....

... и водени от себестойността и времето за възвръщане на инвестицията - пак стигаме до черния варел на покрива на Бонго.

Евтиния вариант за соларен бойлер е този с еднотранзисторната бръмчилка. Има си кусури, но ... пълно щастие няма.

Още в началото писах, че съм проучвал пазара. Писах за "марковите" решения като това на фрониус, както и за "екзотични" от сорта на cyboinverter...
Но не ми се дават 4-5к$ за контролер, инвертор и електромер.
Идеята е за просто контролерче и няколко панела като начало. За бръмченето, както казах с добри филтри на входа и на изхода симулациите са доста прилични. Бръмченето е проблем за схемите, при които не става да се сложи филтър. Но се отказах от подобни схеми.
Между другото, идеята ми от последния пост за PFC buck се оказва проблематична точно заради филтрите. При AC не мога да сложа толкова големи кондензатори както при DC. И освен бръмченето има и други проблеми, изобщо идеята май не е толкова добра. Ще видя, днес ако ми остане време ще пробвам да заменя buck-a с cuk. Чукът би трябвало да е по-подходящ за целта... може би

Идея за Transformerless Single-Phase Buck-Boost AC Voltage Regulator.

Пробвай да я симулираш да видим какво ще се получи.

На входа - 220V AC
На изхода - в зависимост от управлението - може да е AC - синусово.

Схемата не изисква големи кондензатори, като при DC-DC.

Емо, все още разучавам как се правят симулации и честно казано точно това не знам дали бих могъл да симулирам.

От това което успях дотук си направих следните изводи:
1) Най-добри резултати постигам с BUCK. Ползвам модели на реални компоненти, които смятам да ползвам. Но разбира се симулацията е в идеални условия, без паразити и т.н. Така че гледам на симулацията просто като на теоретичен максимум, който едва ли ще постигна на практика. И все пак хубаво е таванът да е високо.
В случая е доста високо. КПД-то достига до 98%, но по-важното е, че не пада под 95-96% за всички интересни режими.
Няма "критични" режими, т.е. условия при които токовете да става големи и т.н. Единствено при включване си иска софт старт, но това е ОК за мен.
Бръмченето с малко кондензатори влиза в рамките на приемливото.

2) BOOST
Има едно предимство - входния ток пулсира, но в continious режим не пада до нула. При определени условия пулсациите може да са много по-малки от средната стойност, демек може да е много по-тих от към входа. За съжаления не в целия диапазон може да се поддържа continious.
Недостатъците са, че е доста по-капризен. Ако прекалиш със "зареждането" лесно може да се опуши. КПД-то почва да кляка в крайните режими. И не на последно място в случая аз рядко (ако изобщо) имам нужда от step-up.

3) BUCK-BUST, Sepic, Cuk...
Видимо кпд-то пада с поне едни 5%.
Недостатъците са, че пак има опасни режими и пак режими с доста по-ниско кпд.
Особено зле може да стане при сепика и чука. Много са нестабилни. Аз на симулация не мога да ги стабилизирам, пък какво остана на живо. В някои случаи кпд-то ми пада и под 20%. Верно тия схеми може би изискват по-точен подбор на компоненти и т.н. Но очевидно са си капризни.
С две думи - buck-bust може да го реализирам като опция, но само ако се налага. Надявам се да не се налага.
Сепика и чука не съм убеден, че ще се справя. Донякъде чука може би си заслужава, защото енергията не се прехвърля на порции. Това би било голямо предимство при АС. Но за целта явно трябва добре да се сметне схемата и добре да се управлява. Нещо, което пак казвам аз не успявам да постигна дори на симулация...

Относно АС регулацията... Ако има филтри, изходното се разминава с входното напрежение. Това вкарва мъртви режими при step-down. От друга страна нагревателите са за 220V и няма как да се ползва step-up при 220V на входа. В най-добрия случай трябва да е комбиниран режим. Но пак казвам филтрите доста пречат. Трябва или да се търси изолирана схема или да се мъчи чука. Та дилемата е между една голяма бръмчилка или нещо много сложно.

Относно опасните режими за които говориш - защитата може да е чисто хардуерна.

Примерно за схемата, която постнах последно, тока през бобината се следи с токово трафче с компаратор след него. Ако при "зареждането" на бобината тока нарастне над зададена стойност, компаратора щраква и този сигнал влиза на фаулт входа на PWM-а и изходите му се деактивират или се установяват в зададено предварително състояние. И всичко това чисто хардуерно без участие на програмата на процесора.

(Разбира се програмата не би следвало да допуска да се стигне до такъв момент.)

Тази схема е подходяща за идеята ти за регулатор преди бойлера монтиран до апартаментното табло и 220V AC на входа. Работи като PFC, само дето на изхода вади AC напрежение.

Да, ако има опасни режими трябва да има аналогово управление/защита...

Но пулсациите пак са голям проблем. Ако искам да изкарам примерно 10А средно, то на практика ще имам пуслации с размах над 10А. С малко филтри да кажем се докарват до 3-4A. Да не бъда голословен, получава се нещо такова:


Това е една полувълна и степ-доун на 100kHz. Без филтри синусоидата става буквално плътна... В случая филтрите не са нещо особено, може и по-добре да се филтрира, но не кой знае колко по-добре.

Две разработки от IEEE:

Миро, колко мислиш са ВЧ пулсациите на тока на един инверторен 2kW климатик с PFC на входа? Или на един инлайн 2KW UPS с PFC? (няма да споменавам инверторните електрожени)

Важното е да си под нивата в стандартите, а щом те ги покриват - в най-лощия случай без много мисъл - входа и PFC (т.е. схемата която правиш) ще се изкопират 1:1.

Не е съвсем по темата, нито най-доброто, просто първото което ми излезе, но е поучително:
https://www.youtube.com/watch?v=unqT3p88EFQ
Накратко: един руснак на север е решил да пробва различните източници на "безплатна" енергия. Явно има технически познания и не се занимава със самоделки. Начи:
1. Спрял си е вятърният генератор защото е бил само 200Вт по паспорт, оказало се е че вятърът не достига и най-вече защото комшиите "любезно" го осведомили, че ще го отстрелят заради шума. Отделно, че зимните условия "изяли" перките само за един сезон.
2. Средно качественият купешки топлообменник му е създал маса проблеми, най-вече заради недообмислен в дълбочина монтаж. Иначе би работил добре все още.
3. Поставил си китайски и германски слънчеви батерии, вторите били малко по-качествени. Още на първата година загубили 15% от първоначалната си мощност, после по-бавно. Сложил им е достатъчно автоматика + акумулатори (които ще се сменят на около 5г) и като теглил чертата: германските ще се изплатят след 150 години, китайските малко по-рано.

Наздраве!

Да си беше купил с перки от графен.

Тоя руснак ме разби, колекторите му кипнали при -40С
Останалото е съвсем в реда на нещата. Перки не се слагат къде да е. Колекторните системи правят мизерии, ако не са качествени или монтирани както трябва. Нищо ново не ми казва, това и сам го открих.
Панелите му първата година се матирали, явно не е мерил точно колко. На око казва 5-10%, после казва 10%. При тия температури в Сибир очевидно не е за пластмасови и плексигласови панели. Не знам защо не се е ориентирал към стъклени. Но както и да е, казва че ги ползва 13 години и работят даже и при тия условия. За избиването няма как да се избият. Той лятно време ги ползвал само за един фризер, а зимно време за помпите на парното. Дефакто системата му е по-скоро UPS за парно. Няма система с батерии, която да е рентабилна. Както и без баланс. Но в случая инвестицията едва ли има значение. Представям си какво значи при -40 навън да ти спрат тока и да останеш без парно...

Неговото е вакуумен колектор, на такова не му пука каква е околната температура, стига слънце да има.

И аз имам вакуум, само че чисто китайски вакуум без тия немските концентратори

Моята система е под налягане и по-трудно кипи, но пак кипи. Изобщо с колекторите трябва да се внимава. Хубава работа вършат, но ако нещо не е направено като хората стават бели...

Не е голяма философия подобна система да се направи автономна, и да не може да кипне никога, при никакви (нормални) условия.

Проблемите с кипенето и замръзването се решават с отворена drain-back соларна система. Тя работи без разните там гликоли , а с чиста чешмяна вода.
Такава система няма проблем и при спиране на тока.

Т.е. нищо ново под слънцето. "Колелото" отдавна е открито ...