Fotovoltaico 12V - bypass caricabatterie

[boip]

Buonasera a tutti.
Per ora solo in fase sperimentale, vogliamo provare a realizzare un impianto fotovoltaico che alimenti una pompa per tirar su acqua (dislivello totale circa 10m colonna d'acqua) in una zona senza fornitura elettrica.

In quanto prototipo, l'esigenza principale è che costi poco. L'impianto dovrebbe essere composto da:
-2 pannelli 12v 150 Wp SR150-P

-regolatore di carica PWM 10 A

-batteria di recupero

-pompa sommersa cinesissima 12V 180W

 

Il problema è che anche nell'ottimistica ipotesi che il regolatore dreni tutti e 10 Ampere l'assorbimento nominale del carico (pompa) è maggiore. Considerando che la tensione a potenza massima del pannello è 17.5 v, l'idea era di collegare secondo lo schema seguente, ponendo a monte del carico un relè comandato dall'uscita "luci" del regolatore (in caso di bassa tensione di batteria esclude il carico).

E' fattibile? ci sono controindicazioni che non vedo?

 

Modificato: 24 giugno 2020 da boip

[Darlington]

scusa eh ma esattamente lo scopo di usare un regolatore da 10A quando sai già che la pompa assorbirà più di 10A quale sarebbe?

 

invece di tentare accrocchi assurdi prendi un regolatore adatto, se devo fare traslochi non compro una utilitaria

[boip]

Ciao, grazie del consiglio
Il regolatore di carica è stato scelto in funzione della corrente di carica, che per una batteria di 100Ah è appunto 10A max teoricamente.

Mi spiego: effettivamente non l'ho scritto su, ma visto che deve sollevare acqua se c'è da accumulare energia tanto vale riempire le cisterne, quindi la batteria sarà piccola (<100 Ah). La funzione della batteria dovrebbe essere quella di coprire lo spunto (seppur limitato) e coprire l'eventuale quota non prodotta dal FV per copertura nuvolosa o simili. Ma deve essere appunto una quota.
 

[Darlington]

5 ore fa, boip ha scritto:

Il regolatore di carica è stato scelto in funzione della corrente di carica

 

...che stai a di??

 

i regolatori di carica, almeno quelli che conosco io non riportano la corrente con cui caricano la batteria, anche perché non è una costante, ma se la gestisce l'algoritmo di ricarica.

 

La corrente dichiarata è sempre quella massima in uscita verso il carico visto che quei dispositivi fanno anche da LVD ed in qualche caso possono essere programmati come interruttori crepuscolari.

 

Quindi che tu abbia batterie da 10, 100 o 1000Ah il regolatore lo devi scegliere in funzione del carico che ci andrai ad attaccare.

[boip]

La corrente di ricarica è decisa dal suo algoritmo in funzione della tensione (e non ne sono neppure sicuro, penso che controlli la tensione di ricarica) ma come fa il regolatore a distinguere la capacità della batteria sulla base della tensione misurata e dell'eventuale corrente di ricarica?

Mi sembra più probabile che il regolatore si limiti a fornire tensione regolata sulla base della "fase di carica" e tutta la corrente che la batteria riesce a bersi, limitata da quella max.

Che io sappia quasi tutti i caricabatterie per batterie al piombo prevedono la selezione della corrente, da qua tutti i ragionamenti. Inoltre le istruzioni per gli inverter (i carichi tipici degli impianti a isola) richiedono sempre che siano collegati alla batteria e non all'uscita carichi dei regolatori

Modificato: 25 giugno 2020 da boip

[Livio Orsini]

Questo è un regolatore di carica per batteria in tampone, quindi se la batteria Pb è da 12v nominali il regolatore mantiene la tensione nell'intorno dei 13.8V.

La corrente che fornisce il regolatore deve essere pari alla massima drenabile dal carico, più un surplus per mantenere la batteria carica.

Se la batteria non è completamente scarica, con 13.8V di tensione applicata assorbirà una corrente decisamente inferiore ad 1/10 della sua capacità

[boip]

Ciao Livio, grazie per anche a te per l'intervento.
 

Vi chiedo se è corretto questo ragionamento: a batteria che per un motivo o per l'altro è scarica, il regolatore eroga la massima corrente (=cerca di tenere la tensione intorno ai 14v) che la batteria può assorbire purchè sia minore della portata del regolatore stesso. In queste condizioni la batteria può assorbire grandi correnti, e anche se piccola supera notevolmente il limite di 1/10 .

Da quel poco che ho visto quei regolatori si usano tipicamente in impianti per baite o camper, quindi tutto il giorno caricano il pacco batterie e la sera scaricano. L'applicazione di irrigazione è particolare perchè lavorerebbe proprio nei momenti di massima produzione, relegando l'accumulo a "tampone". Il dimensionare il regolatore di carica (che a questo punto non ha tanto di regolatore di carica) per il consumo+carica batteria vale anche in questo caso?

 

In ogni caso, grazie ancora ad entrambi per l'aiuto

[Livio Orsini]

Forse hai messo il dato di massima corrente assorbita dal carico, io non ricordo di averlo visto. Questo dato è fondamentale per capire cosa si può e si deve fare.

[Cialtrone]

Un regolatore di carica da 10 ampere costa poco meno di uno da 20 o 30 ampere. Anche in previsione di recuperare in futuro un'altra batteria, io metterei quello più grande. Non mi starei troppo a preoccupare della corrente di ricarica, visto che è una risultante.

Se prendi un caricabatterie al supermercato, ci puoi caricare batterie piccole o grandi, a patto di non sforare la corrente massima erogabile. La corrente si stabilizza su quella assorbita dalla batteria.

Nel tuo schema mi risulta qualcosa di strano. I regolatori di carica per FV che ho visto io hanno uscite dedicate per il carico, senza bisogno di aggiungere diodi o collegamenti diretti alla batteria.

In pratica io eliminerei la linea con D3. e seguirei il collegamento consigliato dal manuale del regolatore.

 

[Livio Orsini]

8 ore fa, Cialtrone ha scritto:

La corrente si stabilizza su quella assorbita dalla batteria.

 

E questo è un guaio, se superi 1/10 della capacità della batteria questa avrà vita breve.

Un buon carica batterie carica a corrente costante sino a che il valore non scende sotto il valore massimo impostato, valore che dovrà corrispondere ad 1/10, meglio 1/20, della capacità della batteria; quando la corrente sarà inferio a questo valore la carica avverrà a tensione costante di circa 14.8V.

 

Differente se lavori con batteria tampone, come in questo caso; qui si impone un valore di tensione di circa 13.8V.

Se l'assorbimento del carico è costante si dimensiona l'alimentetore perchè eroghi quel valore più un poco di surplus per caricare la batteria.

Essendo praticamente sempre sotto carica la batteria non drenerà correnti eccessive anche se l'assorbimento dovuto al carico dovesse diminuire.

[boip]

 

17 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

Forse hai messo il dato di massima corrente assorbita dal carico, io non ricordo di averlo visto. Questo dato è fondamentale per capire cosa si può e si deve fare.

Nel primo messaggio ho scritto le caratteristiche della pompa, 180W nominali a 12v. Dovrebbero essere circa 15A

16 ore fa, Cialtrone ha scritto:

Un regolatore di carica da 10 ampere costa poco meno di uno da 20 o 30 ampere. Anche in previsione di recuperare in futuro un'altra batteria, io metterei quello più grande. Non mi starei troppo a preoccupare della corrente di ricarica, visto che è una risultante.

Se prendi un caricabatterie al supermercato, ci puoi caricare batterie piccole o grandi, a patto di non sforare la corrente massima erogabile. La corrente si stabilizza su quella assorbita dalla batteria.

Ciao, grazie per il contributo anche a te innanzitutto. Ho pensato che, in caso di utilizzo di 2 batterie, queste potessero essere collegate in serie (24v). Il regolatore e i pannelli ovviamente, lo permettono.

La seconda parte non è del tutto corretta, come faceva notare Livio. La corrente di ricarica va scelta in funzione della capacità della batteria, secondo corrente di carica MAX = 1/10 capacità nominale in Ah.
I caricabatteria da supermercato solitamente sono intorno ai 6A di massima corrente, quindi vanno bene per la media delle batterie da auto. Se vanno oltre hanno almeno un tasto per decidere la corrente di ricarica.

8 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

Differente se lavori con batteria tampone, come in questo caso; qui si impone un valore di tensione di circa 13.8V.

Se l'assorbimento del carico è costante si dimensiona l'alimentetore perchè eroghi quel valore più un poco di surplus per caricare la batteria.

Essendo praticamente sempre sotto carica la batteria non drenerà correnti eccessive anche se l'assorbimento dovuto al carico dovesse diminuire.

Questo è il guaio: non è detto che la batteria sia sempre carica (es. richiesta di acqua sul tardi, con poca illuminazione= poca produzione) e non è detto che la pompa sia sempre attiva quando invece il sole è a picco.
Volevo quindi un regolatore che funzionasse esclusivamente come regolatore di carica per salvaguardare la batteria, mentre il carico non ha bisogno di questa premura (anzi l'applicazione di queste pompe dovrebbe essere direttamente a pannello solare, senza null'altro)

[Livio Orsini]

6 ore fa, boip ha scritto:

Volevo quindi un regolatore che funzionasse esclusivamente come regolatore di carica per salvaguardare la batteria,

 

Allora ti basta fissare il limite di corrente del regolatore di carica, ad un valore pari al 10% della capacità della batteria.

 

7 ore fa, boip ha scritto:

Questo è il guaio: non è detto che la batteria sia sempre carica (es. richiesta di acqua sul tardi, con poca illuminazione= poca produzione) e non è detto che la pompa sia sempre attiva quando invece il sole è a picco.

 

Vuol dire che durante le ore di piena insolazione si caricherà la batteria, mentre nelle ore di utilizzo della pompa quando l'insolazione è minima o assente, la batteria si scaricherà.

L'unica precauzione, se ti interessa la salute della batteria, è mettere un relè di minima tensione per staccare il carico quando la batteria è al limite di carica.

[boip]

Scusa Livio, ma quindi è corretto quanto pubblicato ne primo post?

 

Il regolatore alimenta la batteria;

-se c'è produzione FV e nessun carico la batteria si carica con corrente limitata dal regolatore
-se c'è produzione FV e la pompa gira viene alimentata a monte del regolatore perchè la tensione è sicuramente maggiore di quella di batteria

-se non c'è produzione FV (o parziale) e la pompa gira viene alimentata dalla batteria attraverso D3, finchè il regolatore non "sente" che è scarica e toglie il consenso dalla sua uscita luci. Mancando l'uscita luci si diseccita il relè in serie al carico e questo si ferma.

 

Chiaramente nello schema manca il controllo per l'accensione-spegnimento della pompa secondo necessità, che prevedevo di mettere sulla linea che comanda la bobina del relè.

 

[boip]

Ciao a tutti, aggiorno la discussione.

Ho finalmente avuto il tempo di montare il tutto,e sembra funzionare.
Il regolatore si occupa solo della ricarica batterie (e scarica, evitando di scendere sotto una certa tensione di batteria) mentre il carico è in parallelo alla batteria e al pannello.
Il diodo D3  evita che la tensione del pannello (arriva fino 19V)  sia presente sulla batteria.

In realtà il diodo D3 è stato messo sul ramo negativo della batteria, in quanto il mosfet o chi per lui regola la tensione sulla batteria è (comprensibilmente) appunto montato sul ramo negativo all'interno del regolatore.