Impiantino solare casalingo...

[Elidur]

Buon giorno a tutti.

Avrei bisogno di un aiuto per risolvere un problema di commutazione da inverter a rete.

Si tratterebbe di alimentare un computer con un sistema a pannello solare, batteria e inverter. Quando la batteria si scarica, il relè deve andare a riposo commutando sulla tensione di rete e fin qui ci sarei anche arrivato (vedasi schema elettrico esemplificativo), ma in questo modo non può funzionare perché quando l’inverter raggiunge la soglia minima di alimentazione va in protezione. A questo punto il relè commuta sulla rete ma poi l’inverter non riparte più anche se la batteria si ricarica; andrebbe spento e riacceso manualmente. Per evitare l’intervento manuale, bisognerebbe disalimentare il relè prima che scatti la protezione da tensione minima d’ingresso dell’inverter in modo che, al ripristino della sorgente da batteria, il relè commuti sull’inverter in automatico.

Se non sbaglio, si tratterebbe di introdurre un circuito di comparazione di tensione e dare il tempo alla batteria di ricaricarsi completamente prima di rialimentare l’inverter.

Sarebbe possibile realizzare uno schema non troppo complesso aggiungendo un po’ di elettronica prima del relè?

Le tensioni di protezione dell’inverter sono 16v e 30v. Occorrendo, potrei sostituire il relè da 24 V con un piccolo teleruttore funzionante a 12V.

Non aggiungo dettagli sulle potenze in gioco perché non le trovo significative, comunque sarebbero sempre rivedibili.

Grazie per l’attenzione.

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[stefanopc]

Più che monitorare la tensione sarebbe il caso di misurare gli Ah che vengono caricati e quelli che vengono assorbiti dall'inverter.
Quindi servirebbe un sensore di corrente e un microcontrollore (che la integri nel tempo).
Il valore calcolato di energia immagazzinata è adatto in base alle soglie desiderate per
comandare il relè come da te richiesto.
Per esempio potrebbe verificare che la batteria sia stata caricata al 95 % connettere il carico e scollegarlo quando la scarica raggiunge il 50% della capacità.
Altrimenti coi comparatori di tensione si può fare qualcosa ma non so se ne vale la pena.
La tensione di batteria non è molto indicativa specialmente nelle fasi intermedie e specialmente a carico.
Conosci qualche microcontrollore (ad esempio arduino)?
Ciao

[Elidur]

Ciao stefanopc, no non serve tutta quella tecnologia, è sufficiente che la batteria si carchi e faccia partire l’inverter. Quel piccolo impianto deve funzionare a giorni alterni perché il pannello, anche se decente come potenza, è sufficiente a caricare la batteria ma non può alimentare in continuazione il carico collegato all’inverter. Questo si spiega con la scarsa luce solare che investe il pannello e ci si deve accontentare di avere corrente gratuita un giorno si e uno no…

[elfo]

uno schema non troppo complesso aggiungendo un po’ di elettronica

***** Principio di funzionamento:
- la batteria viene caricata sempre a "corrente costante".
- il circuito "Current sharing" assorbe dalla rete 230 V solo la corrente mancante al valore di carica (la differenza tra il valore di carica e quella fornita dal pannello solare)

*****Vantaggi:
- assenza di commutazioni (rele')
- la batteria rimane sempre al massimo della carica
- il pannello solare viene "sfruttato" al massimo

***** Cosa manca al circuito
- il limitatore di fine carica batteria

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[Elidur]

Ciao elfo, pensavo mi avessi tolto realmente il saluto.
Prof. il tuo circuito ma non voglio aggiungere anche il regolatore di carica e un carica batterie. Il regolatore di carica non serve perché il pannello fornisce un decimo della potenza della batteria per poco tempo; prima e dopo quella frazione di tempo, la luminosità si riduce e così anche la corrente di carica. Purtroppo non posso migliorare la posizione del pannello e non c’è il rischio di sovraccarico.

In sostanza, a me servirebbe lo schema di un circuito che interrompa l’erogazione dell’inverter prima che la tensione della batteria arrivi a 16V (commutando sula rete) e riabilitando batteria e inverter quando la batteria raggiunge la massima carica.

Due soglie, semplici anche da regolare, un circuito testabile su una breadboard e cablabile su una mille fori…

[elfo]

Il regolatore di carica non serve perché il pannello fornisce un decimo della potenza della batteria per poco tempo
[cut]
In sostanza, a me servirebbe lo schema di un circuito che interrompa l’erogazione dell’inverter prima che la tensione della batteria arrivi a 16V (commutando sula rete) e riabilitando batteria e inverter quando la batteria raggiunge la massima carica.
Due soglie, semplici anche da regolare, un circuito testabile su una breadboard e cablabile su una mille fori…

Tutto quello che segue e' IMHO.

Quello che tu immagini come "punto di forza" e "semplice" e' in realta' il punto "debole" (commutazione) e "critico" (regolazione).

Qello che segue e' una versione semplificata dello schema precedente.

- Un caricabatteria "intelligente" lo compri da Amazon / LIDL a < 20 euro
- Il regolatore di carica - in base alla tue affermazioni - "non serve"
- Il current sharing in versione "poor man's" e' una resistenza (e opzionalmente un diodo)

Zero commutazioni
Zero regolazioni

P.S. come si comporta il carico durante la commutazione Inverter -> Rete 230 V (e viceversa)?

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[stefanopc]

Non per contrariarti ma:
come fai a sapere se la batteria è carica se non controlli la tensione e soprattutto la corrente?
come fai a sapere se la batteria è scarica al 50% per fermare l'inverter?
Un microcontrollore costa 3 -5 euro.
un sensore di corrente costa 3 euro.
il display lo smonti o lo recuperi.
spesa totale 8 euro.
Si trova anche qualcosa di gia fatto online dall'oriente a prezzi poco superiori.
La batteria (faccio un esempio ) maltrattata ti dura 40 cicli fatta funzionare come si deve anche 600 cicli.
Quanto costano 10 batterie ?
Con 8 euro risparmiati devi cambiare piu di dieci batterie e il tuo progetto non funziona per come vorresti.
Ho un po' semplificato ma la realta non è per niente distante da quanto ho scritto.
Sai come si dice "uomo avvisato mezzo salvato".
Spero ardentemente che la batteria non sia per uso automobilistico perche non andrebbe bene.
Ciao

[Elidur]

Ma il principio di funzionamento lo immagino semplicemente come quello di un carica batteria automatico. Se la tensione di carica raggiunge una certa soglia smette di caricare ma essendoci sempre collegamento, quando la tensione scende sotto la sogli minima ricomincia a caricare. Credo che si chiami isteresi…

[GioArca67]

Più che monitorare la tensione sarebbe il caso di misurare gli Ah che vengono caricati e quelli che vengono assorbiti dall'inverter.

Il "Coulomb counting" da solo per valutare il SOC di una batteria non è una soluzione praticabile efficacemente in quanto dopo un po' si disallinea (come tutte le integrazioni con errori) e necessità di un "reset"...
ed hai di nuovo il problema iniziale di valutare lo stato di carica della batteria...

La soluzione proposta da elfo (di fatto un UPS on line) è di gran lunga la migliore.

[stefanopc]

Il "Coulomb counting" da solo per valutare il SOC di una batteria non è una soluzione praticabile efficacemente in quanto dopo un po' si disallinea (come tutte le integrazioni con errori) e necessità di un "reset"...
ed hai di nuovo il problema iniziale di valutare lo stato di carica della batteria.

Innanzi tutto il sistema di Elfo non mi sembra che controlli il DOD.
Diciamo che la batteria la potrebbe pure eliminare.
Se non manca mai corrente nessuno se ne accorge della sua presenza.
Ecco perché è il "migliore".

Il misuratore di Culomb funziona magnificamente meglio del comparatore di tensione che l'autore della discussione vorrebbe utilizzare.

Farlo resettare al termine di ogni carica completa non è un grosso problema.
Infatti il sistema che uso sulla mia auto funziona esattamente così da ormai 5 anni senza il minimo problema.
Prima con le batterie al piombo e ora con le batterie al litio ex Leaf.

Questo ad esempio mi da modo di vedere quanti Ah ho caricato 12.5 quanti ne ho consumati -2.12 e la corrente istantanea di batteria 34.3A.

Ovviamente (dato il valore della batteria) per controllare tutti i singoli elementi in fase di carica e scarica le 62 celle sono monitorate singolarmente da 6 Ltc6811 che dialogano col micro su bus.
Ciao