Tema: Primer panel autoconstruido. Dudas cálculos

Hola a tod@s,

voy a construir mi primer panelillo solar autoconstruido. Es para alimentar un pastor electrico, o sea que es poca cosa, pero me servirá para después lanzarme con otros paneles algo más serios.

Bueno, la cuestión es que recogiendo datos del pastor eléctrico (alimentado por batería 12v y consumiendo 4mA), y del Pico geográfico (4,98) he llegado a la conclusión de que mi panel debería producir del orden de 3,4Ah y entregar alrededor de 5W de potencia.

Adquirí un paquetito de células solares por ebay, que entregan V=0,55v, I=3,6A, y P=1.8w por celda.

Mis grandes dudas son...

* ¿He de suponer que el panel debería entregar 5W / 12V?

* ¿Y cómo puedo saber el nº de celdas necesarias para hacer un panel 5w/12v?

Si cada celda son 1.8w, simplemente creo que serían 3 celdas solares, pero no entiendo, eso no me da 12v, sino 3*0,55 =1,65v....

Creo que hay algo que se me escapa...

¿alguien me podría ayudar a aclarar estas dudas?

Muchísimas gracias a tod@s!!!
;-))

Que tenga 36 celulas y una tensión en abierto de 21-22 voltios.

Muchas gracias Photon,

pero creo que me acabo de liar más . Según lo que me dices:

* A partir de las fórmulas que he visto, 36 células en serie darían un voltaje de 36*0,55v = 19.8v, de forma que el conjunto mantendría una corriente de 3.6A (el mismo de una célula), y eso daría una potencia de 71.28w. No entiendo cómo llegar a ver que el panel sería de 5w/12v

¿Qué hago mal?

gracias de nuevo por tus consejos.

P.D: por cierto, he recibido una notificación con este post y el sistema me dice "hasta que no visites el nuevo foro..." ¿a qué se refiere? gracias!!

El foro te envía una señal de respuesta, si no entras te pierdes el resto.


Pero porque supones que el panel tiene que dar 5W?

Ah! vale.

Bien, 5w. A ver si transcribo los cálculos y consigo explicarme:

El pastor eléctrico tiene una bobina que funciona a 40mA. La batería que tengo trabaja a 12V.

1 - Calculo los Ah que necesita el pastor
a) W = VxI, donde V es el voltaje a la que trabajará la batería que voy a utilizar, y la I la corriente del pastor eléctrico -> W=V*I=12v*0.04A =0.48W

b) Ahora los Wh = Wx24 = 0.48x24=11.52Wh

c) Y por último los Ah=Wh/V = 11.52/12 = 0.96Ah

2 - Pico de sol en mi provincia

Pa=4.98

3 - Dimensionamiento del panel

a) Mi panel deberá producir 0.96/4.98=0.192A
b) Aplicando correcciones que he visto por ahí aconsejadas, sobre añadir un 20% y un factor de pérdidas de 0.7 -> (0.192 x 1.20)/0.7 = 0.33A

Es decir, que mi panel debería proporcionar 0.33A

c) Así que, la potencia que debería proporcionar el panel debería ser de W=12x0.33 ~ 4W -> Vamos, que redondeando me voy a 5.

Así, si construyo un panel de 5w que me alimente la batería de 12v, mi pastor eléctrico puede funcionar sin problemas de manera autónoma.

Mi gran duda es que no entiendo cómo, a partir de saber que cada célula rinde V=0,55v, I=3,6A, y P=1.8w, qué número de células o combinación entre ellas necesito para conformar un panel de 5w/12v.

No sé si he conseguido explicarme bien. Ya me dirás.

Muchas gracias por todo consejo que me puedas dar,

Vamos que una cosa es lo que te haría falta y otra lo que venden, y dudo que te venden celulas para un miserrimo 5W, haz el que tienes penado y si todo sale bien pues ole, y si no pillate uno de 5, 10 o lo que sea. No valen ni 50 euros...

Para poder sacar solo 5 w deberías cortar las células en trozos pequeños, cosa prácticamente imposible a mano. Un trozo de célula sea más grande o más pequeño siempre da la misma tensión, entre 0,51 y 0,59V y lo que varía es la intensidad. Es decir, si una célula de 5w la cortas en 36 trozos y la sueldas en serie tendrás aproximadamente los 19,8V de Vmp pero con 0,252A de intensidad.

Bien, gracias Photon. Pues seguiré adelante con 3 células, aunque dudaré hasta que pruebe al final....

Muchas gracias,

Iniciado por fotovoltaicagm

Para poder sacar solo 5 w deberías cortar las células en trozos pequeños, cosa prácticamente imposible a mano. Un trozo de célula sea más grande o más pequeño siempre da la misma tensión, entre 0,51 y 0,59V y lo que varía es la intensidad. Es decir, si una célula de 5w la cortas en 36 trozos y la sueldas en serie tendrás aproximadamente los 19,8V de Vmp pero con 0,252A de intensidad.

Hola Fotovoltaicagm! muchas gracias por tu respuesta. Bien, creo que me explico ahora esos paneles de 5w/12v que he visto que venden por ahí, en el que las células son pequeñas pequeñas... claro....

tres dudas al respecto, por si me pudieras ayudarme:

1 - Así, entonces creo entender que cuando dicen 5w/12v se están refiriendo a que como poco dará 12v (en tu caso estaría dentro de lo que se quiere pues daría unos 19.9, ¿no?, de sobras), y alrededor o lo más cerca posible de 5w (siempre por encima, ¿supongo?)

2 - ¿se podría decir que si una célula la cortamos a la mitad tendría una I'=I/2? o en todo caso, ¿hay alguna relación entre el corte de la célula y la intensidad?

3- ¿Cómo se pueden cortar las células?, me da la sensación que debe ser un poco "peliagudo"... sólo con manipularlas un poquito ya me cargué una!

Muchísimas gracias por tu ayuda,

Así es. La relación va en función de la superficie. 100% de superficie, 100% de intensidad; la mitad pues I/2; un cuarto = I/4. Yo he cortado muchas con láser, pero vienen a salir un 25% de bajas debido a su fragilidad. Incluso el láser las debilita tanto que se rompen con mirarlas.
Lo de 12V es una nomenclatura digamos estándar. No es que dé como mínimo 12V, sino que es ideal para cargas o sistemas de 12V, pero su Vmp siempre será mas alta.

este fue uno que hice de esas células rotas después de cortadas. Son 2,5V y 0,93 A cada línea, lo que daba 4,6w en total. Lo puse en un portafotos no muy grande para que mi sobrino pudiese llevarlo al colegio como una práctica. Vamos, una chorrada que a los peques les hace mucha ilusión.

Muchísimas gracias!!! ya empiezo a ver algo de luz

Así que rescatando todas tus explicaciones...

Teniendo en cuenta que yo parto de unas celdas que entregan V=0.55v, I=3.6A, y P=1.8w cada una, ¿se trataria de ver de qué manera puedo conseguir esos 0.33A?

Tengo entendido que las celdas en serie mantienen el mismo amperaje, o sea, que si yo cojo una celda y la divido por ejemplo por 10, tendría que una de estas miniceldas daría I=3.6/10 =0.36A, y al soldarlas todas en serie mi panel resultante sería de 0.36, ¿no? (~0.33). Para que den 5w en este caso tendría que el numero de miniceldas seria n=5/(0.55x0.36)~26 miniceldas... ¿sería así más o menos?

Bien, mientras hago los cálculos me imagino el trabajo de chinos que debe ser coger una de estas celdas y convertirla en 10 pequeñitas... buffff ...

Cambio de tercio. Si yo cojo, como decía al principio 3 de mis celdas tal cual y las pongo en serie, me darían 5w, ¿no? (0.55*3*3.6=5.94), pero estarían librando 1.65v a 3.6A, nada de 12v y 0.33A.... ¿qué le pasaría a mi pastor eléctrico de 40mA y 12v + bateria de 12v con un panel así?. Aún no entiendo los problemas que podrían derivarse. ¿me podríais dar unas pinceladas generales?

Muchísimas gracias por tus aclaraciones,

Iniciado por kohai.raul

Tengo entendido que las celdas en serie mantienen el mismo amperaje, o sea, que si yo cojo una celda y la divido por ejemplo por 10, tendría que una de estas miniceldas daría I=3.6/10 =0.36A, y al soldarlas todas en serie mi panel resultante sería de 0.36, ¿no? (~0.33). Para que den 5w en este caso tendría que el numero de miniceldas seria n=5/(0.55x0.36)~26 miniceldas... ¿sería así más o menos?

Si, solo que tienes que tener en cuenta que sean 36 miniceldas para cargar bien la batería.

Iniciado por kohai.raul

Cambio de tercio. Si yo cojo, como decía al principio 3 de mis celdas tal cual y las pongo en serie, me darían 5w, ¿no? (0.55*3*3.6=5.94), pero estarían librando 1.65v a 3.6A, nada de 12v y 0.33A.... ¿qué le pasaría a mi pastor eléctrico de 40mA y 12v + bateria de 12v con un panel así?. Aún no entiendo los problemas que podrían derivarse. ¿me podríais dar unas pinceladas generales?

Muchísimas gracias por tus aclaraciones,

Directamente que no te cargaría la batería ni te alimentaría el pastor eléctrico. Tendrías una placa preciosa pero inutil je je
La batería para que cargue algo le debe llegar una tensión superior a la que tiene. Cuanto más cargada está más tensión tiene. Luego hay unos valores para hacer sus cargas como manda el fabricante a diferentes tensiones.

Iniciado por fotovoltaicagm

Si, solo que tienes que tener en cuenta que sean 36 miniceldas para cargar bien la batería.

OK, mil gracias por tus explicaciones. Ahora venía de ver algun video en youtube con peña que realiza los cortes con una Dremel, con una de esas cuchillas tipo diamante. Vaya cosas.

Y lo último ya, ¿Por algún tipo de cálculo sale ese nº 36?, es que en este hilo ya ha salido diversas veces ese número, Photon también lo había mencionado, y me pica la curiosidad saber cómo obtenerlo.

Muchísimas gracias de nuevo. Tus comentarios me han servido para aclarar todas mis dudas. Qué bueno, en un ratito de internet todo despejado,

Por standard un panel de "12v" tiene 36 células en serie para tener su voltaje operativo en unos 17V y poder "volcar" tensión en la batería. Si pones menos no se llenará hasta arriba.

Iniciado por Photon

Por standard un panel de "12v" tiene 36 células en serie para tener su voltaje operativo en unos 17V y poder "volcar" tensión en la batería. Si pones menos no se llenará hasta arriba.

Gracias por la aclaración. Aunque esto ya no es pregunta, si el objetivo es como mínimo asegurar 17v operativos, he visto que teóricamente 30 células darían alrededor de 17v. A lo mejor el tema sale de que a partir del típico 20%, 30x1.20=36 ... no lo sé, pero el cálculo cuadra...

bueno, la cuestión es que me habeis ayudado muchísimo. Creo que me voy a atrever con la Dremel para cortarlas yo mismo, y el cubriente que utilizaré será resina Epoxi con endurecedor, para evitar vapores internos en la plaquita. Aunque a lo mejor no sería necesario porque va a ser pequeña, pero así practico un poco y a posteriori quiero probar de hacer más grandes.

Muchísimas gracias y espero poder poner alguna fotito del proceso, como retorno de información a todo lo que me habeis brindado.

Abrazos a tod@s,

...en realidad según de como lo veamos tener paneles solares con 60 celdas es lo mejor, pero según el tipo de baterias que tenemos y el regulador.

Con 60 celdas y regulador pwm hay que tener baterias de AGM, GEL, Plantè ó NiFE. Como que estos tipos de baterias no necesitan nunca de la equalización, poner placas con 72 celdas sería un desperdicio de energia, y un regulador pwm entrará en función por muy poco tiempo. Además un regulador pwm tiene un rendimiento del 99% mientras que no esté flotando y como que con 60 celdas va a ocurrir casi nunca en este caso el rendimiento será mas elevado de cualquier regulador mppt.
Como es que un regulador pwm rinde mas de un mppt? Así es mientras que un pwm no esté flotando, porqué esta clase de reguladores conecta directamente las placas con las baterias, mientras que un mppt es esencialmente un conversor DC-DC y ni lo mas sofisticados superan el 85% de eficiencia, por lo tanto con placas de 60celdas y baterias que no necesitan equalización, gana con claridad un "simple" regulados pwm

En cambio con baterias de plomo con acido líbero es obligatorio tener placas de 72 celdas y, para mejorar el rendimiento en algunos casos de 25%, también reguladores mppt.

Ahora sería interesante saber si las placas solares de 60celdas son mas baratas de las de 72.
En contra peró hay que considerar que las baterias AGM/Gel mal soportan descargas profundas y suelen durar unos 3 años o poco más. Las Plantè son baterias de plomo entero, pensan un huevo, valen como un par de riñones, pero duran 50 años. Las NIFE también son buenas, pero no la conozco y hay una discusión abierta en el foro.


saludos,
MaX

De eso nada, un panel de 60 celulas tiene la Vpm en 29,5 V mas o menos. La carga boost, bulk o como la quieras llamar ronda los 28.8, mete lo que cae y la temperatura y ya la hemos liado.

te suena que una planté/gel/agm se recarga a 13.8V fijo, y que en caso de sistema a 24V son 27.6V?

bien.... 27.6 son menos de 29.5V por lo tanto es suficiente.... siempre considerando baterias que no necesitan nunca, pero nunca de equalización y que sean dentro de las especificaciones. Por ejemplo yo tengo una pequeña AGM de 28Ah que necesita una regarga de 14.5V por lo tanto esta no es indicada para placas de 60celdas. Lo ideal es como siempre la Plantè que con 13.8V o 27.6 se queda ancha, pero no son baterias que se encuentran fácil... lo ideal sería autocontruirlas, pero lo veo complicado... no se, a lo mejor un día lo intentaré.

saludos
MaX

Del manual del CX:
Voltaje de carga profunda: 14.4/28.8
Voltaje de flotación: 13.7/27.4


Del cargador centaur:
Absorción 29V

Steca PR
Carga normal (float) 13,9 V / 27,8 V
Carga reforzada (boost) 14,4 V / 28,8 V


No pongo uno de 60 células "ni harto grifa".

pero... no te das cuenta que no es imortante lo que dice el manual de instrución de los reguladores, si no lo que dice el fabricante de las baterias? Si un fabricante dice que sus baterias modelo xyz necesitan una recarga a 13.8V y el modelo abc 14.4V y las dos son de agm, que importa lo que dice el regulador?
Incluso si le pones baterias de gel que soportan 13.8V y el regulador le pasa 14.4 aunque sea impostado para GEL, en realidad te van a durar muy poco estas baterias.

Además no estoy aquí para convencer a nadie. Las biblotecas están llenas de libros. Las primeras placas de 30 celdas fueron construidas en el 1954, si os interesa buscar como nuestros padres superaron los problemas sin apenas tecnologia.

Y ojo que hablamos de tensiones de ficha con atmósfera STC, que si nos vamos a una mas real de 29 nos quedamos en 26V en la NOCT.

Fabricante de baterías dices?, toma

Victron Gel “Deep Cycle”
Absorbtion 14,1 - 14,4

Float 13,5 - 13,8 13,5 - 13,8
Storage 13,2 - 13,5 13,2 - 13,5

Absorción para una de 24v - 28.8V

Trojan gel 28.2

Que no.

me imagino que este señor de la foto era un tonto y no tenia idea de lo que estaba haciendo... ah!... las baterias que se ven al lado son de 6V, y la placa que se ve, es de 48 celdas para generar exactamente 24V.

Y no es verdad que una placa de 30 celdas te da 26V bajo carga. La tensión baja según la resistencia opuesta por las baterias. A mayor carga, menor resistencia hasta que se queda nula, en cual caso la batería está cargada al 100% y en nuestro exemplo de 30 celdas la bateria llegará a 29.5V...serían 30 si no fuese por las perdidas de eficiencia.

Me parece que nunca has experimentado, verdad? Tienes mucha experiencias con sistemas solares modernos, pero no eres un inventor, verdad?

saludos
MaX

Inventor te refieres a chatarrero? pues no.

Y que es eso de 30 celulas 26 voltios? que estamos en 2012, recurrir a wikipedia no te salva de que te eche el freno si metes la gamba.