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Impianto fotovoltaico a isola con ricarica incompleta delle batterie

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  • Impianto fotovoltaico a isola con ricarica incompleta delle batterie

    Ciao a tutti!
    volevo chiedervi un consiglio in riferimento al mio impianto fotvoltaicoad isola che utilizzo per le luci esterne che è così composto:

    -N°2 pannelli da 130w
    -N°1 pannelli da 110w
    -N°1 convertitore da 20A
    -N°1 INVERTER 1000 W 12V 220V
    - 3 batterie da 100 AH
    -20w x 2
    -18w x 3
    -11w x 6
    -7w x 3

    (sono in attesa si altri due pannelli da 130w e una batteria da 75ah)

    l'ho "avviato" che saranno 4/5 giorni all'inizio tutto più o meno ok, poi quest'ultimi due giorni, mi ritrovo che in maniera sempre più insistente,il mio impianto si spegne per vari minutie poi si riaccende, ieri l'ha fatto qualche volta, mentr questa sera ogni 10/15 minuti si riavviava dopo qualche minuti di spegnimento.

    Ho notato inoltre che il led dello stato di carica delle batterie dell'convertitore , era arancione/rosso quindi scariche, ma non capisco in quanto comunque oggi è stata una giornata mediamente soleggiata.

    ora volevo chiedervi un consiglio appunto per quanto riguarda questi riavvii ed eventualmente se è normale che le batterie non si carichino del tutto...nel mio caso.

    grazie in anticipo a tutti!

  • #2
    Dicci almeno come hai collegato le batterie, il regolatore di carica e i pannelli.
    "Il tempo è ciò che accade quando non accade nient'altro" [ R. Feynman ]

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    • #3
      Ho collegato le batterie in parallelo, idem per i pannelli.L arrivo del posito e del negativo dei pannelli sono collegati ai due morsetti del convertitore , stessa identica cosa per le batterie .Poi dall'uscita del convertitore vado all'inverter e poi dai li al mio carico.

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      • #4
        Originariamente inviato da james81 Visualizza il messaggio
        Ho collegato le batterie in parallelo
        Può essere questo il problema...
        Se una batteria è leggermente diversa da un'altra (cosa sicuramente certa) si caricano diversamente.
        Una batteria si caricherà più di un'altra e quindi una raggiungerà una profondità di scarica maggiore dell'altra.
        Dopo diversi cicli di carica-scarica si ha la solfatazione della batteria più scarica e conseguentemente il sistema fa esattamente quello che hai scritto tu, cioè ripetuti "accendi spegni" a causa del degrado delle batterie stesse.
        E' fondamentale non collegare mai le batterie in parallelo ad un solo regolatore di carica! In questo caso le batterie bisogna collegarle in serie.
        Saluti
        "Il tempo è ciò che accade quando non accade nient'altro" [ R. Feynman ]

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        • #5
          Le batterie le ho acquistate nuove tutte e tre insieme ed uguali. L'impianto sarà attivo da circa 5 giorni. Non ho una grande conoscenza di impiantistica, ma se collego le batterie in serie non ottengo 24v anziché 12v ? Ed eventualmente se utilizzassi le batterie in serie quali sarebbero le differenze per il mio impianto?Inoltre volevo precisare che essendo il mio primo impianto fai da te, come convertitore ed inverter, non ho acquistato prodotti seri in quanto non ne conosco bene marche ecaratteristiche, ma ho preso dei prodotti (cineserie) da pochi euro.

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          • #6
            Avevo dato per scontato che le batterie erano nuove, ma comunque non saranno mai tutte perfettamente uguali.
            Se le colleghi in serie ottieni 36 V (12 V X 3). Se il bus DC deve essere necessariamente a 12V dovevi comprare un'unica batteria da 300 Ah.
            in ultimo... Anche se avessi utilizzato il miglior regolatore di carica, il problema si sarebbe manifestato ugualmente.
            "Il tempo è ciò che accade quando non accade nient'altro" [ R. Feynman ]

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            • #7
              Scusate se mi intrometto; Premetto che normalmente i regolatori di carica hanno il riconoscimento automatico 12V/24V, almeno quelli da 20A.
              james81 ha collegato in parallelo le tre batterie da 100A, pertanto il regolatore di carica lavorerà automaticamente a 12V.
              Di norma, in tale condizione, i regolatori possono erogare circa la metà della loro capacità nominale dichiarata a 24V, cioè parliamo di meno di 240W 12V*20A contro i quasi 480W 24V*20A.

              james81 ha connesso in totale 370W (2X130W+110W) che è oltre il limite accettabile dal regolatore per una tensione di 12V per cui dovrebbe andare in blocco di protezione e di conseguenza non ricarica le batterie, ma solo se la tensione globale scende sotto la soglia dei 240W ovvero per poche frazioni di ore al giorno.

              A mio avviso è questo il problema, ed a distanza di 5 giorni si trova con delle batterie che sono ormai scariche poichè il sistema non riesce a caricare correttamente dal regolatore.
              Le accenzioni continue sono dettate dalla risalita di tensione della batteria a riposo e continuando così le batterie saranno ben presto fuori uso.

              Le connessioni in parallelo ma con batterie UGUALI sono fattibili anche se non consigliabili e si possono utilizzare dei diodi di protezione per evitare il ritorno sul parallelo.

              james81 ha intenzione di montare una ulteriore batteria da 75A cosa che NON suggerirei MAI di fare insieme a 3 batterie da 100A si corre il rischio di esalazioni di gas ed anche esplosioni. Se proprio deve aggiungere un'altro elemento SOLO ed UNICAMENTE dello stesso identico tipo e se possibili stessa serie e verificarne prima la affidabilità e la carica in confronto alle altre PRIMA di connetterla.

              Inoltre la connessione di due ulteriori PV da 130W allo stesso sistema, lo bloccherebbe definitivamente per i motivi sopra esposti.

              Suggerirei di verificare la attuale tensione delle batterie e, senza carico, dopo una giornata di sole verificare se è salita e di quanto.
              Suggerirei inoltre di disconnettere attualmente il pannello da 110W ed anche uno da 130W lasciando SOLO UN pannello da 130W connesso al regolatore secondo la attuale configurazione delle batterie in parallelo verificando sempre la tensione delle singole batterie.
              Suggerirei infine di leggere le specifiche del regolatore di carica in cui saranno esposti chiaramente i rendimenti e le tolleranze supportati per i vari voltaggi.
              Ultima modifica di Elisabetta Meli; 29-08-2013, 16:38.
              Regolamento: http://www.energeticambiente.it/misc.php?do=vsarules

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              • #8
                Ok, proverò a fare le prove consigliate, inoltre volevo sapere se acquistassi un regolatore di caria maggiore 30/40ah, risolverei il mio problema? O devo per forza passare ad una configurazione in parallelo? Essendo il mio un impianto per le luci esterne, può essere che col tempo aumentino le lampandine e quindi ceravo un soluzione che permettesse un upgrade senza vincoli, e leggendo mi era sembrato di capire che ci dovesse essere sempre una correlazione tra il valori dei pannelli,le batterie e il carico, e pensavo che la soluzione del collegamento in parallelo.
                Inoltre per le mie esigenze che configurazione mi consigliate? E i diodi quali dovrei montare?
                Ultima modifica di james81; 29-08-2013, 19:03.

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                • #9
                  Originariamente inviato da Elisabetta Meli Visualizza il messaggio
                  A mio avviso è questo il problema, ed a distanza di 5 giorni si trova con delle batterie che sono ormai scariche poichè il sistema non riesce a caricare correttamente dal regolatore.
                  Brava, hai ragione! Avevo dato per scontato il dimensionamento del regolatore...

                  Originariamente inviato da Elisabetta Meli Visualizza il messaggio
                  Le accenzioni continue sono dettate dalla risalita di tensione della batteria a riposo
                  Questo è un po' strano, non trovi? Delle batterie nuove non dovrebbero soffrire in modo così accentuato questo fenomeno. Una batteria buona, scarica a 11,6V risale al massimo a 12,2 - 12,4 V.
                  Ora le cose sono due, o il regolatore ha una soglia di isteresi troppo stretta, o le batterie si sono già danneggiate.

                  Originariamente inviato da Elisabetta Meli Visualizza il messaggio
                  Le connessioni in parallelo ma con batterie UGUALI sono fattibili anche se non consigliabili e si possono utilizzare dei diodi di protezione per evitare il ritorno sul parallelo.
                  Non è sempre così, purtroppo....
                  Se si dispone di un unico regolatore di carica e due batterie, ad esempio, i diodi devono essere 4 (in pratica un ponte raddrizzatore). Entri con il positivo del regolatore sul negativo del ponte, il positivo del ponte lo colleghi al carico e sui due rami dell'alternata ci entri con le due batterie. In caso di tre batterie si usano 6 diodi (ponte trifase).
                  Problema....
                  Se il regolatore di carica ha le soglie di tensione fisse non regolabili perdi circa 0,7 Volt (tensione che cade sui diodi) sulla tensione di fine carica. 0,7 volt sembrano pochi, ma non lo sono affatto, infatti, in queste applicazioni possono significare anche 30 - 40% in meno di carica trasferita alla batteria.
                  Seconda soluzione...
                  Si usano tre diodi: i tre catodi sono collegati insieme e ciascun anodo fa capo ad una batteria. Ci vogliono 3 regolatori di carica, uno per batteria connessi sui rispettivi poli.
                  In questo modo si possono connettere in parallelo le batterie, anche di diversa capacità, ma ovviamente il prezzo lievita, i diodi dissipano e il sistema si complica.

                  Saluti
                  "Il tempo è ciò che accade quando non accade nient'altro" [ R. Feynman ]

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                  • #10
                    Scusa atomax ma non ho capito sicuramente io, cosa c'entra il ponte raddrizzatore ed i rami dell'alternata se parliamo di CC.
                    Per i diodi esistono gli Schottky con caduta di tensione molto inferiore agli 0,7V addirittura anche da 0,15V.
                    Regolamento: http://www.energeticambiente.it/misc.php?do=vsarules

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                    • #11
                      Originariamente inviato da Elisabetta Meli Visualizza il messaggio
                      Per i diodi esistono gli Schottky
                      Recuperabili a gratis da vecchi alimentatori switching per PC.

                      Saluti
                      Il dono della fantasia è stato per me più importante della mia capacità di assimilare conoscenze (A.Einstein)

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                      • #12
                        Originariamente inviato da Elisabetta Meli Visualizza il messaggio
                        ...cosa c'entra il ponte raddrizzatore ed i rami dell'alternata se parliamo di CC.
                        Prova a fare uno schema di collegamento con un solo regolatore di carica che alimenta due batterie (ovviamente connesse in parallelo mediante 2 opportuni diodi di protezione)... Ti accorgerai che puoi collegare l'unico regolatore ad una sola batteria, o mi sbaglio?
                        Se vuoi alimentare entrambe le batterie con lo stesso regolatore, ovviamente senza fare a meno dei diodi di protezione, devi ricorrere ad altri 2 diodi collegati come ho spiegato prima. I 4 diodi risulteranno collegati esattamente come in un ponte di Graetz, che può essere usato anche per raddrizzare una tensione alternata, ma non è questo il caso.

                        Originariamente inviato da Elisabetta Meli Visualizza il messaggio
                        Per i diodi esistono gli Schottky con caduta di tensione molto inferiore ... addirittura anche da 0,15V.
                        Beh...Magari!!!
                        Prima di passare alla pratica, l'equazione teorica del diodo di Shokley descrive in modo inconfutabile la dipendenza della tensione ai capi della giunzione in funzione della corrente che attraversa la giunzione stessa. In pratica questa equazione ci dice che la tensione VAK varia con il logaritmo della corrente che attraversa il diodo.
                        Ti faccio ora un esempio pratico di quanto esposto da Shokley...
                        Volendo recuperare dei diodi shottky da un alimentatore switching da PC (come suggerito da Renatomeloni) possiamo trovare una ventina di diversi modelli in base al tipo e alla marca di alimentatore. Prendiamo, per esempio, il tipo SB2040CT che è un doppio diodo Shottky a catodo comune con corrente massima di 20A (regime continuo) e tensione massima di 40V.
                        Il grafico allegato (preso dal datasheet della WTE) riporta proprio la funzione "corrente di giunzione-tensione di giunzione" citata prima.
                        Come si può notare, la tensione ai capi del diodo, per correnti basse è pari a 0,2 Volt, ma man mano che la corrente sale, la tensione ai capi della giunzione aumenta in modo logaritmico. Per una corrente di 10A la c.d.t. raggiunge già 0,5 V e a 20A arriva addirittura a 1,25V (molto di più degli ottimistici 0,7 Volt).


                        Il problema della caduta di tensione introdotta dai diodi (anche quelli con giunzione metallo-semiconduttore) è molto sentito, soprattutto in tema di efficienza energetica. Nel campo della conversione fotovoltaica, ad esempio, per ridurre le perdite di energia causate dai diodi di bypass, la ST Microelectronics ha lanciato sul mercato dei dispositivi chiamati "Cool bypass switches" come ad esempio l' SPV1001. Questi dispositivi non sono dei veri e propri diodi ma dei mosfet di potenza opportunamente pilotati in modo da ridurre la caduta di tensione media tra drain e source. Sia arriva a cadute di tensione massima di 0,3 Volt con una corrente di 15A.
                        Non ho mai provato ad applicargli in situazioni simili a quelle oggetto di questa discussione.

                        Ciao
                        "Il tempo è ciò che accade quando non accade nient'altro" [ R. Feynman ]

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                        • #13
                          Chiarimenti

                          Originariamente inviato da Elisabetta Meli Visualizza il messaggio
                          Le connessioni in parallelo ma con batterie UGUALI sono fattibili anche se non consigliabili e si possono utilizzare dei diodi di protezione per evitare il ritorno sul parallelo.
                          Quindi quale sarebbe la soluzione ottimale per installare più batterie dello stesso tipo/capacità per aumentare l'autonomia disponibile utilizzando un regolatore di carica singolo? Potrebbe essere quella di utilizzare 2 coppie di batterie da 12v in serie collegate in parallelo ottenendo così tensione a 24v e capacità 2x rispetto all'uso con due batterie sole.
                          Alcune domande su questa interessante discussione:

                          nei dati di targa di questo regolatore STECA Steca PR 1010, PR 1515, PR 2020, PR 3030

                          leggo: " Tensione a vuoto modulo solare < 47 v " - si intende la somma delle tensioni di picco dei singoli pannelli in serie (Vcc)?
                          "corrente modulo" - è la corrente di corto circuito dei pannelli (Isc)? Come va calcolata con pannelli in serie?

                          Grazie per le eventuali risposte
                          Franco
                          2.88KWp Pannelli Sanyo Panasonic VBHN240SE1 tecnologia HIT
                          Inverter Samil Power SolarRiver Dual MPPT
                          Automazione SSP basato su PLC Siemens

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                          • #14
                            Originariamente inviato da Franchetto Visualizza il messaggio
                            leggo: " Tensione a vuoto modulo solare < 47 v " - si intende la somma delle tensioni di picco dei singoli pannelli in serie (Vcc)?
                            E' in pratica la massima tensione di ingresso al regolatore. Se hai due moduli con Voc di 36V collegati in serie, avrai una tensione complessiva di 72 V e il regolatore si brucia.

                            Originariamente inviato da Franchetto Visualizza il messaggio
                            "corrente modulo" - è la corrente di corto circuito dei pannelli (Isc)? Come va calcolata con pannelli in serie?
                            Con pannelli in serie la tensione si somma ma la corrente resta la stessa.
                            Se hai due pannelli con Icc di 8A e Vmp di 30V connessi in serie, avrai una tensione di 60V con una corrente di 8A.
                            Se li colleghi in parallelo, avrai una tensione di 30V e una corrente di 16A.
                            Ciao
                            "Il tempo è ciò che accade quando non accade nient'altro" [ R. Feynman ]

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                            • #15
                              Dimensionamento sistema FV

                              Ok chiarissimo, ti ringrazio.

                              Visto che ci siamo e che potrebbe servire anche ad altri vorrei la vostra opinione su questa guida:
                              Dimensionare un sistema fotovoltaico a Isola
                              A me sembra ben fatta... dal punto di vista tecnico secondo voi è corretta?

                              PS: non sono in nessuna maniera legato al sito indicato
                              Franco
                              2.88KWp Pannelli Sanyo Panasonic VBHN240SE1 tecnologia HIT
                              Inverter Samil Power SolarRiver Dual MPPT
                              Automazione SSP basato su PLC Siemens

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                              • #16
                                Originariamente inviato da atomax Visualizza il messaggio
                                E' in pratica .....il regolatore si brucia.
                                Mi permetto di integrare quanto puntualizzato da Atomax, dicendo che : in elettronica nel dimensionamento delle componenti di potenza, è sempre buona norma, non far MAI lavorare i componenti in prossimità della potenza limite di targa, ma di sovradimensionarli almeno di un 25%/30% in più.
                                Ultima modifica di renatomeloni; 05-09-2013, 13:44.
                                Il dono della fantasia è stato per me più importante della mia capacità di assimilare conoscenze (A.Einstein)

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                                • #17
                                  Il conteggio che io ho fatto per dimensionarmi l'impinato è stato:

                                  Lampadine:
                                  -20w x 2 = 40w
                                  -18w x 3 = 54w
                                  -11w x 6 = 66w
                                  -7w x 3 = 21w
                                  un totale di 181Wh diciamo per 8 ore: 1448Wh
                                  Consumo: 1448Wh

                                  Pannelli: 130+130+110 = 370Wp (reali 300Wp) Supponiamo 5 ore di sole pieno 300Wp + 5= 1500Wh
                                  Produzione: 1500Wh

                                  Batterie: 3 da 100Ah

                                  inoltre volevo capire cosa fare per aumentare la durata delle batterie, in quanto mi par di aver capito, che al massimo possono montarne solo due in serie (per un totale di 24V).
                                  E poi per quanto irguarda i diodi di protezione, c'è qualche link per vedere come poterli collegare, tipo adattatori o cose del genere
                                  Ultima modifica di james81; 09-09-2013, 14:37.

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                                  • #18
                                    ho fatto qualche prova in questi giorni che c'è stato sole, e ho potuto notare che il problema dei riavii avviene quando le batterie non sono carichissime

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                                    • #19
                                      dopo un buon periodo di prova, ho risolto il problema dei riavii, era il convertitore da 20A che era insufficente, ne ho montato uno da 30A e sembra che tutto funzioni correttamente.
                                      Ora con il convertitore nuovo ho anche un display dove posso leggere alcuni valori e volevo confrontarli con voi per capire se il sistema funziona in maniera corretta/ottimale.

                                      Mentre i pannelli caricano ho una produizione di 12.5V a circa 1.6A (oggi non era molto soleggiato!)
                                      Il carico quand'è acceso mi richiede circa 26.6A

                                      Attaulmente ho 5 batterie da 100Ah con 2 pannelli da 130W e uno da 100w.

                                      secondo voi i valori che mi ritrovo vanno bene, ed eventualmente come faccio a capire se c'è qualcosa che non và?

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