Tema: Estrategia para instalación Solar Aislada en zonas frías y de baja irradiación

Estimados
Mi nombre es Sebastian y soy de Argentina. Vivo en la patagonia, y tengo que hacer una instalación solar en una zona rural de la prov. de chubut.
La zona es de estepa, muy frio en invierno y una muy baja irradiación promedio en invierno, de entre 1,5 y 2 HSP.
La instalación es para proveer energía a un salto de radio, que proveerá de internet a una comuna rural. El consumo nominal de los equipos de radio promedian los 22w/h. Para opimizar el consumo, planeamos instalar un interruptor horario que apague las radios en la noche, digamos de 00 a 7AM

Dicho ésto paso a las consultas:

- Creen uds que MPPT es mejor que PWM para éstas condiciones? yo pienso que es crítico el aprovechamiento en invierno, en dias nublados y donde la irradiacion sea baja. Por lo que he leído, creo que MPPT aprovecharía mejor la irradiacion disponible.

- Los cálculos de carga indican que con 4 paneles de 75W en 12V serían suficientes.
Suponiendo que usara MPPT, estará bien conectarlos en 24V de modo que queden dos en serie en paralelo con los otros dos en serie, y el banco en 12v? ésto sería para que, en muy malas condiciones de sol, los paneles en serie tengan suficiente tension como para cargar el banco de 12v. Corrijanme si mis supuestos son erroneos

- El banco será de 4 baterias Trojan de electrolito sumergido, T1275, de 150Ah
- Si bien estaríamos en condiciones técnicas de alimentar las radios directamente en 24V, armando el banco en 24V, una mejor idea es usar un inversor a 220V, para poder conectar el interruptor horario, y las radios alimentadas desde sus fuentes switching. Si bien implica mas pérdidas, éstas se compensan por el hecho de poder apagar las radios de noche.

- El regulador que planeamos usar sería el mornigstar TS 45.

Dado lo extremo del clima, cuales creen uds que son los factores mas criticos para tener en cuenta?

Las baterias serán alojadas dentro de un gabinete de chapa, a su vez dentro de un "shelter", que es un container marítimo a los pies de la torre de comunicaciones.

Espero haberlo explicado con claridad. Un saludo cordial a todos los miembros del foro, gracias por leerme y gracias por comprtir sus conocimierntos con la comunidad.

Sebastian Graff

Si nadie va a ir a rellenar esas Trojan de agua cambia a gel. Por el regulador ahora hay con función luz nocturna para farolas que programandolo puede funcionar a la inversa, de día, pero no es por reloj, es por caída/salida del sol.

Veamos, vas a necesitar un regulador MPPT de verdad y que no tenga ventiladores pues sera una instalación poco vigilada, en el mercado el mejor que hay es el “MidNite KID” es un diseño que tiene casi las mismas características que su hermano mayor pero es de 50A, es un modelo especial para barcos y lugares húmedos por lo que su enfriamiento se hace por radiadores exteriores y es escalable en paralelo hasta 12 elementos.

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Lo de las baterías no lo tengo muy claro, pues por esa zona pueden darse perfectamente los -21ºC; eso para mi como sureño español es un frió espantoso, con lo que habría que ver el nivel de aislamiento para que el “liquido-pasta” de este tipo de baterías no se congele.

En cuanto a baterías te recomiendo como mínimo 250Ah a 24V

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Las placas tienen que estar a unos 68º de inclinación norte para que sean lo mas rentables en invierno, no se exactamente como es de nubosa la zona en los meses invernales, pues a pesar de estar en un paralelo parecido al norte español, lo mismo por ahí no llueve ni por una apuesta, pero lo que mas me preocupa no es la nubosidad pues con esta las placas producen auque sea poco, lo que mas me preocupa son las nieblas que se puedan dar en la zona.

Te recomiendo placas de 60 células seriadas de tres en tres pues el midnite trabaja muy bien con voltajes de hasta 150V y te ahorras grosor en los cables.

Deja unos 3cm o más de separación entre las placas para las dilataciones.

Aquí en España, en mi zona (mas de 3000 horas de sol), se coloca en ese tipo de repetidor unos 1000wp-1200wp, ya, somos unos sobrados, pero te garantizas que hasta los días nublados estas cubierto al 100%, aquí en esta dirección de “google maps” tienes un ejemplo (37º59'29.24"N 1º15'56.49"W).

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En cuanto a la alimentación, cuantos menos chismes mejor, si no es necesario tener inversor, mejor, menos gente comiendo del mismo pastel y menos problemas.

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No se de cuanta “plata” dispones para el proyecto, pero "si pones cacahuetes (maní) te acuden monos”, yo como europeo no considero una opción que el servicio sea solo de 12 horas diarias, un buen servicio debe de ser de 24h/365 y si es bisiesto 366, pero si por ahorrarte algo de "plata" prefieres el de 12 horas te informo de que existen temporizadores de 24V con lo que no es necesario el inversor.

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Se me olvido, ni se te ocurra colocar las baterías en paralelo, lee esto http://www.solarweb.net/forosolar/so...el-basico.html

Estimados Photon y mjrosg
De mas está decir que considero inestimables sus comentarios al respecto. Quisera seguir el hilo dicendo que:

- En argentina no hay una gran disponibilidad de equipos y marcas. MidNite Kid no se comercializa en argentina. La unica opcion seria en MPPT es Morninsgstar, en particular para este proyecto apuntamos a TriStar MPPT 45.

- En funcion de los comentarios sobre la instalación en paralelo de baterías. Creo que la Trojan T105 serán la opcion para un banco de 4 de ellas, formando 250Ah en 24V. Aunque tengo en cuenta el cometario sobre el mantenimiento y las baterias de gel, en la comuna vamos a implementar un plan de mantenimiento de las baterias. Despues de todo, en la comuna funciona un generador a gasoil para proveer la energía eléctrica, y asi como la flota de vehículos, algún plan de mantenimiento debe haber. Vamos a incluir la revision de las baterias en el plan de matenimiento de la comuna.

- Respecto de la disponibilidad las 24 hs del servicio, creo que lo mejor es una disponibilidad 24hs x365 dias. Pero tambien debo mencionar que el generador que abastece de energía la comuna se apaga por las noches, con lo cual solo podrian aprovechar internet las personas con celulares, en horas donde el generador esté apagado.

- Vamos a aumentar la cantidad de potencia en paneles, que son de fabricacion nacional, para llegar hasta 600W. podemos usar 6 de estas: (no me dajen pegar direcciones web, el panel es SOLARTEC KS100T)(no informan cantidad de celdas)

- las nieblas no son algo que se dé en la zona (niebla en el sentido de las brumas marítimas). en general es una zona seca con inviernos humedos, con lo que sí hay dias "grises" con llovizna y nieve. las coordenadas del lugar son 44º41'03''S 70º51'03''O

- Sobre la temperatura en invierno, me cometa la gente de la zona, que es comun tener temperaturas debajo de los -20º, pero no llega a congelarse el electrolito de las baterías, mas que el gasoil de los vehículos.

- Respecto al inversor y los interruptores automaticos en 24V, quiero decir que las radios (Ubiquity Rocket) de fabrica vienen con su fuente para conectar a 220V, y ya. El hecho de montar la instalacion integramente en 24V implica prescindir de las fuentes del fabricante, y conectar los equipos en los "24V" del banco, y lo pongo entre comillas porque no son realmente 24V, sinó mas bien algo mas cerca de los 26V. Debo confiar ciegamente en que los equipos funcionaran bien a mi tension y no a la tension a la que fueron diseñados, practicamente sin garantías.

-Para terminar quisiera hacer una mencion aparte sobre la "plata" disponible para un proyecto de éstas características. El regulador MPPT 45 de morningstar, con el display y la sonda de temperatura valen aquí cerca de us$2.000, en Buenos Aires. Veo en foros de EUA que los compran a alrededor de us$400. No se cuanto pueden valer en España, pero sí me pueden decir uds, para establecer algun tipo de comparación, cuanto valen en funcion de un salario promedio. Acá ese regulador está cerca de 2 salarios promedio, cuando en USA deben estar mas cerca en un 10% del salario promedio. Es decir, hay cerca de 20 veces la diferecia para acceder al mismo producto "X". Los Trojan T105 salen us$300, y un panel de 75W (nacional) está en el orden de los us$200. Creo que estas condiciones le dan otro matiz a la cuestion de sobredimensionar los sistemas y dejarlos 24hs disponibles. Para nosotros significa un esfuerzo considerable poder contar con equipos de "primera línea" internacional. Instalar de mas "por las dudas" es algo que tenemos en cuenta, pero no lo damos por sentado.

Nuevamente, muchas gracias por su atención, y ojalá éste intercambio sea enriquecedor para usterdes tanto como lo es para mi

Copyhaique o Aysén en Chile están a unos 200km-250km de Aldea Apeleg, lo mismo en esas poblaciones están más baratos los elementos solares, es que me parece una burrada pagar un 800% el WP local que el WP chino, además de pagar un 400% de un regulador, más teniendo en cuenta los sueldos de los “paganinis”.

Y esos porcentajes que te he colocado son a precio de cliente final, esos precios salvando las distancias es como si a mí me costaran las placas de 100wp a 2000 euros, lo dicho, una burrada.

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Bueno, si al final no te queda más remedio que colocar el “Regulador Maximizador 45A-12/24/48V TS-MPPT-45 – MORNINGSTAR”, asegúrate que de verdad es este, pues este admite hasta 150V y eso es muy importante, pues te permite colocar las placas en serie, las series no deben de pasar de 180 células y todas las series deben de ser iguales.

Sobre los Ubiquiti a 24v no debes tener problema. Los equipos funcionan realmente a unos 12v, pero usan un POE (Power Over Ethernet) de 24v, para paliar la caída de tensión que se suele dar en las tiradas de cable ethernet largas. Aguantan voltajes muy amplios de funcionamiento.

Hay miles de instalaciones hechas con ubiquitis y energía solar por el mundo.

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Por cierto, el consumo de los Ubiquiti también suele ser bastante inferior al que indica el fabricante.

No he probado con los Rockets, pero si que he podido medir con exactitud la suma de un Nanostation NSM5 + Picostation M2 HP (High Power). El Picostation se autoalimentaba de la segunda salida ethernet del Nanostation. El consumo total continuo eran 7.0w (los dos a la vez). Según fichas técnicas serían unos 25w si mal no recuerdo.

Estimados
Voy a permitirme revivir el hilo para actualizar la información sobre lo que realmente instalamos y cómo funciona..

Se instalaron seis paneles de 75W-12V, un regulador morningastar TS-MPPT-60 y un banco trojan de cuatro baterias T-105 (6V-250Ah) en serie para configurar un banco de 24V-250Ah. Los paneles estan conectados: tres en serie, en paralelo con los otros tres (tambien en serie).

El sistema funciona muy bien. Podría funcionar con menos paneles. incluso éstos días de muy invierno y en dias de nevadas, siempre va sobrado. El regulador es una maravilla. Tengo monitoreo del sistema en mi pc en tiempo real y reviso el sistema todos los días.

Los datos del regulador me dan una cantidad de datos suficiente como para sacar algunas conclusiones:
-todo el sistema toma 420W/h por día, en general tiene variaciones, pero se nota que siempre oscila alrededor de este valor. quiere decir, que entre el consumo diario de las radios, la autodescarga, la absorcion y la flotacion y todas las pérdidas por conversion, disipacion, etc, el sistema consume unos 17,5W/h
-Las baterías nunca bajaron de 25,11V, lo cual significa alrededor del 85% de carga. Con la llegada del invierno y las bajas teperaturas he notado que ha aumentado unas decimas, hasta llegar a minimos de 25,14 V
- El regulador hizo 2 equalizaciones, una a los 10 días aprox, y otra hace unos días, luego de unos 90 días. Siempre (pero mas notorio en la primera) las tenisiones minimas por la mañana aumentaron.
- La máxima tension Voc raramente supertó los 71V hasta ahora. Las minimas temperaturas registradas deben haber llegado a unos (-10ºC). En abril estaba cerca de los 66V. ésto quier decir que la estimación de tres paneles como maximo en serie es conservadora. El sistema admite 4 o 5 paneles en serie.
-El tamaño del banco es bueno en cuanto las descargas son muy bajas y los ciclados tambien. El regulador cuenta con un sonda de temeratura que censa la temperatura del banco y ajusta las tensiones en funcion de esa variable, por lo cual creo que ese banco va a durar bastante.
- Los paneles llegan a tener potencias de salida máximas en invierno de 300Wp (de un total de 450W instalado) El maximo absoluto fue 398W un día de mayo. Es un resultado ampliamente mayor del esperado teoricamente. Creo que acá se puede ver la ventaja radical del mmpt versus pwm.

Todos los días hace absorción y todos los días hace flotación (excepto un día cada 30, y nunca nunca días consecutivos)

Para terminar voy a hablar de los costos:
Trojan t-105: us$ 320 c/u (x4)
Panel 75W: us$200 c/u (x6)
Regulador MS-TS-MPPT-60: us$1.300 (c/sonda y diplay lcd)
Soportes para paneles: us$400

Gracias por sus consejos, espero aportar mi granito de arena para que otros puedan tomar como referencia en proyectos similares.
Me fueron de gran ayuda algunos de sus consejos, se ven claramente en la eleccion de los componentes.

Conocer el estado del sistema en tiempo real y la informacion del datalog en mi pc, no tiene precio: Puedo saber cundo está nublado y cuando hay sol. cuando nieva y cuando hace frio. Cualquier perturbacion en la tension de las baterias puede ser detectado inmediatemente.

Quedando a la espera de sus comentarios los saludo afectuosamente

Sebastian