Vindkraftverk - bygga enkel laddkontroller

[olof_n]

Hej!

Jag har ett litet vindkraftverk som laddar batterier.
Nu börjar jag bli trött på den kinesiska laddkontrollen jag köpte med vindkraftverket.

Det första problem jag upptäckte var att kontrollen bromsade generatorn så fort batterierna var fullt laddade istället för att skicka ut energin på "dump load" som jag trodde.
Eftersom jag monterat en 48V elpatron som dump load var beteendet inte acceptabelt.

Jag löste problemet med en mikroprocessor och ett SSR som laddar ur batterierna ifall spänningen blir för hög på batterierna. Det fungerar bra och lurar kontrollen att inte bromsa ner vindkraftverket.

Nu har jag upptäckte ytterligare en konstighet. Kontrollen verkar få för sig att den är överhettad och startar en fläkt samtidigt som den bromsar ner generatorn.
När jag kontrollerar är inget varmt utan det verkar vara något fel, händer lite då och då.

Nu till min fråga.
Skulle det fungera ifall jag plockade bort kontrollen och kopplade vindkraftverket (efter likriktaren) direkt på batterierna?

Min egen kontroller kontrollerar ju redan spänningen genom att dumpa energi ifrån batterierna till elpatronen så fort spänningen blir för hög.
Jag skulle kunna ha dubbla system med en extra mikroprocessor och extra last ifall spänningen fortsätter att stiga.

Strömmen från vindkraftverket blir max 25A (ca 1500W). Oftast ger generatorn mellan 100-800W men över 1000W är inte ovanligt.
Jag har fyra stycken 72A batterier seriekopplade, kan dom ta skada ifall jag inte begränsar strömmen?

/Olof

[Icecap]

Jag antar att det är blyackumulatorer du vill ladda - och i så fall vill det inte fungera att direktkoppla utan att de tar skada.

[olof_n]

Ja det är blyackumulatorer.
Misstänkte att det var för enkelt. Får försöka lista ut varför min nuvarande kontroller slutar att fungera ibland.

Mvh

Olof

[danei]

Jo det går visst att göra så. Han har ju en "shuntregulator" dom löser den biten.

[Icecap]

danei: TS skrev: "Skulle det fungera ifall jag plockade bort kontrollen och kopplade vindkraftverket (efter likriktaren) direkt på batterierna?"

Och det var vad jag svarade på.

[olof_n]

När jag skriver att jag kopplar vindkraftverket till batterierna menar jag även att min hemmagjorda kontroller är ansluten.

Jag är mest orolig för att laddströmmen blir för hög (typ 20-30A) eftersom jag inte reglerar strömmen.
En del enkla lösningar verkar fungera precis som jag beskriver, men dom kanske bygger på att batteribankerna är rejält dimensionerande.

/Olof

[danei]

Det klara batterierna.

[SeniorLemuren]

På denna sida kan man läsa följande:

Blyackar laddas vanligtvis med en konstant spänning på 2,4 - 2,5V per cell
medan laddningsströmmen begränsas till 1/10C. Det rekommenderas inte en
laddningsström högre än 1/3C.
De anses vara fulladdade då laddningsströmmen faller under 10mA och/eller
cellspänningen uppnår 2,4 - 2,5V.

Eftersom batterierna är på 75Ah så skulle det innebära att man ej rekommenderar att överstiga 25 Amp. laddningsström.

[olof_n]

Tack för svaren!
Nu har jag lite att fundera kring.

[svanted]

på en bil finns ingen strömbegränsning...
spänningen är dock max 14V och strömmen blir allt vad generatorn kan ge, inte ovanligt med 100- 120 A generatorer idag.
håller man spänningen så är batterierna självreglerande, de tar e.g. inte emot mer än de klarar.
i ditt fall 4*14V alltså 56V...
du kan alltså bromsa ner generatorn till 56V mha en elpatron och alltid ha den ansluten till batterierna.
alltså en elpatron ala superduper zenerdiod på 56 volt över batterierna..
sen hur den ska konstrueras är ju en annan sak,

[olof_n]

I så fall är det ju lugnt.

Min nuvarande regulator fungerar riktigt bra. Jag läser av spänningen med en AVR några gånger i sekunden och slår på/av elpatronen med ett 40A halvledarrelä.
Jag har en lcd där jag ser aktuell spänning och kan ställa in vilka spänningsnivåer som elpatronen ska slå till och av på.

Dock är även kinakontrollen fortfarande inkopplad eftersom den fungerat sedan jag ställde ner spänningsnivåerna på min egen regulator.
Min regulator ligger lite lägre än kinakontrollen vilket förhindrar att den aktiverar sin egen "dump load". Ballar den ur igen så tar jag nog bort den helt och kör endast med min egen regulator.

[Sverige]

på en bil finns ingen strömbegränsning...
spänningen är dock max 14V och strömmen blir allt vad generatorn kan ge, inte ovanligt med 100- 120 A generatorer idag.
håller man spänningen så är batterierna självreglerande, de tar e.g. inte emot mer än de klarar.

En del bilar laddar uppåt 15V...

Om generatorn laddar 100A, det är inte samma sak som att batteriet har 100A laddström. Bilens elförbrukare tar ju en del...

Sen finns det ju även en laddningsregulator, som förhindrar att batteriet "kokar"...

[xxargs]

den kinesiska laddaren gör nog precis som tänkt men inte enligt dina önskemål.

dumpmotståndet används för att bromsa ned rotorns varavtal och därmed leverera liten effekt till dump-motståndet som möjligt och avsikten är inte att värmen från dumpmotstånd skall användas till något i uppvärmningsväg utan enbart hålla rotorhastigheten låg och så 'missanpassad' mot vinden som möjligt för att slippa ta emot så mycket effekt.

Du vill däremot använda generatorn i sin effektivaste områden (välmatchat mot vinden för bästa effektupptagning) för att ta överskottsströmmen för uppvärmning och då är den kinensiska strategin och dina önskemål motstridiga, och då blir det att göra en egen regulator-strategi som du redan är inne på men se till att polspänningen över batterierna hålls på kontrollerad form (flytande spänning mellan 13.4 - 13.8 Volt beroende på batteritillverkarens rekommendationer och denna spänning bör inte åka upp och ned speciellt mycket när batteriet är nära 100% laddat (kanske max 0.1 Volt variationer per 12-V block) om du vill ha lång livslängd på batterier.


---

Vitsen med regulator är att spänningen aldrig blir så hög att batteriet 'kokar', vilket på antimon-legerade batterier ligger vid ca 14.4 Volt.

dagens kalciumlegerade blybatterier kan man gå ända upp till 14.7 Volt innan de börja 'koka'

kalciumbatterier har inte alls lika goda uppladdningsegenskaper från tomt batteri som en antimon-legerad batteri och man kan behöva köra upp till 15 Volt för att dessa skall bli 100% laddade - därför kan man se dessa spänningar idag på en modern bil med tämligen intelligent laddare i generatorn - till detta måste generatorn har lite extra spänning med den tänkta spänningsfallet på vägen till batteriet (gäller speciellt de med batteriet i bakre regionerna i bilen) då det som är intressant för batteriet är batteriets polspänning och hur länge tex. det är 15 Volt - handlar det om minuter vid kallstart så är det inga problem men om det är 15 Volt hela tiden så är snart batteriet sönderkokad och uppkorriderad invändigt


Bortsett från att laddningsegenskaperna är klart sämre för kalciumbatterier [1] (vilket idag delvis kan kompenseras med intelligentare laddare) än andra legeringsalternativ så har kalciumlegerade batteriet andra fördelar som överväger som tex. mycket låg vattenförbrukning vilket gör att batterierna kan vara engångsfyllda utan efterfyllning med vatten - dvs. batterierna har blivit underhållsfria i avseende behov och kontroll av batterivattennivåer samt att en bilbatteri är inte tänkt att bli djupt urladdad mer än få gånger under hela batteriets livslängd och då har inte dom negativa verkan med kalciumlegering så stor verkan i den driftfallet - men skall man ha batterier för sol och vindkraft där urladdningen kan bli ganska djup och ganska ofta så behövs det helt andra typer av batterier än de som används för fordon och då kanske inte kalciumlegerade batterier är optimalt.

[1] det finns för industrin batterier med olika kombinationer med kalcium resp. antimon-legering - dvs. olika legering på plus och minus-platta, även små mängder silver finns i en del modeller - dock ser man inte dessa när man skall köpa en ny startbatteri till bilen.