверторна, буде працювати?

Так, у мікрохвильовках де немає звичайного трансформатора, а стоїть імпульсний перетворювач (зустрічав, але це рідкість) то без проблем буде працювати від постійного струму

[yur43]

17 годин тому, newbee2020 сказав:

цікаво, а чому напряму ефективність менша? по ідеї ТЕН має утилізувати всю доступну енергію, якщо напруга просідає, тяне по струму? чи щось я не розумію фізику процесів

ФМ, як сказали вище, більше підходить до визначення джерела струму з досить високим внутрішнім опором. Тобто струм буде, а потужність максимальну ми отримаємо якщо знайдемо якісне співвідношення струму і напруги. Що і робить МРРТ.

ТЕН просто посадить сутінкову потужність в нуль.

[sanyas15]

17.04.2023 в 09:18, n0mad сказав:

не можна вимикати стандартними перемикачами - вони дають дугу, вимикати все потрібно тільки з розетки.

А хіба з розетки не буде дуги?

[volomoto]

48 хвилин тому, sanyas15 сказав:

А хіба з розетки не буде дуги?

Та якийсь час буде, але потім відстань між контактами стане занадто великою, щоб підтримувати дугу. В кнопки чайника в розімкненому стані відстань між контактами 1-2 мм.

[n0mad]

58 минут назад, sanyas15 сказал:

А хіба з розетки не буде дуги?

Розетка вигорає не так швидко - там контакти великі. А якщо різко висмикувати, 😉 то майже не горить. Практика швидко вчить.  

І не забувайте - це стосується лише потужних приладів. Телефонна зарядка не горить взагалі, як і розетка телевізора. Тільки щось від кіловата і вище.

Змінено 18 квітня 2023 користувачем n0mad

[n0mad]

В 18.04.2023 в 10:17, UT7UV сказал:

у мікрохвильовках де немає звичайного трансформатора, а стоїть імпульсний перетворювач (зустрічав, але це рідкість) то без проблем буде працювати від постійного струму

а індукційна плита? А то пробувати страшнувато.

[UT7UV]

45 минут назад, n0mad сказал:

а індукційна плита? А то пробувати страшнувато.

в індукційній плити перетворювач, йому без різниці постійний чи змінний струм.

[volomoto]

16 хвилин тому, UT7UV сказав:

в індукційній плити перетворювач, йому без різниці постійний чи змінний струм.

Не без різниці, бо там є резонансний інвертор, який очікує пульсуючу напругу з частотою мережі (після діодного моста). Це й інвертор є за сумісництвом і активним PFC, відповідно не треба робити окремий PFC на велику потужність, що економить гроші і втрати.

[apereverzev]

В 17.04.2023 в 20:49, newbee2020 сказал:

цікаво, а чому напряму ефективність менша? по ідеї ТЕН має утилізувати всю доступну енергію, якщо напруга просідає, тяне по струму? чи щось я не розумію фізику процесів

Если соберете на ардуине и мосфетах специальный коммутатор тенов, который будет подбирать соприотивление в соответствии с освещенностью панелей, то можно выйти на очень неплохие показатели. К примеру, можно заказать тены с сопротивлениями 3, 6, 9 Ом, и коммутировать их последовательно при помощи мосфетов. Таким образом получится ряд ступеней 3, 6, 9, 12, 15,  18 Ом. Подсоединив датчики тока и напряжения можно выбирать ступень в зависимости от освещенности. Получится самодельный MPPT контроллер. Ваша идея в принципе реализуема и логична, думаю скоро появятся и заводские реализации таких вещей.

[volomoto]

8 хвилин тому, apereverzev сказав:

думаю скоро появятся и заводские реализации таких вещей.

Вони вже давно є і називаються сонячними інверторами  Нема змісту придумувати своє рішення кожну задачу, якщо можна є універсальне рішення.

12 хвилин тому, apereverzev сказав:

Если соберете на ардуине и мосфетах специальный коммутатор тенов, который будет подбирать соприотивление в соответствии с освещенностью панелей, то можно выйти на очень неплохие показатели. К примеру, можно заказать тены с сопротивлениями 3, 6, 9 Ом, и коммутировать их последовательно при помощи мосфетов. Таким образом получится ряд ступеней 3, 6, 9, 12, 15,  18 Ом.

Якщо вже бавитись з ардуїно, то чому не поставити один ТЕН, який буде живитись від buck конвертера, який керується ардуїно, на якому реалізовано MPPT?

[apereverzev]

15 минут назад, volomoto сказал:

Вони вже давно є і називаються сонячними інверторами

Иверторы - это нечто, у чего на выходе переменный ток, а речь идет об использовании солнечной энергии без конвертации в переменный ток и без использования химического аккумулятора.

17 минут назад, volomoto сказал:

Якщо вже бавитись з ардуїно, то чому не поставити один ТЕН, який буде живитись від buck конвертера, який керується ардуїно, на якому реалізовано MPPT?

К сожалению не знаю, что такое buck конвертер, но мне кажется что ключ к эффективному съему энергии именно в подборе мощности нагрузки.

[UT7UV]

1 час назад, volomoto сказал:

Не без різниці, бо там є резонансний інвертор, який очікує пульсуючу напругу з частотою мережі (після діодного моста). Це й інвертор є за сумісництвом і активним PFC, відповідно не треба робити окремий PFC на велику потужність, що економить гроші і втрати.

Глибоко не вникав у тему, ніколи не ремонтував, бачив просту китайську індукційну плиту в розібраному вигляді - то там дешманський перетворювач стояв, навряд чи з коректором PF. Ну саме головне - немає низькочастотного трансформатора, який згорить від постійного струму. 

[yur43]

Раз вже в планах саморобний МРРТ, то і фотомодулі до нього теж саморобні бажано. Настругати кремнію в горах, на глині замісити, має вийти не гірше китайців.