Tema: Red aislada SMA

Hola, soy nuevo en el foro y llevo días siguiéndolo para decidir cuál es el mejor hilo para plantearos nuestra experiencia que está resultando bastante decepcionante.
Hemos leído la exposición de Chely y de Visual y estamos alucinando.

Vivimos desde finales de junio en una masía en la montaña. No tenemos ni agua ni luz por lo que hemos recurrido a una instalación fotovoltaica y a un aljibe para recoger el agua de lluvia. El agua que bebemos depende, pues, de una bomba que la reparte por toda la casa.
La instalación consta de :
9 placas Suntech modelo STP/80S-24/Ad de un Pmax de 180 w, un Vmp de 36V y un Voc de 44.8V .
Un inversor Sunny boy 2500 y un Sunny Island 4248.
Y tenemos 16 baterías Rolls S-460 de 6V serie 4000. No tenemos apoyo de grupo electrógeno.
La empresa que nos ha hecho la instalación nos ha garantizado una autonomía de 4 días a 4,6kwh/día. La instalación funcionó correctamente durante 5 semanas desde finales de julio y durante el mes de agosto. A primeros de septiembre empezaron los días con menos insolación y algo nublados y tuvimos el primer episodio de día y medio sin luz. Desde entonces hemos tenido periodos de 4 o 5 días en los que por la noche las baterías estaban en estado normal y amanecíamos sin luz o en estado warning. El sistema se recuperaba al día siguiente.
Consumos:
- un ordenador de sobremesa trabanjando unas 10 horas
- conexión a internet 55w unas 10 horas
- un frigorífco Liebherr, bastante antiguo, que hemos calculado que consume unos 130w cuando entra el motor.
- una bomba de agua de 600w
- una bombilla de 11w 6 horas
- una lámpara de ultravioletas de 33w 24 h
- una lavadora en frío que apenas ponemos por falta de energía, y lo mismo pasa con el resto de los electrodomésticos que ya no usamos.

El seguimiento de producción nos da medias de 7,5kwh (alternados con días de 5kwh, como hoy) y no entendemos por qué no nos llega.

Se supone que la instalación está dimensionada correctamente, y sin consumir siquiera la mitad de lo que les dijimos, nos pasamos el día controlando la producción y mirando al cielo.

Alguien tiene alguna idea de lo que pasa? (de las explicaciones de la empresa ya no nos fiamos.)

Que aparato tenéis desde los paneles a las baterías un regulador amarillo de SMA o de otra marca?

Por cierto ,tenemos foro de soporte de SMA en solarweb ,si quieres te muevo tu duda allí.

No conozco los inversores Sunny boy o Sunny island para aislada, si los he montado para conexión a red y van bién.

Hya algo que me extraña y es que tienes 9 paneles de 24 V. y al parecer trabajas a 48 V. lo que implica que los paneles tienen que estar conectados en serie de dos en dos y eso es imposible con paneles de número impar, deberías tener 8 o 10 pero no 9.

Es posible no obstante que tengas instalado un reguilador del tipo MPPT lo que justificaría la instalación de los 9 paneles, pero en ese sentido no has dicho nada.

Si suponemos que la instalación esta correctamente hecha y ha funcionado bien durante casi dos meses y ahora las baterías están bajas es porque has consumido mas de lo que tus paneles han producido y has ido "tirando" de baterías, hasta que estas se han agotado, es posible que el fallo este ahí y esto es peligroso porque si las baterías permanecen mucho tiempo bajas de carga se sulfatarán internamente y luego habrá que recuperarlas aumentando los problemas.

Deberías hacer revisar la instalación por un buen tecnico que supiera lo que tiene entre manos y no sería nada malo que te hicieras de un grupo generador de corriente y un cargador de baterías, para asegurarte la energía todos los días del año y evitar los problemas que te he dicho de tus baterías, ten en cuenta que el invierno acaba de empezar y ahora vienen días de muy baja radiación solar.

Gracias por la respuesta tan rápida.

En efecto el Sunny Island es un inversor de SMA amarillo. No sé si es mejor mover este tema al foro de SMA. Lo dejo a tu criterio, Photon, tú conoces mejor el foro y sabes dónde cuadra.

Por lo que se refiere al número de placas, Conchuo, he de decir que en el proyecto inicialmente eran 10. La empresa, unilateralmente, montó 9 y luego nos explicó que habían rediseñado la instalación para que fuera modular y se pudieran conectar más placas con más inversores. Incluso, argumentaron que los inversores que finalmente instalaron eran mejor que los presupuestados y que obtendríamos más potencia. También argumentaron que las baterías las habían conectado en serie y paralelo para aumentar el rendimiento.
La verdad, nosotros no entendemos apenas del tema y supusimos que era correcto.
Respecto a lo del regulador MPPT no sabría decirte. Como ya hemos explicado, tenemos estos dos inversores: el Sunny Boy 2500 y el SMA Sunny Island 4248.
En cuanto al consumo, me cuesta creer que nos hayamos pasado de esa manera tan brutal como para agotar las baterías. Sí que es cierto que en agosto utilizamos mucho el aspirador, siempre en horas de máxima insolación, para limpiar el polvo de obra que aparecía constantemente. También es cierto que el agua caliente (un termo de 150 l, 1500w) la obteniamos de la fv. Igualmente funcionaba en horas de máxima insolación (tenía un temporizador) y el gasto era mínimo con lo que dudo que se gastara tanto en calentar agua. Pero en agosto el ordenador no funcionaba y el número de boombillas era menor. Ya sé que éstas apenas consumen. A partir del primer apagón, se acabó el termo, y desde entonces hemos tenido muchos días de insolación importante, y el consumo lo hemos reducido al mínimo como ya hemos explicado.

Según nos explicó el técnico, las baterías entran en estado de 'warning' al descender la carga por debajo del 60%, y en estado 'low', que es cuando la instalación se para, por debajo del 45%, según parece para protegerlas, no?

Hemos hablado con la empresa que hizo la instalación y ellos mismos han reconocido que no lo entienden y están muy sorprendidos. Aun así no han aparecido todavía.

Respecto a lo del generador, parece ser que el SMA es capaz de encender de manera automática un generador. Hace más de un mes que estamos reclamando a la empresa que nos confirme si podemos utilizar uno que ya tenemos:

PRAMAC ES 5000

que aunque no es automático quizás se pueda conectar de manera manual, o si no que nos indiquen un modelo y marca que se pueda conectar. A día de hoy no nos han dado una contestación clara: tal modelo de tal marca de tal potencia.

Nuestra idea es que el generador se conecte a las baterías para recargarlas, no a la casa.

Respecto al cuidado de las baterías, Visual, hago lo que la empresa nos recomendó: sigo de cerca el nivel del agua y controlo que no baje de donde me dijeron. Básicamente que no se vean los hierros. De momento no he tenido que añadir líquido.

La verdad, estamos muy desconcertados, y aunque no nos gusta cómo está respondiendo la empresa, no queremos que ingún técnico ajeno a ella toque la instalación para que no puedan argumentar que si hay problemas es por las ingerencias externas.

Creo que a parte de revisar la instalación el paso inmediato es solucionar el generador, peró cómo?

Alguien puede recomendar generadores adecuados?

Movido a foro técnico de SMA.

A ver unas cosas, el termo sobretodo y el aspirador es mala idea simplemente con tenerlos. Son grandes demandantes de potencia y ayudar no te han ayudado en nada.

Te preguntaba por el aparato amarillo ,no por el sunny en si ,si no por el aparato entre los paneles y las baterías, que puedes ser tambien de SMA (charger)o de otra marca aunque en el caso del 4248 no importa tanto. Un mpp regulador maximizador.
Tienes buen material y por ahí no creo que venga el error ,aunque las baterías son mas bien "economicas" de placa plana y de poner series-paralelos hasta los 48v suena mas bien a querer vender la moto.

Ya te dirán mejor los técnicos ,pero el generador se mete al island y el decide si va a la casa ( casi siempre ) o recarga baterías ,según gestione.

Suerte.

Photon, el único aparato amarillo que hay en nuestra instalación es el SMA Sunny Island 4248. Por lo que yo veo, de las placas llega al Sunny Boy(SB) y de este al Sunny Island, que según explicaron los técnicos es quien decide de dónde sale la energía, del inversor SB, es decir placas, o de las baterías.

Vale, creía que tenías acople en cc.
Pues cambiar baterías chungo ,así que hasta los 2700w que aguanta un SB2500 toca mas paneles.
Cuanto consumo al día tienes o cuanto te estimaron?
Mas parece un problema de consumo-generación y no un problema técnico.

Me estimaron 4.6kwh, o dicho de otra manera, nos garantizaron una autonomía de 4 días (nublado total) y un consumo de 4.6kwh.

Esta situación no se ha dado nunca y aún así se ha caído el sistema 3 veces: la 1ª día y medio sin luz (3 de septiembre), la segunda y la tercera hace un par de semanas (4 y 2 horas y media respectivamente).
Desde hace 15 días cada día el sistema pasa de normal a warning durante la noche y hasta que no han pasado un par de horas de buen sol por la mañana no vuelve a normal. Es normal esto?

El consumo actual nuestro creo que es mínimo. Es difícil determinar los consumos reales, en especial lo que consume el frigorífico ya que aunque es un Liebherr es muy viejo (15 años) y no tenemos sus características técnicas. Yo he sacado los consumos apagando todos los aparatos y viendo lo que consume cada uno pero no resulta fácil.

Como verás en el excel, a mí me sale más de 4.6kwh. Tampoco estoy muy seguro de que haya hecho el cálculo bien. En teoría el de la empresa debería ser más exacto.

Ah, a todo esto habrá que sumarle la bomba del suelo radiante que todavía no ha entrado en funcionamiento más que en pruebas.

Hola Psanz,
como mi compañero del Servicio que se encarga de esto está de vacaciones, me ocupo yo de comunicarte nuestra opinión sobre tu instalación de parte del equipo de Servicio de SMA.

Por como describes la instalación, entiendo que el acoplamiento se hace por alterna, en estas condiciones no es necesario implementar ningún tipo de cargador, además la tensión que dan los módulos (siempre que estén conectados en un solo string) es adecuada para el trabajo del SB (Sunny Boy).

Lo que está mal dimensionado es la cantidad de módulos conectados al inversor, ya que en condiciones óptimas de laboratorio (rara vez se dan en la naturaleza) tienes una capacidad de producción pico de unos 1600W CC cunado el SB es capaz de trabajar hasta con 2700W CC. Tal y como está ahora generáis en el mejor de los casos entre 8,2 y 8,5 KWh/día, esto suponiendo una irradiación alta y sin nubes, a esta producción habría que restarle un 20% de pérdida que tienen las baterías al cargar y casi otro 20% al descargar por lo tanto estaríamos perdiendo cerca de un 40% de energía en el proceso de transformación eléctrica-química-eléctrica.

Creo que la clave de este problema está en que no se ha tenido en cuenta la eficiencia de la batería y solo se ha tenido en cuenta la del SI (Sunny Island) que es del 98%.
Con todo esto se deduce que la capacidad productiva es inferior al subministro necesario.

16 baterías a 6V cada una. En la ficha técnica aparece que tienen una capacidad de 298Ah C10 que por 2 bancos suman 596Ah C10 de capacidad de almacenaje: (596 * 12) / 1000 = 7,152KWh de capacidad de baterías. Siendo vuestra necesidad de 4,6kwh/día como ves no tienes autonomía para más de día y medio (Suponiendo que no escuches música o tengas el ordenador un par de horillas más). Además para cargar al 100% estas baterías necesitas un día entero sin que pase ninguna nube y tengas un mínimo de 13 o 14 horas de buen sol, esto en invierno es imposible por las horas de día y la refracción atmosférica o air mess y en verano también tendrás pérdidas por elevadas temperaturas, es por tanto muy complicado llegar a tener una generación suficiente para que este sistema funcione correctamente.
En cuanto al tipo de grupo electrógeno; es posible usar casi cualquier tipo de generador con arranque automático p.e. Genergy SD220E (Diesel de 10KWA - es un poco caro pero un buen motor). Por las necesidades energéticas que tenéis, un grupo de entre 6 y 10 KVA es suficiente.
Espero que esta información sea de utilidad, para cualquier duda que pudiera surgir, seguimos este hilo del foro a llámanos directamente al servicio técnico de SMA

Hola juanpdj:

Muchas gracias por tu respuesta que empieza a aportarnos mucha luz.

Me perdonarás que te acribille a preguntas, pero es que somos bastantes neófitos en el tema.

No sabría decirte si el acoplamiento se hace en alterna ni si los módulos están conectados en un sólo string. Por si te sirve de algo creo que están conectados en serie y paralelo. Intentaré conseguir más información.

En efecto los picos máximos no han llegado a 8kwh ni en verano siquiera. Hoy y ayer hemos estado en los ~7.6kwh.

Aunque sigo con cierta dificultad tus cálculos, el mensaje cuadra al 100% con nuestra experiencia. Ayer, como ya te he mencionado, hicimos 7.56kwh y aunque al irnos a dormir estabamos en 'normal', esta mañana volvíamos a estar en 'warning', y supongo que mañana pasará lo mismo (y eso que hoy ha habido 5h menos de ordenador).

La cuestión es ¿cómo les planteo esto a nuestra empresa? ¿Crees que podría utilizar tu argumentación? La cuestión es que algo tendremos que hacer y viendo el caso omiso que hacen de nosotros, estaba a punto de irme a la OCU.

Respecto al generador tengo varias preguntas (que nuestra empresa ha sido incapaz de contestarnos):

Tenemos un generador PRAMAC ES 5000 Power Systems con motor Honda GX 270. De arranque manual.

1. ¿Podemos utilizarlo?
2. El generador tiene que dar corriente estabilizada?
3. Se puede conectar al Sunny Island aunque sea de arranque manual?
4. Si se conecta podemos cargar directamente las baterías en lugar de dar luz directamente a la casa? Me explico?

Mi idea es cargar baterías cuando estén bajas en lugar de alimentar la casa. ¿Es esto posible?

Hola juanpdj:

he estado dando vueltas a tus cálculos para entenderlos y así poder hablar con los de nuestra empresa con un mínmo de conocimiento de causa.

En tus cálculos mencionas que según la ficha técnica la Rolls S-460 da 298AH a C10. He consultado la ficha técnica y he visto una tabla donde aparece los valores que mencionas. Supongo que has cogido C10 porque debe ser un valor estándar, verdad?

Lo de los dos bancos no lo entiendo y lo de multiplicar por 12 es porque dan 12V, no? Así obtienes la potencia. Hay otra cosa que tampoco entiendo: por qué no multiplicas por 16 baterías? El cálculo que has hecho no es para una sóla batería?

Hola Psanz,

Al releer la respuesta que te dimos ayer, he visto que cometí un error en el momento de pasar a capacidad de baterías de Ah a KWh, ya que conté con solo 12V de batería, el cálculo debería hacerse con 48V de batería que es la que tenéis: (596 * 48) / 1000 = 28,608 KWh en C10.

Esta argumentación es perfectamente válida, aunque para darle más veracidad, se debería añadir la disposición de los módulos, aunque esto no es un dato crítico siempre que estén bien puestos. Con 9 módulos de las características que describes en el primer mensaje, la única implementación correcta sería el montaje en serie de todos ellos. Si no fuera así, dímelo y podré saber la pérdida de producción que esto ocasiona.

En cuanto al grupo.

1- Si, lo podéis usar.
2- No, el generador tiene que dar corriente alterna dentro de unos límites de frecuencia y amplitud dentro del rango admisible para Sunny Island (172,5V hasta 250V y 44.64Hz hasta 60Hz).
3- El único problema sería la necesidad de arrancar este grupo a mano, pero podría ir conectado al sistema aislado sin ningún problema.
4- El Sunny Island da prioridad a la alimentación de los consumos (Siempre que no se entre en estado de alerta por bajo nivel de batería, en cuyo caso se da prioridad a la carga de la misma), toda la energía que no se esté empleando en subministrar a los consumos se utiliza para carga de batería.

Sunny Island es capaz de trabajar de manera bidireccional, es decir, tiene la capacidad de alimentar consumos y cargar baterías a la vez usando solo el subministro adquirido de la red de alterna.

Espero haber arrojado un poco mas de luz sobre estas dudas.

Hola de nuevo,

Calculo en C10 porqué esta es la unidad que hay que introducirle al SI cuando le indicamos la capacidad de batería al iniciar el sistema.

Para calcular la batería he usado 12V por error debería haber usado 48V, lo he multiplicado por dos debido a que 16 celdas de 6V por celda tienen que estar conectadas en dos bloques en paralelo para tener una tensión de 48V. Cuando las celdas están en serie su tensión se suma, quedando igual la capacidad, sin embargo al conectarlas en paralelo, sumamos la capacidad quedando igual la tensión. La única manera de conectar 16 baterías de 6V cada una con un equipo SI4248 es en dos bloques de 48V ya que es la tensión nominal de trabajo en continua de este inversor.

Para calcular la capacidad unitaria de cada batería habría que basar el calculo en 6V y en la capacidad de cada batería, en este caso 298Ah C10, que significa que la batería podría ofrecernos 298A a 6V durante 10h partiendo de un estado de carga de 100% hasta llegar después del esfuerzo antes mencionado a estar completamente descargada (0%).

De todas maneras como tus preguntas son bastante específicas te aconsejo que llames directamente a mis compañeros del Servicio 900142222.

Hola juanpdj,

finalmente me habéis sido de mucha ayuda, y este mensaje va para que quede constancia de ello. Todavía necesitaré de vuestros servicios pero ya será más bien telefónicamente.

Gracias de nuevo.

juanpdj,

Siguiendo el Hilo de la conversación,

Creo que hay 2 puntos que no habies tenido en cuenta, y que son de importancia en sistemas aislados en viviendas con dispositivos SMA.

En los sistemas con bus AC de SMA el inversor durante las horas de sol alimenta directamente a las cargas AC sin pasar por baterias, de forma que una parte de la energia prevista unicamente se le deben aplicar las perdidas que tenga el SB2500, y no un 40%. Si se hace una estimación de las cargas, se puede tener por aproximación que un 75% aproximado de las cargas se realizaran durante las horas de sol (es decir, el SB suministrara la energia sin el 40% de perdidas).

Otro Aspecto importante que se refiere a baterias, es que se ha tenido en cuenta para dimensionar la potencia de almacenaje de las baterias una curva C10? Creo que si esta previsto una autonomia de 4 dias se deberia tener en cuenta una curva C100 (24 horas X 4 dias). Si no lo he entendido mal este modelo de bateria en C100 garantiza una potencia de almacemaje de 460Ah x 48V = 44KW. Si se tiene en cuenta una capacidad de descarga del 50% (habitual para no estropear la bateria) quedan 22KWh en 4 dias son 5,5KWh de suministro diario. Si se tiene en cuenta que el SB alimentara directament mas de un 50% de las cargas diarias, estas baterias no estan mas bien sobredimensionadas para las necesidades que inicialmente se tuvieron en cuenta (los 4,6kwh)?

Luego, se comenta que la instalación esta produciendo entorno a 8kwh al dia.

Supongamos que el 50% de la carga, se alimenta directamente del SB durante las horas de sol, por lo tanto si el SB Produce 8kwh al dia y se alimenta la mitad de las necesidades (2,3kWh) restan aproximadamente 5,7kwh de energia que serà entregada a las baterias, de la cual, tal y como se indica anteriormente se prevee unas perdidas del 40% (que creo que es execivo ya que se esta hablando de los meses de menor radiación, por lo cual también la temperatura es menor y las perdidas en baterias son menores) nos dan 3,42kwh que dispondran las baterias para almacenar y luego suministrar por la noche, no? Si el consumo es de 4,6kwh/dia i se ha estimado un consumo durante el dia de 2,3kwh, i por la noche se estima la otra mitad, no es positivo el balance energetico teorico inicial ???

Otro aspecto importante para disponer de un grado alto de calidad de servicio es la necesidad de una energia alternativa para posibles picos de consumo o falta de radiación durante algun dia. Sin este (elemento costoso en una instalación) no se dispone de garantias en el servicio de la instalación.

En resumen, yo creo segun mi experiencia en estos sistema, yo creo que cuando se define la instalación y por consiguiente el presupuesto con el instalador, se estima unos consumos demasiado mínimos, para no tener un coste muy elevado, no teniendo conocimiento de que en estos sistemas si se dimensionan para una potencia y se supera, no se paga mas en la factura de la luz sino que "no hay luz disponible" por que el balance de producción-consumo es negativo. Aquí hay ejemplo de la diferencia entre lo previsto inicialmente y la utilización diaria como la colocación de un termo electrico (potencia diaria necesaria aprox del termo 1,5 kw x 2h= 3kwh solo para calentar el termo frente a 4,6kwh de consumo diario...)

Otro aspecto importante a nivel de dimensionamiento, es que si la energia de diseño de la instalación se supera (4,6kwh) se supera, automaticamente se reduce los dias de autonomia, ya que si el consumo medio es mas elevado la capacidad de la bateria se reduce y no linealmente si no mas bien exponencialmente.

Es evidente que segun la hoja de calculo facilitada por psanz el consumo diario es un 20% más elevado del que se habia estimado, y en este tipo de instalaciones, esto significa que la instalacion no va a funcionar correctamente (por lo menos en los meses de menor radiacion, donde el ratio de disponibilidad de energia frente a las necesidades esta muy cerca del 1).

Mi opinión es que para no generar una mala opinión de los sistemas fotovoltaicos aislados, que son sistemas con limitaciones bastante bien marcadas, se debe respetar las condiciones de juego de todos los que participen, y principalmente los usuarios de estas, ya que sino, se limita el futuro de estas energias...

Un saludo a todos.