Condensator voor opslag in zonneboot


Op 30 mei 2017 21:16:56 schreef rew:
Dan koop je bijvoorbeeld deze... .

Die is 4700uF, en op 24V bevat die dus 1/2 C U2 = 0.5 * 0.0047 * 24*24 = 1.3 J aan energie.

Dan koop je er dus 480 duizend van, en dan zit je aan die 180Wh.

Als je wat beter zoekt dan ik, omdat je er meer belang in hebt dan ik, dan verwacht ik dat je een factor tien in kosten en gewicht zal kunnen besparen.

En het zou me niet verbazen als het condensator idee dan nog steeds een factor 100 "buiten budget" is.

En stel dat je farnell of multicomp zo ver krijgt om ze te doneren... Dan wordt je boot sneller van het "minder gewicht" als je ze toch thuislaat....

Condensatoren zijn niet zo geschikt voor kWh schaal energie opslaan. Daar heb je accus voor.

Een condensator in de geest van 47000 uF of een bescheiden veelvoud daarvan zal helpen om diverse dingen te verbeteren. Zo vlakt het de accustroom wat af, zodat je minder EMI uitstraalt. Ik heb iets van 4700uF, 50V op m'n fiets (5J?). Dat vonkt al aardig. Ik wil niet weten wat 2000F aan goede condensatoren gaat doen....

In de buurt van je motorcontroller heb je een paar forse condensatoren nodig. Bij 80A moet je denken aan 4000uF. Dat zal wel ongeveer voldoende zijn. Dit om te voorkomen dat je met PWM in je motorcontroller de accu op 20 of 40kHz gaat belasten. De condensator moet dan alle wel-niet stroom leveren.

Hoewel bij een boot wat onwaarschijnlijk moet je rekenen met 50% PWM en de volle stroom

I = C dU/dt -> dU = I. dt / C = 80A . 50us / 3000uF = 1.0V.

De spanning op de condensator zit dan nog steeds ongeveer een volt te dansen!....

Bedankt voor uw reactie, we waarderen het!
We hebben uitgevonden dat we grotere en mechanische condensatoren kunnen gebruiken om de energie op te slaan. Dan moet je denken aan 2250F. Deze condensatoren gaan wij vandaag nog bestellen en hopelijk vrijdag mee testen! Als we ergens mee zitten waar we zelf niet uitkomen zullen we een nieuwe post maken op het forum

Op 31 mei 2017 09:26:32 schreef Lambiek:
Aan het voltage en amperage te zien, (12V en 55Ah) zijn het waarschijnlijk lood accu's. Die zou ik persoonlijk niet gebruiken, ik ga met SparkyGSX mee. Ik zou ook voor Lithium gaan, is veel lichter en je komt inderdaad veel makkelijker bij je max 1.5KWh die je mag opslaan.

Wat nacessartevil aanhaalt, daar kun je misschien ook iets mee. Zeker het gedeelte over het koelen van de panelen. Ik weet alleen niet of dat is toegestaan.

Wel een heel leuk project trouwens, hadden wij dat maar gehad vroeger. :)

Edit:
Voor de liefhebbers. :)

[bijlage]

Helaas... We moeten de accu's gebruiken die we hebben toegewezen gekregen van het race committee, en we zullen kijken naar de aanbevelingen van Nacessartevil. Bedankt voor uw response!!

Op 30 mei 2017 22:50:21 schreef necessaryevil:
Het goede type condensator is een ultracapacitor (ook wel supercap of gold cap genoemd) Deze condensator is minder goed in snel laden en ontladen dan andere typen condensatoren, maar dat geeft niet, want in vergelijking tot de meeste soorten accu's is het nog steeds erg snel.

De ultracondensator kan veel meer energie opslaan dan een gewone condensator (en dan bedoel ik eentje van vergelijkbare prijs, formaat en gewicht).

Of het haalbaar is, ga ik niet in één keer zeggen. dat mag denk ik ook niet van de forumbazen. Je moet zelf dingen zoeken en dan weer de juiste vraag stellen. Maar ik wil ook niet streng of vervelend zijn en ik vind je project erg leuk. Daarom help ik je verder, althans voor zover ik dat kan.

wat wedervragen en hints:
1: Kijk eens naar deze condensatoren (het zijn er meerdere aanelkaar) kan proberen uit te rekenen. Zoek de formule op voor de energieinhoud van een condensator

opmerking: je hebt eigenlijk een veiligheidsmarge nodig, deze condensatoren kunnen maximaal tot 24v, je kan bijvoorbeeld beter 36v aannemen. Maar dat is iets voor later. Of je zoekt iets vergelijkbaars. Ik heb niet heel lang gezocht dus misschien is dit niet eens de beste deal.

2
hoe snel moet je energie maximaal kunnen opslaan? Misschien kan een accu dit wel zo snel opslaan? Komt de energie alleen van de zonnepanelen?

Hoe snel neem je energie maximaal af als je gaat 'boosten'? Kom je hier niet uit, doe dan een aanname. Bijvoorbeeld: 10x zoveel vermogen als normaal.

3
wat gebeurt er met de spanning van een accu als je die ontlaad? En wat gebeurt er met de spanning van een condensator?

Opmerking: hier is wel iets tegen te doen hoor. Daar heb je gewoon een extra kastje voor . Oke, dat is wel wat optimistisch maar je hoeft een condensator daardoor niet persé af te schrijven.

We hebben vandaag berekent dat we 2250F aan opslag nodig hebben in de condensators, we hebben hiervoor ook rondgekeken op het internet en hebben een set gevonden van 11 condensatoren van elk 200F. Met deze gaan wij vrijdag aan de gang, als we ergens vast komen te zitten zullen we een nieuwe post plaatsen.

En wat de spanning betreft moeten we maar even testen, we hebben namelijk ook iets gelezen over dat bij een gelijkstroom de condensatoren de stroom niet goed doorlaten. Dus dat wordt nog even goed testen deze vrijdag!

Thevel

Golden Member

We hebben vandaag berekent dat we 2250F aan opslag nodig hebben in de condensators, we hebben hiervoor ook rondgekeken op het internet en hebben een set gevonden van 11 condensatoren van elk 200F.

Ben nu heel benieuwd welke condensatoren dat zijn, ik neem aan dat ze geschikt zijn voor 24V.
Kun je vertellen welke dat zijn? (of is dit geheim).

Wow, dat is nog eens 'n capaciteit. Wel een foto posten hè! Van de condensatoren en de boot... ;-)

Ik heb wel een mooie nickname gekregen.

Op 31 mei 2017 21:26:11 schreef necessaryevil:
Wow, dat is nog eens 'n capaciteit. Wel een foto posten hè! Van de condensatoren en de boot... ;-)

Ik heb wel een mooie nickname gekregen.

Zullen we zeker doen!!

Gelijkstroom kan niet "door" een condensator, als in, de ene poot in, en de andere poot uit. Dat is in dit geval niet relevant; een condensator kan prima een gelijkstroom opslaan en weer terug geven. De truc is dan dat de stroom die de condensator in ging precies even groot is als de stroom die er weer uitgekomen is, als je met een lege condensator begint en eindigt, en dan is de netto stroom "door" de condensator dus 0.

Ik zou denken dat die 200F condensators geschikt zijn voor 2.7V, zoals de meeste dergelijke supercaps. Die mag je dus niet opladen tot 24V. Nu kun je ze wel in serie zetten om op een pakket te komen dat je tot 24V mag opladen, maar als je ze in serie zet, neemt de capaciteit af. Uiteindelijk blijft de opgeslagen energie per condensator hetzelfde; in een 200F condensator op 2.7V kun je 729J kwijt. Voor 180Wh heb je dus minimaal 889 dergelijke condensators nodig.

Aangezien je loodaccu's gebruikt, moet je niet rekenen met 24V, maar met de maximale laadspanning, 28.8V.

Zelfs als je genoeg condensators zou hebben om die energie theoretisch op te slaan, kun je die capaciteit alleen gebruiken als je ze helemaal kunt ontladen tot 0V. Dat gaat dus niet als ze parallel staan met de accu's.

Zelfs als je ze tot de halve werkspanning zou kunnen ontladen, zou je driekwart van de opgeslagen energie kunnen benutten, maar dat kan dus niet als je ze parallel zet met de accu's.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

we hebben namelijk ook iets gelezen over dat bij een gelijkstroom de condensatoren de stroom niet goed doorlaten.

Dat klopt, een condensator is voor wisselspanning een lage impedantie. Hoe hoger de freqentie hoe lager de impedantie (weerstand)

Echter geld dit niet voor jullie de condensator moet hier geen stroom doorlaten maar gewoon opgeladen worden en daarbij geld voor gelijkstroom dat het meer op een accu lijkt.

Een Tip zet er een goede zekering tussen want deze condensator bank kan echt enorme stroom leveren en dat is veel meer dan wat je accu kan leveren denk dan aan een stroom van 2000A of meer. Dus goede zekeringen gebruiken en liefst per 200F 1 plaatsen.

De grote van de zekering bepaal je voornamelijk op basis van kabel dikte want die moet de stroom immers aankunnen. En iets minder belangrijk is dan de max motor stroom.

...namelijk ook iets gelezen over dat bij een gelijkstroom de condensatoren de stroom niet goed doorlaten.

Dat zou ik nog maar eens goed nalezen dan, want dat effect wil je nu juist gebruiken.

200 Farad bij 24 volt (liever iets meer) is wel heel erg bijzonder om dat te vinden voor minder dan een paar honderd euro per stuk. Weet je zeker dat het niet gaat om microfarad, of een veel lagere werkspanning?

Mijn echte naam: Joris | Mijn elektronica website: Fuzzcraft.com

Bij 24V klopt de gegeven capaciteit.
Het is zoals SparkyGSX zegt: de 180Wh krijg je er alleen uit als je de condensator van 24V naar 0V ontlaad. Domweg parallel zetten aan de accu gaat waarschijnlijk niet echt helpen, want dan ga je van 24V naar bv 20V. De condensator levert dan wel een piekstroom, maar voor korte tijd. De piekstroom kunnen jullie ook wel uitrekenen. Dat hangt af van dU/dt.
Ik ben ook benieuwd naar de ruwe prijs, volume en gewicht van de condensatoren.

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl

Als je de condensators wel parallel zet aan de accu's, en je die ontlaadt van 28.8V tot 22V (eigenlijk al te ver, maar goed), heb je maar 42% van de opslagcapaciteit benut, dus om die 180Wh te halen moet je dan 3750F gebruiken.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Voordat Msthebest13 zich op kosten gaat jagen kunnen we niet beter gewoon de conclusie voorkauwen die uit alle goedbedoelde, opbouwende, educatief verantwoorde posts gaat blijken?

Condensatoren gebruiken om 180 Wh aan energie op te slaan is geen haalbare kaart. Niet qua kosten, niet qua volume, niet qua gewicht.

Mijn echte naam: Joris | Mijn elektronica website: Fuzzcraft.com
Thevel

Golden Member

Condensatoren gebruiken om 180 Wh aan energie op te slaan is geen haalbare kaart. Niet qua kosten, niet qua volume, niet qua gewicht.

Ik denk dat de TS dat ook wel begrijpt, maar er mag nou eenmaal volgens de reglementen geen accu gebruikt worden..

maartenbakker

Special Member

Op 31 mei 2017 23:20:50 schreef Thevel:
[...]Ik denk dat de TS dat ook wel begrijpt, maar er mag nou eenmaal volgens de reglementen geen accu gebruikt worden..

Waar staat dat? Er zijn al accu's aan boord en het lijkt mij makkelijker om de resterende toegestane capaciteit ook met een accu op te vullen.

www.deficientie.nl | www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Op 31 mei 2017 21:06:25 schreef Msthebest13:
[...]

Hallo, bedankt voor uw antwoord!
1.Helaas mogen we volgens de regelementen van de race geen extra accu's toevoegen. Wel andere soorten opslag zoals de zogenoemde condensatoren

Dat staat hier.

Automotive engineer - www.easy-tech.nl

Dat is een regel die op verschillende manieren is te interpreteren.

Mijn echte naam: Joris | Mijn elektronica website: Fuzzcraft.com
Frederick E. Terman

Honourable Member

In elk geval staat het in de startpost anders:

Volgens de regels van de race mogen wij maximaal 1.5kWh aan energie opslaan in de boot, we hebben nu twee accu's met een opslagcapaciteit van 1.32kWh.
We willen de laatste 0.18 kWh opvullen met condensatoren. Dit willen we omdat een condensator, als we het goed begrijpen, snel energie kwijt kan en snel weer kan opladen.

'Volgens de regels' mag het daar dus nog wél met accu's.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Lambiek

Special Member

Dat is een regel die op verschillende manieren is te interpreteren.

Ja, dat vindt ik ook. Als je dit leest.

Het regelement.
https://www.circuitsonline.net/forum/file/23517

Blz. 11 tot en met 17.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
Frederick E. Terman

Honourable Member

Aha. Daar zie ik:

Young Solar class vessels make use of dedicated batteries prescribed for their class.

Als je dat leest als 'make use ONLY of dedicated batteries prescribed for their class', dan mogen ze geen andere batterijen (accu's) gebruiken; maar óók geen andere opslag, zoals vliegwielen of condensatoren.

Als je echter vindt dat 'make use' hier niét exclusief bedoeld is (maar alleen dat ze óók de dedicated batteries moeten gebruiken), dan mag je uitbreiden met condensatoren, maar ook met bijvoorbeeld vliegwielen of andere accu's.

Dus: ófwel condensatoren mogen ook niet; ófwel andere accu's mogen ook.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Lambiek

Special Member

Ik vindt het inderdaad ook niet echt duidelijk omschreven.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Op 31 mei 2017 21:06:25 schreef Msthebest13:
[...]

Hallo, bedankt voor uw antwoord!

8.Zal het koelen van de panelen effect hebben? En zo ja, hoe dan?

ik zag zo snel nog geen antwoord:
een zonnepaneel heeft voor de spanning een negatieve temperatuurs coefficient.
Dat betekend dat ruwweg elke 3 graden dat het paneel warmer is de spanning 1% daalt.
Bij lekker zonnig weer loopt de paneel temperatuur al snel richting 60 graden.
Koelen met water kan dat aanzienlijk verlagen en de spanning en daarmee ook het vermogen verhogen.
Zou je van 60 naar 30 graden gaan dan win je snel 10% vermogen.

Je zou ook energie kunnen opslaan in perslucht en deze perlucht gebruiken om voor de boot een bellengordijn te maken. dit werkt schijnbaar weerstand verlagend, (google maar even, heeft een tijdje terug een stuk in het technisch weekblad gestaan, en dat staat ook allemaal online)

zit sinds 2009 in de PV.

Wat is eigenlijk de beste manier om je in het water te verplaatsen.
- je afduwen op het water dat zich achter de boot bevindt.
- je vooruit zuigen aan het water dat zich voor de boot bevindt.

Nog even terug naar de energie opslag in de condensatoren.
Is het zinvol om de resterende energie naar een hogere spanning te transformeren en ze dan op te slaan in condensatoren.
Ik denk dan aan 100 of 200 V DC, de opgeslagen energie is immers 1/2 x CU2

Ja, maar dan moet je dus die spanning ook weer omlaag brengen om er iets nuttige mee te kunnen doen. Bij elco's zijn de werkspanning en de capaciteit ongeveer omgekeerd evenredig als het formaat gelijk blijft (probeer maar eens bij Farnell een diameter en lengte te selecteren waar er veel van zijn; ik zie 100V 1000uF, 50V 2200uF, maar ook 450V 82uF (diameter 18mm, hoogte 35.5mm). Aangezien de opgeslagen energie kwadratisch oploopt met de spanning, kun je dus bij hogere spanningen meer kwijt in hetzelfde volume en gewicht.

Echter, dat geldt alleen voor electrolytische condensators, en daarvan is de energiedichtheid toch al beroerd vergeleken met supercaps. Die laatste zijn vrijwel allemaal bruikbaar tot 2.7V, als je hoger wilt zul je ze in serie moeten zetten.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Naast het afkoelen van de zonnepanelen kan er misschien ook iets bedacht worden om de panelen zo goed mogelijk te richten?

Bvb de boot een beetje kantelen in de richting van de zon mbv het gewicht van de bestuurder of met vinnetjes?

Als alle deelnemers met hetzelfde materiaal moeten werken zal het toch op details aankomen.

maartenbakker

Special Member

Op 1 juni 2017 14:06:42 schreef andre1973:
[...]

Je zou ook energie kunnen opslaan in perslucht en deze perlucht gebruiken om voor de boot een bellengordijn te maken. dit werkt schijnbaar weerstand verlagend, (google maar even, heeft een tijdje terug een stuk in het technisch weekblad gestaan, en dat staat ook allemaal online)

Perslucht opslaan heeft een laag rendement als je een beetje druk wilt opbouwen, dus ergens zit een omslagpunt waarboven het niet loont om lucht te persen. Belletjes genereren zelf kan met een lage druk en hoog rendement, maar opslaan?

www.deficientie.nl | www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."