Tema: Ecualizar con el híbrido de 48V: Usar solo 23 vasos de 2V

Iniciado por carlos6025

... cuando veo mi monitor de baterías, que algunas veces oscila entrando y saliendo amperios ... me tiro de los pelos ...

A ver si esto explica algo: Si hago números con los valores que has supuesto (un mini-ciclo de 2000W cada minuto), me sale:
- La vida útil de 1000 ciclos al 80% son 210Ah * 1000 * 0.8 = 168'000Ah
- 2000W a 50V son 40A. 40A durante 12s son 40A * 12 / 3600 = 0.13Ah
- 500W a 50V son 10A. 10A durante 48s son 10A * 48 / 3600 = 0.13Ah (lógicamente). Un mini-ciclo es de 0.13Ah
- Este mini-ciclo 60 veces por hora durante 4h al dia. En un año, muchas veces: 4h * 60/h * 365 * 2/3 = 58400 veces

Resultado: Los mini-ciclos suman 58400 * 0.13333Ah = 7787Ah. Es un 4.6% de la vida útil.
Sigue siendo (muy) poco. Yo puedo vivir con esto. Pero posiblemente explica porque te tiras de los pelos ...

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- 58400 ciclos derivando excedentes quizá sean muchos. Posiblemente sean menos, por ejemplo 30000 al año
- 30000 ciclos de 0.133333Ah al año hacen 30000 * 0.133333Ah = 4000Ah
- La vida útil de las Trojan es más bien 1800 ciclos al 80% ---> 302'400Ah
- Derivar excedentes de esta forma equivale a gastar un 1.3% (100 * 4000 / 302400) de la vida útil de batería por año


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¿Y por qué no desviar desde el campo FV, antes de que pase por el regulador? La tensión es bastante constante y estabilizable, por tanto.

Iniciado por Gabriel 2015

¿Y por qué no desviar desde el campo FV, antes de que pase por el regulador? La tensión es bastante constante y estabilizable, por tanto.

Estoy de acuerdo, es otra opción interesante. Pero quería entender la otra, también.

Vale. La distancia entre el cálculo teórico y la intuición se acorta.

Iniciado por carlos6025

Vale. La distancia entre el cálculo teórico y la intuición se acorta.

He ampliado mi post anterior. La realidad (en teoría ) parece ser más bien 1% que 4%.

Iniciado por el_cobarde

A
- 58400 ciclos derivando excedentes quizá sean muchos. Posiblemente sean menos, por ejemplo 30000 al año
- 30000 ciclos de 0.133333Ah al año hacen 30000 * 0.133333Ah = 4000Ah
- La vida útil de las Trojan es más bien 1800 ciclos al 80% ---> 302'400Ah
- Derivar excedentes de esta forma equivale a gastar un 1.3% (100 * 4000 / 302400) de la vida útil de batería por año


.

Ahí está la clave!!

Iniciado por carlos6025

Ahí está la clave!!

Claro que sí. Por esto compré Trojan T-105 !

(Mitad de ciclos + doble de vida útil hace un factor 4. No es ningún secreto.)

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He consultado los datos de Trojan y me duele mucho reconocer que tienes más razón que yo:
La vida útil de las Trojan es de 1000 ciclos al DOD 80%
Los 1800 ciclos que yo decía son al DOD 50%

Pero: No tenemos que usar ni el DOD 80% ni el 50%! El mini-ciclaje de 0.13Ah se hace al SOC 100% !!!
La vida útil a estos niveles es como 10 veces más larga, como mínimo.
Así que volvemos a una reducción de vida útil por culpa de derivar excedentes de 0.2%, más o menos !

Yo te había dicho 1000 ciclos por decir algo, no lo he visto en ningún sitio. Pero por la "experiencia" en baterías que voy teniendo, ni 1000 ciclos le doy. Pero ni a las Trojan ni a otras similares.
Si el fabricante te dice 1000 ciclos...échale algunos menos, créeme.

Iniciado por carlos6025

Si el fabricante te dice 1000 ciclos ... échale algunos menos, créeme.

Totalmente de acuerdo.

Pero empiezo a entender la diferencia entre lo que dice el fabricante y lo que observamos los fotovoltaicos:
En FV, el consumo y la irradiación variables producen multitud de mini-ciclos, más fuertes de los que estamos hablando cuando derivamos excedentes. Posiblemente sumen 4 ciclos al DOD 20% cada día. Según Trojan, la T-105 vive 4000 ciclos al DOD 20%, o sea, 1000 días en FV. 1000 días son 3 años. Lo mismo nos dice nuestra experiencia - vaya casualidad!

Otra cosa es una casa de campo, donde sólo se va unos cuantos fines de semana al año. La batería está (casi) siempre en flotación, apenas hay ciclaje. En estas condiciones, la batería puede vivir 15 años y más.

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Y qué me dices de que el ciclaje de 0.133Ah se hace al SOC 100% ?

Iniciado por el_cobarde

No tenemos que usar ni el DOD 80% ni el 50%! El mini-ciclaje de 0.13Ah se hace al SOC 100% !!!
La vida útil a estos niveles es como 10 veces más larga, como mínimo.
Así que volvemos a una reducción de vida útil por culpa de derivar excedentes de 0.2%, más o menos !

Ciclaje con 0.13Ah al SOC 100% significa ciclaje al DOD 0.06% !!
Lo cual aumenta la vida útil (teórica) muchísimo y reduce el daño (real) por derivar excedentes muchísimo !

Ya te digo (y esto es intuición ): Para esta aplicación las baterías se comportan como condensadores y no sufren


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He encontrado el fallo, por el que tu cálculo resultaba en tan poco daño a la batería (menos del 0.1%).
Aqui está lo que habías escrito:

Iniciado por carlos6025

Es decir, un ciclado del 0,066% cada minuto.
Supongamos que hay excedentes durante 4 horas al día.
Supongamos que hay excedentes durante los 2/3 de los días del año.
Nos queda 0.066% x 4 horas x 243 días = 64% de ciclado al año.
Que si no estoy equivocado, significa unos 134Ah que entran y salen, al año, por controlar los excedentes.
Si tus baterías, pongamos por caso, son capaces de soportar 1000 ciclos al 80%, en toda su vida, el ciclado por excedentes correspondería a perder menos del 0,1% de su vida util. Bien, parece poco...poquísimo

Nos queda 0.066% x 4 horas x 243 días = 64% de ciclado al año. Esto no es correcto. El mini-ciclo es 60 veces por hora.
Debería ser: Nos queda 0.066% x 60/hora x 4 horas x 243 días = 38.5 ciclos al año.
Suponiendo una vida útil de 1000 ciclos, tu cálculo resulta en un 4% de daño, más o menos.

Iniciado por el_cobarde

He estado pensando sobre el tema del ciclado y me gustaría entenderlo mejor. Hagamos números:
- Pongamos que el termo de 2000W esté 1 segundo ON y 4 segundos OFF, con 500W de excedentes
- La capacidad de mi batería es de 210Ah C10, que a 48V son 10.08kWh o 36'288'000 Ws (Joule)
- 1 segundo ON, descargando con 2000W son 2000Ws; la batería se descarga en un 0.0055% (100 * 2000 / 36'288'000)
- 4 segundos OFF, cargando con 500W igual son 2000Ws, la batería se recarga en este 0.0055%, y asi sucesivamente

Mi pregunta: Esta carga-descarga del 0.0055%, realmente se le puede llamar "ciclado"? Realmente envejece a la batería?
Es que con el consumo tan variable que tenemos y también con las nubes que pasan, tenemos todo el día un "ciclado" bastante más fuerte que el que discutimos aquí.
Yo creo que la batería hace la misma función que los condensadores del inversor, y prácticamente sin sufrir.

Creo que la pregunta más bien debería ser: Sufre el inversor con este ON-OFF de 2000W al ritmo de 5 segundos ?
Quizá mejor poner 12s ON y 48s OFF, con esto tendríamos un "ciclado" del 0.066% y un período de 1 minuto ?
O mejor 1 minuto ON y 4 minutos OFF, que sería un "ciclado" del 0.33% y un período de 5 minutos ?
(si hay más de 500W en excedentes, el período será más corto y si hay menos excedentes, más largo)


Si resulta ser buena esta idea, como ya tengo ocupados los relés de mi regulador, con un relé de sobretensión como este:
3 Phase protection relay /overvoltage protection and undervoltage protection RD6 W-in Relays from Electrical Equipment & Supplies on Aliexpress.com | Alibaba Group
y un contactor 2NC de 25A come este:
Super quality excellent 2P 16A 20A 25A 220V/230V 50/60HZ din rail household ac contactor 2NC-in Contactors from Electrical Equipment & Supplies on Aliexpress.com | Alibaba Group
lo tendría todo arreglado.
Suponiendo que la tensión de flotación sea 55.0V, se programaría el "overvoltage" en 55.1V y el "undervoltage" en 54.9V, con un tiempo mínimo de 10s, por ejemplo.
De esta forma, el termo sólo estará conectado cuando la tensión de batería esté entre 54.9V y 55.1V para 10s o más. Estaría desconectado tanto para valores >55.1V como para valores <54.9V.

No creo que te dure mucho el relé con 1200 disparos al día

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Ni el contactor

Iniciado por el_cobarde

Pero empiezo a entender la diferencia entre lo que dice el fabricante y lo que observamos los fotovoltaicos:
En FV, el consumo y la irradiación variables producen multitud de mini-ciclos, más fuertes de los que estamos hablando cuando derivamos excedentes. Posiblemente sumen 4 ciclos al DOD 20% cada día. Según Trojan, la T-105 vive 4000 ciclos al DOD 20%, o sea, 1000 días en FV. 1000 días son 3 años. Lo mismo nos dice nuestra experiencia - vaya casualidad!

El tiempo te lo dirá.

Iniciado por el_cobarde

Otra cosa es una casa de campo, donde sólo se va unos cuantos fines de semana al año. La batería está (casi) siempre en flotación, apenas hay ciclaje. En estas condiciones, la batería puede vivir 15 años y más.

Efectivamente. Hay gente a la que la batería le dura muchos años, pero...¿en que condiciones?

Iniciado por el_cobarde

Y qué me dices de que el ciclaje de 0.133Ah se hace al SOC 100% ?

Ciclaje con 0.13Ah al SOC 100% significa ciclaje al DOD 0.06% !!
Lo cual aumenta la vida útil (teórica) muchísimo y reduce el daño (real) por derivar excedentes muchísimo !

Ya te digo (y esto es intuición ): Para esta aplicación las baterías se comportan como condensadores y no sufren

Ya digo, es la teoría. Pero la intuición me dice que evite ese ciclado derivando excedentes

Iniciado por el_cobarde

He encontrado el fallo, por el que tu cálculo resultaba en tan poco daño a la batería (menos del 0.1%).
Aqui está lo que habías escrito:


Nos queda 0.066% x 4 horas x 243 días = 64% de ciclado al año. Esto no es correcto. El mini-ciclo es 60 veces por hora.
Debería ser: Nos queda 0.066% x 60/hora x 4 horas x 243 días = 38.5 ciclos al año.
Suponiendo una vida útil de 1000 ciclos, tu cálculo resulta en un 4% de daño, más o menos.

Cierto, se me olvidaron los minutos.

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Iniciado por Gabriel 2015

No creo que te dure mucho el relé con 1200 disparos al día



Ni el contactor

Muy agudo.
El problema se podría atenuar con un SSR de AC con paso por cero

Iniciado por Gabriel 2015

No creo que te dure mucho el relé con 1200 disparos al día ... Ni el contactor

Vale, pero esto ya no es cosa del ciclaje de batería.
Yo nunca busco problemas, busco soluciones. Las habrá. Por ejemplo, la que dice carlos6025: Un SSR

Por qué dices 1200 disparos al día? Si son 1 disparo por minuto durante 4 horas (esto habíamos supuesto), son 240 disparos/día, durante 2/3 del año ---> 58400 disparos al año.
En este momento no encuentro los datos, pero creo recordar, que el fabricante del relé garantiza 100.000 disparos. Con este valor, el relé viviría dos años escasos - efectivamente, no es mucho. Tendrá que ser con SSR. O reducimos la frecuencia del relé PWR a 15 por hora (o algo similar), con lo que ya viviría 7 años ...

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Iniciado por carlos6025

Ya digo, es la teoría. Pero la intuición me dice que evite ese ciclado derivando excedentes ...

A mí me dice la intuición que un ciclaje de 0.13Ah no cuenta ...

Pues nada, adelante con la idea. Necesitas un relé de tensión que sea bastante preciso y un SSR. Poco dinero, merece la pena que lo pruebes, aunque ya sea solo por confirmar que la teoría y la práctica, en este caso, van de la mano.

Iniciado por carlos6025

Pues nada, adelante con la idea. Necesitas un relé de tensión que sea bastante preciso y un SSR. Poco dinero, merece la pena que lo pruebes, aunque ya sea solo por confirmar que la teoría y la práctica, en este caso, van de la mano.

Me alegra que los dos lo veamos igual. Tendré que esperar algún tiempo, hasta poder experimentar.

Bueno...igual igual...no. Sigo pensando que no es recomendable esas descargas para la batería. Piensa que son descargas a C5 (en el ejemplo del que hablamos).

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No entiendo muy bien las cuentas que haces con respecto al SOC y a los ciclos de vida.
Te hago otras cuentas:

- Con el ejemplo del que estamos hablando (2000W de descarga durante 1 seg. y 500W de carga durante 3 seg., y eso durante 4 horas), equivale a 500W/50V=10A durante 3 horas. O lo que es lo mismo, 30Ah al día.
- Mis baterías se descargan unos 100Ah al día (mejor dicho, por la noche), y duran lo que duran.
- Si a eso le añado otros 30Ah más...es un 30% más de lo que ahora las ciclo. Los números cantan. Sigo sin convencerme. Lo veo un desgaste innecesario, habiendo remedio como hay.

Iniciado por carlos6025

Bueno...igual igual...no. Sigo pensando que no es recomendable esas descargas para la batería. Piensa que son descargas a C5 ...

Supongo que dices C5 porque, si la descarga a 40A continuiría, tardaría 5 horas en descargarse completamente, al DOD 100%. Esto es correcto. Pero esto solo influye en la capacidad de la batería, no en su vida útil. Por ejemplo, si la batería tiene 210Ah C10, tendrá 195Ah C5 y 225Ah C20, más o menos.
Lo que influye en la vida útil, es la profundidad de descarga, no la intensidad de descarga. Por ejemplo: La vida útil son 1000 ciclos al DOD 80% o 1800 ciclos al DOD 50%.
La descarga del ejemplo es de 0.1333Ah, lo que es del SOC 100% al SOC 99.932 (suponiendo los 195Ah C5); un ciclo al DOD 0.0684%. La vida útil será un número muy grande de estos ciclos, por ejemplo, 50000 ciclos.

Créeme: La influencia de estos ciclos en la vida útil de la batería es despreciable!

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Iniciado por carlos6025

Con el ejemplo del que estamos hablando (2000W de descarga durante 1 seg. y 500W de carga durante 3 seg., y eso durante 4 horas), equivale a 500W/50V=10A durante 3 horas. O lo que es lo mismo, 30Ah al día.

Pensándolo bien, no estoy de acuerdo. Un cálculo más correcto lo he hecho al final de este post.

Iniciado por carlos6025

Mis baterías se descargan unos 100Ah al día (mejor dicho, por la noche), y duran lo que duran.

En esto te equivovas: Se descargan unos 100Ah por la noche, correcto. Pero durante el día, la batería no se carga simplemente con estos 100Ah. 100Ah a 48V serían sólo 5kWh. Si tu cosecha es de 20kWh/días, posiblemente la mitad ha ido directamente al consumo y la otra mitad ha ciclado tus baterías (mini-ciclos!) antes de consumirse.
En realidad, tu batería ha ciclado unos 10kWh/día, lo que a 48V son 200Ah/día.
En verano, peor, porque con una cosecha de 40kWh/día, la batería cicla unos 20kWh o 400Ah al dia.

La misma argumentación hay que aplicarla al derivar excedentes. Los 2000W de consumo no chupan simplemente de batería, 500W vienen directamente de la FV. O sea: 15s de descarga con 1500W y 45s de carga con 500W.
No siempre será como en el ejemplo, en otro momento pueden haber 2000W de excedentes y no habrá nada de ciclaje.
En realidad, habrá cualquier valor de excedentes, entre 0W y >2000W. Como media, unos 1000W (esto no es muy exacto).
En total, no será ciclaje de 30Ah/día (más detallado: 26Ah/día) por culpa de derivar excedentes, más bien serán 13Ah/día.

Si estos 13Ah/día los comparas con los 200-400 Ah/día de ciclaje real que haces, verás que es poco, muy poco.

Puedes imponerle que derive solo cuando el regulador carga.

Iniciado por Gabriel 2015

Puedes imponerle que derive solo cuando el regulador carga.

Claro, lo estoy haciendo. Pero - sí el consumo chupa más de lo que hay de excedentes?
Todo el ejemplo trata de este caso, con diferentes valores.

En ese caso no son excedentes

Iniciado por Gabriel 2015

En ese caso no son excedentes

No hombre, con "consumo" me refiero a la resistencia (al termo) que conecto para aprovechar excedentes.
En tu modelo, el termo sólo ve las placas y sólo puede consumir lo que producen las placas - mejor que en mi modelo.
En mi modelo, el termo siempre chupa lo que puede (2000W), una parte de placas y la otra parte de batería.

Pero es que lo que veo yo más interesante de tu sistema, que es tener una tensión casi estabilizada, la de flotación, se fastidia si permites que fluya corriente en la descarga de la batería, primero, existe ciclaje, mucho o poco, y segundo, desestabilizas esa tensión de flotación, porque la batería te dará 50, más o menos, frente a los 55 de flotación. Yo sólo permitiría la derivación cuando fluya corriente del regulador a las baterías, con el ciclo de histéresis que propones.

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Iniciado por el_cobarde

Vale, pero esto ya no es cosa del ciclaje de batería.
Yo nunca busco problemas, busco soluciones. Las habrá. Por ejemplo, la que dice carlos6025: Un SSR

Por qué dices 1200 disparos al día? Si son 1 disparo por minuto durante 4 horas (esto habíamos supuesto), son 240 disparos/día, durante 2/3 del año ---> 58400 disparos al año.
En este momento no encuentro los datos, pero creo recordar, que el fabricante del relé garantiza 100.000 disparos. Con este valor, el relé viviría dos años escasos - efectivamente, no es mucho. Tendrá que ser con SSR. O reducimos la frecuencia del relé PWR a 15 por hora (o algo similar), con lo que ya viviría 7 años ...

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A mí me dice la intuición que un ciclaje de 0.13Ah no cuenta ...

NO es buscar problemas, nos has puesto un link y te he dado mi opinión. No había visto lo de las 4 horas al día, había supuesto 10 horas por 60 ciclos por dos cambios de estado por ciclo.

Iniciado por Gabriel 2015

Pero es que lo que veo yo más interesante de tu sistema, que es tener una tensión casi estabilizada ...

Tu idea inicial, la de conectar directamente las placas al termo cuando se detectan excedentes, me parece la mejor. De esta forma no hay nada de ciclaje de batería - sí habra algo de fluctuación en la tensión, pero esto no importa.
Para detectar / identificar excedentes, las dos opciones que hemos discutido me parecen interesantes para llevarlas a la práctica: La de usar el estado de flotación del regulador con un margen de tensión muy estrecho y la de usar un mini-panel para poder comparar la producción FV real con la posible en cada momento.

Iniciado por Gabriel 2015

NO es buscar problemas, nos has puesto un link y te he dado mi opinión. No había visto lo de las 4 horas al día, había supuesto 10 horas por 60 ciclos por dos cambios de estado por ciclo.

Perdón, Gabriel, no quería indicar que tu buscas problemas. Dije que yo no los busco en el sentido de que los problemas no me asustan, al contrario, me gusta encontrar soluciones a los problemas.
Te estoy agradecido por cualquier problema que me hagas ver, para poder intentar encontrar solución.

No importa si son 1200 disparos por día, es lo mismo, 240 (o 480) ya son demasiados para un relé mecánico.
La solución sería un SSR, por ejemplo.

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Iniciado por el_cobarde

Lo que influye en la vida útil, es la profundidad de descarga, no la intensidad de descarga.

Repito este hecho, que es el básico:
Lo que influye en la vida útil (de una batería), es la profundidad de descarga, no la intensidad de descarga.

Después de haber dormido bien, creo que puedo explicarme mejor (y más breve) que ayer.

No tenemos que recurrir al ejemplo de ayer, es más fácil de entender (y más correcto) la argumentación siguiente:
- Pongamos que en un día soleado se tenga 20kWh de "cosecha normal" y 4kWh de excedentes aprovechados.
- Pongamos que de los 20kWh "normales", 10kWh habrán pasado por batería (haciendo mini-ciclos), antes de consumirse.
- Igual habrán pasado 2kWh de los 4kWh de excedentes por batería, antes de calentar el termo.
- Resultado: de los 12kWh que han pasado por batería, 2kWh provenían de excedentes (un 17%).
- Pero: Esto no dice nada acerca de la profundidad de descarga, no tiene importancia para la vida útil de la batería.

Para saber la influencia del ciclaje en la vida útil de la batería, hay que mirar la profundidad de descarga.
Dentro de los 10kWh "normales" habrá de todo, desde ciclaje poco profundo hasta ciclaje profundo. De hecho, el mini-ciclaje de esta "cosecha normal" es lo que más envejece a la batería, como había expuesto en mi post anterior.
En cambio, los 2kWh de ciclaje por excedentes, será exlusivamente con una profundidad ridícula y no afectará la vida útil de la batería!


Comentarío: Lo que tambien envejece a la batería, es el ciclaje de noche. Si la descarga nocturna llega hasta un DOD 50% (como ayer puso carlos6025), esto ya es bastante profundidad de descarga. En consecuancia, los primeros mini-ciclajes de FV por la mañana serán especialmente dañinos. Es que un mini-ciclaje a un SOC bajo duele mucho más que un mini-ciclaje a un SOC alto - y al SOC 100% no duele nada!
Lección aprendida: Reducir la descarga nocturna al DOD 20%, por ejemplo, puede alargar bastante la vida útil de la batería.

De todas maneras, con el rele de sobretensión que vas a instalar con la histéresis que dices, va a evitar que salga corriente de las baterías, porque la tensión de baterías será del orden de 50 V, y el relé detectaría subtensión, no?

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Es decir, que sólo funcionaría en el caso que interesa...

Iniciado por Gabriel 2015

De todas maneras, con el rele de sobretensión que vas a instalar con la histéresis que dices, va a evitar que salga corriente de las baterías, porque la tensión de baterías será del orden de 50 V, y el relé detectaría subtensión, no?

No es exactamente así. Cuando el relé conecta el termo y el termo consume más de lo que hay de excedente, la tensión bajará, acabando en desconectar el termo, de acuerdo. Pero mientras esté conectado el termo (el tiempo ON del impulso PWM), en parte se alimentará del excedente y en parte de la batería.
Lo ideal para evitar que el termo chupe de batería, sería conectar directamente la FV al termo.
Por otra parte, el mini-ciclaje al SOC 100% no hace daño, o sea, tampoco importa.

NO lo entiendo. EN el tramo que va del regulador a las baterías, o hay tensión de flotación, y corriente de regulador a baterías, o hay descarga de baterías, con tensión de baterías. Pero las dos cosas a la vez, no. O sí?