Tema: Control exhaustivo ciclo de carga/SOC/Cargas/etc

Iniciado por el_cobarde

Si acaba de salir el sol, "toda la potencia disponible" pueden ser solo 5A, por ejemplo. Cómo sabes, que estos 5A son toda la potencia disponible? O empiezas a conectar placas auxiliares, cuando la irradiación solar sea suficiente, para que el regulador entregue los 40A máximos?



Esto lo entiendo. Hasta que no estén desconectadas todas las placas auxiliares, la batería recibe más intensidad de la que prevee el programa de absorción del regulador. Pero qué ventaja tiene esto? Solo lo veo como ventaja, si la batería está sobredimensionada (en capacidad) para este regulador, igual que las placas (en potencia)
En caso de tener un batería con poca capacidad, como se suele tener en semiaislada, significaría sobrecargarla

Hoy en día, si tenemos que diseñar una instalación nueva, pues más o menos, en función de la potencia, optamos por una tensión de un sistema u otra, de forma que la intensidad no sea alta.
Pero claro, también nos encontramos con instalaciones a 12 o 24 V con baterías de 1.500 o 2.000 Ah, con una potencia en placa de 1000 w. Lo más fácil y económico para poder ampliarlas es utilizar algo similar a lo que he descrito. Baterías de esa capacidad, pueden soportar cargas a 200 o 250 A, por lo que con meter placas y puede ser una buena solución.

El sistema si sabe la potencia que pueden dar las placas en cada momento.

Iniciado por Gabriel 2015

... nos encontramos con instalaciones a 12 o 24 V con baterías de 1.500 o 2.000 Ah, con una potencia en placa de 1000 w

De acuerdo. Para este caso lo entiendo

Iniciado por Gabriel 2015

El sistema si sabe la potencia que pueden dar las placas en cada momento.

Vale. De esto ya hemos hablado hace tiempo. Pero ya no es tan sencillo, este control de placas auxiliares ...

Este hilo puede estar parado de 2 a 3 semanas, luego cuando menos te lo esperas, avanza 10 páginas en 2 días. Buen contenido y fuente de aprendizaje.

Ya tengo el RELE_PLACA conectado (puede verse virtualmente en la web) y probado manualmente. Falta añadir las condiciones FV y horarias. Efectivamente al conectarlo, el voltaje cae al mismo que tienen las baterías. Como ya era tarde cuando lo he instalado, no he notado ningún cambio en Iplaca.
Si mañana sale el Sol, al ponerse la depuradora, lo activaré por software para ver como se comporta Iplaca.

Por otra parte, he medido la tensión que da el Midnite KID en su salida al pasar a Vflot (tengo activada esa configuración: FLOAT ON) y es la misma que Vbat. Desconozco si los que tenéis el FM o Classic, el contacto auxiliar da la misma tensión que Vbat o es un contacto libre de potencial (interruptor).

Que yo recuerde, en el FM80 la salida Aux da 12v independientemente de la configuracion de 12/24/48 de las baterias

Gracias Manuel.

Hablando con Manuel, me comenta que otra opción para evitar conectar los paneles a batería a través de relé, sería montarlos así:

60c + 60c + 48c || 60c + 60c + 48c

Las intensidades son parecidas, 7,54 en los de 60c y 7,26 en el de 48c; y la suma de voltajes (VMP) sería de 29,2+29,2+24,10 = 82,5 V, siendo el VOC de 102,05 V. Dentro del rango del Midnite Kid que es de 150V con un HyperVOC de 162V.

¿ Pros y contras ?

Iniciado por nikitto

¿ Pros y contras ?

Claro que puedes conectar los paneles en 2 strings de (60c + 60c + 48c). La intensidad de cada string sería de 7.26A

Contras:
1. El rendimiento del Kid sería un poquito peor, con una tensión de entrada 3.4 veces la de batería (p.e. 95% en vez de 97%)
2. 1230Wp a 24V son hasta 51A - y el Kid es de solo 30A

Gracias el_cobarde.

Pero dentro de los 'PROS' me aseguro llegar más días y más rato a 30A , que los que tengo ahora (hasta hoy), por una mala configuración.

Si quieres chicha a tope, haz dos series de 60+48 células y mete las otras dos placas de 60 células en paralelo a las baterías. Si de momento, no vas a meter más cargas que la depuradora, cargas fuertes me refiero, te sirve esta configuración también para Verano. Deberías ver unos 940 w de carga. El mismo relé que activa la depuradora, que active las placas.

Gracias Gabriel. Está claro que soluciones hay unas cuantas. Iré probando a medida que pueda.

Iniciado por Gabriel 2015

Si quieres chicha a tope, haz dos series de 60+48 células y mete las otras dos placas de 60 células en paralelo a las baterías.

@nikitto:
Esta recomendación de Gabriel 2015 es buena; sacarías el máximo provecho de las placas que tienes, sin coste adicional
Si conectas los negativos de las placas aguas arriba del "SHUNT PLACAS", verás la intensidad que aportan, en tu reloj "Iplaca"

Con 2 strings de (60c+60c+48c) al Kid, tendrías considerablemente menos cosecha

Lo que estás haciendo ahora, las 4 placas de 60c al Kid y las 2 placas de 48c directo a batería, funcionará, pero dará menos cosecha
Es porque las placas de 48c tienen Vmp=24V, que no basta para batería de 24V. Por esto las tienes que conectar en serie, con Vmp=48V - funcionará bien, pero pierdes bastante potencia (tendrás unos 190Wp, a pesar de ser 350Wp nominales)


Te pondré unos números (olvidándome de rendimiento, poca inclinación, sombras etc.)

1. Dos strings (60c+60c+48c) al Kid
Sol 100% ---> hasta 750W . . . . . . sol 50% ---> hasta 615W

2. Dos strings de (60c+60c) al Kid, placas de 48c en serie directo a batería
Sol 100% ---> hasta 940W . . . . . . sol 50% ---> hasta 535W

3. Dos strings de (60c+48c) al Kid, placas de 60c en paralelo directo a batería
Sol 100% ---> hasta 1120W . . . . . . sol 50% ---> hasta 580W

4. Dos strings de (60c+60c+48c) a regulador MPPT de 60A
Sol 100% ---> hasta 1230W . . . . . . sol 50% ---> hasta 615W

Sin duda, la mejor opción es la cuarta, porque siempre dispones de toda la potencia disponible, hasta ecualizando
Pero la opción 3 ya se acerca bastante ...

Ojo: En tu caso, si por las condiciones poco favorables (inclinación, sombras etc.), llegas muy pocas veces a los 30A (750W) que puede el KID, la opción 1 puede ser casi igual de buena que la opción 4 - y mejor que la opción 3
Es lo que dijiste en tu post #832:

Pero dentro de los 'PROS' me aseguro llegar más días y más rato a 30A ...

Gracias el_cobarde por todos esos números.

Hoy está siendo un día malo, muchas nubes. Pero gracias al sistema de control he podido darme cuenta de 2 cosas:

1.- La bomba de la depuradora no funcionaba correctamente. Cogía aire, ya que el nivel en los skimmers había bajado bastante, debido a la propia evaporación y al aire de los últimos días.
Gracias a una gráfica que tengo a 1h. Veía como el consumo de la bomba iba variando. Desde el propio supermercado donde estaba comprando, he podido parar la depuradora (1 punto más para el sistema).

2.- Aunque Iplaca era muy pobre (nubes), sí he podido ver un incremento de dicho valor al conectar el RELE_PLACA. Quiero ver como funciona el sistema un día despejado. Si llego a los 35A ya me daría por satisfecho.

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Nótese el fallo en depuradora en la siguente gráfica:
(Las puntas inferiores reflejan cuando por fin se cebaba y volvía a coger aire)




Y en esta cuando entra RELE_PLACA:

Iniciado por nikitto

Quiero ver como funciona el sistema un día despejado. Si llego a los 35A ya me daría por satisfecho ...

Pues no podrás ver mucho más. El Kid está limitado a 30A y el string con 2 placas de 48c da poco más de 7A ---> Imax = 37A
Pero si los 2 strings de (60c+60c) conectados al Kid no llegan a 30A (me parece que decías esto), no verás 35A
Por ejemplo: Imax=24A del Kid más Imax=7A de las placas de 48c suman 31A (unos 775W)

Pero si te acuerdas, el jueves con solo los paneles de 60c vimos los 640/650W. Eso ya serían los 26A, a lo que habría que sumarle lo que puedan dar los paneles de 48c en serie. Y es invierno, inclinación, etc.

Gráfica Iplaca jueves con solo los paneles de 60c:

Iniciado por nikitto

1.- La bomba de la depuradora no funcionaba correctamente. Cogía aire, ya que el nivel en los skimmers había bajado bastante, debido a la propia evaporación y al aire de los últimos días.
Gracias a una gráfica que tengo a 1h. Veía como el consumo de la bomba iba variando. Desde el propio supermercado donde estaba comprando, he podido parar la depuradora (1 punto más para el sistema).
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Bueno, el que coja aire sirve para saber cuáles son las pérdidas mecánicas, las pérdidas en el cobre y las pérdidas en el hierro del motor. He visto que ronda los 250-300 w de pérdidas...Con un par de placas más y un motor de continua, podrías tener aire acondicionado en Verano con la fotovoltaica...

Iniciado por nikitto

Eso ya serían los 26A, a lo que habría que sumarle lo que puedan dar los paneles de 48c en serie ...

Vale, del Kid vienen Imax=26A. Esto significa, que los 880Wp nominales son 25V*26A = 650W reales
Es decir, las 2 placas de 48c en serie darán Imax=5A, aproximadamente; en total Imax=31A

Si conectas 2 x (60c+48c) al Kid, con las mismas condiciones, Imax sería 23A. Las 2 placas de 60c en paralelo darían Imax=10A
{2 * 7.4A * (650W/880W) * (25V/28V)}; en total Imax=33A

Será difícil ver 35A ...

Iniciado por nikitto

Y es invierno, inclinación ...

Si te he entendido bien, en invierno te fastidia la inclinación y en verano, las sombras ...

Yo creo que las cuentas que te puedes hacer son que con cuatro paneles de 220 W obtienes 640 W, cuando pega el sol. Dependiendo de la tensión de batería, la intensidad es una u otra. Si la tensión es de 24 V, la intensidad es de 26,66 A, y si es de 29 V, final de la etapa de bulk, la intensidad es de 22,06 A. Lo que te quiero decir es que es mejor fijarse en la potencia para poder comparar datos.

Ahora, en esta época, con los paneles de 60 células, actuando cuando funciona la depuradora, tensión de 25-27 V, la potencia que sacas de ellos es la máxima posible en ese momento dado.

Mientras Nikitto decide en base a lo que tiene, lo teórico y la experiencia la mejor configuración de sus placas, comento que estamos con el proceso inicial del diseño de control de excedentes formalmente hablando

Es verdad que, hasta la fecha, con el control de relés y la posibilidad de múltiples condiciones de ON/OFF (Vbat,Ibat,Iplaca, SOC, ..) se consiguen aceptablemente el control de excedentes

Por ejm, si cogemos la gráfica de los últimos días, se ve que el sistema usa los excedentes bastante bien y con un ciclado de batería muy pequeño....... diferencia entre Iplaca (curva amarilla) e Ibat (curva roja)



Ahora bien, es evidente que dicho control no es exacto por dos motivos:

A) Con los parámetros SOC, Vbat, Ibat, Iplaca, Flotación y Temp, que son los que teníamos hasta la fecha, se puede aproximar las condiciones para que existan excedentes,.. pero no es una función directa

B) Hasta ahora el control es ON/OFF, y no realizamos control de % de potencia, por lo que se puede producir algo de ciclado

Por tanto, vamos a atacar a ambos motivos

Para el motivo A) hay varias estrategias

A1) Sacar la señal PWM de excedentes del regulador: Es la mas evidente si bien no todos lo reguladores tienen esta señal (en mi regulador -FM80 y en el de Nikitto- KID si lo tiene, si bien, caso de usarlo, pierdes la señal de estado de flotación

A2) Ver si existe algún otro parámetro y/o algoritmo que defina unívocamente la condición de disponibilidad de excedentes: en este sentido se ha empezado a experimentar con Vplaca para ver si con los parámetros de Vplaca/Vbat mas la señal de flotación nos da la sensibilidad suficiente de disponibilidad de excedentes

Aqui un ejm de evolución de Vbat, Vplaca e Iplaca de hoy en la instalación de Nikitto





A3) Usar algo externo a las placas (por ejm una miniplaca) que nos de la irradiación en cada momento : Esta estrategia, en caso de sombras/nubes parciales, creo que nos daría algun problema


Para el motivo B) hemos decidido que el control sea via wifi (por ejm a un NodeMCU), e igualmente hay varias estrategias:

B1) Control por ángulo de fase en cada semiciclo de los 50hz de AC

B2) Generar una señal PWM de menor frecuencia (por ejm 5Hz) y controlar el numero de semiciclos AC en ON

B3) ...


Por ahora estamos dudando entre A1 o A2...y utilizar B2 dado el tipo de cargas a controlar (resistivas)

¿Alguna idea adicional?

Iniciado por Mleon

¿Alguna idea adicional?

Como sabes, mi concepto de derivar excedentes** (este hilo) se basa en la opción A2. La veo igual de eficaz (o más) que la A1, y la gran ventaja que veo, es que funciona con cualquier modelo de regulador, siendo muy universal
** De momento tengo parado el proyecto, por tener que hacer muchas otras cosas, pero estoy decidísimo a realizarlo ...

En cuanto al WiFi, he optado por la opción B2. Empleo la placa WeMOS, que no es nada más (ni menos) que el NodeMCU, pero que entiende el IDE del Arduino. Como Arduino y WeMOS saben generar señal PWM, la opción B2 me parece la mejor

Me tienes despistado hoy. Veo que ahora mismo el Midnite no quiere producir, está a 66 V, pero veo que pasa bastante intensidad a las baterías. Me extraña si sólo tienes conectadas las placas de 48 células en serie en directo. Parece demasiada producción...

Iniciado por Gabriel 2015

Me tienes despistado hoy. Veo que ahora mismo el Midnite no quiere producir, está a 66 V, pero veo que pasa bastante intensidad a las baterías. Me extraña si sólo tienes conectadas las placas de 48 células en serie en directo. Parece demasiada producción...

Mirando la página web de nikitto, veo Vplaca = 62-66V, relé_placa ON, el SOC en 98.5% e Iplaca=6-8A
Yo diría, que las placas de 48C (en serie a batería) dan unos 5A y el Kid da unos 2A, que es la Icola en flotación

Edito:
Acabo de ver que nikitto ha desconectado las placas de 48c (relé_placa OFF) e Iplaca sigue alta, unos 5-6A, con Vplaca=66V
Parece que el Kid todavía no ha llegado a Icola de flotación y da estos 5-8A, que es la producción de sus placas a 66V
Supongo que Vplaca subirá hasta 67-68V, que es cuando las placas de 60c ya casi no producen
Tampoco hay que olvidar que hay un consumo de unos 35W

También puede ser que hoy el día esté algo nublado y las placas estén más frías y por eso hay más tensión que otros días.

Iniciado por Gabriel 2015

También puede ser que hoy el día esté algo nublado y las placas estén más frías y por eso hay más tensión que otros días.

Muy probable. Aquí en Mallorca tenemos muchas nubes y poco sol. Cuando sale el sol, las placas están a la temperatura ambiente y tardan unos minutos en calentarse
Ahora mismo, las placas de nikitto se parecen haber calentado: Dan unos 4A a 62V, ya nada de 66V

Y unos minutos más tarde: 2.5A a 66V
Es evidente: Las placas de nikitto ven más nubes que sol. Por eso sus Vmp y Voc son altos

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Una pregunta a nikitto:
He estado observando tu página web FV unos minutos. Veo que Ibat permanece fijo en 0.96A y el consumo se mantiene fijo en 43.66W, a pesar de que he visto variar Iconsumo entre 0.5A y 1.8A
Cómo se explica esto ...

Es un problema del directo. Los datos se actualizan cada 5 seg. en web y en BD, puede haber pequeñas diferencias entre lo que marca un reloj y lo que debería marcar.

El consumo de 43W es correcto, corresponde al híbrido, electrónica ACS, convertidor CC de 24V a 5V de 10A para alimentar RPi, HD y relés.
Luego por la noche, verás que el consumo desciende a 0,17A-0,23A con el híbrido parado y ningún relé activo.

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Por otro lado, fijaros en las condiciones para RELE_PLACA: Menú Relés - T.Relés. He hecho unos pequeños cambios:

- En horario, le he dado una hora más al final que a la depuradora. Hasta las 14h.
- EN FV: Enciende por debajo de 99% de SOC y apaga al llegar al 99,1% (siempre dentro de las condiciones horarias).

Iniciado por Mleon

Mientras Nikitto decide en base a lo que tiene, lo teórico y la experiencia la mejor configuración de sus placas, comento que estamos con el proceso inicial del diseño de control de excedentes formalmente hablando

Es verdad que, hasta la fecha, con el control de relés y la posibilidad de múltiples condiciones de ON/OFF (Vbat,Ibat,Iplaca, SOC, ..) se consiguen aceptablemente el control de excedentes

Por ejm, si cogemos la gráfica de los últimos días, se ve que el sistema usa los excedentes bastante bien y con un ciclado de batería muy pequeño....... diferencia entre Iplaca (curva amarilla) e Ibat (curva roja)



Ahora bien, es evidente que dicho control no es exacto por dos motivos:

A) Con los parámetros SOC, Vbat, Ibat, Iplaca, Flotación y Temp, que son los que teníamos hasta la fecha, se puede aproximar las condiciones para que existan excedentes,.. pero no es una función directa

B) Hasta ahora el control es ON/OFF, y no realizamos control de % de potencia, por lo que se puede producir algo de ciclado

Por tanto, vamos a atacar a ambos motivos

Para el motivo A) hay varias estrategias

A1) Sacar la señal PWM de excedentes del regulador: Es la mas evidente si bien no todos lo reguladores tienen esta señal (en mi regulador -FM80 y en el de Nikitto- KID si lo tiene, si bien, caso de usarlo, pierdes la señal de estado de flotación

A2) Ver si existe algún otro parámetro y/o algoritmo que defina unívocamente la condición de disponibilidad de excedentes: en este sentido se ha empezado a experimentar con Vplaca para ver si con los parámetros de Vplaca/Vbat mas la señal de flotación nos da la sensibilidad suficiente de disponibilidad de excedentes

Aqui un ejm de evolución de Vbat, Vplaca e Iplaca de hoy en la instalación de Nikitto





A3) Usar algo externo a las placas (por ejm una miniplaca) que nos de la irradiación en cada momento : Esta estrategia, en caso de sombras/nubes parciales, creo que nos daría algun problema


Para el motivo B) hemos decidido que el control sea via wifi (por ejm a un NodeMCU), e igualmente hay varias estrategias:

B1) Control por ángulo de fase en cada semiciclo de los 50hz de AC

B2) Generar una señal PWM de menor frecuencia (por ejm 5Hz) y controlar el numero de semiciclos AC en ON

B3) ...


Por ahora estamos dudando entre A1 o A2...y utilizar B2 dado el tipo de cargas a controlar (resistivas)

¿Alguna idea adicional?

Yo por la experiencia que tengo, más de acompasar potencia demandada a potencia disponible, te digo que un mini-panel funciona de maravilla. En caso de existir sombras, el problema se soluciona midiendo la potencia de cada string y reduciendo la potencia disponible, en función de las lecturas de potencia. Algo así hice para una piscina comunitaria, sin baterías, bombeo solar que tenía sombras parciales. Por ejemplo, si tenemos 3 string, en un momento dado, dos de ellos dan 800 w y otro 400 w. Si el minipanel indica que la potencia disponible es de 3.000 w, la potencia que puede entregar cada string es de 1.000 w, y 500 w el que está sombreado. Con este sistema, que es bastante crítico, porque no tiene baterías de apoyo, consigo apurar hasta un 98% la potencia disponible, el otro 2% se deja de margen. Teniendo baterías se puede ir al 100%.

Por otra parte, creo que lo ideal sería derivar en el tramo regulador-batería, en continua. Pasar de la tensión de baterías a unos 300 V en continua también, lo que permitiría alimentar motores con variador, (depuradoras), y con varios puentes "H" se podrían alimentar las cargas resistivas. De esa forma, no se cargaría el inversor principal.

Por último, en cuanto a la forma "B2", no tendría ningún problema hacerlo con la red, pero con un inversor de fotovoltaica no se si va a tener buen comportamiento. Es más fino el corte por ángulo de conducción en cada semi-ciclo. Pero claro, todo es probar.

Muchas gracias por las ideas

Iniciado por Gabriel 2015

Por otra parte, creo que lo ideal sería derivar en el tramo regulador-batería, en continua. Pasar de la tensión de baterías a unos 300 V en continua también, lo que permitiría alimentar motores con variador, (depuradoras), y con varios puentes "H" se podrían alimentar las cargas resistivas. De esa forma, no se cargaría el inversor principal.

En mi caso tengo regalados varios inversores de onda modificada de 2500w que puedo usar y que son validos para cargas resistivas, por lo que no me he metido en temas de mirar puentes H, etc

En una instalación nueva o con material por comprar si parece una opción, aunque no tengo experiencia en el coste medio de esas soluciones

En mi caso y por eso de ahorrarle un € al suegro, suelo usar material reciclado, por lo que suele ser mas facil encontrar buenas ofertas en material generalista

Iniciado por Gabriel 2015

Por último, en cuanto a la forma "B2", no tendría ningún problema hacerlo con la red, pero con un inversor de fotovoltaica no se si va a tener buen comportamiento. Es más fino el corte por ángulo de conducción en cada semi-ciclo. Pero claro, todo es probar.

Pues intuitivamente pensaba lo contrario....

En control por angulo de fase el triac se dispara en cada semiciclo y cuando esta la onda Vac en valores no nulos, por lo que pienso que se generara mas ruido

En el caso B2 se tendria mas parpadeo en una bombilla pero la generación de ruido sera menor

Como dices...todo es probarlo e ir cambiando de frecuencia PWM (ahora la he puesto a 5hz.. si llego a 100HZ ya estoy en el caso B1...aunque en este caso ya debo poner un sensor de paso por 0 para controlar el disparo en cada semiciclo y por tanto el algoritmo lo haría distinto)