Nissan Leaf laden met zonnepanelen

[rwwh]

Een power factor correctie is niet bedoeld om het apparaat zich als ohmse weerstand te laten gedragen; dat effect is alleen een bijeffect van een circuit om de stroom op her juiste moment af te nemen in de wisselspanningsfase. Dat werkt dus alleen bij 50Hz. Als hier inderdaad een geschakelde voeding het werk doet, dan zal op secondentijdschaal (i.t.t. 20 ms) bijna het omgekeerde gelden: als de spanning omlaag gaat gaat de afgenomen stroom omhoog (we nemen immers een vast vermogen af).

[Benm]

Mogelijk, al vraag ik me af of de voeding/lader van een eletrische auto zich net zo zal gedragen als de schakelende voeding van bijvoorbeeld een pc (waarbij de stroom idd verdubbeld als je de spanning halveert).

Mijn idee was alleen om een tijdschaal te kiezen waarop het ding gewoon helemaal stopt en weer begint met laden, en dan een duty cycle te kiezen die past bij het beschikbare vermogen. Nadeel is natuurlijk dat je moet bufferen. Als je reeds een bank accu's hebt staan (om snachts licht te hebben etc) dan zou je die daar evt voor kunnen gebruiken (misbruiken? soit). Met condensators oid gaat het bij deze vermogens niet lukken, tenzij je iets van het formaat graansilo wilt aanschaffen.

[Olof Bosma]

Simpele schakelende voedingen hebben een een bruggelijkrichter, een elco en vervolgens de schakelende voeding.
Vooral bij grotere vermogens leidt dat tot grote stroompieken tijdens de spanningstoppen wanneer de brug in geleiding komt en netvervuiling is het gevolg.
In die gevallen wordt meestal power factor correctie toegepast waarbij gedurende vrijwel de gehele periode energie wordt overgezet, zodanig dat de opgenomen stroom steeds evenredig is met de momentele spanning (lineaire belasting).
Soms wordt power factor correctie gebruikt voor cosinus fi verbetering, maar dat is hier natuurlijk niet aan de orde.
Pauze-puls laden met een extra accusysteem (ook al staat dat hier) zie ik niet als een oplossing. Het duurt enige seconden voordat het laden begint nadat netspanning is aangesloten. Ik vermoed ook niet dat dit systeem bijdraagt tot een lange levensduur van de lader; ik sluit het gebruik van relais niet uit.
 

[Benm]

Ik heb geen idee hoe het laadsysteem zal omgaan met kortstondig in en uitgeschakeld worden, maar het zou best voor problemen kunnen zorgen... ook wat het meten van de toestand van de accu betreft die normaliter continu geleaden wordt ipv met horten en stoten.

Qua powerfactors en bruggelijkrichter-elco systemen valt het allemaal wel mee: de stoomopname ijlt een klein beetje voor op de spanning, maar het is niet spectaculair als je er letterlijk de cos-pi van uitrekent. Wat je wel krijgt is harmonische belasting cq het 'platdrukken' van de toppen van de sinus.

Vermoeddelijk zal een inverter hier niet zoveel moeite mee hebben, al bestaat de kans dat deze wat meer spanning (RMS gemeten) gaat leveren als de toppen belast worden en het systeem alleen kijkt naar de top van de uitgangsspanning.

[Hiram]

Als de zonnepanelen 400 Volt (of meer) genereren, dan lijkt me het eenvoudigst om via een diode rechtstreeks op de 380 Volt van de accu te laden.
Dus de converter naar AC NIET gebruiken. DC op DC De zonnepanelen hebben een stroom karakteristiek dus de spanning past zichzelf automatisch aan.
 
Probleem is dan natuurlijk wel de elektronica in de auto tussen de accu en de aansluiting en zijn communicatie, dat zou je gemakkelijk kunnen opblazen. (zonder garantie dat is eng) Dit probleem even parkeren.
 
Je kan via allerlei slimme elektronische schakelingen proberen het maximum rendement te bereiken, maar dat zal geen zoden aan de dijk zetten, gezien de inspanning daarvoor en de bedrijfszekerheid, de ontwikkelingstijd en kosten en de know-how die nodig is (MPP tracker, spannings converter, beveiliging enz enz ).
 
Als de spanning maar hoger is dan 381 V dan werkt het wel. (1 volt voor de diode)
Het rendement van 400 V naar 380 V is dan 95%. Tenminste indien de 400 V de MPP spanning is, dan is de open spanning dus ongeveer 480 V
(eigenschap van silicium) Het is gewoon het aantal per string in te serie tellen om op die spanning te komen.
De sterkte van de zonnestraling bepaalt de laadstroom. De zonnepanelen dienen dus niet meer te kunnen leveren dan 50 kW anders wordt de stroom te hoog. (En je moet natuurlijk niet overladen) Normale zonnepanelen leveren 5 of 8 Ampere. Dus je kan een aantal strings parallel zetten, elk met een diode in serie. Ik heb begrepen dat de snellader in een half uur de accu van 24 kWh tot 80% oplaadt Dus 48 kW. Bij 360V is dus de max stroom 100A
 
Hierbij ga ik er dan van uit dat er geen schaduw effecten zijn, bij lage temperatuur werkt het goed, dan stijgt de spanning echter het rendement zakt dan: maar de totaal opbrengst blijft daardoor gelijk. Beiden effecten heffen elkaar op.
Echter bij hoge temperatuur neemt de spanning af, en de stroom gaat ook afnemen. (temperatuurs effect van silicium)
 
Afschakelen bij volle accu wordt wel link. Eerst de zonnepanelen kortsluiten, dan auto los, en dan ? Zodra je de kortsluiting wegneemt krijg je een vlamboog...... En hoe krijg je de zaak dan op de ac converter?
 
Ik doe het gewoon dom, de netspanning is er bijna altijd, ik heb 8 kW aan zonnepanelen met AC converter en een gewone steker met 10 A -230V  2 KW mijn Leaf laden.
 
Maar misschien als de slimme meter komt en je niet meer mag salderen in de toekomst, dan lijkt me het wel leuk om met zon de accu in 3 uur op te laden. Dan moet ik toch die communicatie via die stekker eens gaan bestuderen. Iemand een idee over de problemen daarbij?

[Benm]

Als de zonnepanelen 400 Volt (of meer) genereren, dan lijkt me het eenvoudigst om via een diode rechtstreeks op de 380 Volt van de accu te laden.

Dat kun je met een lithiumaccu precies 1 keer doen, en daarna kun je ook je brandblusser vervangen mocht je huis er nog staan.

Voor het betrouwbaar laden van dergelijke accus is ehct slimme electronica nodig, het voltage over de cellen op zich is geen goede raadgever over de ladingstoestand, en overladen loopt vaak nogal onprettig af. Het zijn bepaald geen loodaccu's waar je domweg 13.7 volt op zet en verder gerust kunt vergeten dat ze aan de lader hangen.

[Olof Bosma]

Ja, op dit moment laad ik de Leaf ook op de ‘domme manier’. Zolang het salderen mogelijk is en er is netspanning, gaat dat prima. Inderdaad is het wel interessant om te weten hoe die slimme meters precies onderscheid maken in de richting van de energiestroom en hoe ze dan met inductieve lasten omgaan en met terugleveren op de ene fase en verbruiken op de andere. Misschien eens een onderwerp om te starten.
 
Het is om meerdere redenen van belang om de accu van je Leaf niet buiten het accumanagement om op te laden. Dat staat echter los van het laden met zonnepanelen; dat zou gewoon via dat managementsysteem moeten kunnen. Uiteindelijk wordt alle AC-input naar DC omgezet.
Om dit te realiseren is wel kennis van de interface nodig. Helaas is tot nu toe niet gebleken dat die binnen het forum beschikbaar is.
 
Hoe kritisch het laden is blijkt wel uit de functie ‘80% laden’ van de Leaf. Wanneer de accu tot meer dan 100% wordt opgeladen ontstaat zuiver lithium. Dat proces is destructief. Iedere keer als je dus de accu tot 100% oplaadt, loop je wat risico. Daarom is het heel verstandig wanneer je niet alle capaciteit nodig hebt (meestal is dat zo) die 80%-functie te gebruiken.
 

[Hiram]

Dat kun je met een lithiumaccu precies 1 keer doen, en daarna kun je ook je brandblusser vervangen mocht je huis er nog staan.

 

 
In principe heb je gelijk, zeker bij overladen: daarom gebruik ik de 'domme" methode. Maar ik bedoel dat de zonnecellen een stroom karakteristiek hebben. Dat bedoelde ik, dat snap je toch wel hè? De zonnecellenspanning zakt automatisch in tot exact de juiste waarde, het rendement van de zonnecellen neemt dan wel af. Als de laadstroom niet te groot is dan zijn brandblussers niet nodig! En de laadstroom zal een voor de lithiumcellen prettige lage waarde hebben, als je onder de 80% lading blijft en een "normale" hoeveelheid zonnepanelen hebt. Ik vind mijn 8 kW zonne-energie al aan de hoge kant en dat is dan toch erg laag bij de snelladers van 50 kW.

[Hiram]

 
Ja, op dit moment laad ik de Leaf ook op de ‘domme manier’. Zolang het salderen mogelijk is en er is netspanning, gaat dat prima. Inderdaad is het wel interessant om te weten hoe die slimme meters precies onderscheid maken in de richting van de energiestroom en hoe ze dan met inductieve lasten omgaan en met terugleveren op de ene fase en verbruiken op de andere. Misschien eens een onderwerp om te starten.
 
 

Ik neem aan dat men de reële energiestroom meet, dat doet de draaimeter ook. Anders zou het oplichting zijn: het in rekening brengen van blindvermogen! Ik kan me voorstellen dat de slimme meter de verschillende fasen apart meet, dan kan men argumenteren dat er meer betaald moet worden. De stroom geleverd via de ene fase à 22 cent en de stroom tegelijkertijd teruggeleverd via een andere fase à 5 centen. De energie maatschappijen en de overheid spelen tenslotte onder één hoedje om geld te plukken. Ik vermoed dat, technisch weet ik het niet.
 
Als apart onderwerp zeker interessant,
Hoe de slimme meter precies werkt, de nauwkeurigheid, eigen energieverbruik, impulsgedrag (bij de draaimeter uitstekend) en is er een discretiserings-kwantiseringsfout? Hoe werkt de bemonstering en de analoge sample aanbieding aan de a/d converter? Is hij wel veilig qua privacy, ook als hij zogenaamd "uit" staat. (Je hoort wel van geheime firmware in chips, die bijvoorbeeld de chinese productiefabriek er ongevraagd in stopt.) Ik vermoed dat bij de uitrol dit jaar er een nieuwe energiecentrale nodig is om al die miljoenen nieuwe slimme meters te voeden.Voor elke Watt meer nodig per slimme meter dan de draaimeter, zijn er weer enkele MWatts nodig. Je hebt het nulverbruik, dat is bij de draaimeter alleen de spanningsspoel, maar hoe zit dat bij de slimme meter? Draait die dan op vol vermogen?

[Benm]

Hoe nauwkeurig die 'slimme meters' zijn durf ik niet te zeggen. Ik denk dat het wel goed zit, ze moeten toch heel snel sampelen om de faserelatie tussen stroom en spanning goed in beeld te krijgen. Een DAC die 48 kHz/16bit sampled kost vrijwel niets, een processortje om het uit te rekenen en op te slaan eigenlijk ook niet.

Maar wat die panelen en de accu betreft: Zou je daar optimaal gebruik van willen maken dan moet je een laadcircuit hebben dat de panelen optimaal belast en het beschikbare vermogen direct aan de accu levert. Zoiets is uiteraard te construeren, maar de aanwezige electronica in de auto zal het niet gaan doen. Die is gemaakt om zoveel mogelijk stroom te trekken en de accu zo snel mogelijk op te laden. Dat zal bij een 'gewoon' stopcontact dus richting de 16A lopen.

[Olof Bosma]

Het ontbreken van een MPP-tracker is een klein ongemak wat niet belangrijk is wanneer je salderinsproblemen hebt. Ik heb nu 4 kW en daar komt straks nog ruim 10 kW bij (nodig voor noodstroom bij slecht weer). Ik ga zeker verder zoeken met die Leaf maar ik vind het nu te koud en er is toch maar weinig zon.
 

[Benm]

Ik denk eerlijkgezegd niet dat je van nissan veel moet verwachten op dat vlak. Dit type auto wordt vooral in de markt gezet vanwege fiscale voordelen.

Waar je het wel zou kunnen zoeken is bijvoorbeeld Tesla. Die zijn wat actiever bezig met bijvoorbeeld het ontwikkelen van solar-powered laadstations. Idealiter heb je een laadsysteem dat, zolang de accu nog verre van vol is, het MPP van je panelen matched en via een schakelende voeding zoveel mogelijk vermogen uit de panelen trekt en in de accu steekt. Pas op het punt dat de accu in de buurt van vol komt is het noodzakelijk de stroom/spanning te beperken tot een veilige waarde.