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- 24/07/2018, 22:26 #26el_cobarde Invitado
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- 24/07/2018, 22:28 #27Gabriel 2018 Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Me acabo de acordar que en la página de Nikito, se puede comparar un regulador de un híbrido y un midnite. En la pestaña "histórico" podéis ver lo que pasa, por ejemplo hoy a las 16:20:
- 24/07/2018, 22:57 #28
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Los datos erroneos solo son los que da el Victron en diferido. Los que dan los Voltronics y el Victron en tiempo real son correctos. Y los que da el regulador externo no estan contabilizados pq no los he contabilizado (el protocolo de comunicacion del PCM60X es un poco diferente al de los Voltronics). Fijaos que el reloj de produccion del cuarto campo siempre esta a cero.
De todas formas los unicos datos que miro constantemente son los de la grafica de carga (voltios, amperios y SOC) mas los de potencia en cargas. Si los algoritmos de carga son calcados dia a dia todo va bien. Y desde que tengo los PF1 con un parametro 32 fijo (120 minutos) las flotaciones prematuras solo se han producido media docena de dias en 5 meses. El resto de dias si ha habido radiacion suficiente se han calcado las graficas de carga todos los dias por lo que yo creo que el algoritmo de carga de estos Voltronics es buena siempre que tengan el parametro 32 (tiempo de absorcion). Si no lo tienen el algoritmo de carga no es reproducible la mayoria de las veces por el metodo que usa el algoritmo para finalizar la etapa de absorcion automaticamente.NODERED y el Autoconsumo Fotovoltaico
NO RESPONDO PREGUNTAS TECNICAS POR PRIVADO. SOLO EN FORO PUBLICO, asi sirve para todos.
- 25/07/2018, 00:22 #29el_cobarde Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Volviendo al tema del hilo: "La eficiencia de carga" - y resumiendo lo que he entendido hasta ahora:
(1) Mi hipótesis sobre el porcentaje de energía aprovechada en las tres fases de carga (bulk 96%; absorción 60%; flotación 20%) permite decidir, si cierto algoritmo de carga es apropiado para este tipo de batería y para el ciclaje que se le da
- Si resulta una eficiencia de carga entre 0.80 y 0.82, el algoritmo de carga es "bueno"
- Si resulta una eficiencia de carga <0.70, el algoritmo sobrecarga a la batería
- Si resulta una eficiencia de carga >0.85, la batería no se llega a cargar bien y a la larga puede sulfatar
(2) Para averiguar si la batería está en buen estado de salud, hay que medir la energía cargada y descargada en un ciclo (o en varios ciclos) y calcular la eficiencia de carga con esos datos experimentales
- Si la eficiencia de carga experimental es igual a la calculada según (1), la batería está en buen estado de salud
- Si la eficiencia de carga experimental es menor a la calculada según (1), la batería muestra síntomas de agotamiento
- Si la eficiencia de carga experimental es mayor a la calculada según (1), hemos calculado algo mal
- 25/07/2018, 08:17 #30Gabriel 2018 Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Yo creo que no se puede generalizar de esa forma. Imagina que tenemos un banco de 48 V y 1000 Ah y un regulador que mete como máximo 80 A. Ahora imagina, en el caso opuesto, que tenemos un banco con 48 V y 200 Ah y un regulador que mete como máximo 40 A. Es decir, en el primer caso tenemos un regulador que carga a 0.08C y en el segundo caso a 0.2C. En ambos sistemas, cuando se llegue a la tensión de absorción, el estado de saturación será muy distinto y en el segundo caso entrará mucha más energía en absorción. Incluso con el mismo banco de baterías y misma intensidad de carga, pero resistencia interna distinta, entrará más energía en absorción a aquel con una resistencia interna mayor.
Lo que puede servirnos es el histórico de eficiencia de carga de nuestra instalación.
Por experiencia propia, el tiempo de absorción no influye mucho cuando la batería está en buen estado, ya que por mucho que prolonguemos dicho tiempo, al cabo de un rato no va a admitir más que un par de Amperios.
- 25/07/2018, 08:36 #31el_cobarde Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Creo que los dos tenemos razón, en parte. En el ejemplo que pones, bulk a 0.08C y bulk a 0.2C, efectivamente habrá una diferencia de saturación al finalizar la fase bulk. Pero en el segundo caso tenemos un "sistema mal diseñado", porque la intensidad de carga óptima es la del primer caso. De todas formas, en el caso de bulk a 0.2C, se puede "corregir" el algoritmo de carga, prolongando el tiempo de absorción - o limitando la intensidad de carga a 20A, si el regulador lo permite
Lo que quiero decir es, que en el caso de bulk a 0.08C, mi cálculo resultará en una eficiencia de carga en torno a 0.8, con ~90% de saturación en bulk. En el caso de bulk a 0.2C -con la absorción prolongada-, también resultará una eficiencia de ~0.8, pero con solo ~75% de saturación en bulk. En ambos casos se puede comprobar el estado de salud de la batería (o dicho de otra forma: si tiene la Ri baja), comparando la eficiencia de carga "teórica" con la experimental
Ten en cuenta, que "mi cálculo" no es puramente teórico, porque emplea las intensidades y tensiones de carga en las diferentes fases de carga, valores fáciles de medir
De esto no cabe duda. Pero si no disponemos del histórico, los cálculos que propongo pueden ser una ayuda
- 25/07/2018, 14:20 #32el_cobarde Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Voy a hacer el cálculo para estos dos casos, a ver lo que sale ...
(1) Batería de 1000Ah a 48V; ciclos al DOD 30%; bulk 4 horas con 65A (I media); absorción 1 hora a 58V; flotación 3 horas a 54V
- Bulk: Tensión media 54V; 65A*4h = 260Ah ---> 14.04kWh IN; 96% aprovechable = 13.48kWh
- Absorción: Intensidad media 40A a 58V durante una hora ---> 2.32kWh IN; 60% aprovechable = 1.40kWh
- Flotación: Intensidad media 5A a 54V durante 3 horas ---> 0.81kWh IN; 20% aprovechable = 0.16kWh
- Energía total IN = 17.17kWh; energía total OUT = 15.04kWh; eficiencia de carga = 0.87
- Saturación en bulk: IN 82% (14.04/17.17); OUT 90% (13.48/15.04)
(2) Batería de 200Ah a 48V; ciclos al DOD 30%; bulk 2.6 horas con 32A (I media); absorción 3 horas a 58V; Flotación 2.4 horas a 54V
- Bulk: Tensión media 54V; 32A*2.6h = 83.2Ah ---> 4.49kWh IN; 96% aprovechable = 4.31kWh
- Absorción: Intensidad media 15A a 58V durante 3 horas ---> 2.61kWh IN; 60% aprovechable = 1.57kWh
- Flotación: Intensidad media 3A a 54V durante 2.5 horas ---> 0.41kWh IN; 20% aprovechable = 0.08kWh
- Energía total IN = 7.51kWh; energía total OUT = 5.96kWh; eficiencia de carga = 0.79
- Saturación en bulk: IN 60% (4.49/7.51); OUT 72% (4.31/5.96)
- 25/07/2018, 15:35 #33Gabriel 2018 Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Sigo pensando que esas eficiencias son bajas. El amigo Francesc lo tiene todo bien registrado y he visto esto en su página, durante los primeros 24 días de Julio:
Kwh de salida de reguladores: 971.95 kwh
Kwh que entran a baterías: 348.55 kwh
kwh que salen de baterías: 310.14 kwh
Kwh consumos: 933.57 kwh
La eficiencia combinada de carga y descarga es del 88.98%.
- 25/07/2018, 16:23 #34el_cobarde Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
No dudo de que se pueda obtener una eficiencia de carga de 90% o 95%. Si la fase bulk es a 0.05C, se hace la absorción a una tensión que minimiza o evita el gaseo y se prescinde de la flotación, la eficiencia de carga se puede acercar a 100%
Pero dudo que esto sea bueno para la batería. Toda batería de plomo-ácido necesita cierta dosis de sobrecarga (15%-20%), y esta sobrecarga significa más kWh IN que kWh OUT
Yo creo que la eficiencia de carga óptima, con un algoritmo de carga ideal y con una batería en perfecto estado de salud, anda entre 80% y 85%. Una eficiencia menor es malo y una eficiencia mayor también es malo
- 25/07/2018, 16:32 #35Gabriel 2018 Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
No lo creo así. Para muestra, un botón. Francesc cumple con las especificaciones del fabricante y sus baterías, lo sé muy bien, están en perfecto estado de salud, con una resistencia interna envidiable. Y te aseguro que no las carga a 0.05C de forma general...Si acaso, lo contrario, le cuesta retener los 160 A que producen sus reguladores.
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Pero bueno, no sé qué hago discutiendo sobre esto si yo estoy en franca y decidida retirada del plomo jeje
- 25/07/2018, 17:00 #36el_cobarde Invitado
- 25/07/2018, 18:14 #37el_cobarde Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Yo también he entrado en la página del amigo Fransesc Vilches. Entre otras, tiene una gráfica "kWh batería IN / OUT"
De esta gráfica he extraido y sumado los valores desde el 26 de junio hasta el 8 de julio (una ecualización incluida)
Me salen 155.51kWh IN y 134.88kWh OUT, que significa una eficiencia de carga de 134.88/155.51 = 0.87
Reconozco que es una eficiencia muy buena y también reconozco que yo no la alcanzo (no supero 0.82) - no sé por qué ...
Suponiendo que los datos de la gráfica no padecen de errores como los datos de Tejota, tendré que aceptar que en condiciones muy buenas se puede llegar a una eficiencia de carga de 87% - o hasta de 89%, como dice Gabriel 2018
Pero no creo que se debería superar 90%! Y con mi algoritmo de carga, que pensaba haber optimizado para mi batería, solo llego a 82% - aunque las baterías fueran perfectas
Veo que "pierdo" gran parte de estos 18% en la absorción, por culpa del gaseo. A ver si tendría que reducir la tensión de absorción? Ahora la tengo a 58.1V (2.42V por vaso). Qué os parece si la bajo a 57.6V (2.40V por vaso)?
Estoy seguro de que la batería se cargaría bien a 57.6V. Pero no sé si el burbujeo sería suficiente para evitar estratificación
Quizá sería mejor hacer una absorción sin nada de burbujeo, a 55.7V (2.32V por vaso) y añadir una hora de ecualización a 59.5V (2.48V por vaso) cada dos semanas, como lo hace Francesc?
Edito:
Me he dado cuenta, que hay cierto disbalance en kWh IN y kWh OUT diarios, en los datos de Francesc
Ejemplos:
- 12.27kWh IN vs. 7.06kWh OUT, el 30 de junio
- 8.82kWh IN vs. 22.52kWh OUT, el 3 de julio
- 17.49kWh IN vs. 9.66kWh OUT, el 7 de julio
- 18.95kWh IN vs. 14.72kWh OUT, el 13 de julio
- 14.99kWh IN vs. 17.45kWh OUT, el 18 de julio
No sé a qué se debe este disbalance, pero significa que algunos días, el regulador no finaliza la fase bulk y otros días está muchas horas en flotación. A ver si esto es la causa de la eficiencia de carga tan alta?
Nota: Yo no veo tal disbalance en mi sistema. Cada día entran ~6kWh en la batería y salen ~5kWh, muy constante
- 25/07/2018, 18:28 #38Gabriel 2018 Invitado
- 25/07/2018, 18:36 #39
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Son muchos los factores que influyen en la eficiencia de una batería de plomo-ácido. La eficiencia culómbica en fase bulk es de casi 100%. Aún así, sacando 1 A por cada A metido, la eficiencia total es mucho más baja, debido a qué la tensión de descarga es mucho más baja que la de carga. Si en la media cargamos a 55 V en bulk y en descarga la batería tiene 50 V, ya perdemos un 10% solamente por este efecto (55 V * 1 A = 55 W metidos, 50 V * 1 A = 50 W sacados).
En absorción es difícil cuantificar la eficiencia culómbica, pues depende del punto de absorción en el cual nos encontramos (al principio con corriente alta, la eficiencia es aún buena y al final es mala); en flotación la eficiencia es prácticamente 0, lo único útil que entra a la batería es la compensación de la autodescarga que es casi nula...Biblioteca básica de energía solar
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- 25/07/2018, 18:54 #40el_cobarde Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Gracias por tu aporte, Hlebtomane. Mi hipótesis (ver post #1) se basa en estos principios que dices:
- Fase bulk: 96% aprovechamiento de los kWh IN
- Absorción: 60% aprovechamiento de los kWh IN
- Flotación: 20% aprovechamiento de los kWh IN
Os estoy agradecido si me daís razones para modificar / mejorar estos porcentajes, por ejemplo:
- Fase bulk: 98% aprovechamiento de los kWh IN
- Absorción: 45% aprovechamiento de los kWh IN
- Flotación: 10% aprovechamiento de los kWh IN
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Puede ser y hasta es probable. Pero el cálculo que hago en base a mi hipótesis es independiente del SoH de la batería, solo depende del algoritmo de carga (y de los % de aprovechamiento que asumo en mi hipótesis) - y sale 82%
Es decir, aunque tuviera la mejor batería del mundo, no espero obtener una eficiencia >82%, con este algoritmo de carga
Sí, eso lo he visto y seguro que es una ventaja que tiene Francesc. Mis baterías están a 25-28C, en estas fechas
- 25/07/2018, 20:02 #41Gabriel 2018 Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Pues el SOH de la batería es fundamental de cara a la eficiencia de carga. Con un SOH bajo y por tanto, una resistencia interna alta, la fase de bulk dura un visto y no visto...
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Como ejemplo, tenemos la página de Nikito. Este mes sus baterías daban sus últimos coletazos y tenemos una eficiencia del 66%...
- 25/07/2018, 20:07 #42el_cobarde Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Esto es cierto, con una batería medio muerto es imposible obtener una eficiencia de carga buena. La muerte de mis Trojan T-105 es otro ejemplo, que he vivido intensamente. No está tan bien documentado, pero es muy parecido al de nikitto
Pero yo hablo de la otra cara de la medalla: SoH de la batería buena, pero algoritmo de carga malo
Por ejemplo, si hacemos la absorción a una tensión demasiado alta y/o con una duración demasiado larga, reducimos la eficiencia de carga, por muy buena que sea la batería. Lo mismo pasa, si ecualizamos demasiadas veces
Dicho de otra forma: Si tienes una batería buena, con la que puedes obtener una eficiencia de carga de 85%, tienes que optimizar el algoritmo de carga, para alcanzar estos 85%
- 25/07/2018, 20:31 #43Gabriel 2018 Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
No es por llevarte la contraria, pero yo creo que un algoritmo de carga bueno es aquel que cumple con las tensiones recomendadas por el fabricante, compensando la tensión por temperatura, y cuyo tiempo de absorción es tal, que al finalizar, la intensidad residual es un 2% de la capacidad real de la batería.
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Lógicamente, para cargas habituales, entre 0.05C y 0.1C
- 25/07/2018, 20:39 #44el_cobarde Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Estoy de acuerdo también con esto, siempre cuando las recomendaciones del fabricante se refieren al uso que le das a la batería
Pero si empleas baterías industriales (vasos de tracción, para carretilla elevadora) en un sistema FV, las recomendaciones del fabricante se refieren a un ciclaje diario al DOD 80%, con intensidad de descarga alta - y una carga forzada durante la noche. Esto no se parece en nada a las circunstancias que tenemos en un sistema FV en aislada o semiaislada. En estos casos hay que buscar y encontrar el algoritmo de carga adecuado
Yo he tropezado con este problema, porque la gente habla de la sed insaciable que tienen los vasos de tracción en FV - y creo que esta sed exagerada es evitable, porque se debe a un algoritmo de carga con parámetros demasiado forzados, que además va acompañado de una eficiencia de carga peor de la que podría tener la batería. Si optimizas el algoritmo de carga, matas dos pájaros de un tiro: (1) Mejoras la eficiencia de carga, y (2) Reduces el consumo de agua
Mis baterías de tracción, por ejemplo, en un mes de uso normal (ciclos al DOD 30%) han bebido muy poca agua; hasta ahora no he tenido que rellenar ni una sola vez
.Última edición por el_cobarde; 26/07/2018 a las 08:11
- 25/07/2018, 20:40 #45Forero
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Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Métele aire a las baterías
https://www.google.es/url?sa=t&sourc...wl0aGV3thrpVAT
- 25/07/2018, 20:44 #46el_cobarde Invitado
- 25/07/2018, 20:47 #47Forero
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Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
No era ese era este el documento
http://www.battcon.com/PapersFinal20...e%20Energy.pdf
Es un algoritmo de carga diferente como buscas, teóricamentela eficiencia un 10%, se reduce el consumo de agua a un tercio, se evita la sulfatación i se reduce bastante las tensiones de carga.
Plomo ácido sin burbujeo que agite considerablemebte el electrolito es muerte prematura segura. Está más que documentado.
Las dinámicas de las baterías son muy lentas a no ser que sean aninaladas. Lo mal que se hace hoy igual tarda un año o dos o más en empezarse a notar.
- 25/07/2018, 23:41 #48el_cobarde Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Sí, este artículo dice más o menos lo que pienso, acerca de algoritmo de carga, sobrecarga con burbujeo y consumo de agua. Y efectivamente, el burbujeo mecánico tiene ventajas. Pero tambien tiene inconvenientes y riesgos:
- Riesgo de remover el poso y producir un cortocircuito
- Riesgo de pérdida de estanqueidad, porque hay que perforar los vasos por abajo**
- Necesidad de instalar una bomba con parámetros controlados
En total, me parece demasiado complicado y "peligroso". En mi caso concreto, el burbujeo mecánico es casi imposible, porque los vasos están muy apretados en un cofre de metal y es muy difícil, acceder al fondo de los vasos. Tampoco hay sitio para los tubos
**: Pienso que también sería posible, introducir los tubos por arriba, sin necesidad de perforar los vasos y con suficiente espacio para los tubos. Pero aún así me parece complicado y no estoy seguro, si funcionaría bien
.Última edición por el_cobarde; 26/07/2018 a las 08:04
- 26/07/2018, 03:57 #49Forero
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Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Simplemente hago referencias a este post, porque no doy por válido todo el trabajo arduo y bien documentado realizado por el Cobarde.
Primeramente los aparatos de medida utilizados por los fabricantes son un voltímetro para la tensión y un voltímetro para medir la tensión como amperímetro, ambos aparatoros tienen los errores habituales del 0,5 o del 1 por cien.
Segundo contar energía es contar el tiempo, eso se hace con un triste reloj, integrado con los parámetros tensión y corriente.
Luego los datos obtenido están perfectos, son reales y totalmente correctos, no se pierde ningún vatio por el camino.
Tercero, en una transformación energética tendremos pérdidas, en el caso de las baterías de plomo (que desconozco, pero son una castaña) ese rendimiento será nefasto, estimo que estará cerca del 50%.
Con 50 ciclos realizados en mi RESU, el rendimiento de esta transformación energética, a groso modo, es del 75%, pierdo el 25%.
Estas baterías no hacen bulk, no absorción, flotación, equalización, simplemente carga y descarga, controlada por el SI 6.0.
El parámetro SoH está relacionado con la resistenca interna de la batería, pero de momento no se como lo determinan los fabricantes.
Me ha llamado poderosamente la atención las curvas facilitadas por Tjeota en cuanto al rendimiento de cualquier día de su instalación. Antes de las 13 horas, el regulador o inversor, corta, deja la producción en un tercio de su potencia máxima, porque la batería ha finalizado o está en ello la fase inicial de carga; el resto del día mantiene un par de kW. Por la tarde incremente la potencia por demanas; en resumen, creo que pierde casi la mitad de la energía.
Esos son mis observaciones.
- 26/07/2018, 07:40 #50el_cobarde Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Lo siento, elsolacabasos, pero no capto lo que nos quieres decir
Lo que llamamos "eficiencia de carga" mide precisamente esta energía "perdida" en el almacenaje de energía en una batería. Es la relación entre los kWh que se han cargado en la batería y los kWh que se pueden descargar de la misma - que serán menos kWh. En el caso de una batería de plomo-ácido en buen SoH, la eficiencia de carga suele ser en torno a 85%
No sé a lo que te refieres con estos 75%, pero supongo que no solo a la eficiencia de la batería, sino incluyendo más pérdidas, como las del inversor etc.
En principio, la resistencia interna de una batería se determina igual que la de cualquier otra resistividad: Aplicando la Ley de Ohm R=V/I. En el caso de una batería, hay que medir la caída de tensión para diversas intensidades
Eso de "perder casi la mitad de la energía" -como tú lo llamas- es algo habitual en un sistema FV en aislada o semiaislada. Cuando las placas FV podrían generar más energía de la que piden la batería y el inversor (la demanda), el regulador limita la producción de las placas. No es que se "pierda" energía, lo que pasa es que no se genera la energía que no se necesita
Esta "pérdida" no tiene nada que ver con la eficiencia de carga de una batería. Si uno quiere, la puede evitar con una derivación de excedentes, que permitirá a las placas generar la energía máxima posible todo el tiempo