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

Pues como última prueba, hoy he descargado y cargado la batería con bastante intensidad y los resultados obtenidos son:

Eficiencia culómbica: 95.75%
Eficiencia energética: 83.45 %

Si asumimos que la eficiencia culómbica en bulk es del 97%, que ya se vio en una prueba anterior, resulta que la eficiencia en absorción es del 88.25%.

Por otra parte, he estimado el SOC, asumiendo que por cada Ah cargado en bulk, sólo se aprovecha 0.97 Ah y que a la intensidad en absorción la he descontado la I de cola, resulta que al final de la carga, el SOC marcado era del 99.55%, que no es una maravilla de precisión, pero sí más preciso que los de los sistemas monitorizados.

Antes de comenzar la prueba he mirado el offset y era de 2-3 mA, así como la simetría, que era perfecta con los medios que tengo para medirla.

Iniciado por Gabriel 2018

hoy he descargado y cargado la batería con bastante intensidad y los resultados obtenidos son ...

Ya no se ve el experimento en tu página beduino-plomo80, pero lo miré ayer y hay unas cuantas cosas que no entiendo:

- Empiezas la fase bulk con intensidad alta y la vas reduciendo - no debería ser al revés, como en FV?
- Cómo sabes que la eficiencia es de 97% en bulk? Es muy probable que con esa intensidad de carga decreciente sea diferente
- A qué tensión acaba la fase bulk y comienza la absorción?
- Cuanto tiempo ha durado la absorción?
- Hice unos cuantos cálculos y me salieron otras eficiencias de carga que las que dices (95.75% en total y 88.25% en abs) ?
- Has tenido en cuenta la flotación, cuando calculas la eficiencia de carga total?
- Me parece muy bien que descuentes la Icola en absorción, para calcular el SoC, pero - cuántos amperios son?

Bueno, repetiremos la prueba hoy que tenemos sol. He borrado la prueba anterior porque poco se parecía a una FV, tuve que cargar la batería con la fuente y el panel, y claro, con nubes y sol tenía picos de 17 A en la carga...

Ya se puede ver la prueba de hoy.

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Al fin y al cabo, la prueba de hoy es bastante real. La carga es a través de un panel solar de 72 celulas, de 175 wp, al que le he puesto un pseudo MPPT para la batería de 12 V.

Iniciado por Gabriel 2018

Bueno, repetiremos la prueba hoy que tenemos sol ... la prueba de hoy es bastante real. La carga es a través de un panel solar de 72 celulas, de 175 wp, al que le he puesto un pseudo MPPT para la batería de 12 V

Entendido y muy de acuerdo en hacer el experimento de esta forma

Una pregunta, Gabriel: Cómo piensas identificar la tensión a la que ocurre el cambio de bulk a absorción ?

El burbujeo es evidente a partir de 14.40-14.42 V y es en ese momento cuando comienzo a descontar la intensidad residual.

Iniciado por Gabriel 2018

El burbujeo es evidente a partir de 14.40-14.42 V y es en ese momento cuando comienzo a descontar la intensidad residual

Muy bien. Podemos acordar que la transición bulk ---> absorción sea a 14.40V - a no ser que observes algo diferente?
Quiero decir que tú empieces con la etapa CV a 14.60V, por ejemplo, pero la absorción sigue empezando a 14.40V?

Otra pregunta: Las tensiones que se ven en tu página beduino-plomo80, son medidos en batería o en el pseudo MPPT?
Cómo ha quedado el tema de caída de tensión en los cables entre el pseudo MPPT y la batería?

Y una última duda que tengo: Ahora se está descargando la batería con 7-9A intensidad de descarga. Cuando empiece a cargarse, será a pleno sol, con la placa entregando mucha intensidad. No sería mejor, empezar la carga al salir el sol, de madrugada?

Iniciado por el_cobarde

Muy bien. Podemos acordar que la transición bulk ---> absorción sea a 14.40V - a no ser que observes algo diferente?
Quiero decir que tú empieces con la etapa CV a 14.60V, por ejemplo, pero la absorción sigue empezando a 14.40V?

Otra pregunta: Las tensiones que se ven en tu página beduino-plomo80, son medidos en batería o en el pseudo MPPT?
Cómo ha quedado el tema de caída de tensión en los cables entre el pseudo MPPT y la batería?

Y una última duda que tengo: Ahora se está descargando la batería con 7-9A intensidad de descarga. Cuando empiece a cargarse, será a pleno sol, con la placa entregando mucha intensidad. No sería mejor, empezar la carga al salir el sol, de madrugada?

El tema de la caída de tensión se ha arreglado bastante, al colocar el pseudoMPPT cerca de la batería. La tensión que aparece siempre es en los bornes de la batería.

En cuanto a la I de carga, ha comenzado hace un rato y la intensidad de carga ha de subir todavía bastante, si las nubes no fastidían mucho, que no parece que hoy vaya a ser el caso.

Iniciado por Gabriel 2018

En cuanto a la I de carga, ha comenzado hace un rato y la intensidad de carga ha de subir todavía bastante ...

La carga ha empezado a las 11:10h, con 5A. Ahora son las 11:30h y sigue con 5A; no creo que suba más, a las 11:30h la irradiación solar ya es muy fuerte
Lo que no cuadra: Dices que la placa es de 175Wp, con 72c. En STC debería tener Vmp=36V e Imp=4.86A. Si tu "pseudo MPPT" convierte la tensión, manteniendo la potencia, a 13V deberían ser ~11A reales. Por qué son solo 5A? Has puesto un "pseudo PWM"?

Iniciado por el_cobarde

La carga ha empezado a las 11:10h, con 5A. Ahora son las 11:30h y sigue con 5A; no creo que suba más, a las 11:30h la irradiación solar ya es muy fuerte
Lo que no cuadra: Dices que la placa es de 175Wp, con 72c. En STC debería tener Vmp=36V e Imp=4.86A. Si tu "pseudo MPPT" convierte la tensión, manteniendo la potencia, a 13V deberían ser ~11A reales. Por qué son solo 5A? Has puesto un "pseudo PWM"?

El rastreo es muy lento y la placa está hacia el sur-oeste. Irá subiendo si no hay nubes.

Otra pregunta, Gabriel:

La descarga de hoy es con una intensidad de 7-8A. Habías dicho que la batería tiene una capacidad de 70Ah C100. Entonces, 7.5A son 0.188C, correspondiendo a la capacidad 5.3C, que es de 40Ah, si el exponente de Peukert es 1.24

En la gráfica dice, que el SoC ha bajado de 100% hasta 78.4%, debido a la descarga de 15.38Ah. Esto sería cierto para una capacidad de 71Ah. Pero la capacidad para descarga a 0.188C es de solo 40Ah, por lo que en realidad el SoC ha bajado a 61.55%
Si lo prefieres con tus palabras: En el depósito queda el 61.55% del carburante para seguir haciendo km a la velocidad actual

Como quedamos en eso de calcular el SoC? No sería más fácil hablar solo de los Ah salidos y entrados?

Los Ah que entran y salen están registrados en las gráficas, sin corrección alguna. Es en el SOC en el que hago la corrección de 0.97 en Bulk y descuento la I residual a partir de 14.4.

Iniciado por Gabriel 2018

Los Ah que entran y salen están registrados en las gráficas, sin corrección alguna

Eso lo entiendo y me parece bien

Iniciado por Gabriel 2018

Es en el SOC en el que hago la corrección de 0.97 en Bulk y descuento la I residual a partir de 14.4

Eso también lo entiendo. Pero no sé si me has entendido a mí:
En este momento solo hablo del SoC en descarga. El Soc se obtiene dividiendo los Ah que siguen disponible en batería por la capacidad en Ah. Parece que tú siempre pones 70Ah (o 71Ah?) como capacidad. Pero esa es la capacidad C100. Si descargas con 7-8A, la capacidad se reduce a 40Ah, que es la capacidad C5.33 - y el SoC baja a 61.55%, no a 78.4%

Como ya dijo Pidjey hace cientos de posts, utilizar Peukert en FV solo induce a error.

Iniciado por Gabriel 2018

Como ya dijo Pidjey hace cientos de posts, utilizar Peukert en FV solo induce a error

La descarga de una batería no varía, sí es en sistema FV o no; se puede -y se debe- aplicar Peukert. Decir que el SoC ha bajado a 61.6%, con 15.38Ah descargados, puede tener cierto error - pero decir que ha bajado a solo 78.4%, es mucho peor

Pero vale, si prefieres decir, que el SoC y Peukert añaden errores no necesarios, puedo estar de acuerdo
Yo prefiero olvidarnos del SoC y concentrarnos en los Ah (o gallinas) que han entrado y salido. Allí no habrá errores, si lo hacemos bien

Usar Peukert induce a resultados tan engañosos como que a la batería de Tejota le quedan 73 Ah para estar cargada. Dato de las 14:05. Es un error brutal a mi juicio.

Iniciado por Gabriel 2018

Usar Peukert induce a resultados tan engañosos como que a la batería de Tejota le quedan 73 Ah para estar cargada. Dato de las 14:05. Es un error brutal a mi juicio

Tampoco hay que exagerar: A las 14:05h la gráfica indicaba el SoC 96.4%, es decir, faltan 0.036*1400Ah = 50Ah para el SoC 100%
Faltaban 57 minutos de absorción con ~7A útiles, en los que entrarán ~7Ah útiles ---> el error del SoC es de ~43Ah
Pero estoy de acuerdo: 43Ah es un error demasiado grande, igual de mal que los 73Ah que dices tú

Conclusión: Olvidemos al SoC y a Peukert y hagamos los cálculos con los Ah rsp. kWh que salen y entran


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Otro aspecto: Veamos las eficiencias de carga del sistem FV de Tejota para hoy, a las 15:20h

Su página dice 415Ah descargados, a una tensión media de 49V. Y dice 24.9kWh cargados, a una tensión media de 55.6V
- 415Ah descargados a una tensión media de 49V son 20.3kWh descargados
- 24.9kWh cargados a una tensión media de 55.6V ---> 24900Wh/55.6V = 448Ah cargados
- Faltan ~4 horas de flotación con 2.0A a 54V ---> aún entrarán 8Ah o 0.43kWh
- Eficiencia culómbica: 415/456 = 91.0%
- Eficiencia energética: 20.3/25.3 = 80.2%

Intentemos calcular la eficiencia culómbica en absorción:
- Son 2 horas de absorción; empieza con I=116A y finaliza con Icola=15A
- En absorción entran ~55A*2h = 110Ah; 15A*2h = 30Ah de ellos perdidos ---> eficiencia culómbica: 80/110 = 73%

Iniciado por el_cobarde

Son las 20:48h y ya podemos extraer los valores definitivos de Tejota, para hoy, 21-08-2018:
353Ah descargados, a ~49V; 397Ah cargados, a ~54V; eficiencia culómbica 88.9%; eficiencia energética 80.6%

Entonces ya no no encargo las coronas de flores para las baterias ??

Iniciado por el_cobarde

Hay varias formas de hacerlo:

(1) Los Ah descargados
- En la página gráficas estimas la intensidad media de descarga (~27A) y el tiempo de descarga (13 horas), y calculas I*t ---> 27A*13h = 351Ah
- En la misma página, extraes la bajada del SoC: De 100% a 73.9%. Como la descarga es con 27A, hay que tomar la capacidad 1370Ah C52 (ver mi post #518) ---> 0.261*1370Ah = 358Ah
- El método más directo y exacto: En la página resumen aparece el parámetro "Profundidad de la última descarga" (que se resetea al mediodía, no sé por qué) - y este era 353Ah descargados, para hoy

(2) Los Ah cargados
- En la página gráficas estimas la intensidad media y el tiempo para bulk y absorción y calculas el producto I*t ---> 65A*3h55m = 254Ah (bulk) + 65A*2h = 130Ah (abs) = 384Ah
- Más exacto: En la página resumen aparece el parámetro "kWh cargados", que para hoy son 21.5kWh. La tensión media de carga son ~55.6V, entonces 21.5kWh son 21500Wh/55.6V = 387Ah



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La profundidad ultima descarga no se resetea. A ver si lo explico para que se entienda. La profundidad de ultima descarga serian los Ah sacados de la bateria desde que esta cargada 100% (SOC 100) hasta que le empiezan a entrar Ah a la mañana siguiente cuando sale el Sol. Y justo cuando empiezan a entrar amperios con el Sol ese parametro empieza a descender hasta que se carga de nuevo al 100%. Serian los Ah maximos sacados de la bateria en un ciclo. Ese dato lo da el BMV tal cual. Cuando acaba la absorcion todavia quedan por entrar entre 40 y 50 Ah pero el BMV los pone a cero en cuanto se cumplen los criterios de Icola configurados. Eso se llama sincronizar el BMV.

Tomando ese patrón de baterías de plomo ácido, tus conclusiones serán tan buenas como esas baterías, y te lo digo por experiencia propia...

Iniciado por Tejota

Entonces ya no no encargo las coronas de flores para las baterias ??

No hace falta! Acabo de calcular las eficiencias de hoy (post #566): La culómbica es de 91.0% y la energética de 80.2%
Nunca he sido partidario de enterrar a tu batería. Se nota que no es nueva, pero aún rinde bien ...

Iniciado por Tejota

La profundidad ultima descarga no se resetea ...

Vale, vale. Mejor así

No hace falta que llames al de la corona, pero tampoco pierdas la tarjeta del de las flores...

Iniciado por Gabriel 2018

Tomando ese patrón de baterías de plomo ácido, tus conclusiones serán tan buenas como esas baterías, y te lo digo por experiencia propia...

Vale. Pero lo que realmente me parece interesante, es calcular e interperetar la eficiencia de carga no para una batería nueva, sino para una batería que ya ha hecho su servicio durante cierto tiempo, como la de Tejota o la mía ...

... y parece que nos estamos acercando a esta meta

Iniciado por Tejota

Ese dato lo da el BMV tal cual. Cuando acaba la absorcion todavia quedan por entrar entre 40 y 50 Ah pero el BMV los pone a cero en cuanto se cumplen los criterios de Icola configurados. Eso se llama sincronizar el BMV.

Eso significa que el indice de Peukert está mal estimado. Cuando esté bien, al finalizar absorción indicará 100%, sin que tenga que sincronizar.

Iniciado por Gabriel 2018

Eso significa que el indice de Peukert está mal estimado. Cuando esté bien, al finalizar absorción indicará 100%, sin que tenga que sincronizar

Así debería ser. El coeficiente de Peukert se calcula con las capacidades que da el fabricante de la batería: 1500Ah C100; 1100Ah C10 y 1000Ah C5. Resulta un coeficiente de Peukert de 1.16. Si no es correcto, veo tres opciones:
- Que las capacidades que da el fabricante no son correctas
- Que el envejecimiento de la batería ha hecho subir el coeficiente de Peukert a 1.20 o 1.25
- Que la aproximación de Peukert no es lo suficientemente correcta para nuestros propósitos


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Iniciado por Tejota

Cuando acaba la absorcion todavia quedan por entrar entre 40 y 50 Ah pero el BMV los pone a cero en cuanto se cumplen los criterios de Icola configurados. Eso se llama sincronizar el BMV

Así es. Pero esa "sincronización" no me gusta nada - deja unos 40Ah "flotando", sin saber a donde van ni de donde vienen - y que falsifican los cálculos

Volvamos al experimento que Gabriel ha hecho hoy

- La descarga ha sido de 15.38Ah,con I=~7.5A, hasta el SoC de 78.44% (relativo a la capacidad 70Ah; no aplicamos Peukert)
- La carga ha sido 2h25m en bulk, con una intensidad media de 5.0A (casi no ha aumentado), hasta 14.40V
- En bulk han entrado 13.95A, que son 187.98Wh; el SoC ha subido a 97.4%
- La absorción ha durado 1h42m; han entrado 1.83Ah (26.86Wh), a 14.7V; SoC 98.85%. La Icola es de 0.48A
- La flotación ha durado 1h00m, con 0.11A a 13.6V; han entrado 0.10Ah (1.41Wh); SoC final 98.85%
- La eficiencia culómbica total es de 15.38/16.01 = 96.1%
- La eficiencia energética total es de 185.04/216.83 = 85.3%
- Gabriel había supuesto una eficiencia de 97% en bulk, pero el SoC ha subido a solo 98.85%; falta 1.15% para el SoC 100%
- Entonces será mejor suponer una eficiencia culómbica de 98.15% en bulk, para que el SoC final sea de 100%
- En absorción han entrado 1.83Ah, pero 0.82Ah se han perdido (Icola). La eficiencia culómbica es de 101/183 = 55.2%
- El paso de bulk a absorción, a 14.40V, ha sido al SoC 98.55%

Por mí ya podríamos cerrar este hilo sin fin - he conseguido lo que quería: Saber medir e interpretar la eficiencia de carga de mi sistema FV; es decir, el SoH de mi batería y la eficiencia de mi algoritmo de carga
Para salir de dudas, me han ayudado mucho los datos de Tejota y los experimentos de Gabriel 2018 - muchas gracias a los dos!

- La eficiencia energética de mi sistema -habiendo recalibrado los contadores- es de 238kWh/285kWh = 83.5%
- La eficiencia culómbica de mi sistema es de 83.5% * 55/49 = 93.7%
- Podré monitorizar el envejecimiento de mi batería, viendo como se reduce la eficiencia de carga con el tiempo

Más información:
- La batería decide, cuando empieza la absorción (a la tensión de gaseo); el regulador solo define la etapa CV
- Una batería nueva y buena puede tener una eficiencia culómbica de hasta 97% y energética de hasta 86%
- La eficiencia culómbica en la fase bulk es un poco superior a 98%
- La eficiencia culómbica en absorción no la tenemos segura, pero parece estar entre 50% y 70%

Estos resultados me dicen, que mi batería no es recién salida de fábrica, pero en buen SoH - puede rendir muchos años más
Y también me dicen, que mi algoritmo de carga, con solo 45 minutos de absorción a 2.43V/vaso, es eficiente (lo sé, porque la densidad es de 1.29g/ml en todos los vasos y la diferencia de tensión entre vasos es en torno a 0.01V)

Otro detalle: Mi regulador SunStar SS-50C también indica el SoC, medido con un shunt. Los valores que indica son bastante fiables, pero nunca he podido averiguar cómo lo calcula; lo que sabía es que no utiliza Peukert
Pues parece, que el SS-50C utiliza un método parecido al de Gabriel 2018 para calcular el SoC: Los Ah que entran en bulk, los contabiliza con una eficiencia de 99% (cuenta 0.99Ah por cada Ah que entra). Y los Ah que entran en absorción, los contabiliza con una eficiencia de 50% (cuenta 0.50Ah por cada Ah que entra)
El SS-50C no lo hace tan mal. Por ejemplo, en el experimento de Gabriel de hoy, habría indicado:
- Descarga de 15.38Ah, hasta el SoC 78.33% (batería de 71Ah)
- 13.95Ah entrados en bulk, de los que 13.81Ah han hecho subir el SoC a 97.78%
- 1.83Ah entrados en absorción, de los que 0.92Ah han hecho subir el SoC a 99.08%
- Autocalibración al SoC 100%, al cabo de 1 hora de flotación


La duda que queda sin resolver, es por qué los fabricantes hablan de una eficiencia culómbico de 75-80% ...
Pero dormiré tranquilo, a pesar de tener esta duda no resuelta ...