Tema: Potencia disponible de placas

Resulta un tema bastante recurrente en el foro, buscar alguna forma de saber la potencia máxima que podrían dar nuestras placas en un momento dado. Hace un tiempo, publique en el foro que lo determinaba mediante un barrido capacitivo. Ahora, gracias a los chicos del Telegram, he subido el "invento" a esta web:

http://beduino.sytes.net/barrido.php

Puede utilizarse para saber si un sistema de inyección a red está produciendo lo que debería, o para derivar excedentes hasta que la potencia que entregan las placas sea la disponible.

Aparecen dos líneas en el gráfico, una de potencia real, por carga y descarga de un par de condensadores, y otra con la irradiación en cada momento.

Qué grupo de telegram para hablar de estos temas es ese?

La tool, genial.

Enviado desde mi MI 6 mediante Tapatalk

Una primera conclusión que podemos ver con nuestros ojos es que por debajo de 200 W/m2 de irradiación, la potencia máxima que pueden entregar las placas se desliga de la irradiación, disminuyendo más la potencia que la irradiación. En las gráficas lo vemos porque las líneas se separan...

Una pregunta. ¿Y como sabes con exactitud el nivel de radiación? Se supone que la potencia de las placas 1.000wp están medidos con radiacción de 1000w/m2 a 25º.

Uno de los sistemas clasicos es la tension del panel en abierto. Se desconecta el panel por un instante i el mppt es proporcional a la tension en abierto. El mayor problema que eso implica cierto hardware. Los metodos que con variables determinan la potencia maxima en vez de buscarla se llaman offline mppt. En internet hay infinita bibliografia.

Ese problema de que al bajar la radiacion tanto baja la potencia me la jugaria a decir que es por la topologia del comversor del controlador, que no puede hacer trabajar al panel a tensiones inferiores a las de la salida, por tanto no trabaja en el mppt. Es dificil que sea por eos porque normalmente hay margen pero hay que jugarsela a decir algo. Añadiendo la tension del panel se sabria si es por eso.

Iniciado por Gabriel 2018

por debajo de 200 W/m2 de irradiación, la potencia máxima que pueden entregar las placas ... disminuye más que la irradiación

Cómo se explica este fenómeno? Que con poca irradiación, la eficiencia de conversión de las placas disminuye?

Iniciado por Pidjey

Uno de los sistemas clasicos es la tension del panel en abierto. Se desconecta el panel por un instante i el mppt es proporcional a la tension en abierto. El mayor problema que eso implica cierto hardware. Los metodos que con variables determinan la potencia maxima en vez de buscarla se llaman offline mppt. En internet hay infinita bibliografia.

Ese problema de que al bajar la radiacion tanto baja la potencia me la jugaria a decir que es por la topologia del comversor del controlador, que no puede hacer trabajar al panel a tensiones inferiores a las de la salida, por tanto no trabaja en el mppt. Es dificil que sea por eos porque normalmente hay margen pero hay que jugarsela a decir algo. Añadiendo la tension del panel se sabria si es por eso.

No puede ser. No hay controlador. El ciclo consiste en que la placa alimenta un condensador, bastante gordo, primero se descarga el condensador, y posteriormente se carga con la placa, efectuando 32 mediciones en unos 60 ms. Cada punto que se ve en la gráfica es la media de esas 32 mediciones. Lo que se hace, se suele llamar barrido capacitivo.

En función de la radiación detectada, se hace más largo o más corto el tiempo del barrido.

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Iniciado por el_cobarde

Cómo se explica este fenómeno? Que con poca irradiación, la eficiencia de conversión de las placas disminuye?

Pues estaba mirando fichas de paneles, y en ninguna aparece la potencia que entregan con una irradiación inferior a 200 w/m2

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Iniciado por mmonge

Una pregunta. ¿Y como sabes con exactitud el nivel de radiación? Se supone que la potencia de las placas 1.000wp están medidos con radiacción de 1000w/m2 a 25º.

Eso lo tengo muy visto desde hace un par de años. La irradiación es totalmente proporcional a la corriente de cortocircuito. Y como hago el barrido completo, desde Isc a Vo, me guardo el valor de Isc y tengo la irradiación.

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También es curioso ver que como el día está nublado, hay momentos en que la potencia disponible es mayor que la irradiación...

No conocia esa tecnica, no entiendo muy bien eso de la media de 32 mediciones en unos 60 ms. La media es de los 32 puntos en Voc o de los puntos de la curva de carga que tarda en torno de 60 ms en cargar el condensador?. Me puedes pasar un link? he estado buscando e igual lo he buscado mal i no he encontrado nada. Queria mirar algo mas a ver si lo entiendo mejor. La intensidad solar la extrapolas de lo que tarda en cargarse el condensador? como se comporta ese sistema frente a sombras parciales donde Voc es la misma que sin sombra pero la curvas V-I es totalmente irregular i Pmppt es inferior?

No no. Vamos a ver si me explico mejor.

Con el condensador descargado, comienza a pasar corriente desde la placa al condensador. Mido corriente y tensión, en concreto tomo 64 mediciones, 32 de tensión y sus homólogas de intensidad. Todo esto dura de 60 a 1200 ms, según la intensidad de cortocircuito detectada en la medición anterior. Lo que obtengo son 32 puntos de la curva VI, determinando Isc, Vo, Vmp, Imp y Pmp. Después, descargo el condensador.

Por no sobrecargar la base de datos del servidor, hago las medias de Isc(radiación) y Pmp, que es lo que subo a la web, cada minuto y medio más o menos.

A esto me referia con lo de las sombras parciales.

Solutions - Techniques to Maximize Solar Panel Power Output

Los mppt de la linear hacen algo parecido a ti. Hacen una barredura para buscar el punto maximo i salir de los valles producidos por las sombras parcales. A eso me referia con que no entendia lo de la media.

Habria que ver tambien la ESR o resistencia interna del condensador. Supongo que sera electrolitico i la ESR no puede ser negada. Quizas la intensidad solar esta un poquito mas alta porque la corriente de cortocircuito es un poquito mayor.

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Aaaaaa vale ya lo entendi.

Iniciado por Pidjey

A esto me referia con lo de las sombras parciales.

Solutions - Techniques to Maximize Solar Panel Power Output

Los mppt de la linear hacen algo parecido a ti. Hacen una barredura para buscar el punto maximo i salir de los valles producidos por las sombras parcales. A eso me referia con que no entendia lo de la media.

Habria que ver tambien la ESR o resistencia interna del condensador. Supongo que sera electrolitico i la ESR no puede ser negada. Quizas la intensidad solar esta un poquito mas alta porque la corriente de cortocircuito es un poquito mayor.

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Aaaaaa vale ya lo entendi.

La corriente de rizado del condensado es 5 veces Isc, con el fin de que no acabe cascando.

Iniciado por Gabriel 2018

Con el condensador descargado, comienza a pasar corriente desde la placa al condensador ... Después, descargo el condensador

Me gusta mucho este algoritmo. Enhorabuena por haberlo realizado
Qué placa y qué condensador empleas?

http://oa.upm.es/30844/1/PFC_Pablo_Garcia_Cruz.pdf

En la página 70 del PDF aparece el método.

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Es algo similar a lo que hacen los reguladores MPPT utilizando el condensador/es de entrada del regulador.

Si si, pero me referia a que un condensador electrolitico descargado no es un cortocircuito, es una resistencia, que aunque sea pequeña, va a limitar la corriente.

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Aunque bueno, no se deberia notar demasiado. Quizas el problema tiene mas que ver con la polarizacion de del paner, que al ser un PN le pasa igual que a los diodos, que hasta que no esta polarizado fuertemente tiene problemas para donducir. Tampoco se si sera de eso pero de algun lugar tiene que venir.

Iniciado por el_cobarde

Me gusta mucho este algoritmo. Enhorabuena por haberlo realizado
Qué placa y qué condensador empleas?

Este es el código, powered by m_leon:

Código:

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial WIFI1(3, 2); // RX | TX
unsigned long I[32];
unsigned long V[32];
unsigned long Ipm;
unsigned long Vpm;
unsigned long P[32];
unsigned long T=4000;
unsigned long pot;
int Ip;
float pot_sum;
float pot_med;
float I_sum;
float I_med;
float V_sum;
float V_med;
float Isc_sum;
float Isc_med;

void setup() {
  pinMode(7,OUTPUT);
  pinMode(8,OUTPUT);
  pinMode(10,OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  WIFI1.begin(9600);
  analogReference(INTERNAL);
}

void loop() { pot_sum=0;V_sum=0;I_sum=0;Isc_sum=0;
  for (int k=0; k<=30; k++) {
      
      digitalWrite(7,LOW); delay(10);
      digitalWrite(8,HIGH); delay(2000);
      digitalWrite(8,LOW);delay(10);
      digitalWrite(7,HIGH);

      for (int i=0; i <= 31; i++){
      I[i]=analogRead(A0); delayMicroseconds(100);  V[i]=analogRead(A1);     delayMicroseconds(T);}
      
      pot=P[0]; Ip=0;
      
      for (int i=1; i <= 31; i++) {P[i]=I[i]*V[i]; if  (P[i]>pot) {pot=P[i];Ip=i;}}
      
      for (int i=1; i <= 31; i++){
      Serial.print(I[i]);Serial.print("  ");Serial.print(V[i]);Serial.print("  ");Serial.println(P[i]);}

      Serial.print("potencia máxima  ");Serial.print(pot);Serial.print("   Imp ");Serial.print(I[Ip]);Serial.print("   Vmp ");Serial.print(V[Ip]);
      Serial.print("  T ");Serial.println(T);
      
      float e = I[Ip]; if (e>0) { if (300/e >10) T=40000;
                                  if (300/e <1)  T=4000;
                                  if (300/e >=1 && 300/e <=10) {float ki = 300/e*4000;T=ki;}}
      
      

      pot_sum=pot_sum+pot;pot_med=pot_sum/(k+1); Serial.print("Potencia media  ");Serial.print(pot_med);
      V_sum=V_sum+V[Ip];V_med=V_sum/(k+1); Serial.print("   V media ");Serial.print(V_med);
      I_sum=I_sum+I[Ip];I_med=I_sum/(k+1); 
      Isc_sum=Isc_sum+I[6];Isc_med=Isc_sum/(k+1);
      Serial.print("  I media ");Serial.print(I_med);Serial.print("   K ");Serial.println(k);}


      
      
            float Rad=(Isc_med/1023*1.1)*295;float Vmp=V_med/1023*1.1*101;float Imp=I_med/1023*1.1;float Pmp = Vmp*Imp*200;
            
            WIFI1.println("AT+CWMODE=3");delay(1000);
            
            WIFI1.println("AT+CIPMUX=1");delay(1000);
            
            WIFI1.println("AT+CIPSERVER=1,80");delay(1000);
                        
            WIFI1.print("AT+CIPSTART="); 
            WIFI1.print("4,"TCP","beduino.sytes.net"");WIFI1.println(",80");delay(100);String AA = WIFI1.readString(); Serial.println(AA);
            delay(2000);
            WIFI1.println("AT+CIPSEND=4,74");
            delay(1000);
            WIFI1.print("GET http://beduino.sytes.net/iot5.php?valora=");WIFI1.print(Pmp);WIFI1.print("&valorb=");WIFI1.println(Rad); // Enviamos los datos por GET
            WIFI1.println("HOST: localhost");}

Iniciado por Pidjey

... un condensador electrolitico descargado no es un cortocircuito, es una resistencia, que ... va a limitar la corriente

Me parece que el condensador limitaría la intensidad a valores muy por encima de la Isc de la placa

El condensador tiene una ESR de 47 mohm, que multiplicado por ISC, da una tensión del orden de 1000 veces inferior a Vmp...

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Iniciado por Pidjey

Quizas el problema tiene mas que ver con la polarizacion de del paner, que al ser un PN le pasa igual que a los diodos, que hasta que no esta polarizado fuertemente tiene problemas para donducir. Tampoco se si sera de eso pero de algun lugar tiene que venir.

Yo creo que por ahí deben ir los tiros...

Una resistencia es una resistencia a cualquier valor de corriente. Aparte en ese trabajo cito ese circuito de otro trabajo para decir que medir capacitores es problematico i proponer dos paginas mas adelante otro circuito para usar. De todas formas el circuito original de la carga capacitiva es mucho mas complejo que conectar un capacitor en la salida. Es el que aparece en la pagina 71.

Se me hace muy raro que se compliquen tanto la vida si fuera tan facil. Quizas por eso aparecen algunos desajustillos. La verdad que no se cuales son los problemas de medir cargas altamente capacitivas con ADCs, pero se complican mucho la vida como para ser tan facil.

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Aunque bueno, asi tan simplificado como estimacion esta muy bien. Da para ver algunas cosas. Por lo que veo, esque ahora no estoy con mucho tiempo, el circuito de la pagina 71 es simplemente para automatizar el proceso, no tiene mucho mas. Ya vere en el artigo original que cuentan con mas tiempo.

El trabajo es pésimo, lo puse porque explica el concepto, aunque no se qué harán para tener unos resultados tan malos.

Yo lo utilizo hace tiempo en sistemas de bombeo solar sin baterías y con variador de frecuencia, donde es crítico que la carga supere la potencia disponible en placas y va muy bien. Dejo un margen del 5% y no salta nunca por sobrecarga.

Quizas a lo de medir condensadores de se refiere a la propia estructura de los adcs. Un adc sar internamente en el fondo es lo mismo. Un condesador, que se carga, i mediante comparadores se mide la tension, luego el condesador se vacia para cargarlo de nuevo. Lo de adc 12 bits, son los bits del comparador. Quizas a bajas intesidades solares, la corriente es baja, por lo que la carga i descarga del condesador interno del adc tiene cierto impacto midiendo tensiones menores de las reales. Aunque no creo, este problema se suele dar en corrientes muy bajas. Solo estoy dando ideas.

No, porque en el PC puedo ver cada curva VI y el condensador se carga, aunque haya poca corriente, ya que se dilata el tiempo de carga de forma automática. Digo que se carga, porque al principio del barrido si I es I, al final del barrido, I es 0.

Si si, no me referia a que no se cargara, me referia a que al ser baja la corriente de entrada, el condensador cede carga al condensador del adc, disminuyendo la tension del condensador i dando una medicion de tension menor a la real en ese momento.Pero bueno esto no lo tomeis en cuenta porque solo se da a corrientes muy muy bajas i midiendo condensadores pequeños, fue algo que se me ocurrio por intentar darle una explicacion, pero la corriente del panel va a ser sustancialmente alta como para aparecer eso. Queda como anecdota.

Ya ya, creo que ya se lo que quieres decir, pero eso se dará para corrientes del orden de microamperios, verdad?

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Me falta por incorporar al código las HSP diarias y la potencia que entrega la placa a una tensión de batería lógica, para ver la comparativa regulador PWM/MPPT

Por ahi anda. Es que es con lo que trabajo yo i a veces no extrapolo, los paneles dan bastante mas que eso.

Iniciado por Gabriel 2018

Este es el código, powered by m_leon:

Gracias Gabriel por la mención ..pero francamente hice muy muy poco


Con respecto a lo de la eficiencia a baja radiación que se comenta... lo primero que me ha venido a la cabeza es el tema de niveles de Fermi, banda de valencia, conducción..etc de cuando estudié hace ya mas años de los que debería eso de la física de los dispositivos.

Lo mismo...y no me fundamento en nada...sino simplemente en un vago recuerdo....tiene que ver con la distribución del % de fotones que inciden con energía suficiente para provocar salto de banda de valencia a conducción