Fotovolt(a)ické panely v modelárstve?
modelár si na lietanie so sebou „na lúku“ okrem modelu zoberie aj solárny fotovolt(a)ický panel.
Na čo?
No predsa na nabíjanie pohonných LiPol batérií svojich modelov.
autor: Janko O.
Zatiaľ je to veľmi zriedkavé, ale už sme to niekde (zatiaľ len na fotografii) videli:
Náhoda to tak asi chcela, že sme sa už niekedy pred rokom dali do debaty s človekom, ktorý predáva, kompletuje a montuje fotovolt(a)ické systémy. Zaujalo nás to, veď koho nie? Avšak po polhodinke vysvetľovania, otázok a odpovedí sme dospeli k názoru, že táto problematika vôbec nie je až taká jednoduchá, ako sa na prvý pohľad javila. Okrem toho, ani cena takýchto solárnych panelov, vzhľadom na náš príjem, nie je malá. Obzvlášť pri skutočnosti, že na zmysluplné využitie, takých panelov treba viac, pretože s jedným panelom dieru do sveta neurobíme.
Ale červík bol „nasadený“ a tak keď sme sa po takmer roku opäť stretli, hľadiac do mojich smutných očí povedal, že má jeden (či vlastne dva) funkčný 100W fotovolt(a)ický panel s kozmetickou vadou, ktorý za plnú cenu aj tak nemôže predať a že mi ho za rozumnú cenu predá.
Ako som už naznačil, s jedným panelom sa diera do sveta energetiky urobiť nedá, ale možnosť pomerať jeho vlastnosti a experimentovať s ním, bolo pre mňa neodolateľným lákadlom. A tak som si 50,- € (čo je polovica môjho mesačného „vreckového“) „odtrhol od huby“ a kúpil ho. Ako bonus mi zadarmo dal (moje oči museli byť veľmi smutné 
) taký istý, čiastočne funkčný panel, ale s rozbitým sklom. Pod pojmom „čiastočne funkčný“ rozumieme to, že sme z neho vytiahli max. 16W výkonu. Ale ako sa hovorí: „darovanému solárnemu panelu na výkon nepozeraj“.
Tiež sa mi podarilo dotyčného presvedčiť, aby mi neskôr za rovnakú cenu predal aj ten druhý „kozmeticky nedokonalý“ panel a tak si aj v októbri asi „odtrhnem od huby“ a kúpim ho a celý hrdý budem mať (až) dva. Manželka pre vyriešenie energetickej situácie našej domácnosti za pomoci obnoviteľných zdrojov (takto vznešene som jej to predložil 
) neprejavila pochopenie a z domáceho rozpočtu neuvoľnila ani cent. Začínam ju podozrievať, že je príbuzná nášho ministra financií 
.
Najskôr sme s Miroslavom začali pátrať, na čo by sa dva 100W solárne panely dali v domácnosti použiť. Vodu v elektrickom bojleri by síce mierne „ohriali“, no časom by sa z nás isto stala rodinka otužilcov. Všetky ostatné možnosti mali nejaký „zádrhel“ a tak sa zdá, že zatiaľ budeme v lete zadarmo len čerpať z potoka na záhrade vodu do sudov na polievanie zeleniny a ešte tak polievať trávu.
Ale poďme k parametrom fotovolt(a)ického panela:
Hoci ten „náš“ deklaruje max. výkon 100W, tak v našich klimatických podmienkach to bude isto menej. Nám sa koncom septembra za slnečného dňa podarilo z neho „za studena“ dostať 80W. Po chvíli sa však panel, ktorý som vytiahol z pivnice s teplotou 15 stupňov Celzia, od slnka ohrial a výkon mierne (asi o 10%) klesol.
Na meranie napätia, prúdu a výkonu sme použili náš obľúbený Watt's Up.
Ten nám jedným „vrzom“ zmeral, vypočítal a ukázal všetko. Ako záťaž sme použili laboratórny reostat 18 Ohmov.
Fotovolt(a)ický solárny panel dáva naprázdno (bez záťaže – bez odberu prúdu) asi 21,05 Voltu. Skratový prúd je niečo vyše 6 Ampérov.
Pri zmene zaťažovacieho odporu (Rz) sa výstupný prúd mení nasledovne:
Vnútorný odpor jedného panelu je pri optimálnych svetelných podmienkach asi 1,1 Ohmu. Tento sa však výrazne mení nielen pri zmene svetelných podmienok (so slabnúcim svetlom logicky narastá), ale mierne aj v závislosti od záťaže (odberu).
Ako vyzerá závislosť dodávaného výkonu solárneho panelu od veľkosti zaťažovacieho odporu, zobrazuje tento graf:
Okrem iného nás samozrejme zaujímalo, ako sa mení dodávaný výkon vtedy, keď panel nie je v ideálnej polohe, teda nie je kolmo na dopadajúce svetlo.
- V ideálnej polohe sme dosiahli maximálny výkon 73 Wattov.
- Keď sme panel postavili kolmo na zem (od ideálnej polohy odklonený asi o 30 stupňov), dodával stále slušných 60W.
- Keď sme panel odklonili o asi 60 stupňov od ideálu, dodával 51W.
- Keď sme ho odklonili o asi 75 stupňov od ideálu, dodával asi 26W.
- Keď sme ho odklonili o asi 85 stupňov od ideálu, ešte stále dodával asi 13W.
- Keď sme ho odklonili o rovných 90 stupňov od ideálu, teda tak, že naň priame slnečné svetlo už vlastne nedopadalo, čiže rovnobežne s dopadajúcim svetlom, vnútorný odpor panelu narástol tak, že panel sa stal nepoužiteľným.
Pri všetkých týchto experimentoch sme sa snažili reostatom nastaviť záťaž tak, aby sme dosiahli maximálny výkon. To však je pri meniacich sa svetelných podmienkach dosť problém.
Cez to všetko sme si už počas meraní a experimentovaní všimli a pri zostrojovaní grafov sa to potvrdilo, že či sa mení záťaž, alebo sa menia svetelné podmienky, tak maximálny výkon panel za daných podmienok dodáva vtedy, keď je záťaž taká, aby výstupné napätie bolo okolo 15 až 16 Voltov:
Tento graf zobrazuje závislosť výstupného výkonu od výstupného napätia pri optimálnych svetelných podmienkach (panel je kolmo na dopadajúce svetlo).
Keď bol panel postavený kolmo na zem, teda pri nie ideálnych svetelných podmienkach, tak táto závislosť vyzerala takto:
Vzhľadom na to, že meranie sme realizovali po veľkých krokoch (len v piatich bodoch), tak sme sa asi netrafili do maxima. Keď sme však lomenú čiaru „zaoblili“ do prirodzenejšieho tvaru, dostali sme sa opäť k „tajomnej“ hodnote optimálneho výstupného napätia: 15 až 16 Voltov.
To sú však všeobecné vlastnosti fotovolt(a)ických panelov, ale modelárske využitie sme zatiaľ nespomenuli. Avšak práve ona hodnota optimálneho výstupného napätia nás nasmerovala k tomu, že sme si uvedomili, že väčšina modelárskych nabíjačov vyžaduje pre svoj maximálny výkon práve takéto vstupné napätie.
A tak sme urobili pokus: náš „obľúbený “štvor-nabíjač“
sme skúsili napájať zo solárneho panelu. Pred dom sme „vytiahli“ už spomínaný fotovolt(a)ický panel, merač Watt's Up a laboratórny reostat, a k nemu sme paralelne pripojili nabíjač. Reostatom sme overili možnosti max. výkonu: viac ako 70 Wattov (na vinutí reostatu som si celkom slušne popálil prst 
).
Nechať paralelne pripojený reostat sa ukázalo ako veľmi prezieravé, pretože bez neho nezaťažený nabíjač neustále „nariekal“, že má príliš veľké vstupné napätie a dožadoval sa nápravy. A tak sme znížením odporu reostatu nastavili napätie nižšie ako 17V, vtedy už nabíjač nenariekal a k nemu sme pripojili LiPolku, ktorú sme začali „Slkom“ nabíjať. Po nabehnutí nabíjacieho prúdu sme pokles výstupného napätia solárneho panelu kompenzovali (pre zmenu) zvýšením odporu reostatu.
A pripojili sme druhú LiPolku na druhú „štvrtinu“ nabíjača. Všetko fungovalo normálne, samozrejme sme ďalší pokles výstupného napätia solárneho panelu opäť kompenzovali zvýšením odporu reostatu.
A rovnako sme pripojili aj tretiu LiPolku na tretiu „ štvrtinu “ nabíjača.
Práve sme sa chystali pripojiť aj štvrtú LiPolku, keď to celé skolabovalo a nabíjač jačal, že má nízke napätie na vstupe.
Čo sa deje? Pýtali sme sa sami seba. Pohľad na Watt's Up prezradil pokles výkonu (a tým aj vstupného napätia pre nabíjač) a pohľad na oblohu prezradil príčinu: mrak tenký, priehľadný sťa závoj hanblivej nevesty, spôsobil (pre nás takmer nebadané) zoslabenie slnečného svitu.
Čo z toho celého plynie?
Fotovolt(a)ický panel je použiteľný na „poľné“ (či skôr „lúčne“) nabíjanie modelárskych pohonných batérií:
- Dvoj-, troj-, štvor- (a dokonca aj päť-) článkové batérie je možné nabíjať priamo zo solárneho panelu cez akési elektronické „udělátko“. To by mohol byť hoci aj obyčajný monolitický stabilizátor (78xx) nastavený na: 8,4 alebo 12,6 alebo 16,8 či 21 Voltov s príslušným obmedzením prúdu. Balancér nemusí byť, alebo môže byť externý:
- Pomocou modelárskeho nabíjača: tu je však potrebný akýsi medzičlánok – akumulátor (olovený, alebo 3- či 4- článok LiPol, alebo niečo iné), hoci aj neveľkej kapacity, ktorý zabezpečí, že nezaťažený solárny panel nebude „znervózňovať“ nabíjač svojim vyšším napätím a pri objavení sa aj malého mráčku nedôjde čo i ku krátkemu poklesu napätia a tým prerušeniu nabíjania.
Ale je tu ešte jedno, mimoriadne jednoduché riešenie: modelársky nabíjač pripojiť priamo na auto-akumulátor. Veď takto to aj všetci robia, len musia sledovať, koľko energie z neho už „vycucali“.
Ak však občas solárny panel napriamo pripojíte k autobatérii (Voltmetrom kontrolovať jej napätie by nebolo márne), môžete v lete LiPolky nabíjať celému regimentu trebárs celé dni.
Tento článok nechce byť úžasným a neodolateľným návodom, ako ihneď začať využívať fotovolt(a)ické panely v modelárstve, ale svojim experimentovaním a meraniami sme chceli aspoň trochu prispieť k objasneniu problematiky využitia slnečnej energie (hoci aj na modelárske účely).
<Staršie | tento článok | Novšie>
Napísané: 1. 10. 2013, 16:03 | Prečítané: 8168x | Kategórie: Elektronika | Napísal: admin |
Komentáre: 6
Ale je to z PRC, tak este k tomu asi vypalne pre nas stat.
S tym by si uz aj ten bojler nahrial a este aj na nabijanie by ti zostalo dost vykonu...
Mali sme tam pripojený zaťažovací odpor 22 Ohmov a keď na panel nedopadalo priame slnečné svetlo, tak výkon bol taký malý, že výkon, prúd a napätie (na tomto zaťažovacom odpore) bolo také malé, že Watt'sUp prestal merať.
odkaz
ale zabradlie mi ich trosku zakryva. ale tak v buducnosti pojdu na ine miesto, a asi sa aj rozsiria. nabijaju dve autobaterky, a teraz vecer to svieti
Pridaj komentár
- Pre odoslanie správy môžete aj použiť klávesovoú skratku Alt+S. (Podporujú len niektoré prehliadače)
- HTML znaky budú prevedené na entity.
- Vyjadrujte sa tu ako doma, aby sme vedeli ako to u Vás vypadá.
- Odkazy začínajúce http:// budú automaticky prevedené na odkazy , nepoužívajte však v jednom príspevku viac ako 3 - to robia len spam roboti:-)