Tema: Absorciones diarias

Ante todo BUENOS DÍAS!

Vengo con una cuestión que me lleva exprimido la cabeza un tiempo, a ver si me podéis echar una mano.
Espero no explayarme mucho, pero allá voy:

Como algunos sabréis soy aislado total, y mi sistema es hidráulico (turbina). El caso es que estoy intentando automatizar mi instalación al 100% para que el propio regulador (Midnite Classic 250) cargue y pare la carga de mis baterías (Tab TOPzS), permitiendo el paso (o no) del agua a través de una electroválvula colocada en la tubería de admisión.

Todo esto lo consigo con el modo de "Pv on Low" del Midnite. En realidad es un sistema de control de excedentes pero yo lo utilizo para abrir o cerrar la electroválvula. Este modo funciona con el voltaje de entrada al regulador, con lo que puedes mandarle que a X tensión cierre y a otra X tensión abra la electroválvula. Enviando una señal o apagandola en el Aux1.

Utilizó este modo para evitar dejar la turbina en VOC, es decir, girando a lo loco por la presión del agua y generando poco (esto pasa cuando el regulador llega a la fase de Float).
Mis conocimientos electrónicos son básicos, pero considero que la turbina en VOC "libre" sufre y es un estado innecesario para ella, con el peligro de estropear "bobina", "placas" y demás. Si no es así y estoy equivocado, CORREGIRME porfavor.
A ver si voy a estar haciendo el CAPULLO...y preocupándome por algo que no tiene "importancia".

(El voltaje de la turbina es de 84Vcc. Con una tensión de salida libre VOC de de 200 a 260V, con lo que el Midnite 250 puede soportarlo. Pero desconozco si es contraproducente para la turbina trabajar con esas tensiones...)

Por este motivo (y utilizando el modo PV on Low) cuando el Whinz Bang Jr considera/calcula que la etapa de absorción ha acabado (corriente de cola) y pasa a Float, el voltaje de entrada al regulador sube (VOC turbina) y el Midnite cierra la electroválvula, parando la turbina.

-Si...mis baterías nunca estan en Float, pero siempre hace absorción y estan cargadas-

Con la turbina parada, existe una tensión de entrada en el regulador a través de las baterías (aproximadamente entre 13,5v y 14,5v). Que desciende lentamente según el estado de carga de las mismas baterías.

Con este sistema tal y como lo tengo programado...el Midnite puede abrir y cerrar un par o tres de veces la electroválvula en todo un día. Es decir cargar las baterías un par o tres de veces al día. En base a las tensión de entrada al regulador, segun el estado de carga de las baterías. Y aquí mis dudas...

Es un disparate hacer 2 o 3 absorciones diarias?
Ojo!! Hay que contar que el ciclo de descarga es mínimo y a una intensidad C100. Con lo que cuándo se vuelve nuevamente a la tensión de absorción (28,8v en mi caso) se llega muy rápido a la corriente de cola, dado que la descarga de la batería desde la última absorción ha sido mínima. Y la absorción en si, es de pocos minutos. Y no de 3 o 4 horas "machacando".

En este punto también me asalta la opción de RE-BULK, con lo que puedo decir al Midnite que no vuelva hacer una absorción, sino que vaya en Float Mppt hasta la tensión de Float y cuando se vuelva a recargar el pequeño ciclo de descarga, la tensión de entrada subirá hasta el límite programado y se volverá a cerrar la electroválvula.
Pero con este método estamos en las mismas con el VOC de la turbina. En Float Mppt la tensión de la turbina es alta y su generación de W poca (respecto a lo que puede dar), con lo que no se si la estoy "maltratando". Sin contar que tardará más tiempo, que haciendo una mini absorción.

Total... Que estoy bastante liado, y no se si es buena idea del todo automatizar de esta manera mi sistema. O ir como a la vieja, cada día abrir yo la electroválvula hasta completar la carga y cerrar.

Espero haberme explicado bien, y mil disculpas por el "tocho".

Muchas gracias de antemano.

Recibir un cordial saludo!

Hagas lo que hagas, siempre habrá unos momentos/minutos en los que la turbina trabajará a una tensión alta, que según dices puede ser perjudicial para ella (yo no lo se), porque siempre habrá un tiempo en los que la potencia absorbida por las baterias será muy baja.

Lo ideal sería hacer un control proporcional, con la opción del midnite de control de excedentes. Para eso la válvula tiene que ser motorizada, recibiendo una tensión "a impulsos", y con un filtro entre el midnite y la válvula, para suavizar los movimientos de la válvula.
Depende del tipo de válvula que tengas.

Iniciado por carlos6025

Hagas lo que hagas, siempre habrá unos momentos/minutos en los que la turbina trabajará a una tensión alta, que según dices puede ser perjudicial para ella (yo no lo se), porque siempre habrá un tiempo en los que la potencia absorbida por las baterias será muy baja.

Lo ideal sería hacer un control proporcional, con la opción del midnite de control de excedentes. Para eso la válvula tiene que ser motorizada, recibiendo una tensión "a impulsos", y con un filtro entre el midnite y la válvula, para suavizar los movimientos de la válvula.
Depende del tipo de válvula que tengas.

Gracias por tu respuesta Carlos6025.

Tienes toda la razón, siempre hay momentos en los que tensión es alta o sube. Como puede ser en la bajada de intensidad en busca de la corriente de cola (Absorción). Pero lo que pretendo es minimizar lo máximo posible el tiempo por encima de la tensión nominal de la turbina (80Vcc). Obviamente hay momentos en que será imposible.


La verdad es que me he perdido con lo de "a impulsos". Te refieres a PWM?
Probé esta opción, pero al hacer PWM sobre el relé de abrir/cerrar la electroválvula (motorizada), los impulsos iban de menos a mas cuando el voltaje se acercaba a la tensión límite programada. Así que el relé estaba un buen rato recibiendo impulsos (de décimas de segundo) y volviendo loca a la electroválvula. Con lo que desestime ese sistema. No se si me he explicado bien...

Con el método de ahora, el Midnite envia una señal de 12 voltios (constantes) al relé y mantiene abierta la electroválvula, y cuando corta esa señal de 12 voltios (una ve llegado al voltaje marcado, en Pv on Low) cierra la electroválvula.

Por cierto, que opinas de las 2 o 3 mini absorciones diarias? Crees que le pueden venir mal a las baterías, dañarlas o sobrecargarlas?

Estamos hablamos que el ciclo de descarga es de un 5% o un 10% máximo, a una intensidad de C100.

No se si es mejor hacer una descarga algo más profunda, y hacer una absorción más larga diariamente. O bajar ese 5 o 10% y reponerlos rápidamente con mini absorción cortas.

Fantástico mundo el de las baterías... [emoji28]

Un saludo!!

Creo recordar que tu turbina es una Kaplan. Las Kaplan de más tamaño tienen los alabes y el distribuidor regulables, pero supongo que la tuya, de un entorno más doméstico no será así. Como no puedes regular los álabes y el distribuidor, lo único que puedes hacer es aumentar la carga con una resistencia externa, como lo hacen algunos variadores con la resistencia de frenado.
Al grano, tienes que limitar la tensión del sistema a 90 V con una resistencia externa y transistor.
Puedes utilizar un termo, algo modificado, para aprovechar energía. Actúa sobre ello ya mismo, porque es nefasto para tu sistema, palas y cojinetes, que la turbina gire libre sin carga.

Iniciado por Gabriel 2015

Creo recordar que tu turbina es una Kaplan. Las Kaplan de más tamaño tienen los alabes y el distribuidor regulables, pero supongo que la tuya, de un entorno más doméstico no será así. Como no puedes regular los álabes y el distribuidor, lo único que puedes hacer es aumentar la carga con una resistencia externa, como lo hacen algunos variadores con la resistencia de frenado.
Al grano, tienes que limitar la tensión del sistema a 90 V con una resistencia externa y transistor.
Puedes utilizar un termo, algo modificado, para aprovechar energía. Actúa sobre ello ya mismo, porque es nefasto para tu sistema, palas y cojinetes, que la turbina gire libre sin carga.

Gracias por tu contestación Gabriel 2015.

Mi turbina no es una Kaplan, sino una Pelton.
Con alternadores
de imanes permanentes (AIP).

Desconozco la repercusión de un voltaje de trabajo por encima del nominal en alternadores de imanes permanentes.
Tuve que decantarme por un regulador como el Midnite Classic 250 por este hecho. Ya que a parte de tener entrada hydro, puede aguantar un voltaje de entrada de 250v, más el voltaje del banco de baterías (en mi caso 250+24= 274v).

Debo aclarar que el el voltaje más alto de salida en mi turbina no pasa de 140v en ningún momento, ya que jamás se queda en una producción de 0w (aunque se llegue a la fase de Float, siempre hay una pequeña producción de watios, haciendo que el VOC no suba en picado y al máximo).
Cuando llega a Float y la tensión sube a 140v, y tengo programado el Midnite que corte y cierre la electroválvula, parando así el giro de la turbina.

Mi ignorancia sobre este tema me hace preguntarme...
Crees que sigue siendo "nefasto" que la tensión de salida de la turbina sea algo más alta que la nominal (140v) en momentos puntuales (dependiendo de la fase de carga) o el Midnite "cuida" de ello al poder aguantar esa tensión de salida?

Muchísimas gracias por vuestro tiempo y conocimientos.

Un saludo!

Si es una Pelton, es menos problemático. Puedes regular el caudal con una servo-válvula, como te indica Carlos, o puedes aprovechar todo el caudal y aprovechar la energía que sobra con lo que te he indicado antes.

Iniciado por Gabriel 2015

Si es una Pelton, es menos problemático. Puedes regular el caudal con una servo-válvula, como te indica Carlos, o puedes aprovechar todo el caudal y aprovechar la energía que sobra con lo que te he indicado antes.

Soy un cazurro...no había pillado lo de la servo-válvula que me había comentado Carlos. Es una muy buena opción!

Y la opción que me comentas de utilizar los excedentes para calentar agua (por ejemplo), también es buena. La tenia en mente.
Pero mi intención era mas que nada la de automatizar el sistema al 100%. Y dado que el Midnite tiene dos salidas auxiliares... Una de ellas para poder utilizar el Whinz Bang Jr, y la otra que queda o bien la utilizo para la automatización total o para aprovechar los excedentes. Meditare sobre ello.

A que te refieres cuando dices que "Si es una Pelton, es menos problemático"? Me interesa el tema.

Muchas gracias Gabriel!

En la Pelton, el problema que puedes tener por excesiva velocidad se da en los cojinetes de la turbina, pero no en las palas. Aún así, es aconsejable limitar la tensión a unos 90 V en tu caso.

Iniciado por MidNite

Gracias por tu respuesta Carlos6025.

La verdad es que me he perdido con lo de "a impulsos". Te refieres a PWM?
Probé esta opción, pero al hacer PWM sobre el relé de abrir/cerrar la electroválvula (motorizada), los impulsos iban de menos a mas cuando el voltaje se acercaba a la tensión límite programada. Así que el relé estaba un buen rato recibiendo impulsos (de décimas de segundo) y volviendo loca a la electroválvula. Con lo que desestime ese sistema. No se si me he explicado bien...

Con el método de ahora, el Midnite envia una señal de 12 voltios (constantes) al relé y mantiene abierta la electroválvula, y cuando corta esa señal de 12 voltios (una ve llegado al voltaje marcado, en Pv on Low) cierra la electroválvula.

La señal PWM no es adecuada para la idea que yo te propongo, es demasiado rápida para conectarla directamente a la válvula. Mejor si utilizas la otra opción que tiene el midnite, de salida para relé, que es algo más lenta.
Cuanto más lenta sea la válvula en abrir o cerrar, mejor. ¿Sabes cuantos segundos tarda en abrir o cerrar?.
Creo que vas a necesitar algún componente más, una resistencia en serie con la válvula y un condensador "gordo" en paralelo, para suavizar el funcionamiento.

Iniciado por MidNite

Por cierto, que opinas de las 2 o 3 mini absorciones diarias? Crees que le pueden venir mal a las baterías, dañarlas o sobrecargarlas?

Estamos hablamos que el ciclo de descarga es de un 5% o un 10% máximo, a una intensidad de C100.

Yo pensaba que los ciclos duraban menos, un 0,5-1% como mucho. Pero si dices que puede durar un 10%....ya me parece mucho ciclado.

Iniciado por Gabriel 2015

En la Pelton, el problema que puedes tener por excesiva velocidad se da en los cojinetes de la turbina, pero no en las palas. Aún así, es aconsejable limitar la tensión a unos 90 V en tu caso.

Eso me temía... A
parte de aumentar el ruido aumenta el desgaste de los rodamientos. Lo que desconocía era si a la larga, podría tener problemas con el AIP.
Tomaré cartas en el asunto. Muchas gracias Gabriel!

Un saludo!

Iniciado por carlos6025

La señal PWM no es adecuada para la idea que yo te propongo, es demasiado rápida para conectarla directamente a la válvula. Mejor si utilizas la otra opción que tiene el midnite, de salida para relé, que es algo más lenta.
Cuanto más lenta sea la válvula en abrir o cerrar, mejor. ¿Sabes cuantos segundos tarda en abrir o cerrar?.
Creo que vas a necesitar algún componente más, una resistencia en serie con la válvula y un condensador "gordo" en paralelo, para suavizar el funcionamiento.





Yo pensaba que los ciclos duraban menos, un 0,5-1% como mucho. Pero si dices que puede durar un 10%....ya me parece mucho ciclado.

Hola Carlos,

Efectivamente el PWM es demasiado rápido para la electroválvula. Actualmente estoy utilizando el otro sistema (señal de 12 voltios) que tiene el auxiliar 1 del Midnite, para activar y desactivar el relé. La electroválvula abre y cierra en aproximadamente 5 segundos.

Respecto a los ciclos de descarga, realmente pueden ser de lo que programé en el Midnite, en relación al voltaje de entrada (13,5 y 14,5) que he comentado con anterioridad. Obviamente cuanto menor sea la descarga, mayor sera el número de cargas al cabo del día.
Mi duda mas que nada es si es una opción correcta hacer mas de una absorción diaria a las baterías.
Por ejemplo, hacer un ciclo de descarga de un 1 o 2% y volver a cargar. O es mejor hacer una descarga más profunda, y hacer una única absorción diaria.

Un Saludo!

Puedes hacer las dos cosas a la vez. Limitar la tensión, aprovechando la energía o regulando el caudal, y automatizar todo lo que quieras. No le veo mucha complejidad.

Iniciado por Gabriel 2015

Puedes hacer las dos cosas a la vez. Limitar la tensión, aprovechando la energía o regulando el caudal, y automatizar todo lo que quieras. No le veo mucha complejidad.

Buenos días Gabriel,

La complejidad no es que sea muy alta, pero lo único que no acabo de ver claro es como actuar sobre ello. Me explico...

El Midnite tiene dos salidas auxiliares (Aux1 y Aux2).
El Aux2 ya esta ocupado para poder utilizar el Whinz Bang Jr.
Y el Aux1 es el que debería utilizar tanto para controlar la tensión, y poder enviar los excedentes de producción a una resistencia (por ejemplo) o para poder enviar la señal a la electroválvula para abrir o cerrar el paso del agua. Quizás este equivocado (que es muy posible)...pero veo que debo elegir entre una de las dos opciones. O bien controlo los excedentes y la tensión, o bien la apertura y cierre de la electroválvulaválvula.

O me hablas de limitar la tensión de otra manera, de cambiar la electroválvula actual por una servo-válvula (para controlar el caudal) y de controlar los excedentes enviándolos a un termo o una resistencia?

Un saludo!

Habría que conocer algo más de tu instalación:

Ficha de la turbina que tienes instalada: Habría que ver el posible rizado de salida de la turbina, para ver cómo limitar la tensión.
Con la señal que te da el regulador, no tengo claro que puedas limitar la tensión a un valor nominal, ya que el regulador te hará un barrido para ver si puede aumentar la potencia de entrada, pero esa potencia máxima puede ser que no coincida con el punto de trabajo nominal. En el punto de trabajo nominal la eficiencia es máxima, pero puede ocurrir que la turbina entregue más potencia a mayor tensión que la nominal.

Tendríamos que saber cómo es el salto. Imagino que pasa un río por tu finca y sacas una derivación a la turbina. Entonces, en Verano, si funciona la turbina, disminuye el caudal del río, o si no funciona, el agua se queda algo embalsada? En el pie de la instalación, podrías acumular agua en una balsa, para poder bombearla con la energía que sobra y no depender tanto del caudal?

Iniciado por Gabriel 2015

Habría que conocer algo más de tu instalación:

Ficha de la turbina que tienes instalada: Habría que ver el posible rizado de salida de la turbina, para ver cómo limitar la tensión.
Con la señal que te da el regulador, no tengo claro que puedas limitar la tensión a un valor nominal, ya que el regulador te hará un barrido para ver si puede aumentar la potencia de entrada, pero esa potencia máxima puede ser que no coincida con el punto de trabajo nominal. En el punto de trabajo nominal la eficiencia es máxima, pero puede ocurrir que la turbina entregue más potencia a mayor tensión que la nominal.

Tendríamos que saber cómo es el salto. Imagino que pasa un río por tu finca y sacas una derivación a la turbina. Entonces, en Verano, si funciona la turbina, disminuye el caudal del río, o si no funciona, el agua se queda algo embalsada? En el pie de la instalación, podrías acumular agua en una balsa, para poder bombearla con la energía que sobra y no depender tanto del caudal?

Tienes toda la razón, el regulador hace barridos constantemente buscando el mejor MPPV.
Siendo claros, lo que no consigo sacar en claro es si el AIP de mi turbina puede sufrir "daños" por trabajar a una tensión máxima de 140V aproximadamente o simplemente a esa tensión los únicos "problemas" son un incremento en el ruido de trabajo y un desgaste más rápido en los rodamientos por la velocidad de giro.
Y soy yo el que anda buscando problemas donde no los hay... Tu que opinas?

Entiendo que la tensión de trabajo siempre subira de la nominal en diferentes momentos.
Por ejemplo en Bulk, siempre estará entre la nominal y algo menos (el regulador se encarga de hacer sus barridos). Pero una vez se llega a Absorb, y la intensidad a las baterías va bajando en busca de la corriente de cola...por cajón la tensión de trabajo de la turbina deberá subir. E interpreto que esto es una situación normal y que debe suceder.

Respecto a lo de bombear el agua me parece un proyecto cojonudo! Pero habría que estudiar la visibilidad de bombear unos 2 o 3 litros por segundo (máximo caudal necesario para la turbina 5 l/s) a una altura de 30 metros. Podría ser un buen reto.

Un saludo!
(Y perdona si no expreso mis dudas correctamente)

Solucionado.

He instalado con relé disipador para aprovechar los excedentes de producción. Con lo que a parte de calentar agua, consigo que el alternador de la turbina no sobrepase su tensión nominal.

Muchas gracias Carlos y Gabriel por vuestra ayuda y tiempo.

Un saludo!

Muy bien!