Solsellepanel og Volt

[Gruffalo1]

Hei. Kjøpte en slik mppt regulator med blåtann. Har 12v anlegg i båten. Appen sier (tror jeg) at den gir 20 volt? Om det er tilfelle er det kanskje alt for mye? Noen som kan lese en slik screenshott og forklare meg 🙈😅

[J-Å]

Det ser helt normalt ut. 20 Volt er på solcellesiden, Den spenningen batteriet ser er her 13.7V. Du kan velge ladeforløp for forskjellige batterityper.

[Vestkystseiler]

Appen sier at solcellepanelet ditt gir 20V, men mppt regulatoren regulerer det ned til 13.7V, som sendes til batteriet.

Ut fra screenshoten du postet, ser alt sammen helt fint ut.

 

[Gruffalo1]

Tusen takk😃

[Grand Banks jr]

Regulatoren konverterer ned til rett Volt. Det er ulike innstillinger til ulike batterityper, og det vil påvirke volt ut til batteriet.

 

Med mppt så gjør den også om slik at du "tar vare på" all effekt over 13,7Volt, mens pwn bare kutter det ut. Så dermed får du mye mer inn på batteriet med mppt. Sånn kort fortalt. 

[Dalurfjall]

For å gjøre ferdig forklaringen, En Max Power Point Tracker jager punktet der spenning og strøm gir best arbeidsforhold for solcellepanelet, utfra dens karakteristikk i lyset som på tidspunktet råder. Den struper og åpner til den finner kompromisset som gir mest effekt, og solspenningen varierer deretter.

[tobixen]

On 5/17/2023 at 6:32 PM, Grand Banks jr said:

Med mppt så gjør den også om slik at du "tar vare på" all effekt over 13,7Volt, mens pwn bare kutter det ut. Så dermed får du mye mer inn på batteriet med mppt. Sånn kort fortalt. 

 

Det er vel en liten forenkling. :-)  Så vidt meg forstått, en pwn har ikke andre formål enn å beskytte batteriene fra å koke bort.  Under allminnelig lading av batteriene vil det ikke være store forskjellen på om man har en pwn mellom panelene og batteriet eller om man kobler det rett på med ledninger.  En mppt kan på sett og vis sammenlignes med et velfungerende automatgirsystem.  Akkurat som at en føttene på en trøsykkel (eller motoren i en bil) leverer kraft og fart/turtall, vil solcellepanelet levere spenning og strøm.  Produktet av dette er effekt (enten man måler det i watt eller hestekrefter), og produktet vil være tilnærmet likt på begge sider av girsystemet (eller mppt'en).

 

 Sykler man på flatmark på førstegiret, så blir det lite kraft og for høyt turtall på pedalsiden, føttene er ikke i stand til å gi optimalt med effekt, det blir lite effekt til sykkelen og  lite fart.  Tilsvarende, i "fossilbilen" blir det også mye støy og lite fart om man prøver å kjøre fort på førstegiret. Å koble et 20V solcellepanel på et 12V-batteri er litt som å kjøre på for lavt gir.  mppt'en "girer om" slik at man får mer strøm og lavere spenning på batterisiden, mens solcellepanelet kan jobbe på optimal spenning.

 

Selve girsystemet gir også noe motstand - den effekten føttene gir til pedalene vil være høyere enn den effekten girsystemet tilfører hjulene på sykkelen.  Jeg mener å ha lest i andre tråder at enkelte har byttet ut pwn til mppt uten å få noe forbedret effekt fra panelene.  I tilfellet over leverer tilsynelatende solcellepanelene 40.4W, mens det er 39.73W som går til panelene.  Ut fra dette kan man konkludere at omtrent 0.7W går med til varme i mppt'en (gitt at tallene for spenning og strøm er riktig).  Det er forsåvidt ikke så veldig mye ...

 

I tilfellet over er antageligvis batteriet (tilnærmet?) fulladet ettersom det leveres "float".  I slike tilfeller vil vel både en mppt og en pwn redusere effekten som går inn til batteriet for ikke å koke bort batteriet.  Altså, i tilfellet over er antageligvis solcellepanelene kapable til å levere mer enn 41W.  Jeg tipper at begge typene regulatorer gjør dette ved å skru av og på strømmen fra solcellepanelet - men dette er det sikkert andre folk enn meg som vet mer om :-)

Redigert 19.Mai.2023 av tobixen (see edit history)

[J-Å]

Det er PWM - pulse width modulator som er alternativet. Den gir smalere og smalere pulser jo mer batteriet er oppladet ja.

[Cerberus]

tobixen skrev for 9 timer siden:

 

Det er vel en liten forenkling. :-)  Så vidt meg forstått, en pwn har ikke andre formål enn å beskytte batteriene fra å koke bort.  Under allminnelig lading av batteriene vil det ikke være store forskjellen på om man har en pwn mellom panelene og batteriet eller om man kobler det rett på med ledninger.  En mppt kan på sett og vis sammenlignes med et velfungerende automatgirsystem.  Akkurat som at en føttene på en trøsykkel (eller motoren i en bil) leverer kraft og fart/turtall, vil solcellepanelet levere spenning og strøm.  Produktet av dette er effekt (enten man måler det i watt eller hestekrefter), og produktet vil være tilnærmet likt på begge sider av girsystemet (eller mppt'en).

 

 Sykler man på flatmark på førstegiret, så blir det lite kraft og for høyt turtall på pedalsiden, føttene er ikke i stand til å gi optimalt med effekt, det blir lite effekt til sykkelen og  lite fart.  Tilsvarende, i "fossilbilen" blir det også mye støy og lite fart om man prøver å kjøre fort på førstegiret. Å koble et 20V solcellepanel på et 12V-batteri er litt som å kjøre på for lavt gir.  mppt'en "girer om" slik at man får mer strøm og lavere spenning på batterisiden, mens solcellepanelet kan jobbe på optimal spenning.

 

Selve girsystemet gir også noe motstand - den effekten føttene gir til pedalene vil være høyere enn den effekten girsystemet tilfører hjulene på sykkelen.  Jeg mener å ha lest i andre tråder at enkelte har byttet ut pwn til mppt uten å få noe forbedret effekt fra panelene.  I tilfellet over leverer tilsynelatende solcellepanelene 40.4W, mens det er 39.73W som går til panelene.  Ut fra dette kan man konkludere at omtrent 0.7W går med til varme i mppt'en (gitt at tallene for spenning og strøm er riktig).  Det er forsåvidt ikke så veldig mye ...

 

I tilfellet over er antageligvis batteriet (tilnærmet?) fulladet ettersom det leveres "float".  I slike tilfeller vil vel både en mppt og en pwn redusere effekten som går inn til batteriet for ikke å koke bort batteriet.  Altså, i tilfellet over er antageligvis solcellepanelene kapable til å levere mer enn 41W.  Jeg tipper at begge typene regulatorer gjør dette ved å skru av og på strømmen fra solcellepanelet - men dette er det sikkert andre folk enn meg som vet mer om :-)

Største rør og surr eg nåken gang har lest om temaet  Skal dette være oppklarende på nåke vis eller er det et illebefinnende vi ser utfolde seg her

[tobixen]

13 minutes ago, Cerberus said:

Største rør og surr eg nåken gang har lest om temaet  

Hva konkret var galt med det der?  Jeg mener at et girsystem er en god analogi for en mppt-regulator.  Det er i allefall på det rene at:

 

• Effekt er effekt, enten det måles i watt eller hestekrefter.  Det er strøm ganger spenning i tilfellet med solcellepaneler, og kraft ganger hastighet i gir-analogien. 
• Effekt inn til en mppt-regulator er marginalt høyere enn effekt ut fra mppt-regulatoren.  Effekt inn på et girsystem er marginalt høyere enn effekt ut.  I begge tilfeller blir differansen omgjort til varme.
• En "pwm"-regulator begrenser minimalt av strømflyt eller spenning dersom et 20V solcellepanel kobles rett på et "tørst" batteri (såfremt ikke panelbanken er svært stor ifht batteribanken).  Påstanden om at "mppt'en tar vare på effekt over 13,7Volt, mens pwn bare kutter det ut" er gal.  (Volt er ikke måleenhet for effekt, og spenningen synker naturlig når et lite solcellepanel kobles til et sultent batteri - pwm kutter ikke ut noe dersom batteriet er tilstrekkelig "sultent")
• En mppt-regulator vil gi lavere spenning og høyere strøm til batteriet enn hva det får fra solcellepanelet - akkurat som at et høyt gir på sykkelen vil gi mer mert men mindre kraft til hjulet.
• Poenget med en "mppt"-regulator er at solcellepanelet leverer mer effekt dersom det får "jobbe" på en optimal spenning.  Akkurat som at poenget med et girsystem er at "motor" får jobbe med en litt mer optimal kombinasjon av kraft og turtall.

13 minutes ago, Cerberus said:

Skal dette være oppklarende på nåke vis eller er det et illebefinnende vi ser utfolde seg her

 

Særdeles lite konstruktiv kritikk.

Redigert 20.Mai.2023 av tobixen (see edit history)

[Grand Banks jr]

Med forbehold om at jeg har forstått det rett så kan det forklares slik (forenklet):

 

PWM:

Hvis solcellepanelet leverer 20V, og regulator vil gi maks 14,4V til batteriet så blir regnestykket slik:

 

Ved 10A strøm, vil panelet kunnet produsere:

20V x 10A = 200W

 

Men PWM vil redusere til 14,4 V uten å øke A, og da vil input på batteri bli:

14,4V x 10A = 144W

 

Mens et MPPT vil konvertere for å ta vare på effekten, og dermed redusere til 14,4 V men øke ampere:

 

200W som panel kan levere / 14,4 V som batteri vil ha = 13,9A strøm levert til batteri.

 

Altså betydelig raskere lading (3,9 Ah mer lading). I en perfekt teoretisk verden med forenklet matte.

 

Så vil det alltid være tap i konvertering og i kabler. Samt at solcellepanelet vil levere dårligere når det blir varmt, som påvirkes av hvor mye man drar ut av det. Og sikkert mer jeg ikke kan noe om. 

 

Samt at det i Norge på en båt ikke er 100% sol og perfekte forhold, men at man i løpet av 1 time vil ha et panel som varierer sikkert fra 50 til 200W i potensiell produksjon på en solrik dag...

 

Jeg forsøkte å lese meg opp på dette for noen år siden, og forstod da at det kunne forklares slik.

 

 

 

Redigert 20.Mai.2023 av Grand Banks jr
La inn om varierende solforhold (see edit history)

[tobixen]

6 minutes ago, Grand Banks jr said:

Ved 10A strøm, vil panelet kunnet produsere:

20V x 10A = 200W

 

Men PWM vil redusere til 14,4 V uten å øke A, og da vil input på batteri bli:

14,4V x 10A = 144W

 

Det tror jeg ganske bestemt at blir et regnestykke med litt gale forutsetninger.

 

Strøm og ladespenning på batterisiden er gjensidig avhengig.  Lader man batteriet med "for høy" effekt, så vil ladespenningen bli for høy (høyere enn 14.4V).  Da vil både PWM og MPPT "kutte".

 

Kobler man et 20V solcellepanel rett på et "sultent" batteri uten noe form for regulator, så vil spenningen naturlig falle ned til et sted mellom 14.4V og 12V.  Strømmen levert fra solcellepanelet vil være noe høyere enn dersom man benytter en MPPT.  Hvor mye høyere den vil bli, det aner jeg ikke - men i tilfellet over vil man nok få mer enn 144W, men mindre enn 200W.

 

Dersom man har ligget over natten i en uthavn med solcellepaneler på en båt, så er normalsituasjonen at batteriet er "sultent".  Solcellepanelene vil ikke levere nok effekt til at regulatoren kutter (enten det er PWM eller MPPT).

Redigert 20.Mai.2023 av tobixen (see edit history)

[Grand Banks jr]

Det er klart at i mitt regnestykke så har man batterier som klarer å ta imot den økte effekten, ellers er det ingen behov for å bruke MPPT...

 

Poenget er at MPPT konverterer "for mye volt" i solcellepanelet til flere ampere,  men et PWM ikke gjør det. Derfor er et MPPT jevnt over ca 20% mer effektivt i praktisk lading enn PWM. 

[Vestkystseiler]

41 minutes ago, tobixen said:

Strømmen levert fra solcellepanelet vil være noe høyere enn dersom man benytter en MPPT.  Hvor mye høyere den vil bli, det aner jeg ikke - men i tilfellet over vil man nok få mer enn 144W, men mindre enn 200W.

Dette er helt marginalt. Strømmen levert av et solcellepanel er tilnærmet konstant fra 0V (kortsluttet panel) og nesten opp til Vmpp

[tobixen]

34 minutes ago, Vestkystseiler said:

Dette er helt marginalt.

 

I såfall - I stand corrected.  Effekten man ville fått ut av en PWM i tilfellet over er langt nærmere 144W enn 200W.

 

Jeg mener fortsatt at sykkelgiret er en fin analogi.  Å koble en 20V solcellepanel direkte (eller gjennom PWD) til en 12V batteribank er som å sykle på flatmark på førstegiret. 

[Roger jo]

Grand Banks jr skrev 1 time siden:

Derfor er et MPPT jevnt over ca 20% mer effektivt i praktisk lading enn PWM. 

det er vel for store paneler

• PWM velges når panelspenningen er lav og opptil 155W
• Flere mindre panel kan kobles på PWM, hvis de er koblet parallell
• Panelspenning på over 155W trenger en MPPT-regulator for best effekt
• MPPT-regulator er anbefales om du skal koble panelene i serie

[tobixen]

13 minutes ago, Roger jo said:

Panelspenning på over 155W

 

Nei, nei, nei ... spenning måles i volt, ikke i watt.  Jeg tror ikke det er noen magisk grense på 155W, men det er kanskje uforholdsmessig dyrt med en MPPT dersom man har en relativt liten batteribank.  (Eller kanskje effekttapet i MPPT'en er tilnærmet konstant, slik at man trenger høy effekt for å få optimalt utbytte fra dem?)

 

Jo større forskjellen er mellom panelenes optimale spenning og ladespenningen på batteriene, jo mer nytte vil en MPPT gi - så det er forsåvidt riktig at man ved lave panelspenninger (i praksis 20V) kan bruke PWM mens man ved høye panelspenninger (i praksis, seriekoblede paneler) må bruke MPPT.

Redigert 20.Mai.2023 av tobixen (see edit history)

[J-Å]

Grand Banks jr skrev for 1 time siden:

Det er klart at i mitt regnestykke så har man batterier som klarer å ta imot den økte effekten, ellers er det ingen behov for å bruke MPPT...

 

Poenget er at MPPT konverterer "for mye volt" i solcellepanelet til flere ampere,  men et PWM ikke gjør det. Derfor er et MPPT jevnt over ca 20% mer effektivt i praktisk lading enn PWM. 

Jeg tror du beskriver er en Shunt regulator, som er dårligere enn PWM.  

[Grand Banks jr]

Hovedforskjellen mellom regulatortypene er at PWM regulerer spenningen mens MPPT transformerer spenningen. Hvis solcellene gir en spenning på 17,5 volt (typisk 36-cellers panel) og en strøm på 10 Ampere (dvs. 175 Watt), vil PWM-regulatoren som f.eks. sender 14 Volt til batteriet, fortsatt levere (bare) 10 Ampere (minus eget forbruk). MPPT-regulatoren, som transformerer spenningen ned, vil derimot, ved 14 volt til batteriet, gi mer strøm jfr. fysikkens lover, i dette tilfellet 12,5 Ampere til batteriet (minus eget forbruk).

 

kilde: https://www.2soler.no/blog/hvilken-type-laderegulator--pwm-eller-mppt

 

Jeg forstår dette fremdeles som slik jeg forklarte det over.

 

Altså at i dette eksempelet vil man med PWM får 10A inn på batteriene, og med MPPT få 12,5A inn. Forutsatt selvfølgelig at batteriene kan ta imot. 

 

 

 

[J-Å]

Grand Banks jr skrev 6 minutter siden:

 

Jeg forstår dette fremdeles som slik jeg forklarte det over.

 

Altså at i dette eksempelet vil man med PWM får 10A inn på batteriene, og med MPPT få 12,5A inn. Forutsatt selvfølgelig at batteriene kan ta imot. 

Jeg tror den kilden blander SR og PWM. Se heller denne:

https://www.generationsolar.com/charge-controllers/solar-charge-controller-types-shunt-pwm-mppt/

 

[Grand Banks jr]

Jeg oppfatter det slik at hverken shunt eller PWM konverterer for å ta vare på effekten, men begge regulerer ned spenningen for å møte batteriets behov. Men at PWN finjusterer spenningen i henhold til hva batteriet trenger i større grad enn shunt, samt at den leverer over lengre tid (hurtigere on/off). Men ingen av dem kan omdanne til å øke ampere.

 

Men MPPT omdanner slik at den kan øke ampere, forutsatt at det er høyere volt i solcellepanelet enn det som skal gies til batteriet.

 

 

[J-Å]

Grand Banks jr skrev 22 minutter siden:

Jeg oppfatter det slik at hverken shunt eller PWM konverterer for å ta vare på effekten,

Jo det ser ut til at det er slik en PWM regulator kjøres i bulk mode, altså at den ikke pulser før det er behov for å regulere ned strømmen.  Jeg ser ikke helt hvorfor man ikke kan holde spenningen oppe ved å pulse, men det vil antagelig kreve en stor kondensator for å glatte pulsene. 

[tobixen]

Shunt, PWM eller kobling av solcellepanelene direkte til batteribanken med ledninger - så lenge batteribanken er tilstrekkelig "sultent", så blir resultatet det samme.  Det er ikke slik at regulatoren regulerer ned spenningen - det er batteriet som "regulerer" ned spenningen.  Jeg synes det er noe upresist å skrive at "PWM-regulatoren sender 14 Volt til batteriet".  Det er derimot helt sant at det bare er MPPT-regulatoren som kan levere mer strøm til batteriet enn hva man får ut av solcellepanelet.  Og strømmen ut fra solcellepanelet vil bli høyere ved bruk av PWM enn MPPT, selv om forskjellen er marginal.

[Roger jo]

tobixen skrev for 3 timer siden:

Nei, nei, nei ... spenning måles i volt, ikke i watt. 

les en gang til enig i at 3 linje kan misforståes 

https://www.solcellepaneler.com/solcelleregulator/

• PWM velges når panelspenningen er lav og opptil 155W
• Flere mindre panel kan kobles på PWM, hvis de er koblet parallell
• Panelspenning på over 155W trenger en MPPT-regulator for best effekt
• MPPT-regulator er anbefales om du skal koble panelene i serie

[tobixen]

On 5/20/2023 at 8:04 AM, Grand Banks jr said:

 

Ved 10A strøm, vil panelet kunnet produsere:

20V x 10A = 200W

 

Men PWM vil redusere til 14,4 V uten å øke A, og da vil input på batteri bli:

14,4V x 10A = 144W

 

Det er faktisk fire forutsetninger i regnestykket over som ikke er helt riktig.  Under forutsetning av at batteribanken er "tørst", så mener jeg at:

 

1. Strømmen fra solcellepanelet avhenger noe av spenning over solcellepanelet.  Jeg ser ingen grunn til å tvile på påstanden fra @Vestkystseilerom at forutsetningen er sånn omtrentlig riktig, men allikevel ... jeg skulle tippe på at ladestrømmen fra PWM'en blir liggende på 11A på grunn av dette.

 

2. Det er batteriet og ikke regulatoren som "bestemmer" ladespenningen, og den vil bli lavere enn 14.4V.  Ved en relativt tom batteribank og gitt at mye av effekten fra panelene går med til forbruk, så er kanskje 13.0V en mer realistisk ladespenning.  Det tilsier en effekt på 130W ved 10A, eller 143A ved 11A. (ved bruk av PWM vil altså den reelle effekten man får fra panelene bli lavere dersom batterispenningen er lav - det har jeg aldri tenkt på før).

 

3. Spenningen på MPPT-siden vil være lavere enn 20V, den vil vel ligge noe sted mellom 18V og 19V tror jeg.  Ved 18.5V og 10A vil solcellepanelene yte 185W, ikke 200W. (Joda, står 20.2V i orginalinnlegget, men der var ikke batteriene "tørste")

 

4. Så mister man noe effekt i selve regulatoren, og jeg skulle tro dette er høyere for MPPT enn for PWM.  Jeg stikker fingeren i været og tipper på 5W for MPPT og 0.5W for PWM.

 

Med dine tall er effekten fra MPPT'en 38% høyere enn fra PWM'en, med mine tall (som baserer seg på mye gjetning) får jeg 26% mer effekt fra MPPT'en.  Jeg mener å ha hørt at "best case" ligger på rundt 20% og at det i praksis ligger lavere, så mine gjetninger er neppe gode nok.

 

I situasjoner hvor batteriene ikke er "tørste" blir forutsetningene noe helt annet.  Regulatoren bestemmer ladespenningen (13.7V i "float"-scenarioet, 14.4V under lading), men batteriet bestemmer da ladestrømmen.  Både en PWM og MPPT vil regulere ned mengden med strøm og effekt som leveres fra panelbanken.

Redigert 21.Mai.2023 av tobixen (see edit history)