Tema: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido

Iniciado por el_cobarde

Entonces - como se puede establecer un autoconsumo para un inversor de 4kW de, por ejemplo, 50W?
Si la eficiencia de conversión para 4000W es de 95%, digamos, son 200W de pérdidas. Si esto es el autoconsumo, serían 200W
Si la eficiencia de conversión para 100W es de 80%, digamos, son 20W de pérdidas. Si esto es el autoconsumo, serían 20W
Yo pensaba que el autoconsumo es de ~50W en ambos casos y lo que varía, es la eficiencia de conversión

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Pero vayamos al grano:

- La descarga indicada era de 9.98kW; el consumo indicado era de 8.76kWh
- El consumo medio (en 7 horas) era de 1.25kW, es decir, 1.25kW / 3 = 0.42kW por inversor
- Con una demanda de solo 420W, la eficiencia de conversión de un inversor de 4kW será baja, quizá 80%
- 8.76kWh / 9.98kWh corresponde a una eficiencia de conversión de 88% - os parece posible?

Es posible. De 0 a 400 w las pérdidas por conmutación son casi las mismas, y por conducción también.

El autoconsumo es simplemente eso, sin conectar nada en la salida, el consumo que tiene en la entrada.

Iniciado por Pidjey

El autoconsumo es simplemente eso, sin conectar nada en la salida, el consumo que tiene en la entrada.

Vale, entendido. Ya lo había dicho Gabriel 2018

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Iniciado por Gabriel 2018

De 0 a 400 w las pérdidas por conmutación son casi las mismas, y por conducción también.

Si te entiendo bien, un inversor con un autoconsumo de 50W, tiene una eficiencia de 50%, cuando la carga es de solo 50W (50/100); Con una carga de 100W tendrá una eficiencia de 100/150 = 67%; con una carga de 200W, la eficiencia será de 200/250 = 80% y con una carga de 400W, la eficiencia será de 400/450 = 89% (todo aproximadamente)
Para cargas mayores de 400W, las pérdidas serán más de 50W, pero suben más despacio que la carga (en proporción), por lo que la eficiencia del inversor puede llegar hasta 95% y más. Ejemplo: 4000W/4170W = 95.9%

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Lo del autoconsumo ha quedado claro, lo que no está claro es el resultado de los experimentos planeados y tampoco, si la eficiencia de carga de la batería de Tejota mejorará, después de las ecualizaciones

Un inversor cuanto mayor son las cargas mayores son las pérdidas por conducción proporcionalmente al estás ser igual a i^2 x r por lo tanto la eficiencia de un inversor tiende a ser lo siguiente. No cuanto más carga más eficiente.


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Iniciado por Pidjey

... la eficiencia de un inversor tiende a ser lo siguiente ... [gráfica]

Vale. La gráfica coincide con lo que dice Gabriel 2018 en su post #376. También coincide con lo que yo digo en mi post #378, con la única diferencia de que un inversor tiene su eficiencia máxima no cerca de la potencia nominal, sino en torno a 25% de ésta

Hoy no hay ecu. SE ha hecho de noche a las cuatro de la tarde. Esto parecia el fin del mundo.

Como he apagado todo por una fuerte tormenta electrica, al enchufar todo de nuevo he verificado el consumo de bateria de un solo hibrido sin conectarle nada: 60W marcaba el BMV700 con solo un hibrido conectado y sin cargas AC.

O sea, son 60x3=180W .... en 7 horas: 1,26 kWh. Yo creo q en este consumo no hay conversion DC-AC ya que este consumo ira ligado a los internos del hibrido: placa de control, reles, display y demas cosas activas que iran en continua. No habra conversion.

9,90-1,26 = 8,64 kWh que es lo que marca de consumo de AC. No se, yo creo que esta claro.

Iniciado por Tejota

60W marcaba el BMV700 con solo un hibrido conectado y sin cargas AC ... No se, yo creo que esta claro

Gabriel 2018 dice, que estos ~60W de autoconsumo se mantienen hasta una carga de ~400W y solo después las pérdidas empiezan a aumentar. Es decir: Sí, podemos considerar la diferencia entre 9.98kWh descargados y 8.76kWh consumidos como aclarada

No se si me he explicado bien. En los 60W de autoconsumo del hibrido no se puede aplicar ninguna factor de conversion AC-DC. Ya que no se convierte, es decir, es un consumo directamente en continua sobre cargas de continua en el interior del hibrido: placa de control, display, reles, etc.

Iniciado por Tejota

No se si me he explicado bien. En los 60W de autoconsumo del hibrido no se puede aplicar ninguna factor de conversion AC-DC. Ya que no se convierte, es decir, es un consumo directamente en continua sobre cargas de continua en el interior del hibrido: placa de control, display, reles, etc.

Te has explicado bien, pero invertir, invierte, pasa corriente por el filtro de salida.

Bueno, pues ya tengo el primer resultado. Batería de 71 Ah, con 8 o 10 ciclos. Descarga de unos 4.5 A y carga con intensidad inicial de 7 A.
Ésta es la última línea de la fase de descarga:

Intensidad 4.46 Tension 12.42 Ah 5.01

La última línea de la fase de posterior recarga:

Intensidad -1.01 Tension 14.40 Ah -0.15

Anteriormente la batería había sido cargada hasta su intensidad residual de 1 A.

Durante la carga, el 90% del tiempo ha estado en absorción.

La eficiencia culómbica ha sido del (5.01/5.16)*100=97.09%.

Iniciado por Gabriel 2018

Te has explicado bien, pero invertir, invierte, pasa corriente por el filtro de salida.

Sera lo que consume el bus de alta para tenerlo cargado a traves del boost. No es una inversion de facto. Es para mantener cargados los condensadores del bus de alta. No se puede aplicar las perdidas de inversion como si fuera un consumo de cargas. ADemas de que sera parte de los 60W. Otra parte de los 60W iran a placa de control de CPU1, placa de control de CPU2, ventiladores, display, bobinas de rele, etc. Todo esto ultimo no lo coge de la salida de AC, lo pilla de DC de baja directamente con los reguladores correspondientes. Es de logica.

Iniciado por Gabriel 2018

Bueno, pues ya tengo el primer resultado

Muy bien. Me alegro de que hagas esos experimentos

Iniciado por Gabriel 2018

Batería de 71 Ah, con 8 o 10 ciclos. Descarga de unos 4.5 A y carga con intensidad inicial de 7 A

Supongamos que la batería es de 71Ah C10 - entonces la carga inicial es con 0.1C y la descarga inicial con 0.063C. Bien

Iniciado por Gabriel 2018

Ésta es la última línea de la fase de descarga: Intensidad 4.46 Tension 12.42 Ah 5.01

Es decir, has descargado 5.01Ah y la batería se ha quedado con 65.99Ah (SoC 92.9%). Una descarga poco profunda

Iniciado por Gabriel 2018

La última línea de la fase de posterior recarga: Intensidad -1.01 Tension 14.40 Ah -0.15

Es decir, has cargado hasta que la intensidad había bajado a 1.01A, y has tenido que meter 5.16Ah

Iniciado por Gabriel 2018

La eficiencia culómbica ha sido del (5.01/5.16)*100=97.09%

En mi post #304 he puesto los valores que espero para diferentes profundidades de descarga. Para descarga hasta el SoC 90% (la profundidad mínima que he considerado) espero una eficiencia culómbica de 91%. Tú has descargado solo hasta el SoC 92.9% y la eficiencia culómbica es aún mayor - no parece discrepar mucho de mi predicción
Pero habíamos quedado en que los experimentos serían con una profundidad de descarga hasta el SoC 80% y hasta el SoC 50%. Creo que estos experimentos son más relevantes que una descarga solo hasta el SoC 92.9%

Iniciado por Gabriel 2018

Durante la carga, el 90% del tiempo ha estado en absorción

Cómo se entiende esto? La carga ha empezado a una tensión de 12.42V y ha finalizado a una tensión de 14.40V - y el 90% de los Ah han entrado, estando la tensión a 14.40V?
Tendría que haber una fase de carga con intensidad constante de 7A -la fase bulk- hasta llegar a la tensión de absorción. Yo espero que en la fase bulk entre la gran mayoría de los Ah a la batería: Para descarga hasta el SoC 90% el 82% de los Ah

Pero aquí veo un problema en el diseño: 14.40V son 2.40V por celda, justo la tensión de gaseo
La absorción se realiza a una tensión ligeramente superior a la de gaseo, típicamente a 2.433V por celda o 14.60V para 6 celdas

Por favor, define la absorción a 14.60V, no a 14.40V. Y haz los experimentos con descarga hasta el SoC 80% y 50%, si puedes

Iniciado por el_cobarde

Muy bien. Me alegro de que hagas esos experimentos



Supongamos que la batería es de 71Ah C10 - entonces la carga inicial es con 0.1C y la descarga inicial con 0.063C. Bien



Es decir, has descargado 5.01Ah y la batería se ha quedado con 65.99Ah (SoC 92.9%). Una descarga poco profunda



Es decir, has cargado hasta que la intensidad había bajado a 1.01A, y has tenido que meter 5.16Ah



En mi post #304 he puesto los valores que espero para diferentes profundidades de descarga. Para descarga hasta el SoC 90% (la profundidad mínima que he considerado) espero una eficiencia culómbica de 91%. Tú has descargado solo hasta el SoC 92.9% y la eficiencia culómbica es aún mayor - no parece discrepar mucho de mi predicción
Pero habíamos quedado en que los experimentos serían con una profundidad de descarga hasta el SoC 80% y hasta el SoC 50%. Creo que estos experimentos son más relevantes que una descarga solo hasta el SoC 92.9%



Cómo se entiende esto? La carga ha empezado a una tensión de 12.42V y ha finalizado a una tensión de 14.40V - y el 90% de los Ah han entrado, estando la tensión a 14.40V? Me cuesta creerlo ...

Pero aquí veo un problema en el diseño: 14.40V son 2.40V por celda, justo la tensión de gaseo
La absorción se realiza a una tensión ligeramente superior a la de gaseo, típicamente a 2.433V por celda o 14.60V para 6 celdas
Por favor, define la absorción a 14.60V, no a 14.40V. Y haz los experimentos con descarga hasta el SoC 80% y 50%, si puedes

12.42 V tenía al final de la descarga, pero en descarga. Una vez que la fuente ha comenzado a meter 7 A, la tensión sube rápidamente.

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Iniciado por Tejota

Sera lo que consume el bus de alta para tenerlo cargado a traves del boost. No es una inversion de facto. Es para mantener cargados los condensadores del bus de alta. No se puede aplicar las perdidas de inversion como si fuera un consumo de cargas. ADemas de que sera parte de los 60W. Otra parte de los 60W iran a placa de control de CPU1, placa de control de CPU2, ventiladores, display, bobinas de rele, etc. Todo esto ultimo no lo coge de la salida de AC, lo pilla de DC de baja directamente con los reguladores correspondientes. Es de logica.

Qué sí, pero que también hay dos o tres amperios por los IGBTs, aunque no haya carga, con sus correspondientes pérdidas por conmutación y conducción.

Iniciado por Gabriel 2018

12.42 V tenía al final de la descarga, pero en descarga. Una vez que la fuente ha comenzado a meter 7 A, la tensión sube rápidamente

Vale, pero en mi caso y en el de Tejota, la tensión no sube tan rápidamente y la mayor parte de la carga se realiza en la fase bulk (puedes verlo en Emoncms - dashboard view)

A ver si será porque en FV la fase bulk empieza con la intensidad 0A y sube progresivamente hasta llegar a Imax ...
Pregunta: Puedes hacer los experimentos con una intensidad de carga subiendo progresivamente de 0A hasta 7A?

Edito: No es necesario, subir la tensión progresivamente (ver mi post siguiente, #390)



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Hola Gabriel
He pensado sobre como realizar el experimento y creo que el diseño debe ser el siguiente:

(1) La fase bulk
Debería dar completamente igual, si la intensidad es constante (de 7A) o si va creciendo desde 0A hasta 7A. Así que puedes dajarla tranquilamente con 7A constantes, no es necesario el aumento de 0A a 7A, que recomendé en mi post #389
La fase bulk finaliza al llegar la batería a la tensión de absorción. Tienes que documentar los Ah que han entrado en la fase bulk. Por ejemplo, si son 40 minutos a 7.00A, han entrado 4.67Ah a la batería. Pero mejor medir los Ah que los minutos

(2) La absorción
De momento la tienes a 14.40V, que son 2.40V por celda. En mi post #387 ya te dije, que es poca tensión y que habría que subirla a 14.60V o 2.433V por celda. Esta es la tensión de absorción que tengo yo, pero Tejota absorbe a 59.0V, que son 2.458V por celda. Tejota tiene el histurial publicado, es fácil comparar con sus datos - creo que es conveniente hacer el experimento a su tensión de absorción, es decir, a 14.75V para tu batería
La absorción finaliza, cuando la intensidad ha bajado a 1.0A. Tienes que documentar los Ah que han entrado en batería, durante la absorción. Habrá que medir los Ah, porque con solo saber los minutos, es difícil

(3) La compensación de temperatura
No sé a que temperatura está tu batería. Si está a 25C, 14.75V está bien, como tensión de absorción. Pero por cada grado C que la temperatura supere los 25C, deberías aumentar la tensión de absorción en ~25mV. Por ejemplo, si la bateria está a 30C, la tensión de absorción debe ser 14.75V + 0.125V = 14.88V
Ahora recuerdo, que los Axpert de Tejota no compensan temperatura y su batería estará más o menos a la misma temperatura que la tuya - así que 14.75V es la tensión correcta para comparar con los datos de Tejota
P.D.: Mi regulador sí compensa. Si la batería está a 30C, absorbe a 58.9V, en vez de a 58.4V

(4) La igualdad de las celdas
Hay que comprobar que las 6 celdas tengan la misma resistencia interna, que ninguna esté sulfatada. Es decir, si la batería está a 14.76V, por ejemplo, cada celda tiene que estar a 2.46V. Si no puedes medir la tensión de cada celda por separado, por lo menos mide la densidad en cada celda, estando la batería cargada a tope. Tiene que ser la misma densidad en todas las celdas. Si no fuera el caso, habría que hacer una ecualización a 15.5-16.0V


Resumen del diseño del experimento:
- Cargar la batería a tope y medir la densidad en cada celda
- Descargar con 4.5A constantes hasta el SoC deseado (80% o 50%). Para eso, hay que saber si los 71Ah son C10 o C100
- Cargar con 7A constantes hasta llegar a la tensión de absorción, 14.75V (fase bulk)
- Apuntar los Ah que han entrado en batería durante la fase bulk
- Seguir cargando a tensión constante de 14.75V, hasta que la intensidad haya bajado a 1.0A (absorción)
- Apuntar los Ah que han entrado en batería durante la absorción

Se me olvidaba:
La tensión de absorción tiene que ser lo suficientemente alta, para que haya un gaseo notable. No tanto como en ecualización, pero si el electrólito no burbujea, no es absorción

Iniciado por el_cobarde

Se me olvidaba:
La tensión de absorción tiene que ser lo suficientemente alta, para que haya un gaseo notable. No tanto como en ecualización, pero si el electrólito no burbujea, no es absorción

Bien, pero la compensación de temperatura, es al revés, cada grado por encima de 25 hay que bajar la tensión de absorción.

Iniciado por Gabriel 2018

Bien, pero la compensación de temperatura, es al revés, cada grado por encima de 25 hay que bajar la tensión de absorción.

Cierto, un fallo tonto mío, disculpa. Quedamos en que la absorción a 14.75V está bien, para comparar con los datos de Tejota

Iniciado por el_cobarde

Cierto, un fallo tonto mío, disculpa. Quedamos en que la absorción a 14.75V está bien, para comparar con los datos de Tejota

Bueno, pues ya se puede ver en esta página la descarga y carga hasta SOC 80:

beduino.sytes.net/plomo80.php

Iniciado por Gabriel 2018

Bueno, pues ya se puede ver en esta página la descarga y carga hasta SOC 80

Perfecto. Veremos el resultado. En este momento (son las 15:30h) se han descargado 3.46Ah ...
La capacidad de 71Ah para qué C es? C10, C20, C100, otro C? Cuántos Ah vas a descargar con 4.5A, para llegar al SoC 80%?

Iniciado por Tejota

No se si me he explicado bien. En los 60W de autoconsumo del hibrido no se puede aplicar ninguna factor de conversion AC-DC. Ya que no se convierte, es decir, es un consumo directamente en continua sobre cargas de continua en el interior del hibrido: placa de control, display, reles, etc.

Como curiosidad, por si le interesa a alguien, algunos consumos parciales de un híbrido tipo Axpert 4048HS, son:

SPS: 0,25A

Cicuiteria Drivers de Mosfet de Bateria y Rectificador salida HF : 0,28A

Todo esto a una tensión de Batería de 50V aprox.

La prueba se ha realizado con la circuiteria de los drivers del puente de salida AC desconectada, el consumo se ha mantenido con los condensadores del bus de alta ( 400V ) cargados, hasta que el control desconecta por falta de tensión de salida AC.
Aqui faltaría añadir el consumo del SCC y de la placa paralelizable, si la hubiera.

Iniciado por el_cobarde

Perfecto. Veremos el resultado

La carga bulk ha empezado a las 18:32h, con 14.0Ah descargados, a ~13V. Ahora son las 20:20h y se han cargado 12.64Ah, el 90% de la descarga - y la fase bulk sigue (tensión 14.20V, intensidad 6.93A)

Son las 20:35h. Parece que la tensión de gaseo es de 14.20V, para esta batería - pronto empezará la absorción. Se ve todo perfectamente en el experimento ...

A la espera de tu comentario, Gabriel ...

Iniciado por Sulfato

Como curiosidad, por si le interesa a alguien, algunos consumos parciales de un híbrido tipo Axpert 4048HS, son:

SPS: 0,25A

Cicuiteria Drivers de Mosfet de Bateria y Rectificador salida HF : 0,28A

Todo esto a una tensión de Batería de 50V aprox.

La prueba se ha realizado con la circuiteria de los drivers del puente de salida AC desconectada, el consumo se ha mantenido con los condensadores del bus de alta ( 400V ) cargados, hasta que el control desconecta por falta de tensión de salida AC.
Aqui faltaría añadir el consumo del SCC y de la placa paralelizable, si la hubiera.

Que es SPS?

Y el display ?? Yo creo que casi los 60W son DC-DC. No es aplicable el factor de conversion. Tengo serias dudas de que en salida AC haya conectado algo que consuma. Yo no he visto en el display que se mueva el % de consumo AC o de VA en vacio... Esa prueba la tengo que hacer a ver que sale por el puerto RJ45 en vacio.

Iniciado por el_cobarde

La carga bulk ha empezado a las 18:32h, con 14.0Ah descargados, a ~13V. Ahora son las 20:20h y se han cargado 12.64Ah, el 90% de la descarga - y la fase bulk sigue (tensión 14.20V, intensidad 6.93A)

Son las 20:35h. Parece que la tensión de gaseo es de 14.20V, para esta batería - pronto empezará la absorción. Se ve todo perfectamente en el experimento ...

A la espera de tu comentario, Gabriel ...

Pues acaba de terminar. Ha habido burbujeo leve desde los 14.45 V hasta el final.

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La eficiencia culómbica ha sido del 92.54% y la energética del 83.23%.

Me parecen muy buenos resultados, ya que la capacidad es de 71 Ah C100 y la tensión nominal de absorción 14.4 V.

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Iniciado por Tejota

Que es SPS?

Y el display ?? Yo creo que casi los 60W son DC-DC. No es aplicable el factor de conversion. Tengo serias dudas de que en salida AC haya conectado algo que consuma. Yo no he visto en el display que se mueva el % de consumo AC o de VA en vacio... Esa prueba la tengo que hacer a ver que sale por el puerto RJ45 en vacio.

Te va a decir que "0" porque la potencia activa que sale es 0, pero la reactiva es otra cosa. Pregúntale al cobarde por sus consumos fantasmas jeje

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Iniciado por el_cobarde

La carga bulk ha empezado a las 18:32h, con 14.0Ah descargados, a ~13V. Ahora son las 20:20h y se han cargado 12.64Ah, el 90% de la descarga - y la fase bulk sigue (tensión 14.20V, intensidad 6.93A)

Son las 20:35h. Parece que la tensión de gaseo es de 14.20V, para esta batería - pronto empezará la absorción. Se ve todo perfectamente en el experimento ...

A la espera de tu comentario, Gabriel ...

La fase de absorción ha comenzado con un SOC aproximado del 95 % y el porcentaje de amperios en absorción sobre el total es del 16.43%.

Iniciado por Tejota

Que es SPS?

Y el display ?? Yo creo que casi los 60W son DC-DC. No es aplicable el factor de conversion. Tengo serias dudas de que en salida AC haya conectado algo que consuma. Yo no he visto en el display que se mueva el % de consumo AC o de VA en vacio... Esa prueba la tengo que hacer a ver que sale por el puerto RJ45 en vacio.

Switched Power Supply. Esta, la fuente de alimentación principal, genera los +5. +12 ( +15 en versiones más modernas, creo), -12 y -15. Alimenta la Placa de control ( el display se conecta al control ), genera el HF para la placa de comunicación, circuito de protección de conexión inversa, drivers del puente AC y del Buck y algun otro más quizá.
Los drivers para Mosfets de lado Bateria y Igbt's de rectificación del secundario del trafo HF, creo recordar que toman del Bus de bateria.

EL Bus SOft Start, también toma directo del bus de bateria, pero sólo funciona pocos segundos lo suficientemente para cargar los electroliticos a 400V.

El resto de consumos hasta aprox. 1 A, supongo se lo deben de repartir entre SCC, placa comunicación, Alimentación Drivers Buck y puente AC, y corriente residual que consume el filtro AC que hay en la salida.