Я "слепил" солнечный коллектор

[Сэнсэй]

Провел ТО солнечному коллектору . Помыл абсорбер и стекла от пыли.
Понаблюдал за работой. Чуток подправил скрипты. Суть изменений в температурах срабатывния включения и отключения насоса. Если разница температур слишком маленькая - то солнце успевает подогревать воду в абсорбере и насос качает почти постоянно. Когда вода в бойлере холодная смысла нету качать теплоноситель, который на несколько градусов теплее. И еще змеевик в бойлере тоже имеет какой-то КПД. Не вся температура носителя отдается бойлеру и уходит на второй круг. У меня на бойлере два датчика температуры. Во время цикла прокачки датчик на обратке может иметь температуру на 2-3 градуса больше датчика внутри бойлера. Когда вода в бойлере теплая - то порог срабатывания IMHO можно немного уменьшить.
Иcходя из этих соображений и наблюдений скрипты сейчас вычисляют разницы температур срабатывания по формулам относительно температры в бойлере.

Temp.JPG (52.48 KiB) Просмотров: 2092

Ниже последний вариант скрипта. У родителей стоит и работает первый вариант контроллера без экрана на 168-м чипе. Я обломался перепаивать уже работаюший девайс. А с экранчиком у меня так и остался на макетке
Сейчас солнышко светит. Коллектор нагревает воду вполне юзабельно.

Код | +

Код: выделить все

#include <OneWire.h>
// Контроллер солнечного коллектора.
// OneWire DS18S20, DS18B20, DS1822
//
// http://www.pjrc.com/teensy/td_libs_OneWire.html

//OneWire  ds(2);      // on pin D2  (a 4.7K resistor is necessary)    Провод к датчикам накопителя
//OneWire  ds_col(3);  // on pin D3  (a 4.7K resistor is necessary)    Провод к датчикам коллектора
int boiler_line = 2;
int collector_line = 3;
int t_dif_max_ref = 20;  // разница температур для включения насоса
int t_dif_min_ref = 15;   // разница температур для выключения насоса
int pump_pin = 5;    // вывод управления реле насоса
int gv_boiler_max_temp = 85; // максимальная температура в бойлере. При ее достижении насос включаться не будет.
boolean pump_state = false; // состояние насоса вкл/выкл
void setup(void) {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(pump_pin, OUTPUT);
  digitalWrite(pump_pin, HIGH);//релюшка включается низким уровнем
}

void loop(void) {


  float t_col_max, t_boiler_max, difference;
  float t_dif_max = 20; 
  float t_dif_min = 12;
  t_col_max = readTempSensor( collector_line );
  t_boiler_max = readTempSensor( boiler_line );

  difference =  t_col_max - t_boiler_max ;
  Serial.print(" t_boiler_max = ");
  Serial.print(t_boiler_max);
  Serial.print(" t_col_max = ");
  Serial.print(t_col_max);
  Serial.print(" Diff = ");
  Serial.print(difference);
  Serial.println(" ");
  if ( t_boiler_max == -100 || t_col_max == -100 ) { // не прочитаны датчики на одной из линий
    return;
  }
  t_dif_max = t_dif_max_ref * ( 1 - t_boiler_max / 120 );
  t_dif_min = t_dif_min_ref * ( 1 - t_boiler_max / 120 );
  Serial.print(t_dif_min);
  Serial.print(" / ");
  Serial.println(t_dif_max);
  if (difference > t_dif_max & pump_state == false && int(t_boiler_max) <= gv_boiler_max_temp ) {
    digitalWrite(pump_pin, LOW);
    Serial.println(" Pump On ");
    pump_state = true;
  }
  else if (difference < t_dif_min & pump_state == true) {
    digitalWrite(pump_pin, HIGH);
    Serial.println(" Pump OFF ");
    pump_state = false;
  }
  delay(5000);
}

float readTempSensor(int line) {
  OneWire  ds(line);      // on pin line  (a 4.7K resistor is necessary)    Провод к датчикам
  float lv_temperature = -100;
  byte i, j;
  byte present = 0;
  byte type_s;
  byte data[12];
  byte addr[8];
  float celsius;
  for ( j = 0; j < 3; j++) { // делаем чтение датчиков на линии накопителя и находим максимальную температуру
    if ( !ds.search(addr)) {
      ds.reset_search();
      delay(1000);
      break;
    }

    if (OneWire::crc8(addr, 7) != addr[7]) {
      Serial.println("CRC is not valid!");
      return;
    }
    ds.reset();
    ds.select(addr);
    ds.write(0x44);        // start conversion, with parasite power on at the end
    delay(1000);     // maybe 750ms is enough, maybe not
    // we might do a ds.depower() here, but the reset will take care of it.

    present = ds.reset();
    ds.select(addr);
    ds.write(0xBE);         // Read Scratchpad
    for ( i = 0; i < 9; i++) {           // we need 9 bytes
      data[i] = ds.read();
    }

    // Convert the data to actual temperature
    // because the result is a 16 bit signed integer, it should
    // be stored to an "int16_t" type, which is always 16 bits
    // even when compiled on a 32 bit processor.
    int16_t raw = (data[1] << 8) | data[0];
    if (type_s) {
      raw = raw << 3; // 9 bit resolution default
      if (data[7] == 0x10) {
        // "count remain" gives full 12 bit resolution
        raw = (raw & 0xFFF0) + 12 - data[6];
      }
    } else {
      byte cfg = (data[4] & 0x60);
      // at lower res, the low bits are undefined, so let's zero them
      if (cfg == 0x00) raw = raw & ~7;  // 9 bit resolution, 93.75 ms
      else if (cfg == 0x20) raw = raw & ~3; // 10 bit res, 187.5 ms
      else if (cfg == 0x40) raw = raw & ~1; // 11 bit res, 375 ms
      //// default is 12 bit resolution, 750 ms conversion time
    }
    celsius = (float)raw / 16.0;
    Serial.print("  T");
    Serial.print(line);
    Serial.print(j);
    Serial.print(" = ");
    Serial.println(celsius);
    if (lv_temperature < celsius) {
      lv_temperature = celsius;
    }
  }
  return lv_temperature;
}


[healix]

Походу, следующий шаг, таки, PID Library

[Сэнсэй]

Поигрался еще чуток с контроллером. Напишу свои соображения. А вдруг кто-то захочет слепить себе такой девайс.
Провел небольшой тюнинг. Трубка для датчика температуры внутри бойлера уходит от дна почти до самого верха. Я датчик запихнул не на всю длину. Изначально провод между датчиком в бойлер и датчиком на обратку отрезал всего метр. Потому датчик в бойлере бы низковато. Разница температур между верхом бойлера и низом может легко быть десяток градусов. Когда кто-то откручивает кран вниз бойлера поступает холодная вода. Потому температура в бойлере мерялась "не точно". Потому я считал что КПД у змеевика "слабенькое". Во время цикла температура от бойлера и обратки плавала. Несмотря на это вся система работала нормально. Насос включался с нормальной периодичностью.
Но ведь нет предела совершенству Установил датчик нормально в верхнюю точку. Он стал показывать стабильную температуру. Температура обратки во время прокачки не поднимается больше чем на пол градуса показаний внутреннего датчика. Значит с КПД змеевика в бойлере все в порядке. Практически все принесенное тепло бойлер забирает.
Теперь некоторые соображения по повышению эффективности.
Всего в системе у меня литров 15-18 теплоносителя. Емкость самого абсорбера где теплоноситель греется ~6 литров. Остальные участки системы несмотря на теплоизоляцию тепло только теряют.
Так что эффективней не постоянно гонять теплоноситель по системе, а порционно догреть теплоноситель до разницы скажем градусов 15, прокачать и дальше делать перерыв для нагрева в абсорбере. Если посчитать по производительности насоса - то полный цикл прокачки у моей системы минут 6. Еще есть временной лаг по измерениям на датчике в абсорбере. Он составляет где-то минуты полторы - две. Исходя из этих соображений в скрипте (постом ранее) выставил разницу температур для включения 20 градусов и потом подобрал температуру выключения так чтоб цикл прокачки выключался приблизительно через 7 минут после начала. Итого получилось 20 включение и 17 выключение.
Система работает нормально даже не в полностью солнечные дни. Наверное, если б делал сейчас, то абсорбер бы сделал побольше площадью в пару квадратов вместо одного(чтоб иметь запас по мощности). Родители довольны.

[Сэнсэй]

Отработала система два летних сезона.
Отпишусь. Может кому интересно
В сентябре таки собрался и протянул к бойлеру провод чтоб он и электричеством грел, когда солнышка нету.
Выставил на бойлере регулятор градусов на 30-35. Теперь режим такой. Электричество держит 30-35 градусов. Солнце если нагревает больше, то включается прокачка и греется солнцем.
Как ни странно даже сейчас в солнечный день может включиться
Вчера было солнышко. Разговаривал с матерью. Говорит что включается.
Сам в средине октября смотрел на температуры. В пять вечера на коллекторе датчик показывал температуру 43 градуса, при температуре воздуха снаружи 7 градусов. Конечно говорить серьезно про какую-то работу системы сейчас нельзя. Солнышко показывается редко
Реальный рабочий сезон для такой системы пять месяцев май-сентябрь.

[Сэнсэй]

Продолжу "блог" о коллекторе.

Итак коллектор зиму пережил с потерями
Снегом раздавило одно из двух секол. Под весом снега он немного опустился и подводящая трубка натянулась и треснула . Половина незамерзайки вытекла. Вот такие потери после зимы.
Коллектор на место поставил. Трубку отрезал 1 см и заново прикрутил на место. Стекла пока не ставил. Закрыл просто полиэтиленовой пленкой.Стекла со старых окон есть, но пока думаю купить ли потолще стекло или поставить те что есть от старых окон. Под пленкой вроде тоже ничего работает
Залил в систему вместо вытекшей незамерзайки обычную воду. Теперь буду сливать на зиму эту жидость в канистру.
На бойлере регулятор поставил ~27 градусов. Если ниже, то будет греть электричество. Но на праздники солнышко светило и успешно уже грело воду до 40 градусов.
Еще планирую в этом году задуть заново балончиком краски поверхность коллектора. Старое покрытие уже не такое черное и кое где проступает ржавчина.

[Сэнсэй]

BIS
Слайды давай, слайды!
А чтобы стекло укрепить, думаю, ровно по центру плоскости достаточно втулить распорку.

[BIS]

Слайды давай, слайды!
А чтобы стекло укрепить, думаю, ровно по центру плоскости достаточно втулить распорку.

Честно говоря корпус "срыган" из того что было и постить фотки как образец инженерного творчества стыдновато
Он просто стоит за домом на заднем дворе и работает.
Зайду в порезку стекла. Поинтересуюсь ценами на стекло потолще. Если цена поместится в концепцию зеленой энергии за вменяемые деньги, а не любой ценой, то возможно куплю. Пока полет нормальный даже с полиэтиленовой пленкой.

[Tabarik]

Пришла идея установки солнечных панелей с продажей энергокомпании по зелёному тарифу. Очень нужны советы по выбору оборудования и организации установщика. Проект не далеко бюджетный, общая мощность около 20 кВт.

[BIS]

Tabarik
Я серьезно не интересовался где что и по чем. Нету лишней десятки зелени
По дороге к родителям в селе Затон великобагачанского района вроде какой-то фермер поставил сначала на крышу ангара, потом на мачты следящие за солнцем панели. У него это хозяйство уже года два. Попробуй погугли. Если найдешь контакты, то можешь распросить у первоисточника. Инфу про контакты можно поискать в реестре предпринимателей на сайте минюста. Там в открытом доступе все телефоны и адреса всех ФОП-ов лежат.

| +

https://itc.ua/news/na-poltavshhine-predprinimatel-postroil-na-svoem-pole-solnechnuyu-elektrostantsiyu-moshhnostyu-30-kvt-s-planovoy-okupaemostyu-v-5-6-let/

[Сэнсэй]

ИМХО, в киевских широтах солнечные панели, в лучшем случае, просто успеют только окупиться до момента их выхода из строя. В южных областях, возможно, и будет какой-то плюс через несколько лет.

[levsha]

AFAIK там окупаемость за счёт заоблачного тарифа, по которому государство покупает эту зеленую энергию у тебя. Просто окупить за счёт выработки электроэнергии для себя и тем самым отказа от покупки не реально ни в какие разумные сроки.
А так Германия в лучших широтах? https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_power_in_Germany

[orel_good]

Если не будет государственной поддержки, то возобновляемая энергетика развиваться не будет. Поэтому сейчас такой выгодный тариф, это нормальная практика Европейских стран, которые тоже через это прошли. На данный довольно выгодное капиталовложение. Я вместо нового Кашкая купил 4х летнего и поставил себе 10 кВт станцию, работает уже 9 месяцев. Разница не столь существенна между югом и севером страны по солнечной инсоляции, больше влияет количество солнечных дней в году конкретного региона. Уже 3500 домов по Украине с установленными СЭС.

[Сэнсэй]

А так Германия в лучших широтах?

Ну, на юге - ещё более-менее. Наверное, там и есть основная масса солнечных станций.

И в Украине такая же тема: юг солнечный, Киев - почти на минимуме:

[orel_good]

Сэнсэй
К плюсам более Киева можно отнести,что солнечный день на несколько минут длиннее и при более высокой температуре панелей их производительность падает.И в итоге разница в 5-10% выработки. В Киеве не меньше станции чем в южных областях.

[Сэнсэй]

В Киеве не меньше станции чем в южных областях.

По сравнению с южными областями, в Киеве вообще нет солнечной энергетики. И это не случайно.

Из-за аннексии по Крыму не показано, а там ведь и начиналась солнечная эпопея с 2011-го и мощностей там было создано столько же, как и на всей этой карте взагали.