Arduino: PV Insel Steuerung zw Speicher und direkt Verbrauch

  • Hallo liebes Forum,


    Ich lese seit einiger Zeit mit und benötige eure Hilfe und Ratschlge zu meinem neuen Projekt:
    Dabei möchte ich 2 Strings mit je 2 Modulen intelligent mit einem Arduino Uno gesteuert auf 2 verschiedene Verbraucher verteilen: Batterie (über Laderegler) und DC Pumpe (Blockdiagramm Seite1 Seite2)
    Die Entscheidung soll (in der ersten Version) nur durch messen der Pumpenspannung VoPu getroffen werden, dabei wird zu erst jeder String einzel an die Pumpe angelegt und geprüft, ob die Spannung größer als eine kritische Spannung ist (ca 7VDC). Der jeweils nicht benötigte String wird auf die Batterie geschalten.
    Falls ein String nicht ausreicht, werden String A und B auf die Pumpe geschalten
    Hier findet ihr das Entscheidungsdiagramm


    Dabei habe ich eine Schaltung gebaut bei der die Plusleitungen mit einem Relaisboard von einem Arduino Uno geschalten wird. Die Messwerte werden auf einer SD card (SD shield) geloggt mit Zeitstempel (Realtime Clock Shield).
    Die ersten Probleme macht allein die Messung der Werte, welche zwar konstant sind aber konstant falsch. Ich ohne angeschlossene PV und Pumpe, hat der Spannungsteiler einwandfrei funktioniert.
    Meine Frage an die Arduino Profis (Pezibär?!?): wie kann ich eine Messung mit dem Uno durch führen, so dass zwischen + und - gemessen wird und nicht zwischen + und gemeinsamen Erdpotential?
    Gibts noch Allgemeine Anmerkungen zu der Verschaltung, bin da nich so der Profi :D Hat jemand sowas ähnliches schonmal gemacht? Den Arduino Code schreibt mein Bruder für mich und ich würde den nur ungern veröffentlichen, so dass jeder den einsehen kann.


    Hier noch ein paar Bilder von dem aktuellen Versuchsaufbau (ich bitte das Chaos, die unterdimensionierten Leitungen und die falschen Leitungen zu entschuldigen, bin Student (:D gute ausrede für Alles)):
    Bild1 mit Batsicherung Ladereglern und Lastausgängen


    Bild2 mit Junctionbox, Überspannungschutz, Ardunio mit RTC und SD Card sowie Relais board


    Sonnige Grüße
    Ossi

    2 kWp Poly mit StecaGrid 1500 (NE)
    2,7 kWp Poly mit StecaGrid 2500 (SW)
    1,8 kWp Mono mit SmartSolar 150/35 (S)
    ESS: 5 kWh BYD BBox & Multigrid 48/3000

  • Warum hast du denn diese verschiedenen Masse/Erdpotentiale?
    In deinem Plan sind die zudem auch gar nicht eingezeichnet :twisted:
    Und in der Solarmodulzeichnung ist irgendwas komisches eingezeichnet mit Spannungsteiler... wozu :?:


    Zudem erkennt man kaum was an Beschriftungen weil die Grafiken viel zu grob sind

  • Ich versteh absolut nicht den Sinn des ganzen wozu soll das bitte gut sein das du eine Pumpe auf PV Spannung hängst :) Da seh ich absolut keinen Sinn dahinter :?: Alaufstrom kann schon alles einbrechen lassen


    Bezüglich gemeinsame Erde Probiers es mal mit Erden des PV Generator :)


    Zitat von guru112

    Den Arduino Code schreibt mein Bruder für mich und ich würde den nur ungern veröffentlichen, so dass jeder den einsehen kann.


    Geheimprojekte die nicht frei Zugänglich sind sind meine liebsten :mrgreen:

    Wohnhaus 100% OFFGRIDInsel: 13,47kwp,5xMppt,BMV700,CCGX,2xMultiplus 5000, OPzS/PzS => 4150Ah/c100/48V
    TeichInsel: 930wp, 2xVictron Mppt 100/15, BMV600, SolarixPI 1100, 400Ah/OPzS 24V

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    "Denn auch eine Beziehung muss wie eine Insel sein. Man muss sie nehmen, wie sie ist, in ihrer Begrenzung - eine Insel, umgeben von der wechselvollen Unbeständigkeit des Meeres, immer während vom Steigen und Fallen der Gezeiten berührt." Anne Lindbergh

    Einmal editiert, zuletzt von pezibaer ()

  • Irgendwie werden jetzt die Grafiken auch noch unschärfer. Wie geht dass denn :?:


    Ups - das sind ja nur Vorschaubilder :mrgreen:8)


    Am besten ist ja der Akkuanschluss. Auf den Polen gar nix angeklemmt, nur in der Mitte. Soll das ein Temperatursensor sein? :wink:


    Aber wie es aussieht (kann man ja nur raten) hast du wohl Bezugspotential am Plus (wohl weil die LR Plus direkt durchgeschaltet haben?).
    Na so wird das jedenfalls nix.
    Problem ist nämlich dass der Arduino nicht in negative Richtung messen kann.
    Letztendlich misst du so nur die Arduinoversorgungsspannung :juggle:


    edit:
    oder auch nicht
    das kann man alles nur raten weil sämliche Bezugspotentiale nicht eingezeichnet sind.
    Wie bekommt der Arduino seine Betriebsspannung z.B.
    Mit so einem Blockschaltbild kann man da nicht viel anfangen

  • Un scharfe Grafiken bitte einfach im Orginal download, denn wie man sieht, läuft das über meine eigen Cloud, die bei zu viel Traffic die preview quali runter regelt :)


    Murray
    den komischen Spannungsteiler braucht man um mit Arduino eine Spnnung größer 5VDC messen zu können. Da die Pumpen Spannung zischen 0V und Leerlaufspannung der Module sein kann braucht man einen Spnunngsteiler.
    @Pezi
    Sinn des ganzen ist etwas kompliziert zu erklären, deshalb hab ichs weggelassen:
    In Afirka werden meist zwei gentrennte PV inseln installiert, eines für trinkwasserförderung und eines Solar home system. wenn man beide system in einem PV generator kombinieren könnte, ergäbe sich ein Symbiose effekt. Dh in der Regenzeit (wenn es dunkel ist) brauch man weniger pump energie (da wasser ja reichlich vorhanden ist) aber dafür mehr beleuchtungsenergie. In der Trockenzeit benötigt man mehr wasser dafür aber weniger Energie für Licht. Da bei Offgrid und Insel lösungen systeme immer für den schlechtesten Tag ausgelegt werden (Pumpe bzw SQF mit Wincaps, Solar Home system mit Nsol) werden beide Systeme ÜBERdimensioniert für die regulären Tage. Wenn man nun sich überlegt, dass beide Verbraucher (Pumpe und Batterie) eine gewissen Symbiose effekt entwickeln weil sie niemals zur selben Zeit der Saison den schlechtesten Tag haben, so kann man Kosten für PV Generator sparen.
    PV Generator Erdet man bei Laderegler auf der Plus seite und bei der Pumpe bin ich mir nicht so sicher ob nicht Standartmäßig die Minus seite (über gehäuse)geerdet ist. Also hab ich die Erdung des PV Generators gelassen.
    Code und Bibs bei interesse gerne per PN
    Murray
    Falls die Spannung negativ wäre am Spannungsteiler, würde ich das mit dem Potentiometer schon merken :D und dann einfach die Kontakte vertauschen...
    Bezugspotenital fürs Arduino ist meiner Meinung nach immer Minus. Da Minus bei Ladereglern (vergleiche Phocos CX40) nicht geerdet werden darf, kann ich nicht einfach minus= Erde setzten Daher das Problem
    *edit*
    Naja das Arduino bekommt seine Spannung logischweise über den Lastausgang des LR (Batterie)


    Merci schonmal soweit für den input
    Ich bin gerade am Überlegen, ob ich wie vorgeschlagen, die Pluspol generator und LR erde und die Pumpe abklemme und dann prüfe ob es Besser läuft.

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  • Zitat von guru112

    Dh in der Regenzeit (wenn es dunkel ist) brauch man weniger pump energie (da wasser ja reichlich vorhanden ist) aber dafür mehr beleuchtungsenergie. In der Trockenzeit benötigt man mehr wasser dafür aber weniger Energie für Licht. Da bei Offgrid und Insel lösungen systeme immer für den schlechtesten Tag ausgelegt werden (Pumpe bzw SQF mit Wincaps, Solar Home system mit Nsol) werden beide Systeme ÜBERdimensioniert für die regulären Tage. Wenn man nun sich überlegt, dass beide Verbraucher (Pumpe und Batterie) eine gewissen Symbiose effekt entwickeln weil sie niemals zur selben Zeit der Saison den schlechtesten Tag haben, so kann man Kosten für PV Generator sparen..


    Das ist doch komplett der falsche Ansatz. :!::!: .. mit der Trennung der Systeme verschlechterst du den Gesamtwirkungsgrad weil du entweder oder machst, was dann auf jedenfall viel Verlust behafteter wird.... denn wenn du umschließt schließt du jegliche Batterieladung aus wie umgekehrt.. was aber auf kosten der Batterie geht !!,.. du kannst mit Aufsplittung nix sparen, die Rechnung ist noch nie aufgegangen, ich mein WH.. sind wh .. die werden durch aufsplitten nicht mehr :). Ziel kann es nur sein den gesamten Generator auf ein System zu laden und die Pumpleistung dann auf der Basis zu Steuern, alles andere absolut nicht zielführend. Wäre mehr als Kontraproduktiv... sei es für die Batterie selber der du künstlich Wartungsladung wegnimmst wie die Allgemeine Verfügbarkeit. Batterien sind das teuersten an einem System Am PV Generator zu sparen ist das ungeschickteste was man machen kann.... vermutlich nicht das was du hören willst aber ist halt so. lg

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  • Zitat von guru112


    Murray
    den komischen Spannungsteiler braucht man um mit Arduino eine Spnnung größer 5VDC messen zu können. Da die Pumpen Spannung zischen 0V und Leerlaufspannung der Module sein kann braucht man einen Spnunngsteiler..


    Das ist schon klar.
    Nur die Bezugspotentiale sind halt wichtig.
    Da wäre es schon mal vorteilhaft wenn du für ALLE Teile Plus und Minus einzeichnest sonst kann man das kaum nachvollziehen und nur raten.


    Also kann man davon ausgehen das für den Arduino das Bezugspotential der Minusanschluss des Akkus ist :?:


    Gleichzeitig machst du doch nochmal ein Bezugspotential über deinen Spannungsteiler.
    Irgendwie funktioniert das nicht.
    Könntest höchstens über die 2 Punkte die Differenzsspannung messen über 2 ADC-Eingänge.


    Nächste Problem ist nur wenn das Relais umschaltet hast du plötzlich die Pumpe dazwischen und die Potentiale haben sich grundsätzlich im Verhältnis zur Masse verschoben.

  • Hallo hab das ganze nochmal so verändert, wie vorgeschlagen:


    Murray
    +pol Pv ->erde
    +pol Bat ->erde
    +pol Last -> Erde


    Messung zwischen:
    Erde - Arduino Minus : -13,7V
    Erde - Arduino Plus: - 8.7V


    verständlicher?
    Sry das ihr den Schaltplan als mangelhaft empfindet, ich denke, da ich da nix verkaufe ist er eigentlich nur zur inhaltsicherung und zum illustrieren gedacht. Hoffe man kann sich mit ein bisschen Phantasie vorstellen


    @Petzibär
    Was du schreibst ist schon richtig Wh ist Wh. Aber die Speicherung findet bei gepumpen wasser im Hochtank statt (sry hab das als Grundwissen vorraus gesetz war blöd von mir) bis es gebraucht wird. Dh ich reduziere die Kapazität der Batterie, da die Pumpe nicht dann läuft, wenn Bedarf besteht (es wird wasser aus der Leitung entnommen so wie im deutsch hauswasserwerk). Die Pumpe läuft, wenn Energie Angebot der Sonne da ist bis der Wassertank voll ist.
    Alternativ kann ich zwei systeme machen (Eines direkt Verbrauch zum Wasserpumpen und eines zum speichern elektrischer Energie in der Batterie) ODER ich mache eine System mit riesen Batterie, bei der die Pumpe von der Batterie läuft.

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  • Hochtank=> Schwimmernivoschalter an >Bedarf ...Schwimmernivoschalter aus =kein Bedarf fertig
    alles an einem System =fertig. :mrgreen: evt kann man darüber nachdenken 2 Batterieabschaltschwellen
    einzusetzen damit reseve für die Pumpe übrigbleibt. :wink:

    PIP 2424HS an 750Wp 3xShinsung Black Mono250 +1,5Kwp (6xShinsung Black Mono250)
    an FPS 100/50 an Bluebatt 24v 465Ah

    EA Sun ISolar SMV III 3K

    EA Sun SP 3K-24
    Siliken 3,3i 3,25Kwp 13xShinsung Black Mono 250
    VW T4 mit Evective 2000w + Varta 110Ah +0Wp

  • Hallo, warum so umständlich? Ich würde alle Paneelen mittels Laderegler an die Batterie anschließen, die Pumpe für den Hochtank dann über Arduino Schaltrelais nur dann laufen lassen wenn genug Energie da ist, also Spannung >z.B.13V. Alles Andere dann wie bei einer normalen Insel. Die Einschaltzeit der Pumpe könnte man auch über Arduino zusätzlich zeitgesteuert oder vom Wasserstand abhängig machen, da gibt es dann ja viele Möglichkeiten.
    Grüße Toni.