Fai da te & OffGrid

Un po' mi vergogno, ma devo togliermi questo dubbio se non non ci capisco nulla.

La domanda mi serve per capire più che per una reale ed immediata applicazione.

Quando si sceglie un diodo, lo si fa prendendo in considerazione, in modo particolare, "la corrente" di funzionamento e il "voltaggio massimo ammesso".

In pratica se ho un diodo 40A 1000V, significa che fa scorrere una corrente di 40A max e sopporta max 1000V come differenza di potenziale inversa ai capi dei due terminali.

Volendo figurarmi il diodo in un esempio "idraulico" somiglia ad una valvola di bypass.... la pressione nei tubi è assimilabile alla corrente (gli ampere) e il voltaggio alla velocità dell'acqua o all'altezza da cui questa cade... a seconda di come la si voglia vedere

E fin qui ci dovrei essere, mi sembra di non aver detto cavolate.

Ora viene la domanda, comprendete la mia ignoranza! :blushing:

In un sistema che mette in parallelo diverse linee, e ogni linea ha una valvola di bypass che immette la singola linea nel parallelo, si dovrebbe venire a creare una situazione in cui la velocità dell'acqua è sempre la stessa ma la quantità di acqua è la somma delle singole componenti. Supponiamo che le linee siano tutte uguali come pressione e velocità, avremmo che la velocita è sempre quella mentre la pressione è multipla del numero di linee.

Venendo ai diodi, se metto in parallelo attraverso i diodi 10 linee a 10A 12V (giusto per rimanere con grandezze che conosciamo), il parallelo vedrebbe a valle dei diodi una corrente di 100A con voltaggio 12V, salvo dispersionei e altro... Giusto?

Il dimensionamento dei singoli diodi deve tenere in considerazione solo il voltaggio a monte del sistema, 12V, e la corrente massima che scorre (i 10A), o deve considerare anche la corrente che c'è a valle i 100A? In pratica quando si sceglie un diodo lo si sceglie solo per la tensione di brackdown e per la corrente che deve scorre dentro oppure si deve tenere in considerazione anche la tensione a monte del circuito?

La domanda la faccio proprio perchè penso al sistema idraulico... se ho una valvola di bypass (e quindi un diodo) fino a quanto regge la pressione inversa?

ma non c'è pressione inversa!!

la "pressione" dalle batterie all'inverter è proporsionale alla capacità delle stesse. Immagina che le batterie siano delle vasche di misure differenti, ma tutte apposggiate sullo stesso piano di appoggio.

Se le batterie sopo tutte cariche al 100% a 12.6V collegandole in parallelo con altrettanti diodi shottly avrai in uscita circa 12.3V... ma non c'è corrente di ritorno proveniente da altre betterie, a meno che tu non consideri quelle usate come condensatore... ma quelle non possono superare un diodo in opposizione, per farlo dovrebbero avere una tensione superiore a quella nominale dei diodi, ma in tal caso prima andrebbe in fumo il tuo ups.

La similitudine tra i circuiti elettrici e quelli idraulici è senz'altro molto marcata, ma non completa. Si può usare quel tipo di similitudine per comprendere meglio, ma non è detto che funzioni sempre. Nel caso in esame mi sembra che più che altro ti abbia confuso le idee.

Si sceglie un diodo in base alla corrente che ci deve scorrere dentro. Se abbiamo un utilizzatore che necessita di 10A, il diodo deve poter sopportare una corrente di transito almeno pari, ma per sicurezza almeno il 50% maggiore. La tensione invece si sceglie in base alla differenza di tensione che c'è tra un lato e l'altro del diodo. Mi spiego: se da un lato hai una sorgente di tensione che ha 20V (ad esempio un pannello fotovoltaico) e dall'altro una batteria che ne ha 12 il diodo teoricamente ne sopporta 8. Ovvio che si sceglie un diodo che possa reggere una tensione almeno uguale a quella della sorgente, ma anche in questo caso quì si aggiunge una buona percentuale in più di sicurezza.
Se hai più sorgenti capaci di erogare una corrente di "tot" ampere ciascuna, che tramite diodi confluiscono in un unico utilizzatore, i diodi debbono essere dimensionati per la corrente erogabile dalle sorgenti.
Un esempio pratico sono i diodi di disaccoppiamento che si mettono in uscita dei pannelli solari. Se un pannello (anche in corto) può erogare solo 6A, si mette un diodo da almeno 6A, ma più sicuramente uno da 10, in modo che si stia sicuri che non si bruci o surriscaldi. Ovvio che se hai 10 pannelli tutti bene al sole, a valle dei diodi scorreranno nei conduttori 60A, ma in ogni singolo diodo ne scorrono 6. La tensione che dovrà sopportare ogni singolo diodo non sarà mai maggiore della tensione erogata dal pannello a cui è connesso.

In questo caso hai la similitudine idraulica in un impianto in cui ci siano 10 sorgenti d'acqua che non possano erogare più di 6L/sec ciascuna, che debbono confluire in una condotta unica. Nella condotta a valle scorreranno 60L/sec, ma nelle valvole di ritegno solo 6. Continuando nella similitudine, se le sorgenti possono avere una pressione massima di 20Atm, si metteranno delle valvole che possano sopportare una pressione inversa simile. Anche se in campo idraulico alcune cose sono un po' differenti....

Altro caso se invece devi "parallelare" delle batterie con dei diodi, come nel sistema che usa Offgrid. Una batteria, a differenza di un pannello fotovoltaico, può erogare anche TUTTA la corrente che richiede un utilizzatore a valle del diodo. E' il caso in cui due o più batterie usate e a differente efficienza vengono messe in parallelo. Può darsi il caso in cui una sola batteria rimanga abbastanza efficiente (o abbastanza carica) e si trovi ad alimentare tutti gli utilizzatori. In questo caso nel suo diodo di uscita scorrerà TUTTA la corrente richiesta, per cui il diodo deve poterla sopportare. In questo caso la tensione del diodo è scelta per la tensione della batteria, più il solito margine, e anche per la corrente deve essere scelto in base alla corrente massima di carico più un margine di sicurezza.
Questo ovviamente è un caso limite, in quanto se abbiamo 10 batterie parallelate con i diodi, difficilmente si guasteranno 9 batterie contemporaneamente e ne resterà solo una efficiente, per cui avendo un utilizzatore che richieda 1200W (ossia 100A) anche nel peggiore dei casi ad erogare corrente saranno sempre 6 o 7 batterie almeno, per cui basterà che siano dimensionati per 25 o 30A ciascuno.

In casi come questo, quello che va dimensionato opportunamente per la corrente a valle dei diodi è il conduttore, non il diodo. Se i "soliti" pannelli erogano al massimo 6A bastano conduttori da 2,5mmq, al massimo 4mmq se sono molto lunghi, mentre poi a valle dei diodi quei famosi 60A necessitano di almeno 15 o 20mmq anche se non sono eccessivamente lunghi.

Spero di essere stato esauriente, nel caso chiedi ancora.

P.S
I dubbi che hai tu li abbiamo avuti tutti. Tranquillo. Nessuno "nasce imparato".
I "Guru" lasciamoli dove stanno, in India.

Ferrobattuto ha scritto:....
Altro caso se invece devi "parallelare" delle batterie con dei diodi, come nel sistema che usa Offgrid. Una batteria, a differenza di un pannello fotovoltaico, può erogare anche TUTTA la corrente che richiede un utilizzatore a valle del diodo. E' il caso in cui due o più batterie usate e a differente efficienza vengono messe in parallelo. Può darsi il caso in cui una sola batteria rimanga abbastanza efficiente (o abbastanza carica) e si trovi ad alimentare tutti gli utilizzatori. In questo caso nel suo diodo di uscita scorrerà TUTTA la corrente richiesta, per cui il diodo deve poterla sopportare. ....

Aggiungo per dissipare altri possibili dubbi, che anche questo caso è previsto dallo schema. Infatti con interruttori magnetotermici o semplici fusibili tarati in modo adeguato, possiamo prevenire la rottura dei diodi per eccesso di corrente che li attraversa.

Per esempio de 10 baterie in parallelo forniscono normalmente 5A ciscuna, metteremo un diodo da 20A (5Ax4)* e un fusibile/magnetotermico da 10-15A.
Se troppe batterie si scaricano/rompono/scollegano le altree seguiranno a fornire energia fino a che interverranno i fusibili.. quando ne parte uno, gli altri lo seguono a ruota per proteggere i diodi. Mancherá la corrente ma il sistema è salvo in attesa che l'utente risolva il problema.

* x4 per sopperire ai picchi-picchi di assorbimento. Un inverter di buona marca da 1000W è in grado di fornire, 2000W per alcuni secondi e addirittura 4000W per alcuni millisecondi, ovviamente anche l'assorbimento dalle batterie va di pari passo, qui di i diodi devono poter reggere questi picchi.

Grazie ad entrambi.

Ha ragione Ferro, mi ha tratto in inganno la similitudine con i circuiti idraulici, anche se in ogni caso non è proprio così come mi son figurato le cose anche per l'idraulica.
Il dubbio era solo legato al modo di scegliere il diodo.

Ferrobattuto ha scritto:I dubbi che hai tu li abbiamo avuti tutti. Tranquillo. Nessuno "nasce imparato".
I "Guru" lasciamoli dove stanno, in India.

Dubbi fugati!!! (woot)

Certamente il dubbio nasce dal parallelo con pannelli o batterie... stavo li a cercare di capire se la scelta sui diodi poteva essere condizionata anche da altri fattori. Ho cercato di documentarmi e non ho trovato risposte ai miei dubbi, quindi ho pensato di chiedere. Proprio il fatto di non trovare nulla mi stava convincendo dell'infondatezza dei miei dubbi, ma appunto, meglio essere certi!

offgrid2 ha scritto:

Ferrobattuto ha scritto:....
Altro caso se invece devi "parallelare" delle batterie con dei diodi, come nel sistema che usa Offgrid. Una batteria, a differenza di un pannello fotovoltaico, può erogare anche TUTTA la corrente che richiede un utilizzatore a valle del diodo. E' il caso in cui due o più batterie usate e a differente efficienza vengono messe in parallelo. Può darsi il caso in cui una sola batteria rimanga abbastanza efficiente (o abbastanza carica) e si trovi ad alimentare tutti gli utilizzatori. In questo caso nel suo diodo di uscita scorrerà TUTTA la corrente richiesta, per cui il diodo deve poterla sopportare. ....

Aggiungo per dissipare altri possibili dubbi, che anche questo caso è previsto dallo schema. Infatti con interruttori magnetotermici o semplici fusibili tarati in modo adeguato, possiamo prevenire la rottura dei diodi per eccesso di corrente che li attraversa.

Per esempio de 10 baterie in parallelo forniscono normalmente 5A ciscuna, metteremo un diodo da 20A (5Ax4)* e un fusibile/magnetotermico da 10-15A.
Se troppe batterie si scaricano/rompono/scollegano le altree seguiranno a fornire energia fino a che interverranno i fusibili.. quando ne parte uno, gli altri lo seguono a ruota per proteggere i diodi. Mancherá la corrente ma il sistema è salvo in attesa che l'utente risolva il problema.

* x4 per sopperire ai picchi-picchi di assorbimento. Un inverter di buona marca da 1000W è in grado di fornire, 2000W per alcuni secondi e addirittura 4000W per alcuni millisecondi, ovviamente anche l'assorbimento dalle batterie va di pari passo, qui di i diodi devono poter reggere questi picchi.

Esaustivo! (woot)

Visto che ci sei, a proposito di magnetotermici,
cosa sceglieresti: questo http://it.rs-online.com/web/p/mcb/5214759/
questo http://it.rs-online.com/web/p/mcb/5214737/
o questo http://it.rs-online.com/web/p/mcb/0486883/

i magnetotermici se li vuoi usare al posto dei diodi, devono costare il meno possibile e reggere in alternata x1,41 della corrente che ti serve in continua. Se ti serve che scatti a 14A= circa, devi usare un magnetotermico da 10A~ (10*1,41=14,1A)

Vanno bene tutti quelli che mi hai proposto per il prezzo naturalmente è da verificare l'amperaggio che ti serve.

facciamo un esempio di dimensionamento dei vari componenti del banco batterie a diodi

Inverter: 1000W - 12V - assorbimento max 96A
Batterie: 1875Ah - 12V (9 batterie da 220Ah in parallelo per arrivare a C20)
distanza tra le batterie e l'inverter: 2metri

Materiale necessario per metterle in parallelo:

* 19 diodi schottly da almeno 17A-20V (9in+9out+1 per alimentare il regolatore)
* 9 magnetotermici da 14A (10A AC~)
* 18 spezzoni di cavo (2 per batteria) da 2metri e 3,2mm2 minimo (arrotondati a 4mm)
* x spezzoni da max 20cm per eventuali collegamenti tra diodi e fusibili/interruttori: 1mm2

I cavi sono calcolati con un 2% di perdite ammesse.
Se volete un 1%, basta raddoppiare le sezioni o dimezzare le distanze.

tutti i calcoli si possono fare automaticamente con il foglio di calcolo che ho pubblicato in:

http://offgrid2.altervista.org/viewtopic.php?f=5&t=139

Grazie maxlinux2000.

Ho chiesto consiglio perché, oltre al prezzo che mi sembra buono, sono dichiarati per corrente continua...
Il primo, ad esempio, in targa ha "Tensione c.c. nominale 60V".

Da 14 su RS non ci sono.

Ci sono da 13A http://it.rs-online.com/web/p/mcb/5214866/ (che come prezzo ci siamo)
e da 16A (quelli di prima), e visto che al massimo scatterebbero per una frazione maggiore dell'assorbimento che hai indicato, forse forse potrebbero anche andar bene.
Tu sei più esperto che dici? Quei due Ampere in più sono un problema?

Io però parto direttamente a 48v, non a 12v, il che vorrebbe dire che se lascio il dimensionamento delle batterie come l'hai indicato arrivo a 4Kw.. (woot)

UPDATE... ho scritto una marea di caxxate... o quasi...

come giustamente scrivi se prendo magnetotermici da 10A scattano a 14A, quindi se li prendo da 16A scatterebbero a circa 22A...
Mi rimane solo il dubbio del fatto che sono dichiarati per corrente continua oltre che alternata per i 16A....