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- 05/08/2018, 17:53 #326Gabriel 2018 Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Vamos a ver, cómo vas a hacer un experimento en el que la intensidad varía un +-33%? Hacer eso y nada es casi lo mismo...Tengo por aquí una batería de plomo y todo lo necesario para hacer el experimento. La batería es de 70 Ah y 12 V, pero está en perfecto estado. Para hacer el experimento tengo elementos, medianamente precisos, pero sí que tengo otros buenos para las calibraciones.
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- 05/08/2018, 17:54 #327Forero
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Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Diseñador de curvas solares y equivalente electrico usando los datos tecnicos del panel: http://solarpanelsimulator.bitballoon.com/
- 05/08/2018, 17:54 #328Gabriel 2018 Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
La buena costumbre no es dejar la intensidad a su libre albedrío, sino tener un control total sobre la misma. Luego ya, de los distintos resultados, se extrapola a la vida real.
- 05/08/2018, 18:17 #329el_cobarde Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Una cosa es dejar un parámetro a su libre albedrío -que podría falsificar el resultado- y otra cosa es mantenerlo dentro de unos límites controlados, que no se alejen demasiado de los reales. En la universidad he tenido que rechazar muchos diseños, por ser demasiado "académicos" y no poder transferir los resultados a la situación real
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Muy de acuerdo, Pidjey
Os propongo un compromiso: Vosotros hacéis el experimento con una fuente DC, con tensión e intensidad controladas - y yo lo hago como he dicho. Me asombraría mucho, si los resultados no fueran compatibles - siempre con los experimentos seriamente hechos
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Perfecto! Adelante, Gabriel - luego comparamos los resultados. Para que no pueda haber "trampa", los mandamos por MP a Pidjey, sin saber el uno del otro - y que Pidjey compare
- 05/08/2018, 18:19 #330Forero
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Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Diseñador de curvas solares y equivalente electrico usando los datos tecnicos del panel: http://solarpanelsimulator.bitballoon.com/
- 05/08/2018, 18:56 #331el_cobarde Invitado
- 05/08/2018, 19:07 #332Gabriel 2018 Invitado
- 05/08/2018, 20:50 #333el_cobarde Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
De acuerdo. Yo podré hacer el experimento entre el día 10 y 13 de este mes. Ansioso de ver los resultados ...
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Tú conoces una "teoría actual" que explique la causa de que la eficiencia culómbica de una batería de plomo-ácido sea ~75%, partiendo la carga del SOC 10%; pero de ~90%, si la carga empieza con el SOC 80% ?
- 05/08/2018, 21:10 #334Gabriel 2018 Invitado
- 05/08/2018, 22:53 #335el_cobarde Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
- 06/08/2018, 09:20 #336Gabriel 2018 Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Los he leído, y elevarlo a teoría, me parece mucho. Bueno, al grano.
La batería es de 70 A, te parece bien cargarlas con 7 A, hasta que la I residual sea menor que 1.5 A durante 15 minutos, a 14.4 V.
La descarga, para que me resulte más sencillo, puede ser a 4 A o a 10.
Descargamos a 4 A hasta que el SOC sea del 80 y el 50% y luego recargamos con el criterio de parada dicho?
- 06/08/2018, 11:12 #337el_cobarde Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Sí, me parece bien. Para asegurar que la batería está al SOC 100%, conviene medir la densidad en las celdas, a ver si es la nominal. Si no lo fuera, haces una ecualización
Sí, la descarga con 4A me parece bien, mejor que con 10A. En una prueba hasta el SOC 80% (14Ah) y en la otra, hasta el SOC 50% (35Ah). Convendría comprobar el SOC midiendo la densidad, para ver si el SOC obtenido de las dos maneras coincide
La carga será otra vez con 7A (0.1C) hasta que la tensión haya subido a 14.4V (fase bulk). Después viene la absorción, CV a 14.4V, hasta que la intensidad de cola haya bajado a 1.5A (0.02C). Los datos interesantes a protocolar son:
- Los Ah entrados en la batería durante la fase bulk
- La duración en minutos de la fase bulk
- La densidad (como medida del SOC) al alcanzar los 14.4V, cuando acaba la fase bulk y empieza la absorción
- Los Ah entrados en la batería durante la fase de absorción
- La duración en minutos de la absorción
- La densidad (como medida del SOC) cuando la intensidad cola haya bajado a 1.5A (fin de la absorción y del experimento)
Con estos datos se obtendrán los siguientes resultados:
- La eficiencia culómbica total = Ah(out, total) / Ah(in, total)
- La eficiencia culómbica en la fase bulk = Ah(out, bulk) / Ah(in, bulk)
- La eficencia culómbica en absorción = Ah(out, abs) / Ah(in, abs)
- La duración de las fase bulk, en minutos
- La duración de la absorción, en minutos
- Los Ah metidos en absorción Ah(in, abs), en relación a los Ah metidos en bulk Ah(in, bulk), en tanto por ciento
- El tiempo de absorción en relación al tiempo de bulk, en tanto por ciento
Nota:
- Los Ah(out, total) se obtienen de la diferencia entre el SOC inicial y final (14Ah rsp. 35Ah) - y/o midiendo los Ah descargados
- Los Ah(out, bulk) se obtienen de la diferencia entre el SOC al principio y al final de la fase bulk
- Los Ah(out, abs) se obtienen de la diferencia entre el SOC al principio y al final de la absorción
- Si dispones de un monitor de batería tipo Victron BMV, sería otra forma adicional de medir el SOC
De acuerdo con este diseño, Gabriel? Lo he descrito con detalle, para que los dos hagamos lo mismo ...
.Última edición por el_cobarde; 06/08/2018 a las 12:23
- 06/08/2018, 13:51 #338Gabriel 2018 Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
No me convence la forma de determinar Ah out en absorción o Bulk, porque no hay tales fases en descarga.
Sí que puedo hacer un experimento adicional, que consistiriaen ver la eficiencia en absorcion, cargando hasta la intensidad residual y descargando hasta un punto tal que al volver a cargar con 7A se quede en absorción. Por diferencias, veríamos las eficiencias en cada fase.
- 06/08/2018, 14:44 #339el_cobarde Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Efectivamente no existen las fases bulk ni absorción en descarga, estas fases solo se pueden definir en el proceso de carga
Pero si mides el SOC, como lo he descrito, al cargar la batería con 7A, que es 0.1C para una capacidad de 70Ah C10, obtendrás resultados del tipo: La fase bulk empieza con el SOC 50% y finaliza con el SOC 80%, por ejemplo. Entonces podemos decir, que entre el SOC 50% y 80% han entrado 21Ah útiles en la batería, que es el 30% de los 70Ah C10 que tiene la batería. Estos 21Ah son los que se pueden descargar, correspondiendo a los X Ah que han entrado en la fase bulk
Para no tener que escribir este rollo, había llamado a estos 21Ah "la descarga en la fase bulk"
Exactamente lo mismo se hace para la absorción, que en el ejemplo daría una carga útil de 14Ah (el 20% de 70Ah). Estos 14Ah serían los descargables, correspondiendo a los Y Ah que han entrado en absorción - la "descarga en absorción"
No influye, si la descarga se haría con 4A, con 10A o con otra intensidad - siempre se podrían descargar esos 21Ah "en bulk" rsp. 14Ah "en absorción". Lo que cambiaría, si la descarga sería con 4A, por ejemplo, es que con una descarga de 21Ah, el SOC solo bajaría 26%, no 30%, porque 4A sería 0.05C para una capacidad de ~80Ah C20 - pero esto no importa
De todas formas, si hacemos tanto la carga como la descarga con 7A (0.1C para capacidad 70Ah C10), no tendríamos estos "cambios" del SOC en carga vs. descarga y sería más fácil de asumir para la mente humana. Podríamos decir, que "la descarga entre el SOC 100% y 80% corresponde a la absorción, y entre el SOC 80% y 50% a la fase bulk"
Resumiendo: De los n Ah que entran en batería durante una fase de carga, solo los m Ah que hacen subir el SOC son útiles o descargables; los restantes son pérdidas. La eficiencia culómbica para esta fase de carga será m/n, con n <= m
Tú propones un experimento adicional para hacer prácticamente lo mismo, pero me parece una complicación innecesaria. Mi diseño no necesita ningún experimento adicional y se obtienen los Ah(in) y los Ah(out) en exactamente las mismas condiciones
Pero vale, si no te convence lo dicho, podemos hacer el experimento tal como lo propones, ningún problema
.Última edición por el_cobarde; 06/08/2018 a las 18:03
- 06/08/2018, 23:48 #340el_cobarde Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Bueno, hoy las condiciones climáticas y familiares han sido favorables y he podido hacer un experimento "descarga hasta el SOC 80%" preliminar. Los experimentos definitivos tendrán que esperar unos días más. El experimento de hoy no es tan perfecto como yo quisiera, pero los resultados son plausibles e informativos
Datos:
- Batería de 580Ah C10 o 640Ah C20; descarga nocturna de 137Ah (medidos), 13 horas con intensidad media de 10.6A. SOC indicado en el BMS: 78.8%. Ojo: Mi BMS es sencillo, calcula el SOC en base a la capacidad configurada: 640Ah
- SOC al alcanzar los 58.2V (final de bulk): 98.1%, indicado por el BMS
- Ah entrados en la batería durante la fase bulk: 124Ah (medidos)
- Duración de la fase bulk: 243min (intensidad media 30.6A, 0.048C)
- Ah entrados en la batería durante la fase de absorción: 27Ah (medidos)
- Duración de la absorción: 56min (intensidad media 28.9A, 0.045C); intensidad de cola 9A
- SOC al acabar la absorción: 100%, indicado por el BMS
Resultados:
- Eficiencia culómbica total: 137Ah / (124Ah+27Ah) = 90.7%
- Eficiencia energética total: 90.7% * 49V/54V = 82.3%
- Ah útiles en bulk: (0.981-0.788)*640Ah = 123.5Ah
- Eficiencia culómbica en la fase bulk: 123.5Ah / 124Ah = ~100%
- Ah útiles en absorción: (137Ah-124Ah) = 13Ah
- Eficiencia culómbica en absorción: 13Ah / 27Ah = 48%
- Ah metidos en absorción, en relación a los Ah metidos en bulk: 27Ah / 124 Ah = 21.8%
- Tiempo de absorción en relación al tiempo de bulk: 56min / 243min = 23.0%
Nota 1: Proceso de carga sin flotación, pero con absorción prolongada (56min en vez de 45min, para que Icola baje a 9A)
Nota 2: No he medido densidad; todos los SOC son los indicados por el BMS. No sé si podré medir la densidad con la precisión necesaria
Nota 3: No me fio demasiado de mi BMS, por lo que empleo el SOC solo para calcular la eficiencia en bulk, que ya sabíamos que es ~100%. Los demás resultados los obtengo todos en base a los Ah medidos
Nota 4: La eficiencia energética, medida con otro shunt que acumula los Wh, es de 6.67kWh OUT / 8.15kWh IN = 81.8%, que coincide perfectamente con el resultado del experimento
- 07/08/2018, 08:24 #341el_cobarde Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Haciendo el experimento del post anterior, por fin he entendido -o eso creo- como funciona mi BMS, cosa que ya me tenía mosqueado desde hace mucho tiempo. El BMS está integrado en mi regulador SunStar SS-50C, al que tengo conectado un shunt de 50mV/500A, y no encontraba ninguna información acerca de cómo calcula el SOC. Ahora lo sé:
- En fase bulk, contabiliza todos los Ah que entran, para incrementar el SOC
Ejemplo (para capacidad 640Ah): Por cada 100Ah que entran, el SOC aumenta en 100Ah/640Ah = 15.63%
- En absorción, contabiliza el 50% de los Ah que entran, para incrementar el SOC
Ejemplo (para capacidad 640Ah): Por cada 100Ah que entran, el SOC aumenta en 50Ah/640Ah = 7.81%
- En flotación, contabiliza el 20% de los Ah que entran**, para incrementar el SOC. Cuando llega al SOC 100%, deja de sumar
Ejemplo (para capacidad 640Ah): Por cada 100Ah que entran, el SOC aumenta en 20Ah/640Ah = 3.13%
- En descarga, contabiliza todos los Ah que salen, para decrementar el SOC
Ejemplo (para capacidad 640Ah): Por cada 100Ah que salen, el SOC disminuye en 100Ah/640Ah = 15.63%
Ejemplo de un ciclo de descarga y carga, empezando con el SOC 100%:
- Descargando 150Ah, el SOC baja de 100% a 76.6%
- Entrando 130Ah en bulk, el SOC sube de 76.6% a 96.9%
- Entrando 35Ah en absorción, el SOC sube de 96.9% a 99.6%
- Entrando 20Ah en flotación, el SOC subiría de 99.6% a 100.2%, pero se queda en 100%
**: En flotación, no estoy seguro si es el 20% o el 40%, pero algo en torno a eso. Aún tendré que averiguar el % exacto
.Última edición por el_cobarde; 07/08/2018 a las 10:09
- 07/08/2018, 12:13 #342Gabriel 2018 Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
- 07/08/2018, 12:21 #343Forero
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Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Yo crei que el soc se iba a medir por densidad para tener un minimo de conocimiento real.
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- 07/08/2018, 12:43 #344Gabriel 2018 Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Eso puede ser un arduo trabajo. Aparte, con que precisión decimos que con una densidad tal el porcentaje de carga es del 100%? Veo complicado hacerlo con la densidad.
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Mejor veo experimentar en "zona de absorción" y hacer unos cuantos ciclos sin salir de esa zona y ver si hay repetitividad en los resultados.
- 07/08/2018, 12:48 #345Forero
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Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
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- 07/08/2018, 13:24 #346el_cobarde Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Pues la fase bulk empieza con muy pocos A y finaliza con 50-60A. Era un día soleado, con pocas nubes al mediodía, y la fase bulk finalizó sobre las 13:00h. Es decir, la intensidad subió casi linear de 0A a 60A ---> intensidad media ~30A
Y la absorción empieza con 50-60A y finaliza con ~10A ---> intensidad media ~30A. Lo veo muy consistente
Podría ser que en vez de ser "no consecuente" no es lo que te esperabas?
Pero para no discutir innecesariamente y para iluminar el caso, lo mejor sería que tú hagas un experimento comparable
No lo creo, porque he empleado el SOC únicamente para calcular la eficiencia en bulk, que sale ~100%, como ya sabíamos. Si en vez de 100% se supone que es de 99%, apenas altera el resultado
Lo que me parece muy positivo, es que si se emplean los SOC dados por mi BMS, salen prácticamente los mismos resultados. Lo puedes comprobar; he puesto todos los datos necesarios
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Efectivamente, Pidjey, esta era mi intención. Pero resulta que mi densímetro con flotador no tiene la precisión necesaria. Por suerte se puede hacer el experimento sin necesidad de medir el SOC (ver el post #340)
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Yo tampoco me fío mucho del SOC que da mi BMS - aunque parece ser más fiable de lo que esperamos. Por suerte no se necesita el SOC para nada (ver mi post #340)
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Sería una buena forma de comprobar la consistencia de los resultados
- 07/08/2018, 13:37 #347Forero
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- 07/08/2018, 13:40 #348Gabriel 2018 Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Hombre, es constante cuando es constante, en los sistemas FV, pues depende de cómo pegue el sol...
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Y también de los consumos...
- 07/08/2018, 13:57 #349el_cobarde Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
Si que tiene sentido, y mucho. Yo hago el experimento cercano a la realidad, con mi sistema FV. En un sistema FV, la fase bulk no es CC, porque empieza con muy poca intensidad, habiendo salido el sol, y en mi caso aumenta hasta ~60A. Si la fase bulk se alarga, entonces puede tener una parte (casi) CC, entre ~12:00h y ~14:30h, en un día soleado
También influye el consumo, claro, pero éste lo tengo controlado, en el experimento
Si Gabriel 2018 hace el experimento con la fase bulk en CC, veremos si influye en algo. No lo creo ...
- 07/08/2018, 18:41 #350el_cobarde Invitado
Re: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido
No es exactamente lo que dices, Gabriel, pero sí sirve para comprobar si hay repetitividad de datos: Hoy he medido algunos datos en mi sistema; no con el diseño del experimento, sino en su función normal de cada día, que es muy parecida:
- Descarga nocturno de 132Ah, hasta el SOC 79% (según BMS; con 640Ah programados)
- Fase bulk prolongada hasta las 16:15h, debido al consumo
- Carga culómbica metida en la batería durante la fase bulk: 119Ah
- SOC (según BMS) al finalizar la fase bulk (al llegar a 58.2V): 98%
- Duración de la absorción (programada): 45 minutos
- Intensidad al acabar la absorción: 11A
- Carga culómbica metida en la batería durante la absorción: 27Ah
- SOC (según BMS) al finalizar la absorción: 100%
Estos datos son muy similares a los del experimento de ayer, y los resultados obtenidos son prácticamente iguales:
- Eficiencia culómbica total: 132Ah / 146Ah = 90.4%
- Eficiencia culómbica en bulk: (132-12.8)Ah / 119Ah = 100%
- Eficiencia culómbica en absorción: 12.8Ah / 27Ah = 47%