Batteriladdning med DC/DC-omv.

[Zigge]

Vad händer med spänningsomvandlaren i bilden nedan?

Den här DC/DC-prylen ska klara 20 ampere och 20-30 volt på ingången, ut ger den 13,8 volt, vilket är en bra spänning för underhållsladdning, om jag förstått det hela rätt.

Frågan är vilken ström som kommer att flyta genom spänningsomvandlaren när den sitter mellan två batterier. Så länge spänningen på 12-voltsbatterierna ligger på 13,8 volt, kommer väl ingen ström att gå genom omvandlaren och regulatorn och i så fall kan jag väl skippa laddningsregulatorn?
Jag kanske kan göra tvärt om, skippa spänningsomvandlaren istället och bara använda en laddningsregulator som klarar inspänningar på upp till 30 volt?

Bästa lösningen är kanske att köra med enbart laddningsregulator (som klarar inspänningen) och aldrig förbruka mer än 20 ampere på 12-voltssidan? Vill jag utöka det hela till 40 ampere kan jag väl lägga ytterligare en laddningsregulator parallellt med den andra?

Något som också kan hända är att det börjar sina i batterierna på 24-voltssidan och hur blir det då när höststormen drar in och vindkraftverket ger 50 ampere till 24-voltarna? Skulle 12-voltsbatterierna också vara tomma, lär väl samma 50 ampere gå rakt in i spänningsomvandlaren, eller laddningsregulatorn (100 ampere ut)? Även om jag parallellkopplar en hel hög med omvandlare eller laddningsregulatorer, så att de klarar strömmarna, så har jag ändå en laddström på 100 ampere till 12-voltsbatterierna och hur hälsosamt är det? Enda lösningen i så fall är att köpa ytterligare 250 Ah 12-voltsbatterier.

Ytterligare en lösning är att skrota solpanelen som kostat mig 6.500 kronor och enbart köra med 24 volt, men då måste jag i alla fall köpa en spänningsomvandlare om jag inte också vill skrota TV:n.

Sista lösningen är att köra allt på 12 volt och pressa utrustningen till det yttersta, samt ta en hel del värmeförluster i kablarna till vindkraftverket och vattenhjulet.

Suck! Jag tror jag ger upp snart och satsar på sterarinljus istället. Största misstaget jag gjorde var att jag satsade på 12 volt från början, detta kommer att kosta pengar! Men innan jag kastar ut grejerna genom fönstret   hoppas jag på en lösning på problemet.  Det måste väl ändå gå att lösa på något sätt?

[Hemikring]

"Vad händer med spänningsomvandlaren i bilden nedan?

Den här DC/DC-prylen ska klara 20 ampere och 20-30 volt på ingången, ut ger den 13,8 volt, vilket är en bra spänning för underhållsladdning, om jag förstått det hela rätt."

Du ska inte använda en DC/DC-omvandlare för att ladda batterier. Den håller för hög spänning och kommer att orsaka stor vattenförbrukning i batterierna och förkorta deras livslängd.

"Frågan är vilken ström som kommer att flyta genom spänningsomvandlaren när den sitter mellan två batterier. Så länge spänningen på 12-voltsbatterierna ligger på 13,8 volt, kommer väl ingen ström att gå genom omvandlaren och regulatorn och i så fall kan jag väl skippa laddningsregulatorn?
Jag kanske kan göra tvärt om, skippa spänningsomvandlaren istället och bara använda en laddningsregulator som klarar inspänningar på upp till 30 volt?"

Använd laddningsregulatorn. Den är gjord för laddning och kommer att sköta om dina batterier på bästa sätt.

"Bästa lösningen är kanske att köra med enbart laddningsregulator (som klarar inspänningen) och aldrig förbruka mer än 20 ampere på 12-voltssidan? Vill jag utöka det hela till 40 ampere kan jag väl lägga ytterligare en laddningsregulator parallellt med den andra?"

Det är OK att förbruka mer än 20A, fastän laddningsregulatorn klarar max 20A. Det som överstiger 20A  kommer att tas från batteriet, som sedan laddas upp under den tid du förbrukar mindre än 20A. Du behöver inte skaffa flera laddningsregulatorer.

"Något som också kan hända är att det börjar sina i batterierna på 24-voltssidan och hur blir det då när höststormen drar in och vindkraftverket ger 50 ampere till 24-voltarna? Skulle 12-voltsbatterierna också vara tomma, lär väl samma 50 ampere gå rakt in i spänningsomvandlaren, eller laddningsregulatorn (100 ampere ut)? Även om jag parallellkopplar en hel hög med omvandlare eller laddningsregulatorer, så att de klarar strömmarna, så har jag ändå en laddström på 100 ampere till 12-voltsbatterierna och hur hälsosamt är det? Enda lösningen i så fall är att köpa ytterligare 250 Ah 12-voltsbatterier."

Om laddningsregulatorn är gjord för 20A, så kommer 12-batteriet aldrig att laddas med mer än 20A. Spelar ingen roll om 24V-batteriet laddas med 50A eller med noll A.

12V-batteriet kommer alltid att vara fulladdat, så länge 24V-batteriet håller så hög spänning som laddningsregulatorn behöver på ingången.

"Ytterligare en lösning är att skrota solpanelen som kostat mig 6.500 kronor och enbart köra med 24 volt, men då måste jag i alla fall köpa en spänningsomvandlare om jag inte också vill skrota TV:n. "

Ja, du kan ha batteriet som 24V och sedan en DC/DC-omvandlare som gör ungefär 12-13V till de förbrukare som är 12V. Nackdelen är att du då inte kan använda högre ström på 12V-sidan än vad DC/DC är gjord för. Med ett 12V-batteri kan du ju kortvarigt dra mycket mera ström om det behövs.

"Suck! Jag tror jag ger upp snart och satsar på sterarinljus istället. Största misstaget jag gjorde var att jag satsade på 12 volt från början, detta kommer att kosta pengar! Men innan jag kastar ut grejerna genom fönstret   hoppas jag på en lösning på problemet.  Det måste väl ändå gå att lösa på något sätt?"

Det är ingen skada att ha ett 12V-system också. Det finns mycket flera apparater för 12V än för 24V.

Jag tycker det här systemet ser bra ut. 24V för att hålla nere förlusterna i ledningarna, 12V för att kunna använda normala apparater.

[eka]

Det man skulle kunna tillägga att förbrukarna på 24V sidan måste pasera något djupurladningsskydd för batterierna. Detta i synnerhet laddergulatorn mot 12V för denna kommer annars att vara stygg mot 24V batteriet när inmatningen är svag.
Det andra är att koppla två typer av laddregulatorer mot samma mål (Mot 12V) De bör vara konstruerade för att klara detta.

[ollebolle]

DC/DC-omvandlaren tar en tomgångsström som inte är försumbar. Kan komma att ladda ur 24 V-accarna när det inte blåser. Sätt ett relä som bryter strömmen till 24DC/13,8DC när det blåser för lite. T.ex reläet sluter när en viss minimispänning finns från vindelverket och bryter när det gått under den nivån.

Annars är den ju OK som konstantspänningsladdare. Laddströmmen går ned till nästan noll då 12V- batteriet är fullt.
Du kan använda en laddare istället som du tänkt på. Det verkar ju oK.

När 24V-accarna nått 28V slår ett relä till varmvattenuppvärmningen och bromsar vindsnurran så den inte skenar.

Använder du mer än 20 A från 12V-accarna är det OK så länge du har kräm kvar i dem.  Det finns sätt att skydda batterier från för mycket laddnng genom att använda termobrytare liknande de som sitter i värmesitsen på bilar. Finns i lite olika temperaturområden. Sätt en sådan mot ett av batterierna T.ex batteriet värms upp till 40 grader - då är det nog fullt och mer laddning bör förhindras.. Det är ju enkla grejer som bara kan läggas i serie i en ledare och som bryter/sluter strömmen när accarna blivit för varma/svalnat. Kolla max ström (ELFA) - de kan behöva ett extra relä vid höga strömmar.

När höststormarna dra in så kommer spänningen till 12V-acc att begränsas då du ju har en reglering där i form av DC/DC eller batteriladdare.

Vid för hög spänning är det din vattenvärmning som får ställa upp med att äta  effekt. Ordentliga kablar kontaktorer och vattenmängd eller cirkulationspump till element eller någon kylanordning. Om du har en koll på spänningen på det vis jag skrev ovan så kan du förhindra att grejerna brinner upp. Egentligen så behövs väl en lite mer avancerad historia som succesivt reglerar effekt-ätningen men om du ändå inte är på plats och förbrukar någon ström så gör det ju inget om laddningen till batterierna bryts under det stormen varar. När elementen slås till kommer nog spänningen att bli för låg för att det ska bli någon laddning. Alternativt skulle du kunna gör en succesiv inkoppling av elementen t.ex låta en tyristorstyrning sköta om det.

12 V är en mycket bra spänning då det finns mycket mer apparater för den spänningen än för 24 V. De förluster man får kan man hantera med tjockare kablar eller med transformator på växelspänningssidan som ökar upp spänningen t.ex till 220V och sänker den igen till 24V och 12V.  En transformator är en mycket enkel och billig pryl (lätt att linda själv).

[Zigge]

Ok, laddningsegulator då, men två stycken i så fall.

(Nu måste jag tänka högt och med en bild)

Regulatorn som är kopplad till 24-voltsbatterierna ser till att dessa inte blir urladdade.
Som förbrukare (istället för förbrukare) kopplar jag in ytterligare en regulator, som i sin tur är ansluten till 12-voltsbatterierna och som skyddar dessa från över- och underladdning.
12-voltsregulatorn som kan ta hög ingångsspänning från solpaneler (MaxPower fån Naps klarar 45 volt), ansluts alltså till 24-voltsregulatorns stift för förbrukare.

12-voltsregulatorn tror alltså att den är ansluten till en solpanel och 24-voltsregulatorn tror att förbrukaren är en TV, eller annat, men i själva verket är de bara anslutna tillvarandra.

Det här bör alltså funka då? (I och för sig fel typ av regulatorer på bilden.)

[Zigge]

ollebolle, det var precis så jag tänkte mig det hela med DC/DC-omvandlaren, men eftersom 24-voltsbatterierna blir oskyddade för urladdning, kanske det är bättre med dubbla laddningsregulatorer. Kostnaden blir inte mycket större och laddningsregulatorernas strömförbrukning kanske är mycket mindre, än DC/DC omvandlarens.

Transformatorer har jag funderat på och från vattenhjulet kommer spänningen att vara ganska konstant, men jag är lite rädd för att gå över klenspänning när jag ska vara i vatten och plaska. Dessutom vet jag ju inte om andra människor som ser hjulet har svårt att hålla fingrarna borta.

Det där med elemnet och vatten har jag inte fundrat så mycket på än, men det finns två typer av shuntregulatorer man rekommenderar till vindkraftverk i den storlek jag tänkt mig. Jag vet inte riktigt hur de funkar, men de håller koll på spänningen och kopplar in förbrukarna när batterierna är fulladdade.
Hur jag räknar på vattenvärmning tror jag att jag kan, men hur länge det kommer att blåsa blir lite svårare att räkna ut.  

Trots allt måste jag gardra mig mot långvariga och hårda höststormar, så att varken vatten eller batterier börjar koka om jag inte är där, men det har jag inte funderat så mycket på än. Kanske ska jag låta ett värmeelement blåsa igång som sista utväg och kanske måste jag också kortsluta vindkraftverket.

[eka]

Jag är inte säker på vilka typer av 24 till 12V regulatorer ni tänker på. Den enklaste tekniken bränner bara bort hälften av energin i värme. De bör alltså vara av typen switchade för att inte ha stora förluster. Men samtidigt kan dessa vara känsliga för "mot emk" alltså för hög spänning in från fel håll.

Sedan var du orolig för högspänning och vatten. Ja om man använder jord som en ledare. Kör man balanserat ända från generatorn till nedtransformeringen så minskar man i varje fall riskerna avsevärt

Ingen kritik alltså utan bara några tankar kring utförandet  

[Zigge]

Jag är tacksam för tips och jag känner att jag inte riktigt har grepp om det här ännu. Det där med regulatorerna var bra att du sa!

Transformatorer tror jag att jag hoppar över eftersom jag inte har tillräckliga kunskaper.

[ollebolle]

Zigge!

Du gör mycket mer avancerade konstruktioner när du gör en generator. Om du har växelspänning så är det mycket enkelt att transformera upp eller ned spänningar. Bl.a. därför man har elnäten som växelspänning. När man vill överföra kraft över längre sträckor transformerar man upp spänningen och tar ned den igen vid tappställena.

En transformator är vändbar. D.v.s. om du tar en 220V till 12 V trafo så får du ju ut 12 V när du ansluter den till 220V. Omvänd kan du skicka in 12 V och få ut 220V (minus lite förluster).

Kolla in en trafo från en skrotad apparat av något slag och lek lite. På en trafo har man två lindningar. De är elektriskt skilda från varandra och fungerar då som en galvanisk avskiljare också vilket är bra när du kanske vill jorda fritt i bäda ändar.

En trafo kan på lindningarna ha flera uttag så att ett flertal olika spänningar kan fås. Spänningen står i rak proportion mot antal varv. T.ex du har 500 varv på 220V-lindningen. Mitt på finns ett uttag. Då får du 250 varv där och kan således ta ut 110V. På likn sätt kan du ha ett antal uttag på lägspänningssidan och få ut precis vilka spänningar du vill. Hittar du en transformator som du kan ta isär så att du kan linda om spolarna utan att behöva trä tråden varv för varv så kan du lätt gör en egen transformator  med de spänningar du vill ha.  

Jag förklarar gärna mer om du tycker att det här är ett sätt för dig att få ihop de två spänningarna. Du skullel t.ex kunna ha ett antal olika spänningar och med reläer switcha mellan de olika spänningarna för att på så sätt få rätt spänning till batterierna.

Förlusterna i en transformering ganska små. Mindre än en elektronisk DC/DC-hackare och mycket mindre än en 24/12 V reglerkrets (som ju gör om halva till värme)
.

[Zigge]

Det där med regulatorer gör mig bekymrad. Är det verkligen så illa att spänningen halveras genom att man bränner bort hälften i värme?

Ok, det är inte helt fel med transormatorer och får jag upp spänningen kan jag köra med ganska klen kabel.

Jag vet i stora drag hur transformatorn fungerar, men det är väl så mycket mer än bara lindningsvarv i förhållande till spänningar? Man måste väl också ha en idé om hur många varv man börjar med på primärsidan (eller sekundärsidan), hur grova trådarna ska vara, hur transformatorlindningarnas resistans påverkar strömmarna i generatorns lindningar, hur stor transformatorn ska vara, o.s.v.
Dessutom är det trefastransformatorer jag behöver och det gör ju inte saken lättare.

[ollebolle]

Det jag kallar hackare är en apparat som pulsar likspänning och transformerar eller spänningsdubblar/halverar den till en annan spänning.  Alltså lite mer avancerad än en krets som reglerar med spänningsfall över en transistor.  

Trefas ja - det kan jag inte. Jag antar att man får använda tre st - en för varje fas om det inte går att göra din trefas till enfas. Det måste väl ändå göras någonstans i kraftöverföringen. Men det gör du väl när du gör om det till likspänning förstås.

Det här får vi spinna vidare på.

[Zigge]

Om vi tar det hela från början, så kanske jag hänger med och jag börjar med batterierna.  

Om jag laddar ett 12-voltsbatteri med en solpanel som ger en öppen spänning på 17 volt, är det batteriet som bestämmer spänningen och drar ned den till 12 volt.
Ansluter jag en solcellsregulator mellan batteriet och solpanelen, vad händer då? Har jag 17 volt på regulatorns ingång och 12 volt på utgången, eller dras spänningen ned till 12 volt även på ingången?

Nu ska ju jag ansluta 24-voltsbatterier till 12-voltsbatterier och då är det ju inte så lyckat om 12-voltsbatterierna försöker dra ned spänningen på 24-voltsbatterierna till 12 volt, samtidigt som 24-voltsbatterierna försöker lyfta spänningen på 12-voltarna till 24 volt.

Om jag kör med solcellsregulator mellan batterierna tänkte jag använda den här regulatorn, men det kanske inte alls funkar, för det jag beskriver ovan kanske är vad som händer då.  http://www.naps.se/stc/attachments/Naps_MaxPower.pdf

Använder jag istället DC/DC-omvandlare hade jag tänkt mig den här oisolerade på 12 ampere för 750 kr: http://www.odelco.se/webshop/converter/conver.html

Nå, vilket är bäst?

[ollebolle]

En solcell har ett högt inre motstånd så utspänningen sjunker lätt vid belastning. En blyacc. däremot kan lämna kanske 1000 A då den har mycket lågt inre motstånd.

En solcellsregulator som inte har överströmsskydd kan kanske ta för mycket ström. Kolla det med leverantören. Jag såg att det var max 7 A den kunde ta in. Om det är den själv som begränsar till det eller om användaren ska se till det är frågan.  

När du ansluter 24V/12V DC/DC-omvandlaren så kommer 24 V batteriet fortfarande att lämna 24V och spänningen omvandlas till c:a 13,8 V.

[Zigge]

Jag har mailat till Naps och frågat, men inte fått något svar.

Använder jag en DC/DC-omvandlare, vet jag ju att det kommer att fungera.

[eka]

Det var fina grejor du tittat på. Klart snygga prylar. Båda är switchade och har bra verkningsgrad.
Det som är synd är att du förmodligen inte kommer att kunna få nytta av de fina laddfunktioner som solcellsregulatorn har.
Varför. Jo jag tror att den laddaren har inbyggda funktioner för att känna av lämpligaste laddningstyp. 24/12V regulatorn kommer att pumpa på tills spänningen på batterierna är max. Solregulatorn kommer då luras och inte ge någon större laddning förrän 24V regulatorn kopplas ur.
Jag har ingen bra ide nu ikväll. Du är klart på rätt väg med ett tvåspänningssytem. Finlir återstår. Hoppas Naps har någon bra lösning.

[Zigge]

Nu har jag ringt runt lite och den här lösningen ska funka.

Ett underspänningsskydd på 24-voltssidan och till detta kan jag exempelvis använda en billig solcellsregulator i 500-kronorsklassen.

Som laddare till 12-voltsbatterierna använder jag en DC/DC-omvandlare och här har jag två modeller att välja på, en med laddningsfunktion och en utan laddningsfunktion.

Den med laddningsfunktion laddar upp till 14,2 volt och kostar ca: 1750 kr. Den som saknar laddningsfunktion ger 13,2 volt, vilket leder till sulfatering av batterierna, men den kostar bara 750 kronor. Vad som dock kan förhindra sulfatering, är att jag också har en solpanel med regulator på 12-voltssidan, som då kommer att toppladda batterierna dagtid och när jag inte är i stugan. Detta bör fungera bra sommartid och vid inte allt för stor förbrukning, men vad händer när hösten kommer och solpanelen inte längre ger någon större effekt? Nä, jag kanske ska satsa på den dyre modellen med laddfunktion trots allt. Nä, jag kanske satsar på den billigare modellen och hoppas att solpanelen ska räcka för toppladdningen.

Tänk så enkelt det vore om det inte fanns valmöjligheter.  

[eka]

Och jag som inte kan låta bli att kommentera  
Ta den enkla varianten, batteriena sulfaterar väll inte direkt utan får en duvning då och då även under hösten och våren.

[ollebolle]

Vilka läckra scheman du gör!

Det blir en del apparater för en del pengar. Men det kan det vara värt.

Man skulle vara lite bättre på konstruktion. Jag är ju egentligen elektronikingenjör med styr och regler men har alldrig jobbat med detta som konstruktör utan bara som servicekille och då med skrivare.

Många av de funktioner du eftersträvar borde vara ganska enkla att  bygga med kraftiga dioder, transformatorer, likriktarbryggor, zenerdioder, kontaktorer, reläer, element, cirkulationspump, gasfjädrar, solenoider, kuggväxelmotorer,,,,,,,

Lätt att leka med i tanken men svårare i praktiken dessvärre.

När man själv konstrurerar kan man dock förenkla hårt och då kan det ändå vara möjligt.

Fördelen är att en del begagnat kan användas=ibland gratis=miljövänligt.

[Zigge]

Den billigare varianten... Ok! Bra!  
Jag bor ju heller inte i stugan om höstarna så solpanelen hinner säkert toppladda batterierna mellan gångerna.

ollebolle, jag skäms att säga det, men jag har även jobbat som ingenjör. Nu var det några år sedan, så jag har glömt nästan allt och dessutom sysslade jag ytterst lite med konstruktion och när jag gjorde det handlade det bara digitalteknik. Jag lyckades väl göra några styr och mätgrejor, men bara enkla saker, inget avancerat. Annars har jag mest jobbat med service och installation (svagström) och de senaste 15 åren har jag haft helt andra jobb som inte haft med det elektiska att göra.
Kul att du gillar mina scheman. Själv gillar jag att göra allt så enkelt som möjligt, så att jag själv också förstår.  

[ollebolle]

Ja där ser man. Med din bakgrund har du ju goda förutsättningar att bygga en del övervakning själv. Värmekontroll med termostater är användbart kan jag tänka mig. När det blir hög effekt kan värmen via en termobrytare slå till/från något stopp eller liknande.

Tvungen kila nu