Ветроэнергетика и альтернативная энергетика.

Ветроэнергетика и альтернативная энергетика. (http://windpower-russia.ru/index.php)
-   Электроника (http://windpower-russia.ru/forumdisplay.php?f=9)
-   -   MPPT контроллер для ветра (http://windpower-russia.ru/showthread.php?t=232)

Tema0 04.07.2011 20:11

MPPT контроллер для ветра
 
Есть для солнца контроллеры сделанные по технологии точка максимальной мощности(MPPT), купил такой намедни, ну очень интересный девайс... почему нет аналога для ветра????
Для тех кто не в теме поясню....
MPPT контроллер позволяет снять максимум мощности с солнечной батареи независимо от освещенности и температуры элементов...
в любой момент времени контроллер удерживает ток отдаваемый солнечной батареей нагружая ее или снижая нагрузку на том уровне, на котором произведение напряжения на ток максимально, в точке максимальной мощности...

По сути для ветряка система подобного рода это просто клад....
дело в том, что у нас в ветряке присутствуют две системы из разных разделов науки...
1. ветроколесо
2. электрогенератор.

понятно что попытки расчета сводятся к тому, чтобы максимально согласовать работу этих двух элементов в наших "уникальных условиях" Делается это на этапе проектирования, даже сняв характеристику с генератора и ветроколесо считая под него результат будет несколько не идеален
ибо аэродинамика штука тонкая, да и погрешность изготовления и материал лопасти вносят свои коррективы

в тоже время если задавать нагрузочную характеристику на действующем ветряке ориентируясь ТОЛЬКО на выдаваемую ветрогенератором мощность... загоняя его (генератор) в пик загружая или наоборот снимая нагрузку... подстраиваясь..т.с.
ведь работа этой машины не передается обычной плоской зависимостью вольт/амперной,
график работы системы в сборе трехмерный, добавляется сила ветра, т.е это не кривая... это поверхность
и выглядит она как холм, по идее... так вот наша задача загнать режим работы генератора на самую верхнюю точку этого холма
есть ли такие системы?

Микола 06.07.2011 00:22

Работаем над нечто подобным, только летом мало времени, теперь уж активно осенью займусь.

Сергей 06.07.2011 01:30

Цитата:

Сообщение от Tema0 (Сообщение 10644)
ибо аэродинамика штука тонкая, да и погрешность изготовления и материал лопасти вносят свои коррективы

Ещё какая тонкая. Чуть туда, чуть сюда и быстроходность меняется в разы. Соответственно пик мощности будет совершенно в другом месте.

Цитата:

Сообщение от Tema0 (Сообщение 10644)
так вот наша задача загнать режим работы генератора на самую верхнюю точку этого холма

В наших условиях что-бы снять нагрузочные характеристики винта, то есть зависимость крутящего момента от оборотов на разных ветрах, нам надо какой-то тормозной механизм. Вот в качестве этого механизма и используем генератор. С его помощью хоть как-то можно определить, что там делается на винте. И когда эти данные есть, то можно пробовать их забивать туда, чем занимается Микола. Наверное мы все об одном и том-же. Контролер отбора мощности...

Tema0 06.07.2011 14:03

не нужно ничего никуда забивать....
нужно просто измерять отдаваемую мощность меняя нагрузку на генератор и таким образом искать пик отдаваемой мощности.

представим контроллер заряда как ящик с одним входом и одним выходом.
функция по входу - открывать "некий вентиль" или закрывать его ( имеется ввиду регулировать ток) отыскивая максимум на графике мощности.. т.е отыскивая место где произведение тока на напряжение максимально

функцией выхода является 100% утилизация всей передаваемой мощности... что не лезет в батарейку - суем в бак нагревательный для воды...
это вкратце.
Но при этом мы можем не знать ничего о самом генераторе и о винте... нам это не нужно.
главное не превысить предел по току через устройство, и все.

в принципе вся логика работы понятна...
основная задача передать от входа к выходу информацию о том, какую энергию нужно утилизировать
это нужно для того, чтобы процесс шел как нужно....

ну например...
1.ветра нет, ветряк стоит...
напряжения нет
система не работает.
2. подул ветер слабый ... генератор пока разгружен, нагрузка не подключена... но контроллер начинает фиксировать напряжение на входе и плавно отдавать наращивать мощность в нагрузку ( акб или балласт не важно, )
ветряк начинает затормаживаться, но до определенного времени момента на винте хватает для эффективного вращения генератора
ток увеличивается.... а вот напряжение начинает падать... обусловлено это падение во первых замедлением вращения а во вторых нагрузочной характеристикой самого генератора...
нагружаем пошагово и на каждом шаге смотрим как меняется отдаваемая генератором мощность ищем перегиб при котором рост мощности прекращается и начинается его падение...
переходим в режим удержания... но ток периодически уменьшаем.увеличиваем следя за выхлопом...
т.е просто ищем максимум...

При такой подстраиваемой нагрузке, ветряк будет в режиме ВСЕГДА...
на любом ветре... даже на слабом, т.к изменяемая нагрузка будет уменьшена до нуля при старте... т.к. нет отдачи по мощности... и будет увеличена после старта до того уровня при котором, пропеллер работает в оптимальном режиме для данного ветра


т.е устройство должно быть универсально. и любой бы смог его воткнуть на свой генератор без изменений для получения нужного эффекта

Woleh 06.07.2011 18:19

Цитата:

Сообщение от Tema0 (Сообщение 10741)
т.е устройство должно быть универсально. и любой бы смог его воткнуть на свой генератор без изменений для получения нужного эффекта

Устройство очень нужное!Без него никак необойтись!Но боюсь появиться не скоро! Месяца 4 я искал схему контроллера с нужными характеристиками, на всех возможных языках. Сейчас пытаюсь с помощью специалистов в электронике сделать такой девайс на МК. Всё продвигаеться крайне медленно! А участники форума сумевшие сделать такие девайсы сделали их для комерческого использования! Вот и перебиваемся все кто неимеет супер знаний контроллерами от Бойко и похожими! Все начатые темы в этом направлении уходят в (тень)!

Микола 06.07.2011 23:48

Цитата:

Сообщение от Woleh (Сообщение 10751)
Все начатые темы в этом направлении уходят в (тень)!

Ну уж прямо так категорично. Просто пока нет готового решения, и показать не чего (у меня именно так).

Давайте начнем с алгоритма. Отработаем его досканально, и тогда уж програмно попробуем решить, и только потом в железе. в процессе работы, я как раз и столкнулся с проблемой грамотного исполнения задачи.

gda98 07.07.2011 00:24

Цитата:

Сообщение от Tema0 (Сообщение 10741)
нужно просто измерять отдаваемую мощность меняя нагрузку на генератор и таким образом искать пик отдаваемой мощности.

не получится пока ищешь ветер изменится ;) и это уже будет недостоверное измерение. С солнцем проще, если небо ясное, то изменений длительное время не происходит, а ветер всегда разный и в любой момент.

Добавлено через 1 минуту
Цитата:

Сообщение от Tema0 (Сообщение 10741)
подул ветер слабый ... генератор пока разгружен, нагрузка не подключена... но контроллер начинает фиксировать напряжение на входе и плавно отдавать наращивать мощность в нагрузку ( акб или балласт не важно, )

а ветер изменился и тупик контроллеру :) он то и дело будет плавно искать и никогда не найдет :)

Woleh 07.07.2011 01:08

Цитата:

Сообщение от Микола (Сообщение 10771)
Давайте начнем с алгоритма. Отработаем его досканально, и тогда уж програмно попробуем решить

У меня есть две разработки контроллера. Первая в начальном состоянии на микроконтролере АТmega16.Частично написана программа но её нужно корректировать. Готова схема измерительной части и ШИМ регулятор. Есть восемь каналов открытия балласта! К сожалению человек который мне помогал в этом вопросе изза ряда причин неможет пака продолжить разработку и я с этим проэктом пака в тупике! Если на форуме есть люди умеющие работать с програмированием и готовы помочь то я выложу всю наработку. Схемы,прошивка и файл для Proteusa! Второй вариан разработки к сожелению пака выложить не смогу.Это не мой личный проект и тоже требует доработок!

Сергей 07.07.2011 01:14

gda98, может немножко не в тему но всё таки. Кто-то здесь недавно доходчиво описал что такое приемственность винта. Типа многолопастник намного бвстрее реагирует на изменение потока. Я себе это представляю так. Вертится винт и тут порыв ветра секунды на 2-3. Винт не успел на него отреагировать повышением оборотов, но в этот промежуток времени крутящий момент на нём то возрос. А мы его не используем. Можно как-то в этот момент увеличить нагрузку, базируясь на показания рядом стоящего анемометра? Вроде как увеличить приемственность трёхлопастного винта. Это реально?

Tema0 07.07.2011 09:16

Цитата:

Сообщение от gda98 (Сообщение 10773)
не получится пока ищешь ветер изменится ;) и это уже будет недостоверное измерение.
Добавлено через 1 минуту

а ветер изменился и тупик контроллеру :) он то и дело будет плавно искать и никогда не найдет :)

Тут вопрос в скорости и величине шагов измерений... ведь плавно искать с какой скоростью???? мы пока это не оговорили
скорость шага измерений она чем ограничена??? в основном только механической инерцией генератора а так, чисто теоретически
электроника на однокристалке прекрасно с интервалом в 100мС может отрабатывать процесс снятия показаний и управляющих воздействий в рамках одного шага... но основное время займет стабилизация оборотов при смене нагрузки...
т.ч чисто теоретически скорость набора оборотов при смене ветра и скорость отработки шагов она примерно одинакова и обусловлена одним и тем же фактором - механической инерцией системы
а если методы поисковые комбинировать... метод последовательных приближений он медленный...
а например если использовать метод половинного деления - реакция системы будет более шустрой но менее точной.
хотя порывы она будет отрабатывать точнее. т.е
например если система видит что изменения по времени не сильно большие - можно использовать алгоритм последовательных приближений.. просто качать вокруг точки максимума...
НО если точка максимума начала перемещаться веселее... то тут уж не до "жиру" переходим в режим поиска методом половинного деления и наша задача удержать винт в режиме по максимуму не давая ему раскручиваться порывами ветра


Часовой пояс GMT +4, время: 22:55.

Powered by vBulletin® Version 3.8.2
Copyright ©2000 - 2018, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot
Copyright © 2010 Windpower Russia