Alimentazione fotovoltaica per attuatore trifase

[Mr_Be]

Buongiorno a tutti, mi chiamo Marco e scrivo per la prima volta sul Forum perché mi trovo a dover risolvere dei problemi con un'applicazione specifica in fase di realizzazione. In sostanza dovrei alimentare, tramite impianto fotovoltaico off grid dotato di accumulo, un attuatore che aziona una paratoia per il controllo livello acque in un canale. L'attuatore è costituito da un motore asincrono trifase, 50Hz, 400V con i seguenti assorbimenti:

- allo spunto: Imax=2.3A, cos(phi)=0.53; Pmax=845W;

- in condizioni nominali: I=1.6A, cos(phi)=0.53; P=587W.

Mi sono rivolto a diversi installatori per la fornitura dell'impianto fotovoltaico e tutti mi hanno detto che non esistono in commercio inverter solari trifase per potenze così basse. Le soluzioni potrebbero essere quelle di usare un unico inverter trifase da circa 3kW, oppure tre inverter monofase ciascuno con potenza di circa 1kW (in commercio non si trovano inverter monofase più piccoli che possono essere controllati per fornire un'uscita trifase). Entrambe le soluzioni presentano però dei costi eccessivi in relazione all'effettiva richiesta di potenza del motore. Al momento sto quindi valutando la possibilità di far realizzare un impianto fotovoltaico dimensionato per una batteria da 250Ah (il motore deve funzionare al massimo per 10 minuti al giorno, circa una volta al mese) la quale sia collegata a un inverter fotovoltaico con ingresso 12V dc e uscita monofase 220V ac, con potenza di circa 1.2kW. Questo inverter dovrebbe poi alimentarne un secondo (non specifico per applicazione fotovoltaica) con ingresso monofase 220V ac e uscita trifase 230V con collegamento a triangolo al motore. Per questo secondo inverter mi è stato proposto il seguente modello: Mitsubishi FR-D720S-070SC-EC. Non essendo molto pratico di questo tipo di applicazioni, vi chiederei gentilmente un parere sul funzionamento di un impianto fatto in questo modo. Qualcuno si è già trovato a adottare soluzioni simili o a risolvere in altra maniera questo tipo di problema? Grazie per l'aiuto...saluti!!

[ETR]

Ciao Mr_Be , la prima cosa che poteva venire in mente era esattamente quella che hai scritto.

 

La seconda è, ma non puoi cambiare il motore con un DC ? Alimentazione 12 o 24 V DC ? Penso che ci sia di mezzo un accoppiamento con riduttore, quindi adattandosi o anche trovando qualcosa di commercio, penso che tu ce la possa fare.

 

Martinetti elettrici a 24 V DC con 750 kg di spinta ne ho gia montati e montano un motorino da ridere. Due rele, uno avanti ed uno indietro ed il gioco è fatto. 

 

Prova ad informarti partendo dal valore di coppia richiesto per  la movimentazione della serranda e secondo me potresti lasciar perdere, non uno ma due inverter.

Ciao Ennio

[Livio Orsini]

L'inverter propostoti è di uno dei migliori costruttori oggi presente sul mercato, sicuramente tra i più affidabili in assoluto.

Non ricordo a memoria la corrispondenza tra sigla e corrente erogabile con continuità; gli inverter si dimensionano per corrente erogabile, quindi ti consiglio un inverter in grado di erogare 2.3A con continuità (circa 1kVA in uscita).

Anche l'inverter "solare" sarebbe meglio fosse un poco più potente.

Meglio stare dalla parte della ragione, piuttosto che dover poi cambiare tutto perchè in alcune condizioni il motore non riesce a svolgere il suo lavoro.

 

Comunque anch'io condivido l'idea di una motorizzazione in continua; spenderesti molto meno e, dato il tempo di uso del motore, non ci sarebbero eccessive preoccupazioni di manutenzione.

 

[Mr_Be]

Grazie per il prezioso aiuto!!!

Ennio, la mia prima scelta è stata proprio il motore DC, ma il prezzo si è poi rivelato circa il doppio di quello trifase con pari caratteristiche. Ho preso in considerazione anche un motore ac monofase, ma anche in questo caso la differenza di prezzo supera il risparmio legato all'uso di un impianto fotovoltaico tradizionale. Purtroppo ho dovuto prendere attuatori specifici per valvole e paratoie con tutte le complicazioni che ne sono derivate.

Livio, la tua indicazione mi tranquillizza. L'inverter dovrebbe fornire una corrente nominale di 7A e viene indicato per motori con potenze fino a 1.5kW. Il mio dubbio è legato alla possibilità che, per qualche motivo che ignoro al momento, il sistema fornisca un'alimentazione "scadente" o vengano penalizzate le prestazioni dell'attuatore soprattutto in termini di coppia disponibile.

[Livio Orsini]

Se usi l'inverter in modalità di regolazione vettoriale anche sensorless ottieni già a velcità prossime a zero valori di coppia vicini al valore nominale.

Piuttosto cura che l'inverter elevatore non sia del tipo cosi detto a "sinusoide modificata" perchè potrebbe danneggiare i circuiti di ingresso dell'inverter regoaltore. Attenzione anche alla sua capcità di erogazione di corrente in regime continuativo.

[ETR]

Ciao Mr_Be, mi pare strano che risulti di maggior costo, sostituire un motore trifase con uno in continua, a meno che non si stia parlando di Auma o Parcol per dire e tu abbia chiesto a loro la quotazione. 

 

Questo tipo di soluzioni vengono viste come di nicchia e le vendono a prezzi stratosferici di solito (anche perché corrispondono in parte anche a soluzioni tecniche di un certo livello).

 

Per valvole motorizzate in cui necessitavamo di un posizionamento rapido ma completamente elettrico, ovviamente non ho chiesto ai vari costruttori di attuatori la loro soluzione brushless, ma abbiamo adottato una soluzione stepper retroazionata di commercio con un buon riduttore.  Loro a priori devono gestire una soluzione che copra le mie piccole esigenze e quelle dello sceicco per dire e quindi capace di resistere a chissà quali intemperie.

 

Chiusa la divagazione, dai ben attenzione alle indicazioni di Livio a cui però chiedo magari una stupidata : ma alimentare l'inverter dal DC Bus ? Tutto troppo custom ?

 

Ciao Ennio

 

 

[Mr_Be]

Ciao Ennio, in effetti l'attuatore che ho preso è proprio di una delle marche che citi tu. Ci siamo rivolti a loro perché, dovendo operare in ambiente salino e mediante controllo a distanza dell'attuatore, abbiamo preferito puntare su un prodotto di qualità. La differenza di costo fra la soluzione trifase e le altre a disposizione è davvero elevata, ma la stiamo comunque pagando in termini di difficoltà nel realizzare un'alimentazione fotovoltaica trifase adeguata. Tra l'altro sono in attesa di una conferma da parte della casa produttrice circa la possibilità di collegare l'unità di controllo del motore anche a triangolo, altrimenti la situazione si complica ulteriormente.  

 

Livio grazie ancora per l'aiuto. Al momento mi sono orientato solo su inverter a onda sinusoidale pura ma, nonostante tutto, gli installatori di fotovoltaico cui mi sono rivolto hanno mostrato molto scetticismo sulla fattibilità dell'impianto che vi ho sottoposto.

 

Un saluto, Marco

[SandroCalligaro]

Quote

alimentare l'inverter dal DC Bus?

Era la domanda che mi facevo anch'io...

Così come l'hai presentato, il sistema ha due stadi di conversione di troppo (un inverter monofase ed un raddrizzatore).

Purtroppo temo che non ci siano in commercio molti step-up 12-300 Vdc di quella potenza.

 

[Livio Orsini]

Quote

alimentare l'inverter dal DC Bus?

 

A parte la fattibilità, anche se ci sono case come ABB e Danfoss che prevedono proprio inverters per comado pompe alimentati da pannelli FV, c'è il problema di fondo che lo FV garantusce energia solo se è irradiato dal sole, mentre le paratie potresti doverle sollevare anche al buio o in giornate di scarsissima insolazione.

 

QUindi o si metteno batterie in serie per arrivare a tensioni sufficenti per un dc bus, oppure si fa la configurazione ipotizzata con la doppia conversione.

 

Io però dubito ancora che la soluzione con 2 inverter più martinetto motorizzato in alternata costi di più di martinetto con motore cc a 24v/48v; tra l'altro i  questo caso non è nemmeno necessario avere un regolatore di velocità perchè questi martinetti si possono benissimo far lavorare in tutto o niente, visto che le precisioni di posizionamento non devono essere elevate.

[elettrodino]

Se utilizzi servomotori dotati di elettronica a "bordo", come i Matik di Auma, ti CONSIGLIO di mettere un filtro sinusoidale all'uscita dell'inverter pena l'avaria della parte elettronica.

[ETR]

Livio, parlassimo di un martinetto elettrico "normale", sarei d'accordissimo con te, ma i signori degli attuatori, bontà loro, hanno dei target leggermente differenti.

 

C'è da dire che si chiede di funzionare ad oggetti lasciati dove meno te lo aspetti e quando meno te lo aspetti, per cui vengono prese tutta una serie di precauzioni che però ci tengono a farsele pagare MOLTO di più di quello che ci si aspetta da un oggetto delle stesse caratteristiche.

 

Un martinetto azionato in DC da svariate centinaia di chili a 24 V DC costa una fesseria rispetto ad un azionatore delle suddette marche.

 

In tutto questo poi Mr_Be ti trovi poi a dover gestire più oggetti e con molte più precauzioni (per intenderci se non muovi il motore, non è che si possa rompere, per cui per non rischiare se non usi l'inverter del motore direi di lasciarlo anche disalimentato, quindi un ulteriore comando con un ulteriore logica).

 

Serve un attenta valutazione.

 

In battuta, in tutto questo ci avrei visto un bel accumulatore a volano.

 

Ciao, Ennio

[Mr_Be]

Quote

Se utilizzi servomotori dotati di elettronica a "bordo", come i Matik di Auma, ti CONSIGLIO di mettere un filtro sinusoidale all'uscita dell'inverter pena l'avaria della parte elettronica

Si in effetti si tratta di un prodotto di questo genere!

Quote

Io però dubito ancora che la soluzione con 2 inverter più martinetto motorizzato in alternata costi di più di martinetto con motore cc a 24v/48v

Fra un motore trifase e uno cc ho riscontrato una differenza di prezzo di circa 1500€. In ogni caso, purtroppo, i motori sono già stati acquistati.

 

L'intero impianto si sta rivelando più complesso di quanto non sembrasse all'inizio. Non immaginavamo una tale difficoltà a reperire FV trifase con accumulo per potenze così modeste.