Robimy Grid Tie Inverter - diabeł siedzący w szczegółach
Napisane: 29.11.2012, 20:10No cóż... czekając na nowa ustawę o OZE o której mówi się najczęściej w kategoriach bubla - wiadomo, zapisy tworzone były przez te samą "ekipę" która "wymyśliła" podatek akcyzowy od kalkulatora solarnego, dynama rowerowego czy ogrodowych lampek solarnych - Ustawa z dnia 6 grudnia 2008 o podatku akcyzowym, zacząłem myśleć nad inwerterem wyspowym i czy jest możliwe zbudowanie takiego przy rozsądnym budżecie.
Okazało się, że jest to możliwe i takowy inwerter o mocy do 500W można zbudować za kwotę poniżej 100zł (koszt części).
Poniżej przedstawię schematy, zrzuty z Scope a na zakończenie zdjęcia działającego urządzenia. Schematy niestety nie będą zawierać informacji o wartościach poszczególnych elementach i będą uproszczone - wiadomo dlaczego - począwszy od obowiązującego prawa a skończywszy na "przedsiębiorcach z alledrogo". Urządzenia też nie będzie można kupić - ani otrzymać końcowego schematu.
Założenia:
- zabezpieczenie wyspowe (brak prądu w sieci ZE wyłącza GTI)
- synchronizacja z siecią
- szeroki zakres napięć wejściowych
- praca bez baterii (bezpośrednio z wiatraka lub paneli fotowoltaicznych)
- łatwa możliwość rozbudowy
1. Zabezpieczenie wyspowe oraz synchronizacja z siecią.
Dość długo zastanawiałem się w jaki sposób wykonać takie zabezpieczenie, bo musi być układ mierzący napięcie sieci, jej częstotliwość - dodatkowo układ ten musi się zsynchronizować z siecią, następnie wygenerować połówkę sinusoidy zgodną z tą z sieci, o tej samej wartości i wpuścić ją do sieci...
Tylko jest problem w takiej postaci, że gdy już połówka sinusoidy w GTI jest "produkowana" to układ mierzy swoja produkcję która przed chwilą została wpuszczona do sieci, do niej się synchronizuje i nawet jak ZE odłączy prąd to GTI sam będzie sobie koniem, woźnicą i powozem. Produkcja będzie trwać póki się nie skończy "paliwo" - czyli energia ze słońca lub wiatru.
Z uwagi na ten problem projekt padł... ...na kilka dni, bo wpadłem na szalony pomysł, że można przecież mierzyć prąd ZE w momencie gdy połówka sinusoidy nie jest generowana.
Kolejny problem to synchronizacja, rozpoznanie połówki sinusoidy i mierzenie częstotliwości - tu też minęło kilka dni nim zdałem sobie sprawę - po jaką właściwie cholerę to robić? Część z Was najpewniej teraz patrzy z niedowierzaniem, robię bombę - ale taka jest prawda, bo po co sobie komplikować życie skoro rozwiązanie jest bardzo proste. A w zasadzie tak banalne, że aż śmieszne. Oto układ synchronizujący się z siecią, zabezpieczenie wyspowe oraz rozpoznanie połówki sinusoidy w jednym.
Skoro mamy już wyjścia na których będą połówki sinusoidy sieci to wystarczy te napięcie przetworzyć na PWM, gdzie wypełnienie uzależnione będzie właśnie od wysokości napięcia sieci.
Jest kilka układów które można do tego celu wykorzystać, wymienię trzy: NE55x, SG35xx albo TL494xx. Oczywiście po jednym identycznym dla każdego toru (wyjścia).
Teraz większość z Was już wie, w jaki sposób układ synchronizuje się z siecią, że robi to idealnie i natychmiastowo i w jaki sposób działa zabezpieczenie wyspowe. Cała "technologia" niejako działa przy okazji.
Efekt działania w postaci przebiegów wygląda tak:
Na wyjściach OUT mamy sygnał do wysterowania tranzystorów mocy które za pomocą transformatora z napięcia wejściowego zrobią nam 230V.
ciąg dalszy nastąpi...
Okazało się, że jest to możliwe i takowy inwerter o mocy do 500W można zbudować za kwotę poniżej 100zł (koszt części).
Poniżej przedstawię schematy, zrzuty z Scope a na zakończenie zdjęcia działającego urządzenia. Schematy niestety nie będą zawierać informacji o wartościach poszczególnych elementach i będą uproszczone - wiadomo dlaczego - począwszy od obowiązującego prawa a skończywszy na "przedsiębiorcach z alledrogo". Urządzenia też nie będzie można kupić - ani otrzymać końcowego schematu.
Założenia:
- zabezpieczenie wyspowe (brak prądu w sieci ZE wyłącza GTI)
- synchronizacja z siecią
- szeroki zakres napięć wejściowych
- praca bez baterii (bezpośrednio z wiatraka lub paneli fotowoltaicznych)
- łatwa możliwość rozbudowy
1. Zabezpieczenie wyspowe oraz synchronizacja z siecią.
Dość długo zastanawiałem się w jaki sposób wykonać takie zabezpieczenie, bo musi być układ mierzący napięcie sieci, jej częstotliwość - dodatkowo układ ten musi się zsynchronizować z siecią, następnie wygenerować połówkę sinusoidy zgodną z tą z sieci, o tej samej wartości i wpuścić ją do sieci...
Tylko jest problem w takiej postaci, że gdy już połówka sinusoidy w GTI jest "produkowana" to układ mierzy swoja produkcję która przed chwilą została wpuszczona do sieci, do niej się synchronizuje i nawet jak ZE odłączy prąd to GTI sam będzie sobie koniem, woźnicą i powozem. Produkcja będzie trwać póki się nie skończy "paliwo" - czyli energia ze słońca lub wiatru.
Z uwagi na ten problem projekt padł... ...na kilka dni, bo wpadłem na szalony pomysł, że można przecież mierzyć prąd ZE w momencie gdy połówka sinusoidy nie jest generowana.
Kolejny problem to synchronizacja, rozpoznanie połówki sinusoidy i mierzenie częstotliwości - tu też minęło kilka dni nim zdałem sobie sprawę - po jaką właściwie cholerę to robić? Część z Was najpewniej teraz patrzy z niedowierzaniem, robię bombę - ale taka jest prawda, bo po co sobie komplikować życie skoro rozwiązanie jest bardzo proste. A w zasadzie tak banalne, że aż śmieszne. Oto układ synchronizujący się z siecią, zabezpieczenie wyspowe oraz rozpoznanie połówki sinusoidy w jednym.
- Bez nazwy.jpg (10.03 KiB) Przeglądane 12933 razy
Skoro mamy już wyjścia na których będą połówki sinusoidy sieci to wystarczy te napięcie przetworzyć na PWM, gdzie wypełnienie uzależnione będzie właśnie od wysokości napięcia sieci.
- pwm.png (4.47 KiB) Przeglądane 12913 razy
Jest kilka układów które można do tego celu wykorzystać, wymienię trzy: NE55x, SG35xx albo TL494xx. Oczywiście po jednym identycznym dla każdego toru (wyjścia).
Teraz większość z Was już wie, w jaki sposób układ synchronizuje się z siecią, że robi to idealnie i natychmiastowo i w jaki sposób działa zabezpieczenie wyspowe. Cała "technologia" niejako działa przy okazji.
Efekt działania w postaci przebiegów wygląda tak:
- gti.png (9.81 KiB) Przeglądane 12899 razy
Na wyjściach OUT mamy sygnał do wysterowania tranzystorów mocy które za pomocą transformatora z napięcia wejściowego zrobią nam 230V.
ciąg dalszy nastąpi...
,czy ktoś widział tę stronę ? . Są tam wszystkie schematy wraz z oprogramowaniem procesora sterującego Grid tie inverterem 550W , mi taki spokojnie wystarczy a po za tym można podłączyć dwa lub więcej.