Effektbudget

Af Poul-Henning Kamp,  søndag 02. aug 2009 kl. 16:04

Når jeg fylder min hyttes solstrømsanlæg ind i den glimrende net-applikation EU kommisionen har sponsoreret, svarer den at der i gennemsnit vil blive produceret 59Wh hver dag i december.

Henrik jerimade i Maskarade rinder i hu:
Citat:

Hvor tågen er vor himmel og lyset kun en strimmel.


Det bliver naturligvis ikke bedre af, at mine solceller vender den forkerte vej i to dimensioner: mod øst og 20° fra vandret, havde de 250W(peak) solcelle moduler været vinklet optimalt for december, dvs. lodret og mod syd, ville de have produceret 166 Wh per dag i gennemsnit.

Men 59Wh/d = 2.5W, er altså hvad jeg har at gøre godt med.

Men det er lidt mere indviklet end som så:

Et blybatteri har en ladeeffektivitet på ca. 75%, det vil sige at 25% af den strøm man lader i batteriet, bliver omdannet til process- og ohmsk varme.

I December kan vi kun forvente at belastningen drives direkte fra solcellerne et par timer hver dag, så vi kan ligeså godt inkludere denne "ladeskat" i hele regnestykket.

2.5W - 25% = 1.9W

Ifølge manualen, er ladecontrollerens egetforbrug 35mA, hvis vi regner med en gennesnitsspænding på 14V, hvilket er batteriets floatspænding ved 0°C, giver det et tomgangsforbrug på en halv Watt.

Tilbage til at lege med: 1.4W

Min nuværende overvågnings/kontrol computer bruger 5W.

Der må gøres noget...

En færdig DC/DC converter på et par Watt, har en effektivitet omkring 80% fordi den er isolerende. Bygger man den selv, med nogle uhyggetligt små chips, kan man lave en uisoleret buck-converter med 95% effektivitet, men indtil videre vil jeg sigte efter at bruge under 1W, så jeg ikke skal slås med det, oveni alt det andet.

Det første problem er datatransmissionen, idag bruger jeg WLAN over til sommerhuset, men det er der ikke strøm til i december.

Der finds nogle færdige moduler til de ulicenserede 434MHz og 868MHz UHF bånd, som ikke bruger ret meget strøm, sammen med en lille microcontroller eller ARM chip bliver det nok vejen frem.

Nogen der har erfaringer med den slags radiomoduler ?

phk

PS: Hjemmearbejde: Regn selv ud hvor stort et areal solceller der skal være på et husnummerskilt, hvis skiltet skal oplyses af to 3V*20mA lysdioder i mindst 20 timer hver dag i December. Regn med perioder på 3 dage helt uden sol.



02. aug 2009 kl 19:40

avatar

Martin Zacho

Hvilken type last har du ?

Hvis der er en reguleret forsyning i din last (dataopsamlingudstyr), så kan det jo være at man kunne nøjes med en meget enkelt strømforsyning, hvor du kun slipper passende 14V pulser igennem (pwm uden udglatning). Kunne jo være det var godt nok og kunne spare nogle (deci)watt ?

Kunne gøres ultra simpelt med en komperator og en fet.

Ved godt du aldrig når 5W - blot en ide til yderligere optimering :-)

Martin


02. aug 2009 kl 23:21

avatar

Poul-Henning Kamp

Re: Hvilken type last har du ?

[...]hvor du kun slipper passende 14V pulser igennem (pwm uden udglatning).

Det er jo sådan set det en buck converter gør, eventuelt i "discontinuous mode", men jeg venter med strømforsyningen til sidst, når jeg ved hvor meget strøm jeg skal bruge.

Jeg overvejer forresten at sætte en "ultracapacitor" på som kortvarig backup, for ladecontrolleren har en gennemtænkt men lidt ubrugelig logik:

I samme øjeblik man retter en EEPROM parameter, f.eks float-ladespændingen, går ladecontrolleren i "safe-mode" og der skal en reset kommando til at komme videre.

Argumentet er at man oftest ændrer flere parametre der er sammenhængende og derfor skal de tage effekt samtidig.

Desværre lukker ladecontrolleren for output i safe-mode, så medmindre min controller har lidt strøm i en lokal reserve, kan den ikke sende reset kommandoen.

Poul-Henning


02. aug 2009 kl 23:40

Bjarke Mønnike

Re: Re: Hvilken type last har du ?

1. Er det ikke billigere at tilføje et ekstrapanel...så havde du 2.8W.

2. Montere hængsler i sydsiden af panelet så panelet kunne tippes op i den vinkel hvor lysindfaldet blev mere gunstigt...to Hængsler og en pind :-)


02. aug 2009 kl 23:53

avatar

Poul-Henning Kamp

Re: Re: Re: Hvilken type last har du ?

1. Er det ikke billigere at tilføje et ekstrapanel...så havde du 2.8W.

Helt sikkert ikke billigere.


2. Montere hængsler i sydsiden af panelet så panelet kunne tippes op i den vinkel hvor lysindfaldet blev mere gunstigt...to Hængsler og en pind :-)

Hytten skal kunne klare et stormvejr uden at jeg skal ud og rebe solcellerne.

Poul-Henning


03. aug 2009 kl 00:07

Niels Hansen

Re: Re: Re: Re: Hvilken type last har du ?

Ja eller brugt søndagsberlingeren 1000 G = 4 Kwh og omsat denne i boligens brændeovn som overopheder dampe før AC-sun fortræffelige soldreven turbine og opnår herved 3-4 Kwh ud som strøm, når solen koger dampe i solfanger.

Ac-sun air-condition se http://ing.dk/artikel/97019-so...ntyr


03. aug 2009 kl 07:32

avatar

Martin Zacho

Re: Re: Hvilken type last har du ?

Det er jo sådan set det en buck converter gør, eventuelt i "discontinuous mode"

Nemmerlig, men jeg vill spare alle "unødvendige" komponenter (spole, diode og kondensator) væk, hvis lasten kunne klare det.

Jeg overvejer forresten at sætte en "ultracapacitor" på som kortvarig backup.

Har en liggende (100F / 2.7V). Den vil give dig over 135 J at gøre godt med, men vil kræve en boost konverter og det praktiske udbytte er nok nærmere de 40 - 50 J. Skriv hvis det har interesse.

Martin.


03. aug 2009 kl 09:10

Bent Andersen

Radiomoduler

"Nogen der har erfaringer med den slags radiomoduler ?"
Ja, men du er nødt til at definere hvilken slags "datatransmission" du behøver.
Styresignaler? Filoverførsel? Hvad er formålet?

MvH,

Bent.


03. aug 2009 kl 09:55

avatar

Poul-Henning Kamp

Re: Radiomoduler

"Nogen der har erfaringer med den slags radiomoduler ?"
Ja, men du er nødt til at definere hvilken slags "datatransmission" du behøver.
Styresignaler? Filoverførsel? Hvad er formålet?

Jeg regner med at bruge MODBUS protokollen, det vil sige nogle (binære) pakker (...150 bytes) i halv-duplex.

Poul-Henning


03. aug 2009 kl 09:57

avatar

Poul-Henning Kamp

Re: Re: Re: Hvilken type last har du ?

Det er jo sådan set det en buck converter gør, eventuelt i "discontinuous mode"

Nemmerlig, men jeg vill spare alle "unødvendige" komponenter (spole, diode og kondensator) væk, hvis lasten kunne klare det.

Så vidt jeg kan se, er de der radiomoduler temmelig pernittengrynede med ripple (<20mv) så der skal under alle omstændigheder noget udglatning til.


Jeg overvejer forresten at sætte en "ultracapacitor" på som kortvarig backup.

Har en liggende (100F / 2.7V).

Jeg savner en god "tutorial" om dem, hvor meget strøm må man f.eks "lade" dem med ?

Poul-Henning


03. aug 2009 kl 12:04

Bent Andersen

Re: Re: Radiomoduler

Det modul du har fundet hos RS er efter min mening alt for bøvlet, da du skal til at tilpasse firmware etc.
Der findes 434/868 MHz moduler med indbygget stack. De virker for brugeren som en "trådløs RS-232", hvor du bruger AT-kommandoer til at styre modulet med. I/O er som regel CMOS UART, men du kan jo sætte RS-232 drivere på om nødvendigt.
Eksempler:
http://amber-wireless.de/58-1-...html
http://amber-wireless.de/61-1-...html
http://amber-wireless.de/162-1...html

MvH,

Bent.


03. aug 2009 kl 12:22

avatar

Rune Eilertsen

Re: Re: Re: Re: Hvilken type last har du ?

Er det ikke nemmere at blot lægge til en lille wind generator? Den skal da ikke være ret stor for at kunne give disse få watt....
Så bruger du batteriet som buffer for de dage det er vindstille... Jeg synes tit manblokerer for sig selv ved at standardisere på en given teknologi.
Det er vel så enkelt at solceller ikke er egnet at benytte den tid på året hvor man trænger dem mest :-)


03. aug 2009 kl 12:26

avatar

Poul-Henning Kamp

Re: Re: Re: Re: Re: Hvilken type last har du ?


Det er vel så enkelt at solceller ikke er egnet at benytte den tid på året hvor man trænger dem mest :-)

Vi bruger ikke hytten om vinteren, så solcellerne skal bare holde batteriet i live, så er jeg tilfreds. Hvis jeg kan få hytten med i mit dataopsamlingssystem er det kun bonus.

Poul-Henning


03. aug 2009 kl 12:33

Michael Eriksen

Re: Re: Re: Re: Re: Re: Hvilken type last har du ?

Jeg tænkte som Rune at supplement med en lille vindturbine var det perfekte komplement til solpanelet, men jeg ved ikke om det er PHKs målsætning.

Men en vertikal vindturbine som denne på 30x90 cm til £320 er en mulighed: http://cgi.ebay.co.uk/WIND-TUR....m14


03. aug 2009 kl 13:12

Frithiof Andreas Jensen

Radiomoduler

Nogen der har erfaringer med den slags radiomoduler ?

Måske ville et par af TI's wireless evaluation boards være en god løsning?

http://focus.ti.com/docs/tools...html (een programmer, to development cards).
http://focus.ti.com/docs/tools...html (extra development cards).
http://www.ti.com/litv/pdf/swr...040c (app. note).
http://www.ti.com/litv/pdf/sla...378b (app. note).

Kortene er baseret på en 16-bit CPU, MSP430F22x4, som bruger omkring 3 mA @ 8 MHz clock.

Compiler/IDE fra TI er deværre Windows Only - på Vista er det det sandsynligvis det nyeste, Eclipse-baserede (YEP, Java && Windos Only ... !!!) development tool man skal have (selvhenter, den cd der kommer med eens development kit er et gammelt arkiv af TI's web site); jeg kunne ikke få IAR's IDE til at virke med min programmer (MSP-FET430Uxx) overhovedet.

Når man først lige er kommet igennem de ovennævnte par brændende tøndebånd er MSP430 en udemærket chip at lege med.

PS:
Der findes en GCC tool-chain for MSP-430 som kan compile, endda med freeRTOS, men jeg kunne ikke få programmeren til at virke med min Vista+Cygwin (måske for lidt meget forlangt - meen..)


03. aug 2009 kl 13:45

nIcolai Madsen

Re: Re: Re: Re: Re: Re: Hvilken type last har du ?


du kunne jo også bare lade kontrol computeren gå i dvale/slukke i 18 timer om dagen, så har du 6 timer hver dag at lege med.
det princip virker fint for nasa på mars-roverne.


03. aug 2009 kl 13:54

avatar

Martin Zacho

Re: Re: Re: Re: Hvilken type last har du ?

Jeg overvejer forresten at sætte en "ultracapacitor" på som kortvarig backup.

Har en liggende (100F / 2.7V).
Jeg savner en god "tutorial" om dem, hvor meget strøm må man f.eks "lade" dem med ?

9.1 A iflg. http://www.maxwell.com/pdf/uc/....pdf (jeg huskede forkert, det var 150F/2.7V jeg havde liggende ;-)

Martin.


03. aug 2009 kl 14:10

Bjarke Mønnike

Hvad med at snyde lidt...

..... ved at trække en ledning fra "oversommerhuset".hvor tilgangen af strøm styres af en strømvagt :-)

Alternativt at gøre som Michael foreslår at placere en lille vertikalmølle, som du istedet for at købe laver selv med en plangenerator fremstillet af gamle harddisk magneter.

http://www.youtube.com/watch?v...Kbck

http://www.youtube.com/watch?v...Fk4w


03. aug 2009 kl 17:24

avatar

Rune Eilertsen

Re: Re: Re: Re: Re: Re: Hvilken type last har du ?

Vel..hmmm :-) Hvis du ikke bruger den om vinteren.. så vil det nemmeste være at have en hovedbryder som du blot fjerner lasten fra batteriet, og så skal nok batteriet kunne holde over vinteren når det ikke er nogen krypstrøm....;-)
Sværere end det er det vist ikke. haha Eller tag nu med det batteri ind, hvis man er bange for det fryser til i den kolde periode grundet at det er udarmet for strøm..
For hvis det ikke er i brug, så virker det jo lidt unødvendige at bruge tid og energi på at vedligeholde og have teknik, som i sig selv kan gå i stykker, kørende der for kun egen forsyning.
Sluk for den.. og tænd for systemet igen når det er forudsætning for det. ehhhh ik?
Et godt batteri kan godt tåle op til 2 år uden at miste mere end maks 50% af strømreserven.


03. aug 2009 kl 18:15

avatar

Poul-Henning Kamp

Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Hvilken type last har du ?

Vel..hmmm :-) Hvis du ikke bruger den om vinteren.. så vil det nemmeste være at have en hovedbryder som du blot fjerner lasten fra batteriet, og så skal nok batteriet kunne holde over vinteren når det ikke er nogen krypstrøm....;-)

Jep, men her er der lige den lille fodnote, at jeg har tænkt mig at lave aktiv udluftning når der er et overskud af el og bliktaget er varmere end indeluften (mere om det i et kommende blogindlæg).

Poul-Henning


03. aug 2009 kl 22:20

avatar

Peter Kamp Nielsen

Re: Hvad med at snyde lidt...

..... ved at trække en ledning fra "oversommerhuset".hvor tilgangen af strøm styres af en strømvagt :-)
===KLIPPET===

Så vil det ikke være et afgrænset anlæg med de lavere krav til sådanne...

De bedste hilsner
Peter Kamp


04. aug 2009 kl 00:54

Martin Juhl Jørgensen

Oversigt

Ved ikke om det er for overkill, men her er en oversigt af nogle RF-teknologier:

http://www.sparkfun.com/commer...=128

Nordic skulle vidst have et forbrug på ~ 15 mA TX/RX tror jeg nok.


05. aug 2009 kl 21:27

Leif Neland

That's the spirit...

Det her får mig til at tænke på en ensom rover på en kold sydvendt skråning en kold vinterdag meget langt hjemmefra :-)


Ny i debatten? Opret en brugerkonto

  • Seneste nyt
  • Mest læste
  • Debatterede
 

Nyhedsbrev

Tilmeld dig vores nyhedsbrev.