26.9.2023 - Tento regulátor som objavil na YT už pred niekoľkými rokmi. Presnejšie povedané, najprv som natrafil na jeho konkurenta, ktorý je podstatne lepšie propagovaný nielen na YT, ale má aj vlastný e-shop. Je celkom užitočné čítať aj komentáre pod videami, kde sa síce musíte prebrodiť všeličím, ale často sa nájdu aj zaujímavé informácie. V tom čase napríklad tie lepšie propagované regulátory mali údajne nejaké technické problémy a tak sa samozrejme našli odkazy na ďalšie možnosti. Nasledovalo podrobné študovanie videí používateľov oboch regulátorov, rozhovory s výrobcami s cieľom získania vysvetlenia princípu, aj debaty s majiteľmi. S tým propagovanejším je síce všetko v poriadku, ale napriek tomu som si ho nevybral. V budúcnosti môžem urobiť ich aspoň teoretické porovnanie.
     Ako som spomínal v predchádzajúcom článku, tieto regulátory sú dielom ukrajinských vývojárov, ktorí sú aktívnymi prevádzkovateľmi veterných turbín vlastnej konštrukcie. Ten môj sa vyrába relatívne malosériovo, nedá sa kúpiť v žiadnom obchode, ani kamennom, ani e-shope, dá sa len objednať u výrobcu.

     Ale k veci. Do ktorej kategórie zaradiť tento regulátor, ak mám brať za základ delenia regulátorov môj článok Regulátory pre malé veterné turbíny?
     Podľa tohto rozdelenia jednoznačne patrí k najvyššej kategórii - programovateľných regulátorov - aj keď s jedným rozdielom. Ten rozdiel je ale skôr pozitívny. Konkrétne, nie je potrebné zadávať žiadnu tabuľku s hodnotami výkonovej krivky turbíny. Namiesto toho sa zadávajú technické parametre turbíny a mikroprocesorové riadenie - program - sa v podstate k výkonovej krivke dopracuje už sám. Výpočty prebiehajú v reálnom čase rýchlosťou 10 x /s.
     V ďalšom popise sa sústredím iba na základné informácie. Viac (kompletné technické údaje, bloková schéma, opis menu, atď.) nájdete v priloženom (pod týmto článkom) Návode na použitie. Ten je síce len v originálnej ruskej verzii, ale mám vyskúšané, že Google prekladač si s tým poradí pomerne presne a zrozumiteľne.
     Regulátor KOM-3050 (skratka KOM je v doslovnom preklade "Kontrolér (regulátor) odberu výkonu") je mnohofunkcionálne, mikroprocesorom riadené zariadenie, určené k práci s veternou turbínou s trojfázovým generátorom, alebo iným zdrojom energie generujúcim striedavý alebo jednosmerný prúd. Súhlasne so zadanými parametrami veternej turbíny vykonáva nabíjanie akumulátorov a spojité (nie skokové) presmerovanie výstupnej energie do umelej záťaže.
      Činnosť KOM zabezpečuje program, pracujúci s konfiguračnými parametrami zadanými do KOM užívateľom. Základné zadávané parametre sú:

Turbína
- RPM turb - Otáčky turbíny pri vetre 2 m/s
- P turb - Výkon turbíny pri vetre 2 m/s (oba tieto parametre môžu byť konštrukčné - teoreticky vypočítané)
- RPM Ugen - Napätie generátora bez záťaže pri vetre 2 m/s
- RPMmin - Minimálne otáčky turbíny, pri ktorých začína odber výkonu
- RPMmax - Maximálne otáčky turbíny, pri dosiahnutí ktorých KOM maximáne zaťaží turbínu nabíjaním akumulátora, a (alebo) presmerovaním výkonu do umelej záťaže. Pri prevýšení týchto otáčok o 15% KOM prepne turbínu do ochrany
- Ugenmin - Minimálne napätie generátora, pri ktorom začína odber výkonu
- Igenmax - Maximálny prúd generátora, pri ktorom KOM ohraničuje prúdový odber
- Rgen - Vnútorný odpor generátora
- Počet MPgen - Počet magnetických pólov generátora
- Krok Reg - Krok regulácie - riadi dynamiku zmeny zaťaženia

Akumulátor (parametrov je viac, uvádzam najdôležitejšie pre prácu turbíny)
- Umax - Maximálne napätie nabíjania AKU
- Imax - Maximálny prúd nabíjania AKU
- Uakb-start - Napätie AKU pre opätovný štart turbíny, ak bola zastavená pri Umax

     Ako to funguje?
     Regulátor môže byť v dvoch základných režimoch STOP a CHOD.
- Pri zapnutí režimu STOP alebo ak zopla ochrana, KOM vykoná zastavenie turbíny tým, že maximálne zaťaží turbínu nabíjaním AKU (pri dodržaní ostatných ohraničujúcich parametrov (Umax, Imax) a na 100% otvorí kanál regulovania výkonu do umelej záťaže.
- Pri zapnutí režimu CHOD (PUSK) KOM sleduje otáčky turbíny, a v okamihu keď tieto dosiahnu RPMmin začína odber výkonu. Pritom KOM postupuje nasledovne: porovnáva rozdiel medzi teoreticky vypočítaným výkonom turbíny (zo zadaných parametrov) podľa aktuálných otáčok a celkového výkonu generátora (záťaže) v danom momente. Na základe toho reguluje výkon zvyšovaním, alebo znižovaním stupňa zaťaženia, v závislosti od toho, či je výkon menší alebo väčší ako vypočítaný výkon turbíny. Odber výkonu sa riadi v závislosti od vypočítaných a skutočných otáčok RPM turb a P turb. Regulovaný odber výkonu sa vykonáva pomocou mikroprocesorom riadenej šírkovej modulácie (PWM) dvomi samostatnými (pre AKU a pre umelú záťaž) silovými kanálmi s DC-DC meničmi.
Prioritou je vždy nabíjanie AKU. V prípade, ak je výkon turbíny väčší ako potreba nabíjania AKU, alebo ak je AKU nabitý, výkon turbíny sa čiastočne alebo úplne presmerováva do umelej záťaže. Každé zvyšovanie alebo znižovanie odberu výkonu, či do AKU, alebo umelej záťaže sa deje jemne, spojite, bez nárazových zmien (dynamika týchto zmien sa dá meniť prostredníctvom parametra Krok Reg). V prípade, ak nechceme, aby po nabití AKU bola turbína naďalej v prevádzke a jej výkon bol celý odvádzaný do umelej záťaže (využiteľné pre ohrev vzduchu alebo vody), je možné nastaviť režim "STOP pri nabití". KOM vtedy turbínu zastaví a spustí ju opätovne až keď napätie AKU poklesne na nastavenú hodnotu Uakb-start. Ak AKU nabíja aj iný zdroj, napríklad solárna elektráreň, turbína bude počas slnečných dní prevažne zastavená.

     Ochrana turbíny
     Ochrana sa aktivuje pri prekročení ktoréhokoľvek z parametrov - maximálne napätie generátora, maximálne otáčky, max. napätie AKU, prekročenie nastaveného stupňa vibrácií, teplota samotného KOM nad 60°C. KOM zastaví turbínu maximálnym zaťažením na AKU alebo umelú záťaž. V zastavenom stave zostane turbína po dobu, ktorá sa tiež nastavuje v základných parametroch programu.
     Zaregistroval som podľa mňa veľmi rozumné správanie KOM v prípade, ak je v základných nastaveniach uvedený parameter RPMmax podstatne nižší, než ako by na základe programu predpokladal KOM. Častejšie som spomínal, že kvôli mojej neprítomnosti pri turbíne som jej maximálne otáčky nastavil na nízku hodnotu, najmä z dôvodu bezpečnosti, nakoľko ešte nebolo dosť času všetko overiť pozorovaním na vlastné oči. Tak moje nastavenie RPMmax bolo 190 RPM, pričom turbína by mala svoje maximá dávať niekde pri RPM 250-270. Vzhľadom k dĺžke krídel by malo byť max. RPM na úrovni asi 300. Zvláštne správanie je možné popísať asi takto: Ak fúka vietor, ktorý má snahu roztočiť turbínu na vyššie RPM ako 190, KOM používa umelú záťaž na pribrzďovanie, pričom stále ide plné nabíjanie AKU. Ak je vietor ešte silnejší, a pribrzďovanie pri nabíjaní nestačí, urobí zvláštnu vec. Zníži otáčky turbíny na RPMmin, a niekoľko minút ich na tejto hodnote udržuje. V týchto otáčkach nemá turbína taký veľký ťah, takže je pre KOM jednoduchšie ju záťažou na nich udržiavať. Pritom sa stále nabíja AKU, aj keď len výkonom 100-300 W. Po niekoľkých minútach KOM vyskúša pustiť turbínu do normálnej prevádzky. Ak je vietor znova silnejší, cyklus sa zopakuje. Ak je ale vietor natoľko silný, že sa mu nedarí udržiavať turbínu na RPMmin a otáčky prekročia o 15% RPMmax, potom už nastane aktivácia ochrany a úplný STOP turbíny na nastavený čas.

     Konektivita KOM
     Pre mňa mimoriadne dôležitá vlastnosť. Zo známych dôvodov nevyhnutne potrebujem, aby mohla byť turbína kontrolovaná a ovládaná na diaľku cez internet. KOM túto podmienku spĺňa hneď niekoľkonásobne. Môj konkrétny kus je síce trochu neštandardný, lebo som chcel aby bol osadený aj LAN portom, ale štandardne je vybavený WIFI a USB portom. Pripojenie ku KOM cez internet sa dá realizovať niekoľkými spôsobmi.
1. Známa mobilná aplikácia RemoteXY. Pre konkrétny kus Sergej (autor KOM) zasiela kľúč potrebný na pripojenie. Bezplatná verzia aplikácie funguje 30 sekúnd, a je to strašne otravné. Platená verzia pritom stojí len pár peňazí a celkom určite sa vyplatí. Aplikácia obsahuje 3 obrazovky - Set, Home a Events. Karta Set je pre nastavenia turbíny ale jej použitie je úmyselne zablokované. Home ukazuje aktuálny stav turbíny a akumulátora s ich základnými parametrami. Na tejto karte je možné aj ovládanie turbíny START a STOP. Karta Events ukazuje priebeh výkonu a otáčok turbíny v bežiacom grafe a zaregistrovaný maximálny výkon, napätie a otáčky z dvoch pohľadov - pri max. napätí a max. výkone - od posledného resetovania údajov.
2. Program autora KOM pre PC. Spustiteľný bez inštalácie. Pripojenie ku KOM cez USB port, alebo internet. Program má 3 záložky - Configuration, Diagnostic, Protocol. Configuration je teda nastavenie KOM. Po načítaní aktuálnej konfigurácie sa dajú meniť všetky základné parametre, týkajúce sa turbíny a nabíjania AKU. Po zmene parametrov sa nová konfigurácia zapíše do KOM a okamžite je funkčná. Záložka Diagnostic ukazuje po spustení monitoringu všetky základné parametre v reálnom čase. Ak napríklad bola turbína automaticky uvedená do režimu STOP, je v tejto záložke vidieť, ktorý z parametrov (uvedených vyššie v odseku Ochrana turbíny) zastavenie spôsobil. Z tejto záložky je tiež možné zastaviť alebo spustiť turbínu do prevádzky. Záložka Protocol zaznamenáva maximálne údaje výkonu, podobne ako pri už spomenutej mobilnej aplikácii.
3. WEB server KOM. KOM obsahuje vlastný WEB server, s vonkajším prístupom cez internet. Stránka je veľmi jednoduchá (podľa Sergeja nedorobená, s malým výhľadom na zmenu). V reálnom čase publikuje stav turbíny so základnými výrobnými parametrami. Aj tu je možnosť ovládania turbíny v zmysle jej zapnutia alebo vypnutia.

     Záver

     Čo sa tu dá ešte povedať? Ja som s týmto regulátorom mimoriadne spokojný. Zatiaľ som nenašiel nič, čo by mi mohlo vadiť. Je očividné, že konštruktér KOM a zároveň aj autor jeho firmware je človek, ktorý presne vie, čo má chcieť od zariadenia tohto typu. Zároveň na projekte pracuje dostatočne dlho, aby bolo všetko dokonale vyladené. Po pár mesiacoch používania som jeho autorovi Sergejovi povedal, že s týmto regulátorom nemusí mať turbína žiadnu inú ochranu. Bolo to myslené ako ten najväčší kompliment. On na to, že ďakuje, ale každá elektronika môže niekedy zlyhať. Takže radšej nie. Je to tak, a v skutočnosti by som si to tiež nikdy nedovolil. Ale regulátor je to naozaj excelentný. Sergej, vďaka za dobre odvedenú prácu a nech sa ti darí aj naďalej!

     Obrázková príloha s pokecom
      

     RemoteXY                                            

Obrazovka Home. Najnovšie je nastavené RPMmax na 210. Ale najprv som nastavil vyklápanie krídel turbíny na nižšie otáčky, aby bola ochrana zdvojená. Dosiahol som stav, keď výkon len veľmi zriedka stúpne nad 2 kW, ale vďaka skoršiemu naklopeniu krídel (okolo 200 RPM) sa um.záťaž do brzdenia turbíny zapája menej často.	Obrazovka Events. Čím nižšie RPMmax je nastavené, tým väčší je rozdiel medzi maximum voltage a maximum power. Preto, lebo KOM brzdí turbínu viac a tým stláča dole aj výstupné napätie.	Takto to vyzerá, ak sa nastaví RPMmax na 250. Toto by mal byť normálny stav. Samozrejme aj výkony pôjdu podstatne hore. Max otáčky pri maximum voltage hovoria o tom, že pri silnejšom vetre môže KOM chvíľu trvať, kým turbínu umravní.

  Program KOM3050                                                                                             WEB server

Záložka Diagnostic. Všetky základné parametre v reálnom čase. V spodnom riadku sú spomínané chybové stavy, pri ktorých dôjde k aktivácii havarijného STOP.	Záložka Configuration. Všetky podstatné nastavenia sú dostupné a editovateľné aj cez vzdialený prístup.	Jednoduchá stránka WEB servera KOM. To najpodstatnejšie obsahuje a tretia možnosť vypnutia turbíny sa niekedy môže hodiť. Je to ale najnezávislejší prístup na KOM. Ak nie je k dispozícii PC s programom, a nebude v prevádzke server, na ktorom beží aplikácia RemoteXY.

(Ak sa vám priložené video nezobrazuje správne, nájdete ho na adrese: https://youtu.be/laPET8QPVLQ)

PS: Kontakt na autora KOM je na konci návodu. Nie som prostredníkom pre prípadných záujemcov, ani sa nijako nepodieľam na budúcich predajoch.