Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Echte MPPT teuer, warum?


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von Helge (Gast)


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Stepup oder stepdown für die Spannungen und Ströme kosten weit weniger 
als die Hälfte eines echtem MPPT. 40€ vs. 90..200€ für 30A. Ist das 
nicht im Prinzip ein gewöhnlicher Schaltregler mit uC dabei? Wo sind die 
Fallstricke? Die werden doch in größeren Mengen hergestellt, so viel 
kann der Kostenanteil der Software doch nicht sein?

Im Prinzip reicht ja in den meisten Fällen das runtersetzen der 
Modulspannung.

von pegelwendler (Gast)


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Kommt eine Frau mit Beule im Kotflügel zum Karosseriemeister und möchte 
die Beule repariert haben.

Der Karosseriemeister bückt sich, haut einmal von innen mit dem Hammer 
gegen die Beule und die Beule ist weg.

"Macht 100 Euro".
"Was, 100 Euro für einen Hammerschlag?!"
"Nein, 5 Euro für den Hammerschlag und 95 Euro für das Wissen, wohin der 
Hammer geschlagen wird."

__

Das Knowhow machts eben doch aus. Außerdem ist sowas ein 
Investitionsprodukt und macht bei den Preisen für ne Solaranlage auch 
nicht mehr viel aus.
Zu guter Letzt buttert der Staat Gelder rein, die abgegriffen werden 
wollen.

von Alt G. (altgr)


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Helge schrieb:
> Im Prinzip reicht ja in den meisten Fällen das runtersetzen der
> Modulspannung.

Die spannung. Selbst bei nur einem solarpanel 50V max. Das schafft der 
normale buck converter nicht.

Der strom. Pro panel über 10A. Das schaffen die "el cheapo" buck nicht.

Die regelung. Nicht der ausgang, nein der eingang muss auf der MPP 
spannung  gehalten werden. Da reicht eingangsspannung zu invertieren und 
dem FB pin des buck zuzuführen. Aber ein normaler buck macht das nicht.

Beste methode ist die leerlaufspannung zu messen. Die ist abhängig von 
zellenzahl und temperatur. MPP ist dann 80% der leerlaufspannung.
Da die lichtstärke auf MPP nur sehr geringen einfluss hat reicht das.

Man kann das auch komplizierter machen, mit leistungsmessung, hillclimb 
algos etc. Ist aber unnötig und fehleranfällig.

von Alt G. (altgr)


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Wenn du sowas mit einem uC bauen willst:

Der uC muss die panelspannung messen.
Der uC muss die ausgangspannung messen.
Der uC muss das pwm signal erzeugen.

Wenn du einen low-side FET nimmst bekommst du probleme beim messen der 
ausgangsspannung. Wenn du einen high-side FET nimmst brauchst du einen 
entsprechenden gate treiber der von 15V bis 50V funktioniert.

Abgesehen davon ist das keine hexerei :)

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Meistens verlangen die Kunden sogar noch ein Display und es gibt welche, 
die auf einem Gehäuse bestehen.
Und die Herren Entwickler wollen oft sogar noch Kühlkörper und ein 
Gehalt. Auch Elkos für 200V (wie in meinem MPPT) kosten Geld, genauso 
wie kräftige MOSFet, robuste Anschlussklemmen und dicke Drosseln.
Die Software ist dabei das wenigste.

: Bearbeitet durch User
von M. K. (sylaina)


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Matthias S. schrieb:
> Meistens verlangen die Kunden sogar noch ein Display und es gibt welche,
> die auf einem Gehäuse bestehen.
> Und die Herren Entwickler wollen oft sogar noch Kühlkörper und ein
> Gehalt. Auch Elkos für 200V (wie in meinem MPPT) kosten Geld, genauso
> wie kräftige MOSFet, robuste Anschlussklemmen und dicke Drosseln.
> Die Software ist dabei das wenigste.

Und die Sachen sollen am besten auch noch >10 Jahre halten ;)

von Helge (Gast)


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Alt G. schrieb:
> probleme beim messen der ausgangsspannung

Ausgangsspannung und Ausgangsstrom lassen sich mittels Stromspiegel 
rüberreichen, das sind jeweils 2 Transistoren. Nicht übermäßig schwer. 
Da hilft die common Plus Schiene.

Mehr braucht man auch nicht messen, um MPP und Ausgangsbegrenzung 
hinzubekommen, oder?

mildly upsetting ist die Verlustleistung an der Diode. Bei 30A und 
blödem Tastverhältnis können das 10W werden. Mir fällt aber noch nichts 
ein, das sehr schnell und sync mim Mosfet zu machen. Das muß ja auch 
lücken können.

Das würde die Leistungssteigerung im schlimmsten Fall um 1/6 auffressen.

von Alt G. (altgr)


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Helge schrieb:
> Mehr braucht man auch nicht messen, um MPP und Ausgangsbegrenzung
> hinzubekommen, oder?

Du kannst versuchen den MPP mit der ausgangsleistung zu finden. Das wird 
kompliziert und fehleranfällig. Da sind lokale maxima, und du versuchst 
eine schwankende grösse zu optimieren.

Eingangsspannung muttu haben. Das funktioniert besser und ist einfacher.
Ausgangsspannung nur damit du den akku nicht überlädst.

Helge schrieb:
> Das muß ja auch lücken können.

Warum? Nee. Ein synchroner buck lückt nicht.

Beitrag #7206706 wurde vom Autor gelöscht.
von Andras H. (kyrk)


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von Dieter (Gast)


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Guck mal wie der Kurzschlussstrom einer Zelle zappelt. Das macht die 
Sonne und die Atmosphäre mit ihren Nebelwölkschen. Das ist nicht trivial 
zu regeln.

von Helge (Gast)


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Alt G. schrieb:
> Ein synchroner buck lückt nicht

Das ist ein Mißverständnis. Es gibt keinen immerwährenden betrieb. 
Irgendwann ist der Akku voll, die Sonne schwach oder sonstwas. Das kann 
immer-ein oder immer-aus-Zustände erfordern. Sehr kleine Impulse haben 
höhere Verluste bei geringem Strom als lückender Betrieb.

Zielgröße müßte doch immer maximierte Ausgangsleistung sein, incl. 
Reglerverluste. Ich sehe noch nicht, wofür man die Eingangsspannung 
messen muß?

Gehäuse:
Mich wundert, daß viele MPPT-Regler diese Einlötklemmen verwenden. Im 
Leistungsbereich gibts doch lang etablierte stabilere Lösungen, wie im 
Bild.

von Uwe S. (bullshit-bingo)


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Helge schrieb:
> Stepup oder stepdown für die Spannungen und Ströme kosten weit weniger
> als die Hälfte eines echtem MPPT.

Angebot und Nachfrage. Das mit dem Preis halbwegs analog zu den 
Herstellungskosten ist nun wirklich schon 30 Jahre und mehr her...

Man könnte ja noch anführen, daß MPPT-Regler besonders effizient sein 
müssen. Sind sie aber nicht mal, die üblichen Marketinglügen reichen 
völlig aus, um genug zahlungswillige Kunden mit billigst produzierter 
Ware zu versorgen.

von Alt G. (altgr)


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Helge schrieb:
> Zielgröße müßte doch immer maximierte Ausgangsleistung sein, incl.
> Reglerverluste. Ich sehe noch nicht, wofür man die Eingangsspannung
> messen muß?

Sicher kannst du wie der soyosource die ganze leistungskurve von 
kurzschlussstrom bis leerlaufspannung durchmessen. Dann ist dein gerät 
bei jeder wolke 1 sekunde offline. Oder alle 5 min mal 1 sekunde 
offline.

Oder du kannst in einem kleinen bereich um die aktuelle leistung 
abfahren und schauen ob das auf einer seite mehr leistung hat und dann 
dort hin wandern. Wie deine grafik oben. Der $40 GTI macht das so. 
Funktioniert in der praxis ziemlich schlecht, das bleibt öfters mal bei 
lokalen maxima hängen und eiert immer rum.

Oder du kannst die leerlaufspannung messen und dann 80% der spannung ale 
MPP spannung definieren. Da wirst du ziemlich nahe am maximum sein, es 
eiert nichts rum, und wolken ändern am MPP auch nichts.

Oder du kannst die leerlaufspannung messen und dann 80% der spannung als 
referenz definieren und im  "plausiblen bereich" +- 5% bleiben. Das 
verhindert die groben lokalen maxima.

Vergiss nicht dass du ströme / spannungen messen willst die gerade mit 
10A 100khz gepulst werden. Die messungen sind grobe schäzungen.

: Bearbeitet durch User
von Helge (Gast)


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Ich will MPPT zum Bleiakku laden, 24V.

Messen Leerlauf oder Kurzschluß würde mir jedes mal ein Loch in den 
Stromfluß reißen, das machen Profigeräte doch auch lange nicht mehr. 
Sowas müßte recht häufig passieren, weil bei Wolke-weg werden die Panels 
schnell warm.

Jedenfalls paßt wenigstens der Leistungsteil in ein ausgeräumtes 
4TE-Hutschienengehäuse. Nur noch jemanden finden, der mir die störenden 
Reste sauber wegfräst und den Deckel bearbeitet. Ungefähr 15mm Höhe 
bleiben noch fürs Steuerplatinchen, und in den erhöhten 
Deckel-Ausschnitt passen 1 Diode und 3 Mosfets.

Und dann programmieren wieder-lernen. Das ist paar Jahre her. Kleiner 
PIC dürfte reichen.

von Achim H. (pluto25)


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"Da die lichtstärke auf MPP nur sehr geringen einfluss hat reicht das."
"und wolken ändern am MPP auch nichts"
Das ist völlig richtig bei Polykristalline jedoch total falsch bei Dünn 
schicht Murks da stürzt nicht nur die Leerlaufspannung sondern auch der 
MPP auf ca 50% , wird wieder hell kommt er auf ca 70%. Jedoch hatte ich 
noch nie richtig Sonne (Typenschildleistung) vielleicht schaffen die bei 
eine "Supernova" ihre 80% ;-)

"Die messungen sind grobe schäzungen" Für ne Batterie wirs reichen, für 
eine Audiostufe eher nicht. Jedoch kann es geschafft werden ein Lämpchen 
flackerfrei zu bekommen.
Es ist (für mich) nicht wirklich verständlich, aber es ist möglich über 
das Tastverhältnis den MPP recht gut zu treffen.

Helge schrieb:
> 1 Diode

Welche wäre da geeignet? Ich such mir seid Tagen nen Wolf :-(

: Bearbeitet durch User
von Grummler (Gast)


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Matthias S. schrieb:

> Meistens verlangen die Kunden sogar noch ein Display

Display?!
Ich dachte, der Mann von heute hat Bluetooth...

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Grummler schrieb:
> Ich dachte, der Mann von heute hat Bluetooth...

Gibt sogar Kunden, die BT und Display fordern.

von Alt G. (altgr)


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A. H. schrieb:
> Das ist völlig richtig bei Polykristalline jedoch total falsch bei Dünn
> schicht Murks da stürzt nicht nur die Leerlaufspannung sondern auch der
> MPP auf ca 50%

Ich kenn nur monokristalline. Das von den dünnschicht wusste ich nicht.

A. H. schrieb:
> "Die messungen sind grobe schäzungen" Für ne Batterie wirs reichen

Der batterie sind mal 0.1V mehr oder weniger egal, aber ein tracking 
algo hat probleme wenn die leistungsmessung verrauscht ist.

Matthias S. schrieb:
> Gibt sogar Kunden, die BT und Display fordern.

Das einzig wahre ist WiFi !

: Bearbeitet durch User
von Dieter (Gast)


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Grummler schrieb:
> Ich dachte, der Mann von heute hat Bluetooth...

ZigBee oder ANT.

von Helge (Gast)


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A. H. schrieb:
> Welche wäre da geeignet?

Für meinen MPPT spuckt mein Teilespeicher eine MBR3060 aus. Hat aber 
500pF. Mal sehn.

von Achim H. (pluto25)


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Die macht nur 60V Weches Modul(e) hängt daran?
3 FETs ? 2 Für unterschidliche Strings, eine zur Batterieabschaltung?
Ich hab jetzt mal auf Verdacht eine TSF40U100C bestellt.
Eigendlich viel zu groß, zur Zeit hängt eine 5824 drin, die kann (weit 
über max Ratings 71V) Wird aber bei 5A unangenehm warm (70°)
Eine zu geringe Kappazität kann auch unglücklich sein - Überschwinger 
bis zur Modulspannung - 50% Wirkungsgrad :-(

von WF88 (Gast)


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Alt G. schrieb:
> Wenn du einen low-side FET nimmst bekommst du probleme beim messen der
> ausgangsspannung

So ein Quatsch, einfach zusätzlich nach dem FET die Spannung messen und 
sich in Grundrechenarten austoben.

von Helge (Gast)


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Schon nach nur längerem nachdenken...
Ich bräuchte für die für mich ideale Funktion 6 fette Halbleiter, krieg 
aber bis jetzt nur 5 unter. Weil: Alle meine Verbraucher sind 45V-fest 
gebaut, würden direkt an Panelspannung laufen. Da wäre es blöd, eine 
verlustbehaftete downconversion zu machen für Leistung, die eh gleich 
verbraucht wird. Mhm.

von Alfred B. (alfred_b979)


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Zuerst wolltest Du Akkus mit Nennspannung < Nennspannung/PV-Modul
laden, jetzt plötzlich hast Du Verbraucher die direkt an PV-Modul
"laufen soll(t)en"? Das versteh einer.

Und aus Deinem Schaltplan wird man auch nur begrenzt schlau: Was
das topologisch darstellen soll wie auch wieso Du z.B. zwei Fets
seriell bräuchtest. Rechts unten die beiden - da ist doch einer
redundant? Etc. pp.

Logischerweise bringt MPPT wenig, wenn man vieles in Freilauf-
und/oder Rückstromschutzdiode verheizt. Ein Fet "zu viel" ist
weniger schlimm (so lange sehr niederohmig), aber der erscheint
halt unnötig.

Helge schrieb:
> mildly upsetting ist die Verlustleistung an der Diode. Bei 30A und
> blödem Tastverhältnis können das 10W werden. Mir fällt aber noch nichts
> ein, das "sehr schnell und sync" (was das wohl genau heißen soll?)
> mit einem Mosfet zu machen. Das muß auch lücken können. (und das?)

Du weißt allgemein nicht, wie man das (diverse Optionen) machen
könnte? Oder nur nicht, wie mit vorh. Teilen möglich? Oder was?

Bitte Texte wie auch Schaltpläne verständlich/eindeutig, sonst ist
das mehr Ratespiel als "Brainstorming" o.ä.


WF88 schrieb:
> Alt G. schrieb:
>> Wenn du einen low-side FET nimmst bekommst du probleme beim messen der
>> ausgangsspannung
>
> So ein Quatsch, einfach zusätzlich nach dem FET die Spannung messen und
> sich in Grundrechenarten austoben.

Ach ja? Wo/wie genau? Hab wohl die Grundschule zu oft geschwänzt.

: Bearbeitet durch User
von Alt G. (altgr)


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Alfred B. schrieb:
> WF88 schrieb:
>> Alt G. schrieb:
>>> Wenn du einen low-side FET nimmst bekommst du probleme beim messen der
>>> ausgangsspannung
>>
>> So ein Quatsch, einfach zusätzlich nach dem FET die Spannung messen und
>> sich in Grundrechenarten austoben.
>
> Ach ja? Wo/wie genau? Hab wohl die Grundschule zu oft geschwänzt.

Man kann schon die ausgangsspannung von der eingangsspannung abziehen 
und so den relativen ausgang zusammenrechnen. Nur in der praxis läuft 
das schlecht weil sowohl eingang wie auch ausgang schwer ripple 
draufhaben. Ich habs probiert.

von Achim H. (pluto25)


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Wäre es nicht einfacher den Kondensator sowie den Load zwischen M4 und 
M1 zu hängen? Dann könnte der untere Strang ersatzlos gestrichen werden? 
Ein Kondensator parallel zur Batterie (nah an L1 und D1) würde auch 
nicht schaden?

von Harald W. (wilhelms)


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A. H. schrieb:

> Jedoch hatte ich noch nie richtig Sonne (Typenschildleistung)
> vielleicht schaffen die bei eine "Supernova" ihre 80% ;-)

Du könntest das Panel ja im Lagrange-Punkt L1 montieren, dort hast
Du 24Std volle Sonne. Bleibt nur noch das Problem, die erzeugte
Energie irgendwie zur Erde zu transportieren.

von Helge (Gast)


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Will ich bei Akku-Unterspannung den Verbraucher ausschalten, müßte sogar 
noch ein Mosfet mehr rein. Aber dafür muß man das Prinzip der idealen 
Diode verstanden haben.

von Alfred B. (alfred_b979)


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Helge schrieb:
> verstanden haben

...könnte man nach Jahren im Forum aber schon auch die Funktion
"Markierten Text zitieren". ;-)

> Will ich bei Akku-Unterspannung den Verbraucher ausschalten, müßte sogar
> noch ein Mosfet mehr rein. Aber dafür muß man das Prinzip der idealen
> Diode verstanden haben.

Nee, ich habe in dem (sorry) enggedrängten Wirrwarr nur übersehen,
daß "LOAD" zwischen die zwei v. m. g. Fets platziert war. Mein
Fehler, ich hab's wie gesagt lieber übersichtlicher/erkennbarer.

(Und mir ist klar, wie das aussah, aber keine Sorge: Mir sind eben
wie angedeutet div. Möglichkeiten klar, einen Synchronwandler zu
stricken, auch wenn kein Synchronwandler-Controller vorhanden - da
sollte ich "Mosfet als Synchrongleichrichter" schon kennen.

Das davor war nicht Kritik zum Selbstzweck, sondern um mögliche
Hilfe meinerseits zu erleichtern.)

Davon abgesehen sind es m. E. ZWEI GETRENNTE Projekte, PV direkt
an Last (so geeignet) zu schließen und/oder nen Akku mit zu laden.

Also getrennt zu planen (und auch aufzubauen). Genau wie Projekt
drei, der evtl. nötige Step-Up für "12,24,36VDC Akku an 48VDC
Verbraucher".

Aus verschiedensten Gründen, die Dir bestimmt selbst klar werden
falls sie es nicht eh schon m.o.w. sind.

von Helge (Gast)


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In der Tat ist mein Plan B, daß ich Lastmanagement in ein zweites 
Gehäuse auslager. Von den alten ABB fallen ja immer noch ab und an 
welche aus wegen ausgehärtetem Fett im Auslöser, aber im Moment ist nur 
das eine Gehäuse im Teilespeicher.

Blöd beim "doppelten Lottchen" sind die Mehrfachverbindungen und daß es 
eine zweite Spannungsauswertung braucht. - Immerhin lassen sich dann 
aber genug Mosfets reinwerfen, daß der Verlust nahe Null ist. Grübel.

von Alfred B. (alfred_b979)


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Ok, da Du noch grübelst, doch noch einmal deutlicher:

Ganz klar, der gesamte Bauteilaufwand ist evtl. minimierbar bei
"all-in-one" (ein Leistungspfad, wenn auch komplexer).

Übersichtlichkeit, Flexibilität (bei Optimierung UND Anwendung...)
und vor allem auch Effizienz (weniger Bauteile im Strompfad und
als Resultat der jeweiligen Optimierung) sind aber sicher maximal
bei einstufigen Konvertern parallel.

IDEALE Dioden, keine Schottkys. Außer evtl. eine kleine parallel
zum Sync Fet, ob dieser nun HS oder LS - beides realisierbar -
wenn/weil Dein Konverter vorzugsweise arbeitet wie kommerzielle
Synchronwandler also bei schwacher Auslastung lücken können soll
(die brauchte nur den dabei viel geringeren Strom tragen können).

: Bearbeitet durch User
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