Tema: Derivar excedentes con cualquier regulador MPPT, usando Arduino y WiFi

Iniciado por carlos6025

Aunque, en realidad, no es exactamente así tampoco. Pero eso ya te lo digo mañana, que ya es tarde.

Vale. Estoy muy interesado ...

Hay que ver como se mete en la cabeza una idea equivocada! He necesitado tres intentos, antes de conseguir una forma satisfactoria de repartir los excedentes entre los diversos KEMO. Siempre volvía a caer en el fallo de pensar que el offset de un KEMO tiene que ser energía real de excedentes. Pero ahora está hecho y funciona de maravillas ...

Ayer había escrito carlos6025:

Iniciado por carlos6025

Exacto. A efectos prácticos, la potencia a regular se divide en menos partes, PERO siempre empieza desde 0W, y siempre termina en el 100% de los vatios posibles, según la potencia nominal del termo.
Aunque, en realidad, no es exactamente así tampoco. Pero eso ya te lo digo mañana, que ya es tarde.

Hoy ya es mañana y estoy deseando saber como funcionan los KEMO exactamente.
Hazme el favor, Carlos, y resuelve el crucigrama, que sigo estando muy interesado ...

Bueno, tampoco es una cosa del otro mundo, y no creo que afecte al funcionamiento del control de excedentes.

El tema es que, los módulos de potencia trabajan con un triac. Los triacs son como interruptores, pero electrónicos. Para poder cerrarse y dejar pasar la AC (entrar en conducción), necesitan una cierta tensión. Eso implica que hay una potencia mínima de arranque.
Por ejemplo, si necesitan unos 30V para arrancar, para un termo con una resistencia de 1500W nominales, que se corresponde con unos 35 ohmios, en el momento del arranque, ya empiezan a derivar a ese termo unos 30 x 30 / 35 = 25W. Yo los he probado y estará por ahí, unos 15-25W.
Es decir, que desde 0W...0W...no empiezan, que era a lo que me refería ayer.

Por otra parte, a la hora de dar full power, por alguna razón que no te sabría explicar, pero que intuyo que tiene que ver con el control del momento del disparo del triac, el conversor de impulsos/ tensión (kemo 150) y la propia resistencia interna del módulo de potencia, el caso es que, si el termo tiene 1500W, a full power se pierden unos 150W o así. Realmente, no es que se pierdan, solo que la tensión en bornas de la resistencia no es la máxima posible, por eso no pueden dar los 1500W como si estuviera conectado directamente a los 230VAC. Tu mismo lo puedes probar.

Un ejemplo de esto último. Tengo un acumulador de calor con una potencia nominal de 3500W. Cuando le doy full power con el kemo, lo máximo que llega a derivar es unos 3000-3100W.

Iniciado por carlos6025

Los triacs son como interruptores, pero electrónicos ... desde 0W no empiezan ... unos 15-25W ... y a la hora de dar full power ... un acumulador de calor con una potencia nominal de 3500W ... lo máximo que llega a derivar es unos 3000-3100W.

Muchas gracias, carlos6025. Creo entender muy bien:
- Los KEMO M150 no abren su puerta con menos de 20W, digamos. Si hay menos de 20W en excedentes, éstos se pierden. 20W son una miseria de potencia, que perderlos no tiene importancia. Cuando hay más de 20W, el KEMO los deja pasar (prácticamente) sin pérdida. Para esto necesita una señal PWM del Arduino de más de 25 escalones (de 256), digamos
- Con "full power", los KEMO "aplican" algo menos de la potencia nominal al termo. En mi caso, con un termo de 2400W, serán 2100-2200W con full power. Los 200-300W de diferencia no se pierden, simplemente no se derivan y se pueden aprovechar para el siguiente termo. Posiblemente se pierdan unos pocos watios por culpa de la resistencia interna del KEMO, pero esto no es problema

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Otra pregunta: Si el termostato del termo se ha abierto, es decir, no hay resistencia/consumo conectado al KEMO - puedo enviar señal PWM desde el Arduino al KEMO o le puede dañar? Pienso que no debería ser problema ...

Iniciado por el_cobarde

Muchas gracias, carlos6025. Creo entender muy bien:
- Los KEMO M150 no abren su puerta con menos de 20W, digamos. Si hay menos de 20W en excedentes, éstos se pierden. 20W son una miseria de potencia, que perderlos no tiene importancia.

Dependerá del tipo de control de excedentes.
En el caso de control por tensión de baterías (regulador), como es mi caso, con menos de 20W el regulador sigue dando órdenes al carlotrón para que derive potencia. Lo que hará el carlotrón será derivar potencia digamos "a impulsos de 20W" cada X segundos o décimas de segundo. Porque, a fin de cuentas, la tensión de batería es el resultado de un balance de energías, más que de potencias. Y realmente es así como lo hace. Yo veo que cuando la potencia excedente está cerca de ese límite de los 20W, noto como el conjunto carlotrón/kemos envía impulsos de corta duración de 20W (décimas de segundo) a un intervalo de entre décimas de segundo y algún segundo. Esos pequeños impulsos mantienen constante la tensión de batería, porque al final lo que cuenta es potencia x tiempo.

En el caso tuyo, de regulación de excedentes por V e I FV, imagino que despreciará algunos W hasta superar la barrera de los 20W, aumentando, el regulador, la tensión FV. Pero no lo tengo muy claro lo que hará al final

Iniciado por el_cobarde

Cuando hay más de 20W, el KEMO los deja pasar (prácticamente) sin pérdida. Para esto necesita una señal PWM del Arduino de más de 25 escalones (de 256), digamos

Digamos que en todos los kemos serán 20W, si lols termos son iguales. Pero en todos los kemos no serán 25 escalones.
Los 20W dependen del triac final y del termo, pero los 25 escalones depende dell conjunto de toda la electrónica de los kemo, y eso tiene unas tolerancias mayores que el triac. Yo lo he visto en mis kemos, que unos tengo que calibrarlos a 25 escalones y otros a 38, por decir unas cifras.

Iniciado por el_cobarde

- Con "full power", los KEMO "aplican" algo menos de la potencia nominal al termo. En mi caso, con un termo de 2400W, serán 2100-2200W con full power. Los 200-300W de diferencia no se pierden, simplemente no se derivan y se pueden aprovechar para el siguiente termo. Posiblemente se pierdan unos pocos watios por culpa de la resistencia interna del KEMO, pero esto no es problema

Correcto. No hay que complicarse la vida en ese aspecto, porque lo que no aproveche el termo nº 1, lo hará el termo nº 2. Lo que no va en lágrimas, va en suspiros.

Iniciado por el_cobarde

Otra pregunta: Si el termostato del termo se ha abierto, es decir, no hay resistencia/consumo conectado al KEMO - puedo enviar señal PWM desde el Arduino al KEMO o le puede dañar? Pienso que no debería ser problema ...

Yo no veo que haya problema por eso, y a veces se tira todo el día metiendo PWM 100% estando el termostato abierto.
El kemo 150 está optoacoplado, es decir, que la señal PWM que recibe del arduino, no se "entera" si el kemo está entregando potencia o no. El kemo no ofrece menos carga al arduino por estar el termostato del termo abierto.
Además, el módulo de potencia se conecta en serie con el la resistencia/termostato del termo. Si el termostato está abierto, el kemo no recibe ningún tipo de tensión, digamos que está "muerto".

Iniciado por carlos6025

En el caso tuyo, de regulación de excedentes por V e I FV, imagino que despreciará algunos W hasta superar la barrera de los 20W, aumentando, el regulador, la tensión FV. Pero no lo tengo muy claro lo que hará al final

Supongamos que hay 2000W de consumo y los paneles en este momento podrían producir 2018W, entonces habría 18W de excesos. No sé porque dices eso de que el regulador aumentará la tensión FV ?
Si, por ejemplo, el termo tiene 2400W y hay 200 escalones válidos, cada escalón PWM será de 12W. Con 18W de excedentes el Arduino intentará mandar una señal PWM de 1 o 2 escalones, o sea, la señal PWM más baja que conoce, pienso yo.

Iniciado por carlos6025

Yo lo he visto en mis kemos, que unos tengo que calibrarlos a 25 escalones y otros a 38, por decir unas cifras.

No quise decir que todos los KEMO tengan un offset de 25 escalones, solo quería poner un ejemplo.

Iniciado por carlos6025

Yo no veo que haya problema por eso ...

Vale, gracias. Es lo que pensaba.

@el_cobarde Existe un proyecto basado en una raspberry pi y una seríe de módulos que se comunican por radiofrecuencia una de ellas usando wifi.Un monitor de intensidad y tensión envia por radiofrecuencia estos datos a la raspeberry y a la vez un display también los recibe de forma inhalambrica.
Quizás el código del monitor y el display puedan darte una pista de como realizar la comunicación wifi.Ambos usan código de arduino.

https://openenergymonitor.org/emon/

Iniciado por Cardmagedon

Quizás el código del monitor y el display puedan darte una pista de como realizar la comunicación wifi.

Muchas gracias, Cardmagedon. Me parece que si me será útil tu enlace. De momento aún no me he metido con el WiFi.

He hecho unas simulaciones con Arduino muy completas, incluyendo irradiación variable, paso de nubes, variación de consumo, derivación PWM a diferentes termos, termostatos cerrados y abiertos etc. El Arduino trabaja que da gusto.

Ahora me he visto confrontado con una característica un poco especial de mi sistema:

Como sabéis, mi último "termo" es la piscina de 18m³, a la que he puesto un calentador resistivo de 3000W. La piscina tragará esta potencia sin apenas calentarse, por lo que no necesita termostato (nunca se calentará en exceso).
El caso es, que este calentador de piscina -por cuestión de seguridad- sólo funciona, si el agua fluye por el tubo donde está instalado el calentador, es decir, si la depuradora está en marcha. Esto significa que tengo que activar la depuradora, antes de poder derivar excedentes a la piscina.

He pensado programar el algoritmo de la siguiente forma, y quisiera conocer vuestra opinión:

Caso 1: Hay más excedentes de lo que consumen los termos "aguas arriba" a la piscina
- Le quito 600W a uno de los termos aguas arriba y alimento la depuradora con ellos
- Derivo todos los excedentes restantes al calentador de la piscina

Caso 2: Uno (o varios) de los termostatos ha abierto, por lo que sobran excedentes
- Si los excedentes superan los 600W (necesarios para la depuradora), puedo derivar lo que sobre a la piscina
- Con los excedentes < 600W, pero uno de los termostatos cerrados, puedo "robar" los watios que faltan a este termo
- Lo que no traga la depuradora, lo dirijo al calentador de piscina

Caso 3: Solo si todos los termostatos han abierto (todos los termos con agua caliente), y los excedentes no superan los 600W, se perderían estos excedentes. En este caso pienso permitir que la depuradora se alimente (en parte) de la batería para aprovechar de esta forma tambien los excedentes < 600W.

Qué os parece esta logística?


.

[QUOTE=el_cobarde;310961]He hecho unas simulaciones con Arduino muy completas, incluyendo irradiación variable, paso de nubes, variación de consumo, derivación PWM a diferentes termos, termostatos cerrados y abiertos etc. El Arduino trabaja que da gusto.

Ahora me he visto confrontado con una característica un poco especial de mi sistema:

Como sabéis, mi último "termo" es la piscina de 18m³, a la que he puesto un calentador resistivo de 3000W. La piscina tragará esta potencia sin apenas calentarse, por lo que no necesita termostato (nunca se calentará en exceso).
El caso es, que este calentador de piscina -por cuestión de seguridad- sólo funciona, si el agua fluye por el tubo donde está instalado el calentador, es decir, si la depuradora está en marcha. Esto significa que tengo que activar la depuradora, antes de poder derivar excedentes a la piscina.

He pensado programar el algoritmo de la siguiente forma, y quisiera conocer vuestra opinión:

Caso 1: Hay más excedentes de lo que consumen los termos "aguas arriba" a la piscina
- Le quito 600W a uno de los termos aguas arriba y alimento la depuradora con ellos
- Derivo todos los excedentes restantes al calentador de la piscina

Caso 2: Uno (o varios) de los termostatos ha abierto, por lo que sobran excedentes
- Si los excedentes superan los 600W (necesarios para la depuradora), puedo derivar lo que sobre a la piscina
- Con los excedentes < 600W, pero uno de los termostatos cerrados, puedo "robar" los watios que faltan a este termo
- Lo que no traga la depuradora, lo dirijo al calentador de piscina

Caso 3: Solo si todos los termostatos han abierto (todos los termos con agua caliente), y los excedentes no superan los 600W, se perderían estos excedentes. En este caso pienso permitir que la depuradora se alimente (en parte) de la batería para aprovechar de esta forma tambien los excedentes < 600W.

Qué os parece esta logística?

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Iniciado por el_cobarde

Muchas gracias, Cardmagedon. Me parece que si me será útil tu enlace. De momento aún no me he metido con el WiFi.[/QUOTE

Las opciones que das creo que son casuísticas que sólo tú puedes valorar, no se decirte. Únicamente pondría pegas a la opción 3 por tirar de baterías.

A la depuradora le vas a poner un kemo (Carlotron)?

Un saludo.

Iniciado por eseperao

A la depuradora le vas a poner un kemo (Carlotron)?

No, la depuradora (bomba) no funcionaría con un KEMO, que hace corte de onda para modular la potencia.
La depuradora tiene 600W y la alimentaré directamente del inversor (onda senoidal pura), asegurándome que los excedentes superen los 600W (quitando el caso 3, que ocurrirá muy pocas veces)
Quiero activar la depuradora con un relé para Arduino como éste, lo que reducirá en 600W los excedentes. El relé puede hasta 10A a 230Vac y la depuradora solo necesita unos 3A. El Arduino, siempre cuando deriva excedentes a la piscina, activa primero el relé para la depuradora y después la señal PWM para el calentador de piscina. Pienso que irá bien.

En mi humilde opinión la depuradora en verano ha de trabajar sí o sí, y más cuanto más fuerte pegue el sol. Yo haría lo siguiente:
Programar hora encendido/apagado de la depuradora (p.e. de 11 a 16h), mediante temporizador o arduino.
Y en el caso que sobren excedentes, una vez los termos esten calientes, derivar esa energía al calentador de la piscina, usando el contacto NO del contactor de la bomba para la maniobra. Así evitas que se active la resistencia si no está en marcha la bomba.

Iniciado por nikitto

Yo haría lo siguiente: Programar hora encendido/apagado de la depuradora (p.e. de 11 a 16h), mediante temporizador o arduino.

Es una buena idea, nikitto. Hasta ahora ya tenía la depuradora controlada por temporizador, unas 4 horas en verano. No me parece tonto tenerla 5 o 6 horas funcionando.

Iniciado por nikitto

Así evitas que se active la resistencia si no está en marcha la bomba.

No hay peligro de que la resistencia se caliente sin estar en marcha la depuradora. El calentador de piscina lleva su propio sensor de caudal, que no permite calentar la resistencia sin que fluya el agua.

En mi caso pongo la piscina muchas mas horas ya que sobra producción ( esoo el año pasado con 4K en placas). Cuantás mas horas de depuradora, menos cloro.

Iniciado por Jiro

Cuantás mas horas de depuradora, menos cloro.

Cómo consigues esto? Yo pongo las tabletas de cloro en el skimmer, y cuantas más horas de depuradora, más rápido se gastan.
Pones menos tabletas de cloro, cuando tienes la depuradora muchas horas en marcha?

Efectivamente, pogo menos cantidad en el skimmer. Ant ponía 2 cada vez, y ahora pongo una y es suficiente

Iniciado por el_cobarde

Yo pongo las tabletas de cloro en el skimmer,

no es aconsejable poner las pastillas en el skimer, es comodo pero tiene un inconveniente, todo el cloro que se aporta a la piscina se absobe concentrado por la bomba con lo que esa gran concentracion de cloro afecta a los retenes rodetes y palas desgastandolas e incluso puede picar el filtro de arena si es de acero inoxidable, es mejor colocarlas en un "flotador" y mantenerlo aproximado a uno de los impulsores con un cordon de naylon. De esta menra a la entrada del skimer el agua tiene la concentracion propia de la piscina.

Iniciado por solflitos

no es aconsejable poner las pastillas en el skimer ... mejor colocarlas en un "flotador" ...

Entiendo tu argumentación. En mi caso, siempre tengo skimmer y sumidero abiertos, por lo que la bomba chupa mitad por el skimmer y mitad por el sumidero, lo que reduce la concentración de cloro.
Pero la razón más convincente de poner el cloro en el skimmer: La "jefa" no me deja poner flotador, para que los peques no hagan tonterías con él ...

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Tengo la sensación de que nos estamos alejando un poco del tema de este hilo ...

He descubierto este linea hoy y estoy maravillado de vuestras habilidades, yo no tengo ni idea, de arduino o similiares, espero impaciente vuestro resultado, en mi caso podre derviar a un Jacuzzy
En cualquier caso no me acaba de gustar la opcion de tener la bomba de 600w conectada de manera pemanente, implica un consumo fijo durante de masiadas horas, algunas de ellas tendras la instalacion bajo una nube....

Iniciado por tronc2000

En cualquier caso no me acaba de gustar la opcion de tener la bomba de 600w conectada de manera pemanente, implica un consumo fijo durante de masiadas horas, algunas de ellas tendras la instalacion bajo una nube....

Te doy la razón, tronc2000, tiene que haber algun control de cuando y cuanto tiempo esté funcionando la depuradora.
La solución me parece fácil: Voy a combinar los dos conceptos.
Si es un día soleado, el Arduino derivará excedentes a la piscina y activará la depuradora el tiempo suficiente.
Si hay pocos excedentes a derivar, por ejemplo en un día nublado o con mucho consumo extra, el mismo Arduino (o un temporizador independiente) se ocupará de activar la depuradora para un tiempo mínimo, aunque sea chupando de batería.

Como aportación (y sin querer ensuciar el hilo) aquí podéis calcular el número de horas que debe estar la depuradora en marcha. Según el cálculo, se habrá que implementar la derivación de excedentes. Pero depuración debe existir sí o sí.

Iniciado por nikitto

... sin querer ensuciar el hilo aquí podéis calcular el número de horas que debe estar la depuradora en marcha.

Gracias por tu aportacíon, nikitto.
En invierno, me bastan 2 horas de depuradora; en verano, tienen que ser 4 horas.
Pondré el tiempo mínimo de depuradora en 4 horas. Si por los excedentes se activa la depuradora para más de 4 horas, todo bien. Si son menos de 4 horas gracias a excedentes, el resto del tiempo estará activa sin excedentes.

Decir que no ha muerto el proyecto, todo lo contrario. Estoy metido hasta las orejas en él.
Todavía no está funcionando nada, porque me faltan componentes para llegar.
Pero tengo programadas unas emulaciones muy convincentes y voy mejorando mi forma de programar el Arduino. En estos días estoy con las funciones y los arrays. Vaya chulada!

Estamos expectantes a tus resultados,parecen prometedores.

Iniciado por esquirol

Estamos expectantes a tus resultados,parecen prometedores.

Yo diría, más que prometedores. Estoy muy ilusionado con el Arduino y este proyecto.

Para decir unos números: Mis 4100Wp en placa, ahora me dan entre 16 y 24 kWh/dia, según la demanda por consumo.
Con la derivación de excedentes tal como me la imagino, serán unos 28kWh cada día con sol (en estas fechas). Se aprovechará toda la energía que pueden dar las placas, aunque algunos kWh "solo" servirán para calentar la piscina.

Y además, se reducirá bastante el ciclaje por batería (de unos 6kWh/24h ahora, a unos 3kWh/24h después).