Effetto cloud-edge

[calcola]

Sabato ho, con dispiacere, scoperto l'effetto "bordo nuvola", il sole andava e veniva ed io ero fuori casa a badare all'orto. Rientro in casa e puzza di bruciato ...centralino tutto bruciato. Un sensore di corrente ACS712 da 30A era andato in fiamme, cavi fusi...
Mi metto al lavoro, sostituisco qualche cavo, altri li accorcio, altri li riparo, metto in funzione senza scheda di controllo. Appena finisco torna il sole e vedo l'amperometro analogico sul cavo delle batterie schizzare a fondo scala. L'amperometro analogico è da 30A, fino a 30A la scala è decimale (quasi decimale verso la fine), dopo 30A è indicativa ed arriva a fondo scala a 75A. Gli acs712 erano due uno da 20A per pannelli con un massimo di 11A, l'altro da 30A per pannelli con un massimo di 24A. In totale dovrei avere un massimo di 35A, mentre..., vi assicuro che fa impressione vedere quella lancetta senza più spazio. Non penso che la corrente fosse veramente di 75A, ma oltre cinquanta di sicuro. I cavi erano tutti fusi, il rame scoperto.

Ho passato il pomeriggio di domenica a sostituire la scheda elettronica, la scheda di rete, l'RTC... Ora ho messo un solo amperometro un ACS758 da 100A per tutti i pannelli, ma intendo sostituirlo con uno ad induzione magnetica lasciando il cavo integro. Certo che ogni momento ne ha una :S

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....con dispiacere, scoperto l'effetto "bordo nuvola", il sole andava e veniva ed io ero fuori casa...

Mhhhh!, .....perchè pensi che questa sia la causa scatenante?.-
Questa situazione si manifesta ...quasi quotidianamente.-

Vediamo se ho compreso bene:

-OK per i cavi.
-I regolatori sono KO, ......ma tutti e due?.- Li hai misurati in qualche modo?, puoi fare delle foto?.-
-Strumenti attraversati da corrente di cortocircuito (<<inversa) limitata soltanto dalle resistenze di contatto, cavi, connessioni.
-Corrente NON proveniente dal FV, ma dalle batterie.-
-La parte di circuito NON interessata da questo DRAMMA elettrico, è quella dei moduli FV, connessioni comprese sino ai reg.
-Chi ha provocato il corto?.
-Probabile uno dei regolatori o tutti e due in sequenza.-
-Ma non hai messo un diodo di protezione in out verso le batterie?.-
-Metti solamente diodi (a mò di barriera) con alta V.reverse, ....un toccasana per la "salute" del sistema, a scapito di una MARGINALE caduta di tensione. Evitare il contrario.-

Ho compreso bene?.

-Se il dispositivo di potenza (tipo serie) di uno dei regolatori fosse andato in corto, non dovrebbe aver scatenato il cortocircuito per la presenza della barriera offerta dal/i diodi.-
-Se al contrario il Reg fosse di tipo SHUNT, il corto si sarebbe manifestato solamente dal lato moduli, lasciando integro il funzionamento del sistema ed il circuito a valle, proprio per la presenza dei diodi ed anche senza danneggiare i moduli.-
-Se nel Reg (forse MPPT) fosse presente un trafo in salita, allora è il diodo/i ad essere in default ed il secondario ha chiuso il circuito.-
Sono tutte supposizioni che mi sono venute al momento.-

Questi sono GUAI che non devono capitare, ....nel modo più assoluto.-

La corrente continua, al contrario di quella alternata, in caso di anomalia è difficile controllarla, ....FERMARLA.-
L'obbiettivo principale quando si "pensa" ad un impianto OffGrid, è quello di dormire sonni tranquilli limitando al massimo (nel possibile) il valore della corrente circolante al fine di scongiurare stress nei dispositivi, connessioni (resistenza, calore, ecc).-


Mi dispiace veramente, Calcola, ma vedrai che risolverai in "bellezza".-

Bridge

Ahh...., dimenticavo. Nella scelta dei diodi di protezione A VALLE del/i Reg, valutare, sul datasheet, anche la Trr (massimo tempo di recupero inverso) con il valore più basso.- Il motivo di ciò è la presenza, a monte, di regolarori con alta frequenza di commutazione.- Questo è molto, molto importante.-

[calcola]

Allora, situazione:

dal tetto scendono 4 coppie di cavi per altrettante stringhe di pannelli ogni stringa è da 5,5- 6A 24V (in totale circa 24A), ogni singola discesa passa da un fusibile da 10A e poi per un diodo, tutti i cavi in uscita dai diodi si uniscono in un cavo da 6mm.

Esistono poi altre due stringhe identiche alle precedenti, non collocate sul tetto, ma su un "espositore" davanti casa. Anche queste due stringhe passano per i fusibili e poi per un diodo, i cavi in uscita dai due diodi si uniscono in un secondo cavo da 6mm.

Sul cavo del positivo da 6mm proveniente dal tetto era collegato in serie un sensore di corrente hall da 30A basato sull'ACS712, mentre sul cavo che giunge dagli altri pannelli posti davanti casa era collegato un secondo sensore di corrente simile al precedente ma di 20A.
I cavi in uscita dai sensori di corrente arrivavano infine al regolatore di carica. Sulla linea che dal regolatore di carica va alle batterie vi è poi un amperometro analogico che misura la corrente verso le batterie.

Il regolatore ha all'interno il diodo di blocco che impedisce la risalita della corrente verso i pannelli.

Mentre il sensore da 20A è rimasto integro e, controllato al banco, risulta perfettamente funzionante, quello da 30A non ha retto alla maggiore quantità di corrente in transito e si è letteralmente carbonizzato. Il surriscaldamento del sensore ha fuso la plastica dell'isolamento di alcuni cavi elettrici che aveva intorno e che così sono andati in corto. Per completare l'opera i tre fili che collegavano il sensore all'arduino sono a loro volta andati in corto ed hanno bruciato l'arduino e le sue schede.

Escludo che sia ritornata indietro corrente dalle batterie, il diodo dentro il regolatore la blocca.

Secondo me il tutto è accaduto perchè i cavi dentro il centralino erano a stretto contatto con il sensore bruciato. Il nuovo sensore da 100A l'ho ora messo fuori il centralino e penso di mettere fusibili da 50mA sui fili che vanno alla scheda elettronica, oltre uno zener da 5,1v, così proteggo la scheda.

Probabilmente dovrò sostituire il contenitore del centralino, che continua a fare puzza di bruciato.

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Ora è più chiaro.-
Quindi in definitiva il problema è stato creato solamente dal sensore di corrente TA proveniente dal tetto che si è propagato verso l'Arduino.-
Tutto sommato è andata bene.-
Tuttavia mi resta difficile credere che il sensore non abbia retto alla corrente circolante, bensì mi è più "congeniale" pensare ad una incertezza, instabilità o insufficienza nel collegamento IN/OUT dei due cavi; .....20/30 ampere non sono "bruscolini" ed anche la tipologia delle 2 connessioni hanno importanza rilevante.- Ricordi Calcola il tuo riferimento all'olio di vasellina?.-

Altra cosa che mi stupisce è la sezione terminale del cavo di sezione 6mmq.-
Quanto è lunga la coppia di cavi da 6mmq?.

Dai che non è successo nulla, ...vai tranquillo e sistema tutto.-
Ciao.-

[Ferrobattuto]

Forse non c'entra niente, però.....Per quanto ne so, di solito si assume una densità massima di corrente in CC di circa 5A/mmq, purché il cavo abbia lunghezza tale da non determinare cadute di tensione rilevanti, altrimenti deve essere più bassa. In un sistema a 24V, e perciò con correnti "sostenute", è facile avere sensibili cadute di tensione sui cavi, che generano calore in proporzione al quadrato della corrente circolante. In genere si tenta di non avere più dell'1% di caduta di tensione sui cavi tra pannelli e batterie, anche se questo di solito costa un certo "onere" in rame. Raddoppiando la tensione, ossia dimezzando le correnti, il problema si riduce ad un quarto, in quanto segue una legge quadratica.

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Forse non c'entra niente, però.....

Sicuramente non centra nulla, ....infatti ho spaziato sufficientemente per non riferirlo a quanto sopra.-
La mia era una curiosità sulla modalità di scelta della sezione del conduttore da 6mm2, che sinceramente ritengo estremamente "risicata".-
Il baluardo invalicabile dei ...nostri "vecchi" era di 3A/mm2, ma oggi tutto è cambiato, tutto scalda, e .......
Io avrei messo minimo 10mm2, ma anche 16 non mi sarebbe dispiaciuto affatto.-
Eccessivo?, .....sicuramente SI, fuori luogo? ...IDEM, demenziale? ....forse!, ...ma una volta fatto non ci si pensa PIU'.-
Guarda le dimensioni odierne dei trasformatori, dei motori, dei cavi, degli interruttori, ecc.-
Sono cambiate le unità di misura, gli ampere , i volt??.-
Soppesa la potenza di targa dei ferri da stiro, degli aspirapolvere, dei Phon ecc., ....valori da far accapponare la pelle e sinceramente mi sono sempre domandato il perchè non si ponga rimedio a questa scellerata tendenza.-

[calcola]

L'immagine riproduce il sensore superstite da 20A ACS712, quello di colore blu, il 30A era identico, cambiava solo l'integrato. Di fianco un sensore acs758 da 200A che ho comprato per metterlo in serie sulle batterie, mentre quello che ho installato domenica per misurare tutta la corrente proveniente dai pannelli è identico al 200A solo che è da 100A. Da notare la differenza di dimensioni e l'esiguità dei morsetti di quello piccolo. I fili da 6mm non entrano in quei morsetti, quindi avevo usato due spezzoni di 2,5mm lunghi 10cm circa per poterlo collegare. Se si guardano i connettori si resta veramente perplessi circa la reale capacità di reggere una corrente di 30A, prima di installarlo ho fatto un collaudo utilizzando un inverter da 1200W 12V onda quadra in mio possesso, al quale ho collegato un motore da 400W che lato Dc assorbe circa 33A. Ha retto benissimo, così come una volta installato ha retto bene fino a sabato, d'altra parte in condizioni normali la corrente generata dal tetto è massimo 25A, vi era ancora margine di sicurezza. Solo che sabato il sole veniva e si velava con cicli di 2-5 minuti. Ogni volta che spuntava l'analogico saliva su a fondo scala (di sicuro oltre i 45-50A), il sovraccarico ripetuto e continuo ha letteralmente fuso il sensore ed i due spezzoni di filo di collegamento, da li tutto il guaio.

Ho capito cosa voleva dire Hal9000 quando diceva che in certe giornate di tempo variabile faceva di più di una giornata di pieno sole.

I cavi da 6 mm che dai diodi vanno al sensore (quello ora montato da 100A), sono lunghi 30cm, quello che porta la corrente delle due stringhe per un totale 11-12A penso sia sufficiente, mentre quello che porta i 25A dal tetto visti i risultati, mi conviene raddoppiarlo.

[Bridge]

Da notare la differenza di dimensioni e l'esiguità dei morsetti di quello piccolo. I fili da 6mm non entrano in quei morsetti...

Se si guardano i connettori si resta veramente perplessi circa la reale capacità di reggere una corrente di 30A

Perplessi?, ....io aggiungerei anche "sconcertati".-

[Fabio13]

Ad occhio quel connettore blu mi sembra un passo 5 mm. Quei connettori lì li dichiarano per 15A... traetene voi le conclusioni!
Se poi non serrano più di 2.5 mm2 di cavo, allora avrei già dei dubbi a farci passare 10A.

[calcola]

Sicuramente sono stato imprudente ad usare un connettore di quel tipo per 30A, però assicuro che quando l'ho collaudato con 30A di corrente reggeva. Si è bruciato per la corrente circolante di molto maggiore a 30A. Credo che se si vogliono usare quei sensori da 30A sia meglio togliere il connettore e saldare direttamente sulla scheda, inoltre per precauzione mettere in serie un fusibile per DC di 30A.

[calcola]

Un esempio di cosa accade quando il sole fa capolino tra le nubi. Nell'amperometro riprodotto dopo i 25A, ogni tacca vale 10A, oggi ha segnato oltre 40A ed il sensore di corrente (quello nuovo riprodotto sopra) ha confermato 43A di produzione. I miei pannelli nelle giornate di sole, cielo limpido, danno massimo 30-35A, l'amperometro si ferma a metà tra la tacca dei 25A e quella successiva.

L'altra settimana saliva a fondo scala, quindi l'effetto bordo nube si presenta anche con una gradualità diversa ed aimè occorre tenerne conto per il dimensionamento dei cavi.

Tra ieri ed oggi ho sostituito il cavo dai paralleli dei pannelli al regolatore e quello che dal regolatore va alle batterie, li ho messi da 16mm^2.

Inoltre ho messo i nuovi sensori effetto Hall, uno da 100A prima del regolatore ed uno da 200A sulle batterie. Ora ho la possibilità di controllare i consumi dell'inverter a vuoto, sotto carico ed in bypass. Riguardo il consumo dell'inverter a vuoto ho potuto osservare un comportamento che non mi spiego, tra qualche giorno aprirò una nuova discussione in una sezione più appropriata.

[calcola]

Questa invece è l'immagine con l'effetto al suo massimo, con quei valori di corrente l'amperometro perde di significatività, infatti segna 75A, mentre il sensore di corrente segna 49A. Però è un bell'aumento, peccato che duri poco, massimo 10 minuti, poi ritorna ai 36A se il sole rimane presente. Invece nel caso in cui il sole è nuovamente coperto dalle nubi e poi riappare, l'amperometro oscilla tra i 15A e fondo scala.

[Bridge]

infatti segna 75A, mentre il sensore di corrente segna 49A

Mhhhh!.- Chi dice la verità?, uno dei due ....o NESSUNO?.-
Uno strumento, per essere definito tale, deve essere affidabile.- Non comprendo il perchè di questa macroscopica differenza.-
Il parco fotovoltaico può erogare questa corrente in condizioni ottimali?.- Quali sono le sue possibilità reali?.-

[calcola]

Tutto è possibile, però:

L'analogico è dichiarato corretto fino a 30A (non è cinese è prodotto in Italia), è sul fondo scala che l'analogico non è più significativo, fino a 40A le misure sono sovrapponibili con quelle del sensore.

Il sensore l'ho provato con un alimentatore da banco della kenwood (max8A) ed è preciso al decimo di Amp. L'alimentatore 24v ausiliario eroga 14A di corrente ed il sensore ne segna 14A.

I pannelli da targa danno 35-36A, piena insolazione. Fino a 40A le misure dei due strumenti sono sovrapponibili, tieni conto inoltre che vi è un secondo sensore di corrente sul cavo verso le batterie e la corrente coincide con quella dei pannelli.

Nella schermata allegata l'impianto è quello di destra, la corrente verso le batterie è decurtata di 1,7A che è l'assorbimento costante della videosorveglianza, l'inverter è in bypass quindi non preleva dalla DC. I valori misurati dai due sensori, con le premesse di cui sopra, sono sovrapponibili.

[Dolomitico]

Io posso confermare che l'effetto cloud edge non va sottovalutato,mi ricordo sull'impianto a 12 volt,avevo 3 pannelli da 4.4 ampere,quindi 13.2 ampere max,e in certe condizioni l'ho visto schizzare fino a 18 Ampere e oltre,il regolatore era lo steca da 20 ampere max,ci sono arrivato vicino.....questo va tenuto conto nei regolatori bisogna limitarsi a 2/3 della potenza del regolatore per non sforare.
Per fortuna che eri li e hai potuto intervenire subito.