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Energia Alternativa ed Energia Fai Da Te > Applicazioni E Realizzazioni Pratiche

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Regolatori di carica a confronto
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federyco
milliWatt


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Inviato il: 3/1/2010,22:40

cosa significa non funge?
forse non funziona ? prova questo
http://www.youtube.com/federycominieri
ma per il regolatore? mi aiutate?

 

NonSoloBolleDiAcqua

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PetaWatt


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Inviato il: 4/1/2010,00:58

Bravo e complimenti per la realizzazione...è la prima che vedo fatta in questo modo.
Per quanto riguarda il regolatore di carica è un dispositivo che va senpre utilizzato ...altrimenti le batterie si sovraccaricano e fanno una finaccia. Una cosa importante è capire la potenza del tuo generatore...che ipotizzo non vada oltre i 100W....ma confermaci questa cosa. Sul circuito più appropriato per te può consigliarti Eneo che è un esperto del settore.
Ciao
Bolle



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Chi sa raccontare bene le bugie ha la verità in pugno (by PinoTux).
Un risultato se non è ripetibile non esiste (by qqcreafis).

 

federyco
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Inviato il: 4/1/2010,23:04

ragazzi non so come fare a misurare la potenza della mia turbina indicatemi come inserire i puntali di questo coso e vi faro sapere
ciao e grazie sono contento che vi sia piaciuto il mio lavoro ciao

ma come si postano le foto?

 

Keyosz
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Inviato il: 7/1/2010,16:54

Ciao federyco,
per le foto devi andare sul tasto album in alto, caricare delle foto jpg (mi raccomando comprimile in modo che non occupino più di 100-150Kbyte e ridimensionale ad una risoluzione non superiore a 800x600, in modo che siano leggere da visualizzare per tutti) e poi una volte che le foto sono nel tuo album qui su questo forum copi l'indirizzo che ti viene proposto in fase di caricamento e lo inserisci nel messaggio usando il bottone IMG.

Per misurare i parametri elettrici del tuo generatore eolico devi misurare la tensione massima che genera senza nessun carico collegato, a vuoto, ma nel momento in cui gira più veloce, basta applicare i puntali del tester posizionato su continua direttamente sui + e sul - del ponte radrizzatore.
Per quanto riguarda la corrente massima sempre la stessa cosa, ma posizionando il tester su corrente, in pratica metti in corto il generatore eolico nel momento in cui tira più vento e vedi quanti ampere (A) riesce a far scorrere, ma mi raccomando, questo è un test da fare velocemente, non tenere in corto il generatore per la misura per più di 30 secondi o 1 minuto se no potrebbero surriscaldarsi gli avvolgimenti dell'alternatore e fondere, fai anche attenzione che se il tuo generatore eroga correnti troppo elevate potresti bruciare il tester, in genere i tester misurano correnti massime di 10A se sospetti che il tuo generatore eroghi molta più corrente procurati un amperometro a lancetta di potenza adeguata per le misure, che poi ti verrà utile da applicare sul circuito finale per misurare la corrente di ricarica durante l'utilizzo.

Ciao fly1971,
vedo solo ora questa discussione, perdonami, ma le manine mi sparivano troppo in fretta e mi perdo delle cose ogni tanto...
Gli schemi che hai proposto sono tanti, però da una prima occhiata al volo ti posso dire questo:
schema 1) shunt pwm (va bene solo per fotovoltaico)
schema 2) diversione on-off (serve carico resistivo che consuma energia in eccesso)
schema 3) diversione on-off (serve carico resistivo che consuma energia in eccesso)
schema 4) shunt on-off (eolico?? e solare comprendente un ponte radrizzatore trifase)

Negli schemi in cui vedete un mosfet che mette in corto il pannello solare in ingresso che funge da "interruttore" che spegne la sorgente di energia in ingresso è tutto regolare, il mosfet non dissipa tutta l'energia del pannello/generatore è un sistema un pò strano a prima vista per spegnere la carica ma funziona bene credetemi, non è elegante ma è economico e funziona abbastanza bene, in realtà essendo la resistenza interna del mosfet completamente in conduzione molto bassa e quindi molto inferiore dell'impedenza del pannello solare, tutta la potenza generata viene dissipata sul pannello.
Come ho detto prima è un sistema che viene adottato per risparmiare sui componenti e quindi sul costo finale, però a mio avviso potrebbe abrevviare la vita dei pannelli in quanto in piena estate oltre al calore già presente sul pannello per via dell'insolazione si aggiunge anche il calore della potenza elettrica completamente dissipata sul pannello, quindi ho sempre scartato regolatori che usano questa tecnica se ne avevo la possibilità.
Facendo riferimento allo schema 1 in pratica quando la tensione della batteria raggiunge la soglia massima interviene il circuito fatto di operazionali che chiude a massa il mosfet con un pwm variabile, cortocircuitando l'energia del pannello per una certa quantità di tempo variabile in base allo stato di carica della batteria che man mano fà aumentare sempre di più il tempo on rispetto a quello off, la corrente della batteria non viene messa in corto in quanto c'è il diodo di blocco che in questo caso ha due funzioni: 1) impedire la scarica della batteria di notte sul pannello 2) bloccare la corrente della batteria mentre viene messo in corto il pannello per fermare il processo di carica

Quindi il mosfet dissipa pchissimo calore, in pratica la corrente di corto per la resistenza interna che è bassissima, ergo qualche watt o una frazione di watt a seconda dei casi, è ovvio che la corrente massima dei pannelli in corto non deve superare quella massima del mosfet, per stare sicuri lasciate un pò di margine, come per tutte le cose.

Lo schema 2 e 3 non sono niente di particolare, in pratica viene acceso in modalità on-off, probabilmente veloce, dei mosfet ai quali bisogna applicare dei carichi resistivi che dissiperanno l'energia in eccesso man mano che la batteria diventa carica completamente, l'integrato 4949 viene "ingannato", in quanto sulla sua uscita vengono applicate delle porte logiche a trigger di smith le quali tramite anche un condensatore + resistenza, introducono una squadratura del segnale e un ritardo che porta ad avere un pilotaggio on-off dei mosfet come uno pseudo pwm.

Il quarto schema è strano, in pratica è come il 2 e il 3 però se ho capito bene mette in corto l'ingresso, e questo va bene per i pannelli fotovoltaici, ma viene dato anche per generatori eolici, difatti monta un ponte radrizzatore trifase realizzato con tutti quei diodi alettati, ma mi pare strano che si possa mettere in corto un generatore eolico in questo modo, potrebbe bruciare l'alternatore, anche se è vero che il corto non è continuativo ma con alternanza di on-off in base al vento e allo stato della batteria, però alla fine potrebbe diventare un on fisso e quindi rovinare il generatore eolico, boh p strano.

Gli altri due schemi mi sembrano un pò troppo elaborati per l'uso che nedobbiamo fare noi, e ti direi da subito di lasciar perdere gli alimentatori da pc in quanto montano componenti scadenti, il circuito in sè ha una resa tipicamente del 60-70% (sono fatti per essere economici) e comunque lo stadio di potenza è calcolato per i 300V continui a bassa corrente, quindi del tutto inadeguato ai nostri usi in cui operiamo a tensioni basse e correnti alte in ingresso.

Si può mettere giù lo schema di un semplice regolatore diversione in pwm, che va bene sia per eolico che solare o combinati, con bassissima dissipazione sui mosfet di potenza, però non c'è inseguimento di potenza e regolazione di carica a stadi, ma ha il vantaggio di essere semplice, facile da realizzare e poco costoso nei suoi componenti, per regolatori più complessi io preferisco affidarmi a microcontrollori, così tutte le funzioni logiche si sviluppano a codice sorgente che per mè è più veloce, però in tal caso bisogna saper programmare i PIC18 e lo stadio di potenza necessità componenti più particolari e costosi, ma in quel caso si possono sviluppare algoritmi di ricarica più articolati.

Bisogna tenere presente che il regolatore di carica è un componente importante in un sistema ad isola, si deve occupare di:
1) caricare bene le batterie prolungandone la vita (carica a 3 stadi di tensione)
2) avere un elevata efficenza per riversare più energia possibile nelle batterie senza inutili dispersioni in calore, cosa che semplifica anche le alette di dissipazione
3) nel caso di eolico garantire un carico costante per frenare la pala
4) gestire al meglio l'energia proveneinete dei generatori/pannelli (MPPT)

Quindi se si vuole realizzare in bel regolatore di carica in fai-da-te bisogna mettere in conto un certo prezzo per i componenti, costo che sale con l'aumentare della potenza, per la logica mi affiderei ai microcontrollori....




Modificato da Keyosz - 7/1/2010, 17:38
 

fly1971

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Inviato il: 28/1/2010,00:01

Ho trovato questi progetti, sembra che per l'uso di solo regolatore di tensione, serve un regolatore buck-boost switching, io ne ho trovato un paio di progetti, l'unica cosa e che andrebbe rivisto per inserire la tensione di 13,8V in uscita e magari potenziato come amperaggio, ma questo è possibile aumentando i mosfet in parallelo, il problema si presenta nel ricalcolare dell'induttore.
ForumEA/us/img522/8721/buckboostltc3780.jpg
ForumEA/us/img137/8867/cbuck1.jpg
ForumEA/us/img137/6122/lm5118.jpg
ForumEA/us/img62/4687/ltc1435.jpg
ForumEA/us/img62/9161/ltc3703.jpg

Immagine Allegata: C__buck1.JPG

http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/Uploads/post-5007541-1264633270.jpg



 

Keyosz
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Inviato il: 29/1/2010,14:50

Aiuto che spatafiata di schemi!!!

Sembrano quelli dei datasheet delle case produttrici degli integrati switching, il problemi quando si và su di potenza sono legati ai disturbi indotti dalle forti correnti con fronti ripidi nelle piste di feedback o che mandano in autooscillazione i driver e la logica, oltre a dimensionare adeguatamente i mosfet, bobine, condensatori e diodi shotcky è anche importante la disposizione delle piste, bisogna tenere gli stadi di potenza ben separati dalla debole logica di controllo, sopratutto evitare che la linea di feedback scavalchi le linee di potenza o vada troppo vicino alle bobine.

Il primo schema denominato buck-boost esegue una duplice funzione, buck converter se la tensione in ingresso è maggiore di quella da stabilizzare in uscita, oppure commuta automaticamente il pilotaggio dei mosfet per passare in modo boost se la tensione in ingresso è più bassa di quella richiesta in uscita.
A meno che non hai necessità particolari ti sconsiglio questo schema che oltre ad essere più complesso in genere ha una resa leggermente minore di altri dedicati ad una sola funzione.

Ma di tutti gli integrati presenti negli schemi da te proposti quanti riesci poi in realtà a trovarli nel negozio?
Te lo chiedo per evitare che anche tu incappi nel problema di Maxdef che non riusciva a trovare l'integrato del caricabatterie desolfatante, perchè a quel punto conviene prima trovare quali integrati sono più facili da reperire e poi studiare uno schema per quelli.

 

fly1971

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Inviato il: 29/1/2010,16:54

Mi piace fare le cose in grande....
cmq alla reperibilità dei componenti ci avevo pensato anch'io, credo di non aver problemi, ilnegozio in città e fornito e riesce con facilità a farmi arrivare integrati dai distributori , distrlect, rs, farnell ect
Magari posso chiedere, per glintegrati cei schemi qui elencati e dei mosfet, didoi presenti, cosi ho unidea.
Quindi tu mi dici che è meglio evitare l'integrato che mi lavora da boost, la parte che mi eleva quando sono sotto tensione, e pensandoci alla fine servirebbe anche poco, allora optare per una soluzione buck step-down, cioè che me la abbassa, però mi chiedo se al regolatore gli arriva una tensione più bassa ad esempio 12V cosa fà questa tensione passa alla batteria o il regolatore non la fà passare.
tra quelli che ho messo, sembra che quello più adatto e fattibile sia con LTC3703 il 5° schema, ingresso da 15-60V e uscita 12V a 10A, se fosse possibile portarlo a 20A, sarei al 7 cielo....per il HUB ch estò testando sono più che sufficienti...non sò se hai letto gli ultimi test che ho fatto su quel motore.
Soluzioni: per portarlo a quella potenza basta montare due mosfet in parallelo per canale, ma non basterà... cambiare anche i diodi skotty, e il valore dell'induttanza.
Cambiare la tensione di uscita a13,8V credo che sia più facile, c'è il partitore che va al pin del FB, credo che sia quelle due resistenze al 1%
Poi resta la questione dell'alimentazione dell'integrato, una soluzione può essere quella di alimentare direttmente dalla batteria, oppure usare un 7812 e prenderla dall'ingresso, non sò finoa quando lavorano i 7812 ma un range fino a 30V li reggono.

 

Keyosz
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Inviato il: 30/1/2010,12:08

Ciao Fly, il 7812 mi pare fino a 35V in ingresso, invece per quanto riguarda raddoppiare la corrente potrebbe rivelarsi problematico creando instabilità nella regolazione dell'integrato, i valori riportati sono ben calcolati per quel range di correnti, da prove pratiche con quella serie di integrati mi ricordo problemi di autooscillazione appena si cambiava valori.

Ma fammi capire una cosa, tu alla fine userai questo circuito per ricaricare batterie al piombo dall'alternatore (motore hub) montato su un generatore eolico?

Perchè se così fosse credo che si potrebbe fare a meno di complessi corcuiti switching che lavorano a 50-200Khz e pensare ad una regolazione più spartana a bassa frequenza magari anche in modalità diversione (carico zavorra), fammi sapere.

 

fly1971

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Inviato il: 30/1/2010,14:53

Si, voglio usare il regolatore switching per l'alternatore (motore hub) che stò testando, e volevo usare un regolatore che aveva una buona efficenza, un regolatore shunt lo vedo poco efficente, superata la tensione di soglia la butta tutta sulla zavorra, insomma io volevo trovare un qualcosa che lavorava meglio di un regolatore shunt, con una regolarione PWM anche a frequenze più basse, che sia meglio del classico shunt.
Magari se mi dici che ti po di regolatore o che parola chiave posso ricercare sulla rete, io ho trovato con queste paroli chiave " buck-boost regulator switching" o "regulator switching PWM"

 

fly1971

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Inviato il: 1/2/2010,19:52

Ho trovato questo progetto , usa un TL494 il classico integrato per gli alimentatori switching dei PC, sembra che sia un shunt con PWM, fa lavorare l'integrato ad una frequenza di 500Hz, ma poi varia il d-c attraverso l'integrato sul pin2, però lo schemanon mi è del tuto chiaro non capisco dove si deve collegare il generatore.
www.fieldlines.com/story/2006/8/19/231918/645

 

fly1971

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Inviato il: 9/2/2010,17:36

keyous cosa ne pensi di questo ultimo progetto ch eho postato?

 

Keyosz
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Inviato il: 10/2/2010,09:59

Ciao Fly, scusa ma mi ero perso il tuo messaggio, le manine spariscono sempre troppo presto...
Si sembra un regolatore shunt, mi pare di vedere delle resistenze di carico zavorra che vengono accese dal pwm del TL494 tramite il mosfet, sembrerebbe un regolatore per eolico, ma se le resistenze sono più potenti dei pannelli va bene anche per fotovoltaico, certo che lo schema è un pò incompleto, ho dovuto spiare le foto dell'assemblato per capire meglio faccine/wink.gif

Non ti so dire se funziona, ma ha buone probabilità, del resto usa pochi componenti non dovrebbe essere difficile da replicare.
Unica nota negativa di tutti questi regolatori è che non fanno la carica a stadi, servono almeno 2 soglie di tensione per la regolazione con una temporizzazione per far durare più a lungo le batterie e ricaricarle al meglio.

 

fly1971

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Inviato il: 10/2/2010,13:01

CITAZIONE (Keyosz @ 10/2/2010, 09:59)
Non ti so dire se funziona, ma ha buone probabilità, del resto usa pochi componenti non dovrebbe essere difficile da replicare.
Unica nota negativa di tutti questi regolatori è che non fanno la carica a stadi, servono almeno 2 soglie di tensione per la regolazione con una temporizzazione per far durare più a lungo le batterie e ricaricarle al meglio.

In che senso la caric a stadi e servono due soglie di tensione, forse ti riferisci alla gestione della carica della batteria? se la batteria si scarica sotto una tensione si deve caricare , una volta carica bisogna by-passare il generatore su zavorra?
perchè se è questo il problema io ho già preparato un controller di carica.

Per caso potresti disegnare meglio lo schema ed indicarmi come collegare il generatore , vorrei prepare una una basetta è farne uno da provare, visto che ho recuperato un pò di resistenze corazzate.

Ho trovato questi due progetti sul sito di Vittorio Caprella, mi ha detto che per lo scopo mio andrebebro bene antrambi, il primo è un regolatore PWM con 555, il secondo è il solito buck switching e può gestire anche tensioni d'ingresso variabili.
www.webalice.it/crapellavittorio/electronic/ne555pwm.htm
Un saluto Luigi
www.webalice.it/crapellavittorio/electronic/alimswic.htm

 

Keyosz
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Inviato il: 10/2/2010,14:42

Ciao Fly,
conosco Vittorio Crapella di fama, era professore di un mio amico, incredibile quanto sia piccolo il mondo!

Per il tuo scopo direi che è più appropiato lo schema con il 555, nel senso che tu vuoi realizzare una regolazione della tensione della batteria pilotando da 0 a 100% un cairco zavorra che dissipando l'energia in eccesso tiene sotto una certa soglia la tensione della batteria, così facendo lo puoi usare indistintamente per eolico (motore hub) e solare o emntrambe le fonti contemporaneamente, sempre tenendo presente che la somma delle potenze dei generatori ecologici sia inferiore alla potenza massima dissipabile dal carico zavorra (non mi stancherò mai di rimarcarlo se no le batterie friggono anche se il regolatore funziona perfettamente).

Il discorso delle due soglie è semplice, spero di non ripetermi che sicuramente ne ho già parlato altrove nel forum, ma ora ti spiego: prendendo in esempio una batteria da 12V, per caricarla a fondo dobbiamo settare la tensione di regolazione (ovvero il tetto massimo sopra il quale regoliamo) a 14.4V, se la batteria è scarica e la fonte non genera una corrente elevata la batteria "mangerà" tutta la corrente fornita alzando la sua tensione di un pochino per volta, passando le ore le sostanze chimiche interne alla batteria si convertono nella forma carica e man mano che la parte di sostanze scariche dimminuisce (man mano che la batteria diventa più carica) il valore massimo di accettazione della corrente necessaria alla ricarica scende fino a che è inferiore alla corrente prodotta del generatore eolico o dai pannelli, allora in questa fase c'è della corrente di troppo che fa salire la tensione della batteria e produce elettrolisi dell'acqua, se in questa fase non riduciamo l'apporto di corrente con il regolatore la batteria sale troppo di tensione e si rovina.
Quindi ci accorgiamo quando la corrente è troppa se la tensione sale sopra i 14.4V, appena la tensione tocca questo valore il regolatore dimminuisce un pò il pwm, per esempio da 100% a 99%, se la tensione sale ancora abbassa ancora il pwm, così succede che fino a che la tensione è sotto 14.4V il pwm è 100%, poi appena tocca questo valore la tesnione si stabilizza a 14.4V e il pwm inizia lentamente a calare.

Il valore di 14.4V garantisce una ricarica veloce, necessaria per le fonti rinnovabili che vanno e vengono e bisogna immagazzinare il più possibile fin tanto che ci sono prima che si fermano (vento, sole ...) e aiuta anche a far reagire le parti di materia attiva più in profondità nelle piastre che se no non si ricarica e il solfato di piombo si cristallizza facendo perdere capacità, però l'altra faccia della medaglia è che un valore di 14.4V fà avvenire una moderata elettrolisi dell'acqua che con le sue bollicine tende a sgretolare le materie attive delle piastre e accentua la corrosione delle parti positive interne.
Allora bisogna sempre trovare un compromesso, quindi si tiene 14.4V per 1 o 2 ore poi si passa a 13.5V come mantenimento, quindi per riassumere un regolatore di carica dovrebbe:
1) dare la corrente massima disponibile fin tanto che si resta sotto i 14.4V (bulk)
2) raggiunti i 14.4V limitare la corrente (absorption)
3) dopo 2 ore di fase absorption regolare come la fase 2 ma con 13.5V di riferimento invece che 14.4V
4) se la batteria scende sotto i 13V per più di mezzora tornare in fase 1

Come vedi non è semplice implementare questa logica con elettronica cablata, dovresti prendere uno di quei circuiti che regola in pwm con una tensione di riferimento e agire sulla tensione di riferimento con un automatismo del genre in modo da lavorare sulle due soglie di tesnione (14,4V e 13,5V) con le dovute tempistiche, io dal canto mio mi trovo più comodo a realizzare una roba del genere con un microcontrollore, però e possibile farlo anche con logica cablata, ma non mi sento di darti schemi se prima non li ho provati e al momento il poco tempo disponibile per il fai-da-te solare lo dedico agli accumulatori fai-da-te che sono già indietro di mesi rispetto a quello che mi ero prefissato di fare.

Per quanto mi riguarda mi sono affidato a regolatori commerciali di buona marca come morningstar, outback e steca, che svolgono egreggiamente queste funzione e anche un pò meglio di come le ho descritte io, anche perchè con il grosso banco batterie che ho sotto all'impianto che è costato abbastanza non me la sentivo di affidare tutto quell'investimento di accumulatori al piombo a circuiti fatti in casa che magari per un errore non mi leggevano la tensione giusta o smatoccavano e mi friggevano così tanti soldi di batterie, ci sono 8Kwp di pannelli dietro ai regolatori, sai che correnti di corto che fanno in pieno sole.....

Comunque capisco la tua necessità di spendere poco ed è bello costruirsi qualcosa con le proprie mani, non solo assemblare, allora se non puoi realizzare un automatismo scegli una tensione intermedia, per esempio 13,8V ma sappi che la carica non è ottimizzata e almeno 1 volta al mese devi spostare la soglia di carica a 14,4V per mantenere in buono stato le batterie.

Tornando ai circuiti, a te serve qualcosa che accende delle resistenze con un pwm, quindi punterei sul primo circuito con il 555, solo che il sensing della tensione andrebbe andare sulla batteria invece che sulla lampadina/resistenza di carico.

 

fly1971

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Inviato il: 26/2/2010,14:55

L'altro giorno ho letto sulla sezione "eolico" di un regolatore fatto da paolo, e usa un NE555 in pratica lavora su PWM con dei mosfet, ora non mi sono letto per bene il funzionamento del 555 o meglio come è configurato in questo caso, però da come ho letto sulla sdiscussione "regolatore per eolico2" sembrerebbe che al variare della tensioenche arriva dal generatore , vari il d-c sul mosfet, alla frequenza di 1KHz, ora quardando il lo schema non m trona una cosa , infatti ho inserito un mio intervento ma non nessuno mi ha risposto.
Dicevo da come è configurato , come fa a variare il d-c il 555 , mi sembra che sia alimentato con un 7809 e poi c'è l'uscita che va all'aultimo o-ap che pilota diretatemnte i mosfet, cosi come è messo non h aun riferienmto di tensione esterna per far variare il d-c.
ForumEA/us/img21/980/schemaelettricoregolato.jpg

 
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