My OffGrid n.2

[Hal9000]

Ciao Effeci2,
sono contento che ti trovi bene con il regolatore Morningstar, i miei migliori auguri per una mega espansione del tuo impianto a breve termine

[Marko]

Mi aggiungo ai complimenti per Hall, grande capolavoro. La penso totalmente come te, vorrei dare il meno possibile all'enel (anzi EON)
La maggior parte della componente energetica, sono i costi fissi e perdite nella rete. Non so perchè devo pagare l'inefficienza della rete, questa non l'ho mai capita. Comunque dopo 6 mesi mi è arrivata una bolletta di 40 euro. Per quanto riguarda il gas, una bombola GPL (non c'è metano in sardegna) da 15 kg si spendono mediamente 36 euro, con la raffineria di Moratti a 70km. Vedete un po voi.
Ciao.

[Roby]

Ciao Hal9000.

Ho visto che hai interfacciato dei sensori per rilevare la corrente ad un PC.

Da quello che ho capito hai inserito un convertitore analogico/digitale che hai connesso al PC per comunicare le letture.

Vorrei fare anch'io una cosa simile, mi diresti cosa hai utilizzato?

[Hal9000]

Il sensore esce con un segnale in corrente -100 +100mA, a lato cpu converto il valore in corrente in tensione su una resistenza e tramite un operazionale entro su una scheda ISA che contiene degli adc a 12 bit, la scheda è la ACL8113, avrei preferito usare un microcontrollore vicino al sensore di corrente e comunicare via seriale il dato ma sia gli arm che i pic a mia disposizione sono tutti con adc a 10 bit, e volevo una precisione maggiore visto il range da misurare.
Ad ogni modo questa è stata la soluzione iniziale, ancora in funzione, ma successivamente, quando ho potuto permettermi di comprare le espansione outback, ho installato il flexnet dc, una centralinetta della outback che legge 3 shunt da 500A e comunica con i due regolatori mppt e un display chiamato mate tramite un bus di comunicazione, dal mate esce una seriale rs-232 che ho collegato alla cpu e ora i valori di corrente li leggo da questo sistema, anche perchè con i sensori precedenti ero limitato a 100A massimi e a pieno carico l'inverter li supera, poi ora che ho espanso il parco fotovoltaico anche la corrente di ricarica in certe occasioni supera i 100A, ecco perchè sono passato a leggere i dati misurati dal sistema shunt della outback, dovrei starci dentro in 500A di shunt per almeno 10 anni di espansioni

[Roby]

Ho capito. Stavo cercando di documentarmi per sviluppare un sistema, chiaramente a basso costo per conoscere i valori di corrente e tensione in transito in alcuni punti.
Per la corrente avevo visto qualcosa simile ad un "sensore ad effetto Hall" e volevo sapere cos'era e come avevi implementato la comunicazione via PC. Il fatto è che non mi fido, forse per ignoranza, con quei sensori che si interpongono fisicamente sulla linea ad esempio un ACS714
Magari mi sbaglio e anche interponendo un ACS va bene lo stesso e chiedevo a te lumi per avere qualche delucidazione.

Poi, rimarrebbe la fase di codifica in digitale...

[EDIT]
Chiaramente i sensori che ho indicato li ho usati per palesare la tipologia di di sensore, non il sensore in se.

[solarino]

Io preferisco i sensori hall sono piu' semplici (per me) da interfacciare ad un microcontrollore.

Per i sensori Hall, avrai bisogno di un micro che abbia un convertitore Analogico Digitale con un numero di bit adeguato.

Mi spiego meglio:
nel progetto del MPPT che sto realizzando, molto a rilento per problemi lavorativi, vorrei utilizzare un sensore hall (acs712 ) da 20 A o da 30 A.
Il sensore in questione e' bidirezionale e fornisce in uscita una tensione proporzionale alla corrente che lo attraversa, cioe' :
20 Ampere equivalgono a 5 Volt
-20 Ampere (direzione opposta della corrente) equivalgono a 0 Volt.
0 Ampere forniscono una tensione di 2,5 Volt.

Quindi se hai un convertitore analogico digitale da 10 bit (2^10) avrai 511 livelli per gli Amper positivi e 511 per gli Amper negativi.
La risoluzione e' pari a
20 A / 511 = 0,039 Ampere

Per avere migliore risoluzione dovrai utilizzare un convertitore a 12 (2^12) bit o meglio 14 , ma quest'ultimo difficilmente lo trovi in un micro.

Una nota sulla scheda con il sensore di hall :
sarebbe meglio fornire uno spessore piu' ampio alle piste utilizzate di in/out della corrente (chiaramente se ne scorre tanta).

Nel mio prototipo ho fatto una bella stagnata aumentandone lo spessore.

l'altro tipo di sensori ti costringono in generale a creare un circuito aggiuntivo con un amplificatore e poi ad interfacciarti con un micro, ma soprattutto costano leggermente di piu'.

Saluti

[Roby]

Ciao solarino.
Indubbiamente gli acs sono più pratici e anche mooolto più economici, e mi sa che sono anche molto meno suscettibili di variazioni nelle misure, rispetto a quelli stile pinza ampreometrica... ma mi fanno giusto un po' pensare quelle piste così risicate, dove deve passare così tanta corrente... Facciamo tanto per metterci cavi sovra-dimensionati per non avere forti cadute di tensione e poi passano li dentro... Forse mi faccio ancora condizionare da un discorso fatto in un altro thread dove mi figuro tutto attraverso condutture idriche...

[maxlinux2000]

aspetta roby,

la relazione tra energia elettrica e l'acqua non è proprio lineare.

un esempio: devi fare passare 600W di corrente a 12V per un tratto di 25mt. Che sezione di cavo è la più adeguata ammettendo 2% di perdite? ....... 125mm2

ma se tu dovessi fare passare gli stessi 600W per un tratto di soli 20cm? ....... 1mm2 di sezione è adeguato.

600W -> 25mt = 125mm2
600W -> 20cm = 1mm2

[Roby]

Quindi mi stai dicendo: dato che le piste degli ACS sono più corte di 20 cm (1 cm è anche tanto a guardare la figura) anche se fosse 1mm2 c'è né in abbondanza per far passare quel che vogliamo?

[Ferrobattuto]

Dipende dalla resistenza elettrica...... Anche se fosse 1cm, ma a guardare sembra meno, e avesse solo 1mmq di sezione, la resistenza ohmica sarebbe di pochissimi milliohm, per cui anche con correnti rilevanti la perdita rimane irrisoria.
La perdita in W è uguale alla resitenza in Ohm moltiplicata per il quadrato della corrente. Con pochissimi milliOhm anche con correnti rilevanti si rimane nella media dei milliwat.

[Roby]

In pratica sto sbagliando io a considerare i sensori di corrente ACS troppo "minuti" o "aumentatori di dispersione" nelle linee fotovoltaiche. Proprio oggi ho fatto bene i cacoli della lunghezza del cavo che mi occorre per ogni stringa... oO ... si parte da un minimo di 19mt fino ad arrivare a più di 23mt.... >_< se poi ci si metter qualcosa in mezzo che faceva ulteriormente degradare il tutto :*(

[Ferrobattuto]

Non ti scoraggiare.....
In passato, ma su cavi di altro tipo, ho avuto anche io di questi problemi. Poi se in futuro riuscirò a mettere insieme un impianto ibrido eolico-fotovoltaico, mi si ripresenteranno ancora anche per cavi in CC.
Tutto dipende da quanta corrente scorre nel cavo: se ci scorre quella di un solo pannello l'influenza è poca, se invece su un unico cavo fai scorrere la corrente di tutti i pannelli è un altro paio di maniche.
Ad esempio: se hai una "coppia" di cavi da 25m x 4mmq, avrai una resistenza di circa 0,21 Ohm, che di per se non è molto, ma se ci scorrono 10A la caduta di tensione sul cavo si aggira sui 2,12V, per una dissipazione di 21,25W. 10A a 48V nominali sono quasi 1/2Kw e la perdita di potenza è circa del 4,5%
Se i cavi sono da 6mmq la perdita in questione di abbassa al 2,9% circa. Diciamo che può essere accettabile. Se metti due coppie di cavi da 4mmq in parallelo scendi al 2,3%, ecc ecc.
Se prevedi una canalina, o un tubo, in cui passarli, basta metterla di dimensioni "generose" e prevedere una coppia di cavi per ogni stringa di pannelli aggiunta. La spesa si "diluisce" nel tempo.
Purtroppo quì da me il posto in cui potrò mettere il mio banco di accumulo è piuttosto lontano dal quello in cui metterò i pannelli e un eventuale rotore eolico, e stò parlando di 50 o 60m..... Non ho alternative, altrimenti avrei degli accumulatori "all'addiaccio"..... (:) Da quì (ma non solo per questo....) la decisione di passare ai 64V...... Che forse sarebbero addirittura meglio i 96V, se non i 130V di Bridge.
Con 10A (più o meno quello che darebbero attualmente i miei pannelli) per avere il 2% di perdita (12,8W) dovrei mettere dei cavi da 13,3mmq. Arrotondati a 15mmq.
Se mettessi due coppie da 6mmq starei quasi bene.... Ma poi attaccandoci anche un eventuale eolico non basterebbero più.
Mettere un cavo per ogni tipo di generatore?..... Un bel rebus.

[maxlinux2000]

..... (:) Da quì (ma non solo per questo....) la decisione di passare ai 64V...... Che forse sarebbero addirittura meglio i 96V, se non i 130V di Bridge...

Bridge è appena passato a 238V


io ho messo un cavo per ogni pannello che scende individualmente fino al regolatore. Per L'eolico ho fatto lo stesso, ma ho messo una coppia di cavi da 4mm per ogni fase.... e faccio solo 10mt!

Stavo pensando a una possibile soluzione possibilmente economica e che facesse risparmiare sul rame....

un convertitore DC-DC.
si collegano i panenlli in modo da superare i 200V e si fa lo stesso con un eventuale eolico. In questo modo i cavi da usare sono molto sottili.
Poi prima di entrare nel regolatore, passano per un convertitore dc-dc che ne abbassa la tensione (e aumenta l'amperaggio) in modo da poter entrare nel regolatore vero e proprio.

.... ma se non sbaglio il nuovo regolatore di bridge fa esattamente questo.... entrano 238V, e escono da una parte 130V per batterie e inverter, e dall'altra alimenta direttamente un boiler da 230V.

bisognerebbe dare animo a bridge

[Roby]

Allora in coro..

Forza Bridge!!!

E' anche per questo che volevo, voglio ancora, costruire un impianto a pezzi... per diluire il costo e non scendere a compromessi sulla "qualità", nell'intero, dell'impianto.

[Hal9000]

Quello che dici tu Ofggrid è inventare l'acqua calda, ovvero i regolatori MPPT servono appunto a questo motivo, colleghi i pannelli ad una tensione superiore al banco batterie, e loro convertono tale corrente*tensione in ingresso cercando di dare lo stesso rapporto in watt in uscita, ovvero incrementando la corrente.
Un regolatore MPPT è un DC-DC più evoluto, in quanto ha lo stadio di potenza di un DC-DC di tutto rispetto, ma unito a due funzioni, regolazione tensione fine carica batterie a stadi e inseguimento resa massima pannello, ma è un DC-DC evoluto a tutti gli effetti.

Mettere un DC-DC e poi un regolatore sarebbe inutile quando esistono apparati già fatti e funzionanti appositamente progettati chimamati regolatori MPPT

Correggetemi se sbaglio, ma dall'ultimo schema che ho potuto vedere il regolatore di Bridge non ha uno stadio tipico di un convertitore buck, manca la bobina, diodo e condensatore adeguati ad effettuare il lavoro che dici tu Offgrid, è solo un mosfet che apre e chiude con un certo duty-cycle ad una certa frequenza, lascia passare gli amper ma non converte corrente*voltaggio in ingresso in altrettante corrente*ampere in uscita, non aumenta gli ampere, regola soltanto e devia la corrente, Bridge punta tutto su tenere le tensioni alte sia del parco fotovoltaico che del parco accumulatori, senza conversioni DC-DC.

[Marko]

Quello che dici tu Ofggrid è inventare l'acqua calda, ovvero i regolatori MPPT servono appunto a questo motivo, colleghi i pannelli ad una tensione superiore al banco batterie, e loro convertono tale corrente*tensione in ingresso cercando di dare lo stesso rapporto in watt in uscita, ovvero incrementando la corrente.

.

Però i pannelli collegati in serie per poter sollevare la tensione, dovrebbero essere tutti uguali.
O sbaglio?

[Hal9000]

Certo, qualsiasi apparato elettrico collegato in serie deve avere le stesse caratteristiche, che esso sia una lampadina, una batteria, un condensatore o un pannello solare

[Bridge]

Mamma mia ....che lavorone, Hal. Certo che la "birra" non ti scarseggia di sicuro!.- Pensavo di essere "fuori via" io, ma tu mi surclassi di sicuro!.-
Ho un pò di confusione sul collegamento dei boiler.- Nello schemino vedo che sono connessi a valle dei due Reg. ed in parallelo all'accumulo (chiamarlo accumulo è riduttivo!!).- Tra il secondo Reg e lo SSR (cos'è, forse un disgiuntore?) vedo una connessione di colore rosso??.-
Ti ho sentito parlare di diversione.- Forse quando il livelllo della ricarica è arrivato ad un certo punto, si attiva quel SSR? tramite quel comando in rosso, che inserisce i boiler che restano sempre connessi in parallelo alle batterie o è cambiato qualcosa?.-
Sostituendo le resistenze dei boiler hai lasciato lo stesso wattaggio?.
Nei giorni di mancata produzione FV sei costretto a ricorrere all'accumulo per l'ACS?.- Puoi ridurre il n° dei boiler attivi?.- Se si, lo fai via software?.
Un'ultima cosa: ho notato che scorrendo con lo sguardo sui boiler, il colore dei tubi cambia per via del riscaldamento progressivo dell'acqua.- I termostati elettron. sono regolati tutti sulla stessa temperatura oppure gradatamente a salire partendo dall'ingresso dell'acqua fredda, in modo da diminuire il prelievo?.-
Certo che il coraggio non ti manca davvero!.-
Complimenti di cuore.-

Bridge

[Hal9000]

Mi rendo conto che nello schema le didascalie in inglese potrebbero creare problemi a qualcuno che, non certo per colpa sua, non le può comprendere, ma lo schema l'avevo fatto all'epoca per illustrare la configurazione che intendevo realizzare ai tecnici della Outback in quanto li stavo tartassando di domande prima di comprare le loro costose apparecchiature, poi lo schema è rimasto quello e sinceramente vuoi per pigrizia e altre priorità non l'ho più aggiornato in italiano...

Ciao Bridge, guarda siamo alla pari, anzi credo tu la spunti, perchè tu hai reso autonoma casa tua credo 20 anni prima di mè quando non esisteva niente di commercialmente disponibile facile da usare e i pannelli fv erano roba da ente spaziale!!
Un sacco di domande, spero di riuscire a rispindere a tutte: (woot)
- lo scatolotto grigio con sopra scritto "SSR 80A" è un solid state relay da 80A, che ovviamente non sono andato a comprare ma ho realizzato in fai-da-te collegando 4 mosfet IRFP4321 in parallelo ed un piccolo e semplice stadio di pilotaggio che altro non è che un replicatore del segnale proeniente dalla linea rossa che va a collegarsi sull'uscita aux (ausiliaria) con funzione selezionabile a scelta dal menu del regolatore outback.
Nel mio caso ho selezionato la funzione "opportunity load" che noi chiamiamo diversione dell'energia in eccesso, per l'uscita aux di uno dei due regolatori, in questo modo il microcontrollore del regolatore MPPT mi genera un segnale ad onda quadra di circa 20Hz con duty-cycle variabile da 0 a 100% in base all'energia in eccesso da dissipare sui boiler, quindi di conseguenza lo scatolotto SSR non lavora in on-off ma dosa gradualmente la potenza da inviare ai boiler con un pilotaggio PWM del tutto simile al tuo regolatore dell'altra discussione, sul display del regolatore outback viene visualizzato il valore in percentuale 0-100% in tempo reale del segnale generato sull'uscita.
Quindi il regolatore al mattino parte scansionando il punto di massima resa dei pannelli e poi ci resta erogando la massima corrente ottenibile dallo stadio switching buck in altra frequenza interno al regolatore stesso, quando la tensione degli accumulatori tocca la soglia masima impostata inizia ad erogare l'onda quadra a 20Hz verso il pilotaggio SSR dei boiler, partendo da 1% gradualmente fino a 100% se necessario o assestandosi ad un valore intermedio tutto in base alla potenza disponibile dai pannelli, a quanta corrente assorbono ancora gli accumulatori e ovviamente in base al carico assorbito dalla casa, il tutto si auto assesta semplicemente leggendo la tensione delle batterie.
Qualora la tensione delle batterie dovesse salire di circa 0,1/0,2V sopra la soglia impostata e il pwm verso i boiler ha già ragigunto il 100% allora il regolatore interviene disturbando lo stadio MPPT ovvero riducendo il pwm dell'altra frequenza di pilotaggio dello stadio buck interno, di fatto riducendo gradualmente la corrente proveniente dai pannelli.
Ovviamente in questo caso non c'è altro da fare che lasciare un pò di eneria inutilizzata sui pannelli, ma del resto le batterie sono cariche, i boiler sono alimentati già al 100% delle loro possibilità e la casa non richiede ulteriore energia, insomma è tutto pieno di energia sia l'accumulo elettro chimico che quello termico non resta altro da fare che chiudere gradualmente il rubinetto dei pannelli.

Le resistende dei boiler originali da 1200W 220V le ho sostituite con altre fatte su misura dalla ditta Redic da 600W 60V, tali resistenze le ho fatte calcolare su una corrente massima di 10A nella convinzione di poter così tenere il termostato originale dei boiler da 10A ma poi solo con la pratica mi sono reco sonto che il contatto del termostato interrompendo una continua diveniva una saldatrice e si danneggiava, per mia fortuna si sono danneggiati tutti aperti e ho potuto rilevare il problema senza che nessun boiler andasse in ebolizione!!!
Di fatti il problema si è manifestato in estate durante la massima produzione quando dopo successivi giorni di cielo terso e minimi consumi domestici gradualmente i boiler sono arrivati quasi tutti a 80 gradi, ovvero la soglia di intervento dei termostati bimetallici originali, essendo che in quelle condizioni la potenza disponibile dai pannelli era superiore a quella assrobibile dalle 8 resistenze tutte assieme lo stadio SSR era pilotato al 100% ovvero ai boiler arrivava la DC continua delle batterie, probabilmente non appena i temrostati hanno iniziato ad intervenire nel tentativo di staccare le resistenze devono aver innescato un arco in continua sui loro contatti che li deve aver cotti, per mia fortuna dilatandoli in posizione di circuito aperto.

Dopo questa esperienza ho scelto di aggiungere un mosfet (sempre IRFP4321, costano sllo 2 euro e sono solidissimi) per ogni boiler con tanto di microcontrollore e sensore di temperatura, sia per avere un termostato elettronico quindi senza contatti che potessero fare arco sulla CC sia per avere a questo punto anche la lettura di temperatura di ogni singolo boiler nella cpu centrale di controllo che mi permette di vedere in remoto via internet, assieme a tutti gli altri dati dell'impianto, anche le temperature dei boilers, vedilo più come uni sfizio personale

Quando dici "Nei giorni di mancata produzione FV sei costretto a ricorrere all'accumulo per l'ACS?" cosa intendi con ACS?
Se intendi dire che accendo i boiler per avere acqua calda consumando energia elettrica dalle batterie la risposta è "assolutamente no!", idraulicamente i boiler mandano la loro acqua calda sull'ingresso dell'acqua fredda sanitaria della caldaia a gas che a sua volta in fine alimenta il circuito dell'acqua calda sanitaria di casa, in questo modo con questi 9 boiler realizzo un preriscaldo che aiuta la caldaia, se non c'è energia elettrica in eccesso dai pannelli fotovoltaici l'acqua fredda entra ed esce dai boiler inalterata e quindi la caldaia lavora normalmente come se non ci fosse l'impianto solare, se c'è poca energia in eccesso alla caldaia arriva acqua a 20, 30, 40 gradi invece che a 15 come da acquedotto diretto, il chè fa consumare meno gas metano in quanto la caldaia ha una scheda elettrronica a microcnotrollore che modula la fiamma per stabilizzare la temperatura in uscita dell'acqua calda.
Nei periodi idilliaci, tipo i mesi estivi, quando c'è un mega surplus di elettricità e l'utlimo boiler o anche più di uno come 2 mesi fà, arriva a 80 gradi in pratica in ingresso della caldaia arriva acqua più calda della soglia impostata sul display della caldaia che ho importato a 58 gradi, quindi succede che appena apri il rubinetto dell'acqua calda la caldaia parte per pochi secondi e poi si ferma e ti fai la doccia solo con acqua calda solare fotovoltaica senza consumare quel odioso gas dei russi!! (:)
Questa configurazione elettrica ed idraulica mi permette di sfruttare l'energia elettrica in eccesso in modo graduale, anche solo pochi watt di eccesso al giorno vengono tradotti in un piccolo risparmio di gas ma che cu un anno intero cuba, però man mano che l'eccesso elettrico sale la riduzione del consumo di gas aumenta fino all'abbattimento totale nei mesi più favorevoli, però ho la garanzia che farò sempre la doccia calda sia che piove sia che lpacqua calda nei boiler finisce mentre sei sotto la doccia a alvarti in quanto la centralina della caldaia compensa eventuali fluttuazioni/dimminuzioni della temperaura proveniente dai boiler fotovoltaici incrementando la fiamma a metano.

Tutti i boiler si fermano a 80 gradi, la cllorazione dei tubi che gradualmente passa da freddo a caldo serve solo ad evidenziare il senso del flusso dell'acqua, le reali temperaure dei boiler variano in base all'ora del giorno, all'insolazione e agli usi domestici, ma tendezialmente si parte da una situazione di tutti i boiler a temperatura acquedotto, ad un graduale innalzamento che con la richiesta di acqua tende ad accumulare verso l'ultimo boiler sempre la temperatura maggiore, fino ad arrivare al caso in cui tutti i boiler riescono a raggiungere la temperatura massima di 80 gradi e si fermano, ma questo solo in quelle rare settimane estive in cui c'è tanta energia dai pannelli e poco consumo casalingo.

Guarda che il vero coraggio e determinazione li hai avuti tu 20 anni prima di mè nell'arido deserto tecnologico delle energie alternative dell'epoca!!! (woot)

[Ferrobattuto]

Altro che "birra".... A me pare champagne.... (woot)

Concordo anche io però sul fatto che Bridge sia stato un "pioniere". :sweet: