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

Puede ser, o puede ser que el 98% que marca no sea correcto. En los sistemas de los compañeros, suelen llegar con un 95 o 96% a la fase de absorción. Pronto saldremos de dudas.

Iniciado por Gabriel 2018

Puede ser, o puede ser que el 98% que marca no sea correcto. En los sistemas de los compañeros, suelen llegar con un 95 o 96% a la fase de absorción. Pronto saldremos de dudas.

Aún dudas, Gabriel? Si los compañeros ciclan hasta un DoD 30%-35%, estos 95% o 96% son muy correctos. Y si la profundidad de descarga es del DoD 90%, la absorción empieza a un SoC de ~75% (ver mis posts #304 y #313) ...

Pero será genial, si haces estos experimentos, para que no vengan más comentarios del tipo "no puede ser ..."

Para una bateria de unos 600ah ... es logico considerar que la fase de absorcion acaba con una Intensidad de cola de unos 10 A?

Iniciado por el_cobarde

Aún dudas, Gabriel? Si los compañeros ciclan hasta un DoD 30%-35%, estos 95% o 96% son muy correctos. Y si la profundidad de descarga es del DoD 90%, la absorción empieza a un SoC de ~75% (ver mis posts #304 y #313) ...

Pero será genial, si haces estos experimentos, para que no vengan más comentarios del tipo "no puede ser ..."

Es que no se de dónde te has sacado esa relación. En la página de Tejota se ve claramente que el porcentaje al que comienza la fase de absorción depende de la intensidad de carga al finalizar la etapa de Bulk. Más que no puede ser, es que no es como dices.

Iniciado por Mleon

Para una bateria de unos 600ah ... es logico considerar que la fase de absorcion acaba con una Intensidad de cola de unos 10 A?

Puede ser, no lo veo raro, teniendo en cuenta el tipo de batería que es.

Iniciado por Gabriel 2018

Es que no se de dónde te has sacado esa relación

Cuando hayamos hecho los experimentos te explico, como he llegado a esa conclusión - si quieres, claro

Iniciado por Gabriel 2018

En la página de Tejota se ve claramente que el porcentaje al que comienza la fase de absorción depende de la intensidad de carga al finalizar la etapa de Bulk

Claro que también influye algo la intensidad de carga en la fase bulk. Yo me refiero a una intensidad de carga máxima en torno a 0.1C, como la solemos tener en los sistemas FV y como es óptima para la batería

Iniciado por Gabriel 2018

Más que no puede ser, es que no es como dices

Hablemos de eso, después de haber hecho los experimentos ...


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Iniciado por Mleon

Para una bateria de unos 600ah ... es logico considerar que la fase de absorcion acaba con una Intensidad de cola de unos 10 A?

La intensidad de cola depende de la tensión de absorción y del SoH de la batería
Para 2.42V por vaso me parece correcta una intensidad de cola de ~0.015C en absorción (~10A para 640Ah C20), si la batería está en buen SoH. Si la absorción se hace a tensión más alta, la intensidad de cola será mayor

Gabriel 2018 también define una intensidad de cola en absorción de 1.5A, para una batería de 70Ah (no sabemos si C10 o C100) a 2.40V por vaso, en su post #336

Iniciado por Gabriel 2018

Pues no parece muy consecuente ...que el rendimiento sea tan bajo en absorción

He visto que aún te debo una explicación acerca de la eficiencia culómbica en absorción:

Pongamos que la eficiencia al finalizar la absorción es la de flotación (0%). Si la intensidad cola es de 10A, por ejemplo, estos 10A se pierden, durante toda la absorción. La absorción empieza con la intensidad de bulk, en mi caso ~60A. Durante la absorción, la intensidad baja hasta los 10A finales, pero no baja linear, baja mucho más rápido al principio (ver por ejemplo las gráficas de Tejota). Es decir, una parte menor de la absorción (~1/4) es con intensidad entre 60A y 20A, pero la mayor parte (~3/4) es con intensidad entre 20A y 10A. Entonces, en 1 hora habrán entrado 1h*(40A*1+15A*3)/4 = ~21.25Ah, 10Ah de ellos perdidos y los 11.25Ah restantes útiles. Entonces, la eficiencia culómbica será 11.25Ah / 21.25Ah = 53%
El cálculo no es sofisticado y solo aproximado, pero hace ver que la eficiencia en absorción ronda el 50%

Esta eficiencia de ~50% se consigue, si el tiempo de absorción es óptimo, es decir, cuando la absorción finaliza al llegar a la intensidad cola. Pongamos que en el ejemplo hayamos programado 2 horas, entonces la intensidad sería de 10A constantes, en toda la hora añadida. Toda la energía sería empleada para la disociación de agua, es decir, para el burbujeo
En estas 2 horas habrían entrado (21.25+10)=31.25Ah de energía, pero solo 11.25Ah habrían servido para cargar la batería ---> la eficiencia culómbica habría sido de 11.25Ah / 31.25Ah = 36%

La eficiencia también se reduce, si la batería está en mal SoH. Entonces, en absorción, la intensidad cae muy rápido a una intensidad cola más alta, por ejemplo 20A en vez de 10A. En una hora habrían entrado 1h*(45A*1+20A*7)/8 = 23.13Ah, de los que solo 3.13Ah habrían sido útiles. La eficienca culómbica en absorción sería de solo 3.13Ah / 23.13Ah = 13.5%
Otro efecto negativo con una batería en mal SoH es, que la tensión sube rápidamente en la fase bulk, con lo que se acorta drásticamente la duración de la misma ---> la capacidad se reduce



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En mi post #290 había extraído de la gráfica semanal de Tejota (Emoncms - dashboard view) los Ah entrados y salidos de batería en las fases de carga y descarga. Haciendo las medias de una semana, resultaron 365Ah descargados, 302Ah entrados en bulk, 114Ah en absorción y 15Ah en flotación; 431Ah entrados en total, con lo que la eficiencia culómbica resulta ser 365/431 = 85%

Otra forma independiente de obtener la eficiencia culómbica es fijándose en el SoC. Era de 64% a las 20:00h y de 94% al empezar la absorción (medias semanales). Si suponemos que la eficiencia culómbica es de 100% en bulk y de 50% en absorción + flotación (ver mi post anterior), obtenemos una eficiencia culómbica de 36 / (36+6) = 86% - un valor casi idéntico al del post #290
Teniendo en cuenta que Tejota tiene ~3 horas de flotación diaría, la eficiencia se reduce un poco, quedándose en 85%

La eficiencia culómbica de 85% corresponde a una eficiencia energética de 77%

Iniciado por el_cobarde

- Descarga hasta el SOC 10%: Vgas al SOC 75%; efic. culómbica = 90/115 = 78%
- Descarga hasta el SOC 50%: Vgas al SOC 90%; efic. culómbica = 50/60 = 83%
- Descarga hasta el SOC 70%: Vgas al SOC 95%; efic. culómbica = 30/35 = 86%
- Descarga hasta el SOC 80%: Vgas al SOC 97.5%; efic. culómbica = 20/22.5 = 89%
- Descarga hasta el SOC 90%: Vgas al SOC 99%; efic. culómbica = 10/11 = 91%

Esta era mi predicción del SoC al que comienza la absorción, en función de la profundidad de descarga precedente (post#304)
Como la absorción empieza a una tensión ligeramente superior a la de gaseo, espero que la absorción empieza al llegar el SoC a ~92% para una descarga al SoC 50% y al llegar a ~98% para una descarga al SoC 80%
Para comprobarlo, Gabriel 2018 y yo queremos hacer experimentos con descarga hasta el SoC 50% y 80%

Pues bien, como Tejota tiene tan bien documentado su historial de carga (Emoncms - dashboard view), ya nos ha hecho estos "experimentos", sin saberlo ...

(1) Descarga hasta el SoC 80% (datos de Tejota)
En los días 21, 22 y 23 de julio, la descarga fue hasta el SoC 78% y la absorción empezó al llegar el SoC a 96%

(2) Descarga hasta el SoC ~50% (datos de Tejota)
El día 7 de agosto, la descarga fue hasta el SoC 53%; ese día no se llegó a la tensión de absorción. El día siguiente, el SoC bajó hasta 60% y la absorción empezó al llegar el SoC a 86%

(3) Otro ejemplo con descarga más profunda (datos de Tejota)
El día 27 de julio, la descarga fue hasta el SoC 62% y la absorción empezó al llegar el SoC a 90%

No son experimentos estandardizados, pero son datos reales. Y se ve claramente, que la absorción empieza a un SoC tanto más bajo, cuanto más profunda era la descarga precedente - no puede haber duda, digo yo

Una consecuencia (que ya sabíamos): No hace falta absorción, si la descarga es muy poco profunda (DoD ~5%)

Un dato a tener en cuenta.

Si os fijais en las graficas, pocas veces pasan de 150A entrando a bateria. Eso es asi porque tengo limitacion en los 4 reguladores (3 de los hibridos y el cuarto un PCM60X) a 40A. En total serian 160A pero como siempre hay algun consumo en cargas se quedan sobre 150A en las horas centrales del dia.
En invierno quito la limitacion y entra lo que tenga que entrar.
El fabricante de las baterias indica no superar 0,15 en C10 la intensidad de carga. En mi caso el limite seria 165A.

Digo esto porque alguna vez he sobrepasado el limite de 165A a idea y el voltaje ha llegado a absorcion poniendose en marcha el reloj del tiempo de absorcion con SOCs que no llegaban al 85%. Cuando ese limite lo ponen es para no pasarlo ya que antes entraras en absorcion debido a una sobrecorriente entrante. Y no es muy saludable que a 59V entren 180A a una 1100 Ah C10 de plomo.

Iniciado por Tejota

Un dato a tener en cuenta.

Si os fijais en las graficas, pocas veces pasan de 150A entrando a bateria. Eso es asi porque tengo limitacion en los 4 reguladores (3 de los hibridos y el cuarto un PCM60X) a 40A. En total serian 160A pero como siempre hay algun consumo en cargas se quedan sobre 150A en las horas centrales del dia.
En invierno quito la limitacion y entra lo que tenga que entrar.
El fabricante de las baterias indica no superar 0,15 en C10 la intensidad de carga. En mi caso el limite seria 165A.

Digo esto porque alguna vez he sobrepasado el limite de 165A a idea y el voltaje ha llegado a absorcion poniendose en marcha el reloj del tiempo de absorcion con SOCs que no llegaban al 85%. Cuando ese limite lo ponen es para no pasarlo ya que antes entraras en absorcion debido a una sobrecorriente entrante. Y no es muy saludable que a 59V entren 180A a una 1100 Ah C10 de plomo.

Esto es lo que no quiere ver el_cobarde...El SOC al que comienza la absorción depende sólo de la intensidad de carga...

Iniciado por Gabriel 2018

Esto es lo que no quiere ver el_cobarde...

No more comments ...
Mi objetivo era encontrar los parámetros de carga óptimos para mi batería y lo he conseguido ...
De paso he aprendido más sobre el comportamienta de una batería de plomo-ácido. Quería intercambiar opiniones con otros, pero no ha salido bien. He intentado expresarme correctamente y creo haber tenido mucha paciencia, pero no quiero ni puedo obligar a nadie a aceptar lo que digo o pienso. C'est suffit

Iniciado por Gabriel 2018

El SOC al que comienza la absorción depende sólo de la intensidad de carga

Los datos de Tejota dicen otra cosa ...

Hola Tejota
No sé si me vas a contestar, pero me interesaría poder explicar algo que he observado en tu página Emoncms - dashboard view

A las 7:10h de hoy, antes de empezar la producción FV, la página decía "9.98kWh descargados de batería", pero solo "8.76kWh consumidos por las cargas". Supongo que ambos datos se resetean a las 24:00h , cada día. Cómo se explica la diferencia?
(No es una cosa de solo hoy; llevo tres días observando esa diferencia)

Podría ser que el autoconsumo de los inversores no esté incluido en el consumo, pero sí en la descarga. El autoconsumo es de ~50W por híbrido, ~200W para los cuatro. En 7 horas serían ~1.4kWh, que bien explicarían la diferencia entre descarga y consumo

Pero también está la eficiencia de conversión de los inversores, digamos 95% (que sería una eficiencia muy buena) - 500Wh más de diferencia entre descarga y consumo, si mides el consumo en AC

Es decir, esperamos una diferencia de ~1.9kWh entre descarga y consumo, pero solo vemos 1.2kWh ...
La energía consumido debería ser aún menor, ~8.0kWh, en vez de ~8.8kWh. Puedes explicar esa discrepancia?

Iniciado por el_cobarde

Hola Tejota
No sé si me vas a contestar, pero me interesaría poder explicar algo que he observado en tu página Emoncms - dashboard view

A las 7:10h de hoy, antes de empezar la producción FV, la página decía "9.98kWh descargados de batería", pero solo "8.76kWh consumidos por las cargas". Supongo que ambos datos se resetean a las 24:00h , cada día. Cómo se explica la diferencia?
(No es una cosa de solo hoy; llevo tres días observando esa diferencia)

Podría ser que el autoconsumo de los inversores no esté incluido en el consumo, pero sí en la descarga. El autoconsumo es de ~50W por híbrido, ~200W para los cuatro. En 7 horas serían ~1.4kWh, que bien explicarían la diferencia entre descarga y consumo

Pero también está la eficiencia de conversión de los inversores, digamos 95% (que sería una eficiencia muy buena) - 500Wh más de diferencia entre descarga y consumo, si mides el consumo en AC

Es decir, esperamos una diferencia de ~1.9kWh entre descarga y consumo, pero solo vemos 1.2kWh ...
La energía consumido debería ser aún menor, ~8.0kWh, en vez de ~8.8kWh. Puedes explicar esa discrepancia?

El valor de kWh en cargas lo dan los Voltronics mientras que el valor de kWh descargados de baterias los da el BMV700. O sea no es el mismo equipo. La diferencia es el autoconsumo de los hibridos .... y no son 4, son 3. Hay 3 hibridos y un regulador externo PCM60X. Lo siento se me acabo el presupuesto.

Que por cierto a los precios que estan ahora los hibridos PF1 de 64V que tengo me estoy planteando pillar el cuarto y quitar el regulador externo. Pero el cuarto pasajero igual no entra en el paralelo.... es una opcion que estoy valorando y que dara para un hilo entero....: que el cuarto hibrido este fuera del paralelo y haciendo de conversor AC-DC a traves del cargador desde la red ademas de regulador de su campo. Con las conmutaciones necesarias a traves del programa de monitorizacion ICC creo que se puede hacer y entonces la instalacion sí tendria un apoyo de red a traves del cuarto hibrido (modo cargador AC-DC) fuera del paralelo. Estoy madurando la idea. Yo creo que puede ser plausible.

Iniciado por Tejota

La diferencia es el autoconsumo de los hibridos ...

Y la eficiencia de conversión DC-->AC de los inversores? Los Axpert miden los kWh consumidos en AC - los números no cuadran ...

Iniciado por Tejota

... es una opcion que estoy valorando y que dara para un hilo entero

Cierto, tendría que ser el tema de un hilo nuevo

Que son 3 3 3 3 3

Iniciado por Tejota

Que son 3 3 3 3 3

Sí, lo había entendido. Solo 3 Axpert, no 4. El autoconsumo es 50W*3=150W; en 7 horas consumen 1050Wh
Además, tenemos la eficiencia de conversión, como mucho 95%, es decir, un 5% de pérdida al convertir de DC a AC
La descarga era de 9.98kWh, si quitamos 1.05kWh (autoconsumo) y 5% (pérdidas de conversión), quedan 8.45kWh útiles
Pero la página dice 8.76kWh consumidos - ya me dirás como cuadra eso

Casi seguro, que la eficiencia de conversión es menos de 95%, quizá 92%; entonces la diferencia sería 8.15kWh descargados vs. 8.78kWh consumidos - menos cuadra ...

Pues no se donde esta la diferencia. Puede que sea por medir con instrumentos (equipos) diferentes. Un dato lo dan los Voltronics en su conjunto a traves del programa de monitorizacion ICC cogiendo el maximo dato de los tres hibridos en 10 segundos ya que cada hibrido por separado no marca los mismos kWh consumidos en un instante dado.

No creo que haga la media de los 3 datos que da cada voltronic. Cogera el maximo de los 3 cada 10 segundos ya que es mas facil de meter en codigo.

El otro dato lo da el BMV y ese es dato unico en un instante dado.

Si solo hubiese un hibrido sí seria mas exacto. Puede que ahi este la diferencia.

Iniciado por Tejota

Pues no se donde esta la diferencia. Puede que sea por medir con instrumentos (equipos) diferentes. Un dato lo dan los Voltronics en su conjunto a traves del programa de monitorizacion ICC cogiendo el maximo dato de los tres hibridos en 10 segundos ya que cada hibrido por separado no marca los mismos kWh consumidos en un instante dado.

No creo que haga la media de los 3 datos que da cada voltronic. Cogera el maximo de los 3 cada 10 segundos ya que es mas facil de meter en codigo.

El otro dato lo da el BMV y ese es dato unico en un instante dado.

Si solo hubiese un hibrido sí seria mas exacto. Puede que ahi este la diferencia.

En la etapa de inversión con carga no hay que añadir el autoconsumo. Sí la eficiencia de la inversión es del 90 % con 1000 w de carga, las pérdidas son 100 w y no hay que añadir el autoconsumo
Creo que Tejota casi siempre tiene cargas conectadas.
Bueno, más correcto, si entran 1000 w al inversor, 900 van a las cargas y 100 se pierden, pero no 100+50.

Iniciado por Tejota

Pues no se donde esta la diferencia. Puede que sea ... el programa de monitorizacion ICC cogiendo el maximo dato de los tres hibridos en 10 segundos

Parece que nos estamos acercando a entender lo que está pasando: Si usas los valores máximos cada 10 segundos que calculas el producto I*V, lógicamente los kWh calculados serán mayor que el valor medio
En el ejemplo de los posts anteriores hemos visto, que la energía que calculas es aproximadamente un 8% mayor que la media

Si aplicamos esta corrección de -8% a la eficiencia energética de carga que calculas, 82-84%, obtenemos 75-77% - que es la eficiencia que se obtiene al extraer los kWh de tu gráfica Emoncms - dashboard view

... y, aparte, es la eficiencia energética que -digo yo- debería tener tu sistema. Veremos si mejora con la desulfatación


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Iniciado por Gabriel 2018

En la etapa de inversión con carga no hay que añadir el autoconsumo. Sí la eficiencia de la inversión es del 90 % con 1000 w de carga, las pérdidas son 100 w y no hay que añadir el autoconsumo

Yo pensaba que el autoconsumo son las pérdidas en los componentes electrónicos (condensadores, resistores etc.), que son casi independientes del consumo, y que la eficiencia de conversión se debe principalmente a las pérdidas en los transformadores. La eficiencia de conversión es máxima cerca de la potencia nominal del inversor y empeora mucho si hay poco consumo

Los gráficos de eficiencia son eficiencia total entre entrada o salida, no importa dónde ni cómo se produzcan estas pérdidas. Normalmente la eficiencia máxima crece hasta el máximo que suele estar sobre el 25% de la potencia nominal i después cae ya que las pérdidas por conducción son cuadráticas a la corriente

Iniciado por Pidjey

Los gráficos de eficiencia son eficiencia total entre entrada o salida, no importa dónde ni cómo se produzcan estas pérdidas

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?

El autoconsumo es lo que consume sin carga. No hay más.

Iniciado por el_cobarde

Parece que nos estamos acercando a entender lo que está pasando: Si usas los valores máximos cada 10 segundos que calculas el producto I*V, lógicamente los kWh calculados serán mayor que el valor medio
En el ejemplo de los posts anteriores hemos visto, que la energía que calculas es aproximadamente un 8% mayor que la media

Si aplicamos esta corrección de -8% a la eficiencia energética de carga que calculas, 82-84%, obtenemos 75-77% - que es la eficiencia que se obtiene al extraer los kWh de tu gráfica Emoncms - dashboard view

... y, aparte, es la eficiencia energética que -digo yo- debería tener tu sistema. Veremos si mejora con la desulfatación


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Yo pensaba que el autoconsumo son las pérdidas en los componentes electrónicos (condensadores, resistores etc.), que son casi independientes del consumo, y que la eficiencia de conversión se debe principalmente a las pérdidas en los transformadores. La eficiencia de conversión es máxima cerca de la potencia nominal del inversor y empeora mucho si hay poco consumo

Sigues empeñado en relacionar los kWh consumidos por las cargas con la eficiencia de carga de la bateria... Y no se por que sigues y sigues por ese camino.
Vamos a ver si queda claro.... Los datos que da el BMV700 no son ni maximos ni minimos. Los datos de I y V de la bateria los lee el BMV700 en un instante dado y los pone en la grafica.

No uso ningun dato de los Voltronics para calcular ningun parametro de la bateria. Los Voltronics solo dan datos de kWh consumidos por las cargas en AC y kWh generados por los campos solares aparte de voltajes e intensidades de campos solares, temperaturas y demas. Y estos datos como proceden de 3 equipos separados, el coder usa el maximo de esos 3 valores para un instante dado.

Iniciado por Gabriel 2018

El autoconsumo es lo que consume sin carga. No hay más.

Vale, acepto. Ver mi post #372, segunda parte


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Iniciado por Tejota

Y no se por que sigues y sigues por ese camino ...

Insisto, porque de tu gráfica dashboard se extraen 7.7kWh descargados por cada 10kWh cargados en batería

Pero será mejor dejarlo, porque otra vez empezamos a discutir sobre detalles en arena movediza