"12V zonneboiler" - 12V boiler en zonnepaneel

[!null]

Ik heb een camper met volgende 12V standalone setup:
- 12V gel accu
- 175W zonnepaneel 40V
- Victron Bluesolar 75/15A zonneregelaar
- Op zonnige dagen (en niet onder de bomen) heb ik vaak al rond 11:00 een volle accu en staat het zonnepaneel weinig te doen.
- 6 liter 12V 200W boiler kopen (moet nog gekocht worden)

Wat wil ik: Deze kleine boiler alleen voeden met zonne-energie die teveel is, en hem dus niet (te veel) laten interen op de accu, omdat ik die vol wil houden (compressor koelkast draait er lekker op, en capaciteit is niet eens heel ruim)
Eigenlijk wil ik dus de boiler alleen aan hebben als de accu vol is.

(ik zal ook een schakeling maken dat de boiler aanzet wanneer de motor langer dan 10 minuten aan is, en waarschijnlijk nog een schakelaar om hem handmatig aan te kunnen zetten)

1. Vaststellen dat accu vol is
Opzich kan de Victron regelaar dat. Maar waar andere een (relais) output hebben voor als de accu vol is heeft de Victron dat niet. Wel heeft hij een seriele interface waar ik alles uit kan lezen, en vast kan stellen dat de accu vol is door uit te lezen dat de Victron in Float stand staat. (Float is dus zon aanwezig + volle accu), bijvoorbeeld met een Arduino.
Een andere regelaar kopen met een aparte output zou erg makkelijk zijn, maar ik wil eigenlijk bij mijn Victron blijven.

2. De boiler aansluiten/aansturen
Hier zijn grofweg de volgende mogelijkheden denk ik.

Na bij het bereiken van Float stand:

• De boiler gewoon een uur aanzetten. Moet voldoende zijn voor opwarming, en zorgt voor 200Wh verbruik. Accu is in theorie 900Wh maar ik gebruik maar een bandbreedte van 500Wh als het niet minder is, en wil hier eigenlijk niet op interen.
• Boiler aanzetten en middels Arduino in de gaten houden of hij nog zo'n 100W of meer aan het bijladen is.
  Zodat je niet te veel inteert op de accu.
• Het zonnepaneel middels relais omschakelen naar directe voeding van de boiler. Het zonnepaneel is max 40V dus er zou dan een regelaar tussen moeten die 40V kan omzetten naar 12V zonder al te veel verlies, en hij dus geen 200W stookt maar simpelweg hoeveel vermogen het zonnepaneel op dat moment kan leveren. Hiervan weet ik niet goed hoe makkelijk dit is uit te voeren en of er consequenties aan zitten
• Boiler aanzetten en vermogen afstemmen op binnenkomend vermogen van zonnepaneel? Hoe ingewikkeld zou dit zijn om te maken? Dan moet er dus iets van een 12V naar 12V regelaar tussen die aanstuurbaar zou zijn middels de Arduino.

Terwijl ik dit schrijf bedenk ik me nog een simpelere optie. Een aparte instelbare voltage cut-off relais kopen, en deze onder de 13V af laten koppelen. Lekker simpel
Dan is er geen Arduino nodig, kost het minste tijd om op te zetten. Echter vraag ik me af hoe vaak ik dan een aan/uit effect krijg (voltage dat in zakt als de boiler de 200W begint af te nemen)
En het nadeel is dat hij dan dus altijd wel een paar procent van de accu lading af zal snoepen met onnodige accu cyclussen tot gevolg. Maak ik me wellicht daar te veel zorgen om?

[Aeogenia]

Ik heb ook een project met een voltage relais met instelbare in/uit schakel spanning en een hysterese. Is op eBay voor een tientje te kopen. https://nl.aliexpress.com/cheap/cheap-relay-testing/2.html Dus schakelt in bij bijvoorbeeld 14v en schakelt pas weer uit als de spanning onder 13,5v komt. Spanningsdip is zo opgevangen. Oftewel pas als de accu 100% vol is schakeld de boiler in. Als je denk dat dit gaat pendelen, kan je ook een timer relais in serie zetten. Tenzij je zonnepanelen exact 200w leveren ga je toch je accu's deels ontladen, dus ik zou geen zorgen maken. Neem wel een groot autorelais (A) voor het schakelen van de boiler.

[!null]

Om hem te combineren met een tijdsrelais (wat ik al wilde gebruiken voor motor bijladen detectie) is wel een goede tip.

Als ik dan een schakelrelais op boven de 13V of inderdaad zelfs 13,7V o.i.d. zet, en hem dan pas na een kwartier in laat schakelen (of zelfs langer) dan zit het wel goed.

En als een timing relais boardje de nodige Ampere kan schakelen, dan kan ik inderdaad uit met een voltage detectie boardje van een paar dollar (want die kunnen vaak geen 20A schakelen)

Edit: Oh nee wacht, die voltage relais boardjes hebben vaak ook al timing functies.
Nou ja, ik heb nog een 200A relais liggen, misschien dat ik die eerst gebruik als stroomvebruik daarvan niet te hoog is.

[ Voor 17% gewijzigd door !null op 04-07-2017 14:24 ]

[Proton_]

Het mooiste is als je de MPPT functie houdt.
Dat kan je voor elkaar krijgen door een bulk charge te forceren, oftewel een wisselrelais naar een 12V dummy load zoals een zenerdiode. De kunst is dan om een 200W zener te vinden

[!null]

Proton_ schreef op dinsdag 4 juli 2017 @ 15:42:
Het mooiste is als je de MPPT functie houdt.
Dat kan je voor elkaar krijgen door een bulk charge te forceren, oftewel een wisselrelais naar een 12V dummy load zoals een zenerdiode. De kunst is dan om een 200W zener te vinden

Sorry, kun je die wat meer uitleggen?

De MPPT functie behoudt ik wanneer het zonnepaneel via de lader blijft laden.

Wat is de bedoeling van het wisselrelais en zenerdiode?
Het bulk chargen komt vanzelf wel als er 200W verbruikt gaat worden bij het inschakelen van de accu.


Andere gedachtegang is trouwens om het element eruit te schroeven en vervangen door een 12V 150W element, mits het 1 inch elementen zijn. Dit klinkt wellicht een beetje dom om te doen, maar het voordeel is dat hij dan eerder puur vanuit zonnepaneel gevoed kan worden (via de Victron regelaar) ipv altijd meer verbruiken dan zonnepaneel kan leveren (met kleine cyclus op accu tot gevolg)
En leuk bijkomend voordeel is dat ik dan stroomverbruik kan monitoren middels de Victron. Die gaat maar tot 15A helaas, maar ik heb er een bluetooth dongle op, die me opwek en consumptie laat zien, ook tot 30 dagen terug.
(heb al een dag gehad met 610Wh opwek)

En het opwarmen van de boiler duurt toch lang, of het nou een uur is of anderhalf uur, beide gevallen heb je weinig aan als hij leeg is.

[Glewellyn]

Nu je het over het vervangen van het element hebt, zijn er geen 48v elementen die je zou kunnen gebruiken? Dan zou je de output van je paneel direct in je verwarmingselement kunnen dumpen zodra de accu vol zit. (Gestuurd door die Arduino)

En dan schakel je elk half uur weer even terug naar de acculader tot hij weer aangeeft dat je accu volzit.

[Proton_]

200W/150W of niets zorgt er altijd voor dat de accu ontladen wordt, zeker bij weinig zon.

Ik dacht aan een variant op jouw optie 3/4.
Je hebt namelijk al een MPPT, die zit in de acculader en de lader geeft zoveel stroom bij 12V als er beschikbaar is uit het paneel.

Een zener diode gaat geleiden bij zijn ontwerpspanning, en zorgt dus dat de lader altijd 12V ziet ongeacht hoeveel stroom hij er doorheen duwt, alsof het een accu is die niet vol raakt. De diode zet al het vermogen om in warmte.

Het ietwat wilde idee dat ik had, koppelt de accu los en laat de lader al het beschikbare vermogen in een current sink (~zener) dumpen. Dan is er dus geen belasting van de accu, en weinig zon = weinig vermogen, veel zon = veel opwarmvermogen.
Arduino is nodig om terug te schakelen naar de accu en om een ontploffende boiler te voorkomen (kan ook met tijdrelais en een thermostaat of een handje opamps).

Wellicht kan je de current sink ook wel met een Arduino + dikke mosfet bouwen; dikke elco => PWM interpoleren tussen 12V=0% en 13V=100%.

[!null]

Ah ik begrijp nu wat je bedoelt. Maar dat gaat wel wat ver. Ik heb er niet absurd veel tijd voor.

Daarom staat me nu de suggestie wel aan om voltage detectie relais te gebruiken op een hoog voltage, en dan met timer waardes instellen. Dat heb ik heel snel werkend, al is het niet helemaal wat ik wil.
Dat zal wat meer cycles op de accu opleveren, maar dan hoef ik er niet over na te denken in ieder geval.

150W element zal niet heel veel toevoegen, die kan op genoeg momenten inderdaad alsnog de accu ietwat ontladen, dat klopt.
Maar dan hou ik hem wel in mijn Victron gegevens, die ik altijd met de telefoon kan checken.

En ik bedenk me een nadeel aan een oplossing met de Arduino, die gaat op dezelfde uitgang lezen als waar de bluetooth dongle vanaf leest. Dus dat gaat niet samen, of ik moet de Arduino alleen laten meeluisteren terwijl de seriele interface nog steeds praat met de Bluetooth dongle.

Allemaal mogelijk, maar wel tijdrovend.

Glewellyn schreef op dinsdag 4 juli 2017 @ 16:26:
Nu je het over het vervangen van het element hebt, zijn er geen 48v elementen die je zou kunnen gebruiken? Dan zou je de output van je paneel direct in je verwarmingselement kunnen dumpen zodra de accu vol zit. (Gestuurd door die Arduino)

En dan schakel je elk half uur weer even terug naar de acculader tot hij weer aangeeft dat je accu volzit.

Dat is wel een leuk idee, alleen heeft de boiler een thermostatische switch (die zal vast ook nog wel op 48V werken, maar goed) en een lampje.
Is wel omheen te werken, maar dan nog heb ik niet meer de mogelijkheid om hem nog handmatig aan te zetten op mijn accu.

[BenK1980]

Relais tussen de voeding van die boiler zetten die relais laten bedienen door spanning van t zonnepaneel?