Tema: Conexión en paralelo con diferente Vmp????

Buenas tardes,
En una instalación tiene colocadas 6 placas de 12 V 100 W (Vmp =18,2 V) y quieren colocar otras 6 placas de 24 V 250 W (Vmp = 30,5 V).
La idea inicial es poner tres grupos en paralelo, que sería 1º grupo de 3 en serie de 24 V, 2º grupo de 3 en serie de 24 y 3º grupo 6 en serie de 12 V.
La duda que me asalta es que tenemos dos grupos (las nuevas) de un Vmp total = 30,5 * 3 = 91,5 V y el grupo viejo con las seis en serie de 12 v tendriamos un Vmp total = 6 * 18,2 V = 109,2 V.
La diferencia es de 17,7 V de Vmp total...
¿como funcionaría el sistema? ¿las nuevas placas funcionaría como una carga?

Pensandolo en 12 V y 24 V, se hace bien el paralelo pero al coger los Vmp...ya me he liado.

A ver si alguien me puede aclarar como funcionaría esto.
Saludos.

3 de 60c
5 de 36c

- - - - - - - - - - - - - - - - - - -

3 de 60c (30,5x 3 =91,5v)
3 de 60c (30,5x 3 =91,5v)
5 de 36c (18,2 x 5=91v)

Iniciado por pepeska

... dos grupos ... de un Vmp total = 30,5 * 3 = 91,5 V y ... las seis en serie de 12 v tendriamos un Vmp total = 6 * 18,2 V = 109,2 V ...

Claro, porque las placas "nuevas" son de 60 células y las "viejas" de 36 células.

1. Si las placas nuevas y viejas tienen la Imp no muy diferente, puedes hacer 3 strings iguales, cada string dos placas "nuevas" y dos placas "viejas". La Vmp de cada string sería de 2*(30.5V+18.2V) = 97.4V

2. Si Imp es muy diferente, lo puedes hacer tal como dices. Al conectarlos en paralelo, los tres strings bajarían a la tensión de 91.5V y se perdería un 16% de la potencia nominal de las placas "viejas". Tampoco sería grave

3. Otra opción es la que recomienda briko. Tendrías la misma potencia que con la opción 2, pero de queda libre un placa de 36 células para "jugar".

5A para las viejas(5") y 8A para las nuevas (6")

Pero los coeficientes de temperatura de unas y otras desequilibrarían los voltajes.

Iniciado por briko

5A para las viejas(5") y 8A para las nuevas (6")

Tienes razón, briko. Pepeska nos ha dado la potencia de las placas. No me había fijado.
- Las de 36 células son de 100W, con Vmp=18.2V ---> Imp = 100W / 18.2V = 5.5A
- Las de 60 células son de 250W, con Vmp=30.5V ---> Imp = 250W / 30.5V = 8.2A

Entonces no conviene hacer strings combinados y la mejor recomendación es la tuya: El tercer string con solo 5 placas.
- El primer string con 3 placas de 250Wp en serie ---> 750Wp, Vmp=91.5V, Imp=8.2A
- El segundo string con 3 placas de 250Wp en serie ---> 750Wp, Vmp=91.5V, Imp=8.2A
- El tercer string con 5 placas de 100Wp en serie ---> 500Wp, Vmp=91.0V, Imp=5.5A
- Los tres strings en paralelo a un regulador MPPT ---> 1992Wp, Vmp=91.0V, Imp=21.9A

La placa de 100W que queda libre se puede utilizar para cualquier otra aplicación.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Iniciado por skolly

Pero los coeficientes de temperatura de unas y otras desequilibrarían los voltajes.

Pero los coeficientes de temperatura se distinguen poco. El efecto debería ser muy pequeño, sin mucha importancia ...
Puedes poner un ejemplo numérico, donde este efecto (diferentes coeficientes de temperatura) desequilibra la tensión?

Buenos días, muchas gracias a todos. Estaba pensando en que la solución sería dos reguladores, una para las viejas y otro para las nuevas.
Briko, se me ha quedado cara tonto al leer tu respuesta no había caído en esa posibilidad en el afán de aprovecharlas todas.

el_cobarde, comentas que podría hacerlo como había dicho inicialmente, pero perdería el 16%. Esto sería 600 W * 0,16 = 96 W. Es decir, es lo mismo que quitar una placa (baja la tensión de una placa). Con lo cual, mejor dejar 5 a menos que exista algún detalle más como dice skolly de los coeficientes de temperatura.

el_cobarde, no llego a entender que sucede al poner diferentes tensiones. Es decir, si la diferencia fuera mas pequeña, imaginemos dos placas de 18,2 V en serie y estas en paralelo con una de 30,5 V. La diferencia sería 5,9 V y el efecto sería según comentas que se perdería (5,9*100/36,4=16,2%), en este ejemplo unos 32 W. ¿No se dañarían las placas de menor tensión (la de 30,5 V)? ¿No funcionaría como una carga? Ya que en este caso, si lo pondría si el efecto real solo sería perder 32 W.

Según vuestros aportes, tengo tres posibles soluciones.

1) Hacer lo que ha dicho briko, y quitar una placa y dejarlo como lo había planteado inicialmente.
2) Poner dos reguladores uno para las nuevas otro para las viejas. Si para las viejas utilizo un PVM sería unos 35 €, aunque perdería un % importante. Y si pongo un regulador MPPT tambien para las viejas pues quizás ya sería demasiado.
3) Viendo intensidades y voltajes, se me ocurre un sistema mixto, formado por dos grupos en serie. Un primer grupo sería las nuevas formando dos ramales de 3 placas en seríe (8,2 A * 2 =16,4 A y 30,5 * 3 =91,5 V) y un segundo grupo formando tres ramales de dos placas en serie (5,5 A * 3 = 16,5 A y 18,2*2 = 36,4 V). Resultando un sistema de 91,5 V + 36,4 V =127,9 V y 16,4 A, la Pmax = 127,9 * 16,4 =2097 W (prácticamente la suma de las potencias individuales). Aprovecharía todas las placas y solo un regulador MPPT. ¿Que os parece? ¿Hay algún otro inconveniente o recomendación a tener en cuenta?

Saludos.

Iniciado por pepeska

el_cobarde, no llego a entender que sucede al poner diferentes tensiones ...

Es fácil!
- Si conectas placas (o grupos de placas) en serie, se suman las tensiones y se establece la intensidad más pequeña
- Si conectas placas (o grupos de placas) en paralelo, se suman las intensidades y se establece la tensión más pequeña
En ningún caso sufren daño las placas u otros componentes. Pero claro, puedes perder potencia. Por eso:
- En serie, que las intensidades sean iguales (o muy poco diferentes)
- En paralelo, que las tensiones sean iguales (o muy poco diferentes)

Teniendo en cuenta lo dicho, con tu tercera opción (el sistema mixto) has dado en el clavo! Enhorabuena.
Repito tu opción para comprobar que es correcta:
- Dos strings de 3 placas de 250Wp seriadas en paralelo: Vmp=91.5V, Imp=16.4A
- Tres strings de 2 placas de 100Wp seriadas en paralelo: Vmp=36.4V, Imp=16.5A
- Estos dos grupos en serie: Vmp=127.9V, Imp=16.4A, potencia=2098Wp

El único inconveniente posible es la tensión de 128V, que es bastante alta - comprueba si tu regulador MPPT la aguanta
Y ojo con la tensión en circuito abierto Voc, que podría superar los 150V - míralo en la ficha técnica
Es bastante probable que tu regulador MPPT no pueda con tanta tensión en la entrada FV - lástima

Además, la eficiencia del regulador es más baja a tensiones tan altas. Pongamos que sea 94% en vez de 97% ---> 60W perdidos

Parece que la mejor opción sigue siendo la de briko ... o la tuya inicial, como dice Gabriel 2015 en su post #9

No te recomiendo dos reguladores independientes en paralelo, si no es absolutamente necesario. En tu caso no lo es.


.

Lo mejor que puedes hacer es ejecutar tu planteamiento inicial.
La teoría y la práctica dicen que en una asociación en paralelo se cumple lo que aparece en la gráfica.
En rojo está el grupo de 108 V y en azul el de 90 V. La suma en paralelo es la línea verde.
Por ejemplo, imagina que por la carga en un momento, la tensión es de 90 V. El grupo de 90 V daría su Imp, unos 8 A, mientras que el grupo de 108 V, estaría a 90 V, dando, prácticamente, la intensidad de cortocircuito, unos 6,25 A.
El punto de máxima potencia no estaría ni a 90 V ni a 108 V, y rondaría los 95-96 V, como ves en la gráfica. Como ves, no te hace falta ni colocar diodos, si la carga es nula o muy escasa, circulará corriente de un grupo a otro, y tampoco pasa nada.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Tienes que tener en cuenta que el punto de máxima potencia, no es un punto aislado en el que el panel da mucha más potencia.(No es el punto "G" fotovoltaico). Aproximadamente, en un margen de tensión de -15% A +10% el panel da, prácticamente la misma potencia.
Aquí te pongo una gráfica, en la que un par de paneles de 72 células están en serie y verás que hay un margen amplio de tensiones en el que casi dan la misma potencia.

@pepeska:
Lo que te quiere decir Gabriel 2015 es que la opción con string de 6 placas de 100Wp es ligeramente mejor que con 5 placas
La razón es, porque si se juntan 91.5V y 109.2V en paralelo, la tensión resultante será algo mayor que 91.5V
Pero en tu caso, los 91.5V aportan 16.4A y los 109.2V solo 5.5V - los 91.5V tienen 3 veces más peso y la tensión resultante será menor que los 95-96V que dice Gabriel 2015

Pongamos que la tensión resultante sea de 92.5V. Entonces los 21.9A a 92.5V darían 2025W, unos 30W más que con string de 5 placas

No es del todo así. A 93 V, la intensidad que entrega el grupo de 108 V es casi la de cortocircuito, aproximadamente 6 ,1 A. Si quitas esa placa, pierdes unos 70-75 w.

Iniciado por Gabriel 2015

No es del todo así. A 93 V, la intensidad que entrega el grupo de 108 V es casi la de cortocircuito, aproximadamente 6 ,1 A.

Tienes razón, Gabriel 2015
Pero también hay que tener en cuenta, que a 93V las placas de 250Wp trabajan un poco por encima de su MPP, con menos intensidad - podrían ser 15.9A, en vez de 16.4A. Entonces tendríamos 22.0A a 93V, que son 2046W
Ojo! A la izquierda del MPP no hay peligro, pero a la derecha si, porque la intensidad cae en picado ...

Resumiendo:
Con el string de 6 placas se tendría un poco más de potencia que con él de 5 placas, pero la diferencia es pequeña

Sin olvidar :
- que los estudios estan hechos a 25°C
- que la energia "perdida" en realidad, se convierte (en este caso +-55w) en calor en las placas.
Poco en verdad.

Pero esos 55, 60 o 70 w que da la placa, ya los tiene. No estamos hablando que la tenga que comprar. Si las pérdidas son de 55 w, pues ya tiene para compensarlas, si la quita, esos 55 w saldrán de las 5 que quedan...

Mas que saca, mejor. Eso, lo tengo claro. Y mejor sacar 50w que nada.
Pero partiendo de esta "facultad" que tendria la placa para "adaptar su mppt", igual podiamos poner una placa de 250w/60c en // con otra de 300w/72c (=33v) a un regulador PWM y nos daria sus (483w) en salida a 29v
Lo que seria ideal para una bateria de 24v.(88% de rendimiento en modo absorbsion).

Buenas tardes,
el_cobarde llevas razón en mi solución 3 el voltaje en vacío sería 157 aprox....y el regulador que será nuevo estaba pensando en uno de 150 V. Quizás 7 V no vaya a pasar nada o sí, no lo sé, pero ya me saldría de las caracteristicas. Aunque podría coger otro mas grande.

Por otro lado, Gabriel 2015 se muestra en la gráfica que la asociación es similar a como se hace para bombas de agua en paralelo (tension seria presion, e intensidad seria caudal). Que es básicamente lo que me faltaba por entender.

Al inicio del post puse las nuevas placas seria de 250 W, pero realmente el dato de partida es ampliar 1500 W lo existente. Y el regulador y el inversor (de onda cuadrada) lo quiere quitar y llevárselo a otra pequeña instalación (sobre todo el inversor).
Con todos los aportes que me habéis ido dando puedo afinarlo muchísimo más. La primera opción sería en vez de 6 placas de 250 W, poner 5 placas de 300 W que tiene un Vmp de 36,19 V, y como los dos de 12 tenían 36,4 podría ponerlos en paralelo teniendo un sistema a 36,3 V y 61,57 A (5,89*3+8,78*5) de cortocircuito, pero no me acaba de convencer por los cables a colocar.

El caso es que hay varias posibilidades como digo al principio coger un regulador por encima de los 157 V, cambiar las placas para otro diseño (respetando los 1500 W de ampliación), etc...Voy a trastear varias soluciones y comparandolo con su precio, y ya os comento.

Saludos y muchas gracias.

Si te lo llevas "casi" todo a otra instalacion, porque no planificas directamente de comprar 8 placas de 250w, un mppt "normal" de 80A.
Todo lo de la instalacion "antigua" a la instalacion pequeña.
Saldra mas economico, y trabajando con // de 2 placas (en la nueva), tendras un maximo de rendimiento.

Iniciado por el_cobarde

- - - - - - - - - - - - - - - - - - -



Pero los coeficientes de temperatura se distinguen poco. El efecto debería ser muy pequeño, sin mucha importancia ...
Puedes poner un ejemplo numérico, donde este efecto (diferentes coeficientes de temperatura) desequilibra la tensión?

Pues para un coef de 0,04v/•c ... para un día de invierno a mediodía en mejor punto de trabajo, a 10 grados de temp ambiente (sin viento) tensión de string mppt de 10 paneles serie de 60 céldas = 302 v. Ese mismo string se queda en 285 v un día de verano a 30 g d temoeratura ambiente con brisa. Son casi 20 v. Unos 1,7 v por panel... aunque como dices, es despreciable para el cálculo.

Iniciado por skolly

Pues para un coef de 0,04v/•c ... a 10 grados de temp ambiente ...paneles de 60 células ... Unos 1,7 v por panel ...

Vale, con este ejemplo ilustras la influencia de la temperatura en Vmp.
Pero hablabamos de la combinación de dos tipos de placa, y tu dijiste:

Iniciado por skolly

Pero los coeficientes de temperatura de unas y otras desequilibrarían los voltajes.

Pongamos tener una placa de 60 células con Vmp=30V y dos placas de 36 células con Vmp=18V en serie ---> Vmp=36V
Pongamos además que las primeras tengan un coeficiente de temperatura de 0.3%/°C y las segundas, de 0.4%/°C
Estos dos grupos de placa se distinguen en 6V, a la temperatura dada (30V vs. 36V)
Si la temperatura baja 20 grados, tendremos lo siguiente:
- Placas de 60 células ---> 0.3%/C * 20C = +6% ---> +1.8C, o sea, Vmp = 31.8V
- Placas de 36 células ---> 0.4%/C * 20C = +8% ---> +2.88C, o sea, Vmp = 38.9V
La diferencia en Vmp es de 7.1V, comparado con 6.0V a 20 grados más

Por esto decía, que la temperatura apenas influye y no "desequilibra los voltajes" ...



.

Buenos días,
Briko lo que se quitaría y se llevaría a la otra instalación sería el inversor. Quitar el regulador sería para "mejorar" el rendimiento y dejar un solo regulador...pero ya no lo veo tan claro. Me planteo dos opciones.

Opción 1, sería la que planteo al inicio del post (tres ramas, siendo dos de ellas con tres placas en serie de las nuevas y la otra rama con las viejas en serie). Viendo la gráfica de Grabiel 2015 de como sería el funcionamiento en conjunto, el punto de máximo rendimiento estaría en el punto de máximo rendimiento de las placas con menor Vmp, porque hacia la derecha desciende rápidamente. Con lo que un regulador MPPT buscará este punto. Así que esta opción se quedaría así o planteo la posibilidad de subir algo la potencia y colocar placas de 300 W en vez de 250 W consiguiendo acercar los Vmp de ambos conjuntos de paralelos.

Opción 2. Es dejar las viejas como están con su regulador PWM, seria la más económica. Como el motivo del aumento de placas es poder usar un aire acondicionado, cuando mas potencia se va a necesitar es cuando más calor hace. Tenemos que la diferencia de rendimiento de un regulador MPPT frente a PWM no es tan significativo entre temperaturas de placa entre 45 ºC y 75 ºC. Con lo que la pérdida en este punto de uso de verano (entre 60 y 71 ºC) sería similar a la pérdida de hacer un conjunto de todas ellas (con las de 250 W) y poner un solo regulador. Quedaría quitar a un regulador la ecualización, y como no se van a ampliar las baterías ambos reguladores pasarán por todos las etapas sin quedarse pillados y sin la necesidad de poner el pequeño a remorque como se comenta en un hilo que inicio el_cobarde.

En fin, muchas gracias a todos.

Iniciado por pepeska

Viendo la gráfica de Grabiel 2015 de como sería el funcionamiento en conjunto ...

Tengo mis problemas con las gráficas de Gabriel 2015. No las interpreto igual que él.

Gráfica 1:
. . . . . . . . . . . .

Sumando la curva azul con la curva roja, resulta la curva verde. De acuerdo
Pero la curva roja tiene la I prácticamente constante hasta bastante a la derecha del MPP de la curva azul
Es decir, la suma (la curva verde) tendrá prácticamente el mismo MPP (I * V = máx) que la curva azul, a 90V
No sé, por qué Gabriel dice que el MPP verde sube a 93-95V? Yo veo que se queda en 90V ...



Grafica 2:
. . . . . . . . . . . .

Gabriel 2015 dice, que la potencia cambia poco entre 50V y 66V (marcado en amarillo en la gráfica)
Efectivamente, la potencia mínima es 385W y la máxima 418W; una diferencia de 33W, que son un 7.9%
En el caso de tener 2100W instalados, el 7.9% son 165W - mucho más que las "pérdidas" de las que hablamos

Iniciado por el_cobarde

Tengo mis problemas con las gráficas de Gabriel 2015. No las interpreto igual que él.

Gráfica 1:
. . . . . . . . . . . .

Sumando la curva azul con la curva roja, resulta la curva verde. De acuerdo
Pero la curva roja tiene la I prácticamente constante hasta bastante a la derecha del MPP de la curva azul
Es decir, la suma (la curva verde) tendrá prácticamente el mismo MPP (I * V = máx) que la curva azul, a 90V
No sé, por qué Gabriel dice que el MPP verde sube a 93-95V? Yo veo que se queda en 90V ...



Grafica 2:
. . . . . . . . . . . .

Gabriel 2015 dice, que la potencia cambia poco entre 50V y 66V (marcado en amarillo en la gráfica)
Efectivamente, la potencia mínima es 385W y la máxima 418W; una diferencia de 33W, que son un 7.9%
En el caso de tener 2100W instalados, el 7.9% son 165W - mucho más que las "pérdidas" de las que hablamos

No, el que pierde un 7,9 % es, únicamente el grupo de 108 V, no todo el conjunto. Y en el caso del forero, proporcionalmente, el descenso de voltaje no es tanto como el de la figura.

Ciertamente, cuando se intenta encontrar el MPP de un de panel, o varios paneles, resulta que hay un amplio margen, de un +-5%, en el que la potencia que entregan los paneles es, prácticamente, la misma, como si puedes ver en la figura.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Si te fijas, entre 53 V y 64 V, hay menos de un 1% de diferencia de potencia. Por eso los reguladores PWM para soluciones con paneles de 36 o 72 V son más que buenas. De hecho, tengo la certeza de que con paneles de ese tipo, se obtiene más rendimiento con un PWM que con un MPPT.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Iniciado por briko

Mas que saca, mejor. Eso, lo tengo claro. Y mejor sacar 50w que nada.
Pero partiendo de esta "facultad" que tendria la placa para "adaptar su mppt", igual podiamos poner una placa de 250w/60c en // con otra de 300w/72c (=33v) a un regulador PWM y nos daria sus (483w) en salida a 29v
Lo que seria ideal para una bateria de 24v.(88% de rendimiento en modo absorbsion).

Sí, para la mayor parte de los lugares de España, esa sería la mejor solución en cuanto a rendimiento anual. Lo que pasa, por lo que sea, es que no se suelen mezclar placas...

- - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Iniciado por el_cobarde

. . . . . . . . . . . .

Gabriel 2015 dice, que la potencia cambia poco entre 50V y 66V (marcado en amarillo en la gráfica)
Efectivamente, la potencia mínima es 385W y la máxima 418W; una diferencia de 33W, que son un 7.9%
En el caso de tener 2100W instalados, el 7.9% son 165W - mucho más que las "pérdidas" de las que hablamos

En este conjunto se ven los efectos del Verano. Las placas ensayadas tienen un Vmp de 36 V, que por 2, da 72 V. La realidad dice que en Verano, los 72 V se quedan muy lejos de la zona de máxima potencia...

Iniciado por Gabriel 2015

No, el que pierde un 7,9 % es, únicamente el grupo de 108 V, no todo el conjunto.

Tienes razón, solo los paneles de 108V se ven obligados a trabajar lejos de su MPP: A 90V, en vez de a 108V
La diferencia en tensión es de -18V, a 108V. En tu tabla, el MPP está a 59V, aproximadamente. -18V de 108V equivalen a -9V de 59V. Según tu tabla, a 59V hay 418W y a 50V son 389W - 29W de diferencia.
En nuestro ejemplo se trata de 500Wp, o sea, 35W de diferencia - la misma magnitud que las pérdidas de las que hablamos

Iniciado por Gabriel 2015

Ciertamente, cuando se intenta encontrar el MPP de un punto de paneles, resulta que hay un amplio margen ...

Querrás decir, "en un grupo de paneles", supongo ?

Edito: Veo que ya lo has corregido ...

Iniciado por Gabriel 2015

Si te fijas, entre 53 V y 64 V, hay menos de un 1% de diferencia de potencia.

Correcto. Pero en la tabla, el MPP está a 59V (418W) y lo hacemos bajar a 50V (389W), en proporción. Una diferencia de 29W o 7%


- - - - - - - - - - - - - - -


Pero el detalle más importante en el que discrepo contigo:
Como he expuesto, en tu gráfica 1 me parece ver que el MPP de la curva verde es igual al de la curva azul, o sea, está a 90V
Por qué dices que el MPP sube a 95-96V ?


.

En eso creo que llevas razón el_cobarde, como he escrito anteriormente yo también creo que el punto de máximo rendimiento estará en el punto de máximo rendimiento de los paneles con menor Vmp. Puede que exista en pequeño rango de funcionamiento, debido a I*V en el cual la potencia sea igual, las gallinas que entran por I por las que salen por V o al revés.

Saludos y gracias por vuestra ayuda.

Iniciado por briko

Pero partiendo de esta "facultad" que tendria la placa para "adaptar su mppt", igual podiamos poner una placa de 250w/60c en // con otra de 300w/72c (=33v) a un regulador PWM y nos daria sus (483w) en salida a 29v ...

No lo creo. El grupo tendrá su MPP prácticamente a la misma tensión que la placa de 60 células.
Ejemplo: Placa de 72 células (Vmp=33V) en paralelo con placa de 60 células (Vmp=27V) ---> Vmp del grupo = 27V
(ver mi post #21 y el último apartado de mi post #23)