Tema: Caídas de tensión máximas y recomendadas

Buenas a todos!

Este es mi primer post en el foro. Os pido perdón por adelantado por si cometo algún tipo de error No me ha parecido ver un post igual, espero no ser repetitivo.

Me gustaría abrir un debate acerca de las caídas de tensión recomendadas. Muchas veces he leído lo siguiente:



Respecto a estas caídas de tensión creo que sería bueno diferenciar entre regulador MPPT y PWM. En el primer caso, en un regulador MPPT siempre sería recomendable tener las caídas de tensión más pequeñas posibles, para así evitar pérdidas en forma de calor. Por tanto, incluso sería recomendable bajar aún mas las caídas de tensión recomendadas en la tabla anterior, siempre que esto fuera asumible (dependiendo del tamaño de la instalación y su coste).

Pero en el segundo caso, en el regulador PWM yo no estoy tan de acuerdo en que poner una caídas de tensión tan bajas desde las placas hasta las baterías fuera recomendable. Puesto que en este caso las baterías son las que marcan la tensión en las placas y una caída de tensión pequeña solo provocará que tanto las placas como las baterías estén a una tensión muy similar, pero esto no siempre es lo óptimo.

Voy a poner un caso práctico, intentando justificar mi planteamiento:

DATOS:

• 12 baterías OPzS
• 1 Placa Victron monocristalina 72 células 290W / Vmp:36V / Imp:8,06A / Voc:45,5V / Isc:8,56A
• Tensión del sistema 24V

CASO MPPT

En este caso con las caídas de tensión recomendadas conseguiríamos la siguiente potencia:

• Potencia producida por la placa=36x8,06=290,16W
• Potencia que llega al regulador=35,64x8,06=287,26W (caída del 1%)
• Potencia que llega a las baterías=24x11,91=285,82W (caída del 0,5%)

En total se pierde el 1,5% recomendado. En mi opinión, estas caídas de tensión son muy subjetivas, pues en el caso de un MPPT, como las tensiones de las placas son elevadas, nunca tendremos problemas en la instalación por no llegar la tensión necesaria de las placas. Por lo que mi conclusión en este caso sería que cada uno debería poner la sección que más le interesase en cada caso, con las pérdidas que él mismo quisiera asumir. Perfectamente se podrían tener caídas de tensión del 5% si las distancias fuesen muy largas, aceptando que se perderá eficiencia en el sistema.

Caso PWM

Para este caso habría que estudiar el caso más desfavorable, que sería cuando las placas no pudieran producir la tensión necesaria para las baterías. Para esto tomo los siguientes datos:

• Temperatura de la célula de la placa 80ºC
• Coeficiente de temperatura de Voc -0.34%/ºC
• Tensión de carga máxima por celda de la bateria 2,4V
• Temperatura ambiente 40ºC
• Temperatura normal de la célula NOCT 45ºC
• Irradancia de 1000W/m²

Como los datos que dan los fabricantes de las placas son a una temperatura de la célula de 25ºC, se calcula a una temperatura ambiente de 40ºC:
Temperatura célula (40ºC)=40+((45-20)/800)*1000=71,25ºC

La temperatura de la célula aumenta:
71,25-25=46,25ºC

Con el aumento de temperatura de la célula, la placa produce menos tensión:
46,25*0.34=15,73%

Tensión final producida por las placas a una temperatura ambiente de 40ºC:
0.843x36=30,35V

Tensión máxima que podrían alcanzar las baterías cuando están cargadas:
2,4x12=28,8V

Solo podríamos permitirnos un máximo de caída de tensión para no sobrepasar el punto de máxima potencia, y peor aún, acercarnos al punto máximo de tensión en circuito abierto, el cuál, si fuese superado provocaría que las placas no produjesen nada.
(28,8/30,35)x100=94,89%
100-94,89=5,11%

Según estos cálculos, en el peor de los casos podríamos permitirnos un 5,11% de caída de tensión entre las placas y las baterías, repartidos de la forma que más nos convenga. Todo esto se ha calculado con una condiciones desfavorables: 40ºC, 1000W/m², batería cargada.

En el caso de haber usado la caída de tensión recomendada en la tabla del 1,5%, la placa habría trabajado a la siguiente tensión:
28,8/0,985=29,24V

En mi opinión, en este caso concreto podríamos permitirnos una mayor caída de tensión respecto de la máxima del 4% que marca la tabla, y lejos del 1,5% recomendado. Además, según como se puede apreciar en la anterior gráfica la potencia es mayor según nos acerquemos al punto de máxima potencia. Por ello, además de poder utilizar una sección menor de cable con un 5% de caída de tensión nuestra placa produciría más potencia.



Con este post me gustaría que debatamos acerca de este tema y me dierais vuestra opinión al respecto. Además de corregirme de cualquier error que haya podido tener en mis cálculos.

Saludos.