Regolatore di carica MPPT autocostruito.

[solarino]

Ciao a tutti, sto cercando di progettare/costruire un regolatore di carica del tipo MPPT controllato tramite micro,

E' un mesetto che penso giorno e notte a come realizzarlo, famiglia e lavoro permettendo, e dopo aver trovato un paio di progettini molto interessanti ho deciso di cimentarmi nell'impresa.

I due progetti promettono bene, l'unico problema (soprattutto per voi OFFGRID) e' il valore basso della tensione/corrente di carica
(mi sembra max 5A e carica di batterie da 12 volt). (MPPT sviluppato da timnolan : Arduino Peak Power Tracker Solar Charger (http://www.timnolan.com/), e

Open Source MPPT Charge Controller http://groups.yahoo.com/group/charge-co ... bum/0/list o http://www.freechargecontroller.org/
In realta' i progetti non tengono conto di tante variabili che entrano in gioco nella carica/scarica delle batterie che penso siano fondamentali
per caricare senza distruggere ;

Ho visto quello che sta sviluppando Bridge e' meraviglioso, sicuramente prendero' un po di spunti.

Vi chiedo un aiuto per capire se mi ricordo bene qualcosa sugli accumulatori....
Da quello che ho capito i parametri significativi per la non distruzione degli accumulatori, che devono essere controllati dal regolatore di carica,
sono

a- profondita' di carica
b- frequenza (cicli) di carica scarica
c- intensita' della corrente di carica
d- intensita' della corrente di scarica
e- tempertura di esercizio
f- tempo di inutilizzo della batteria (potrebe essere un compito del regolatore,
se viene progettato correttamente) e cicli completi di carica/scarica quando non utilizzata per troppo tempo
g- desolfatazione questa sconosciuta (non ne so niente se non quello che e' stato scritto in questo ed altri forum)

quello che mi ricordo sulle batterie al piombo:

Batteria al piombo
Elemento base : valore nominale 2 Volt alla temperatua di 25 gradi Celsius

Un elemento e' ritenuto carico, sempre alla temperatura di 25 gradi Celsius ( da ora in poi la temperatura la riterro'
sempre pari a 25 Gradi celsius), quando la sua tensione e' di 2,45 Volt.

Una batteria e' caratterizzata dalla quantita' di carica che e' in grado di immagazzinare, indicata con :
C capacita' della batteria misurata in Ampere per ora (Ah)

Il valore della capacita' C indica la corrente che la batteria e0 in grado di erogare in un tempo prefissato
(il tempo e' fissato convenzionalmente in 20 ore)

Una batteria di capacita' 100 Ah e' in grado di fornire per 20 ore 5 Ah.

Se utilizzata in questo modo la batteria viene considerata esaurita quando la tensione dell'elemento base
scende a 1,75 Volt. L'energia rimanente non e' facilmente quantificabile in quanto dipende sia dalla temperatura
di esercizio sia dalla corrente di scarica !!!!!

Quindi ci sono delle soglie convenzionali, definite, dai produttori di batterie ???, che descrivono la relazione ,
in funzione della corrente di scarica e della temperatura di lavoro, tra la tensione e l'energia rimanente nella batteria.

Dalla tensione di fine scarica, dipendente dalla corrente di scarica, dipende la vita della batteria.
Se il valore di tensione di fine scarica scende al di sotto di una data soglia , la vita della batteria puo' essere ridotta
notevolmente fino a soli 100.. 150 cicli ( e ho buttato i soldoni)

Ho trovato questa tabella delle tensioni di fine scarica per elemento base in funzione della corrrente di scarica :

corrente di scarica tensione di fine scarica
fino a 0,2C 1,75 Volt
0,2C - 0,5C 1,70 Volt
0,5C - 1,0C 1,60 Volt
1,0C - 2,0C 1,50 Volt
2,0C - 3,0C 1,35 Volt
oltre 3C 1,00 Volt

L'aumentare della temperatura accellera i processi chimici, tanto che la carica estraibile aumenta in funzione dell'aumentare della temperatura.
Aumenti o diminuzioni della temperatura intervengono con una diminuzione o aumento della tensione di soglia per l'identificazione dello stato di carica/scarica
(rispetto alla soglia alla temperatura di 25 gradi) e accellerano la distruzione della batteria

Navigando per il web ho identificato valori di diminuzione/aumento della tensione di soglia per grado dcelsius aumento/diminuzione
compresi nel range -2,89 -5,4 millivolt per grado celsius. Quindi un aumento della temperatura di 10 gradi ( 35 gradi celsius) porta la tensione di soglia a 2,45 V- 10 * 5,4 mV = 2,45-0,054 = 2,396 Volt
e la soglia tensione di scarica a sua volta aumenta ?

Un regolatore ben fatto, purtroppo non ce lo ho (lo avrei oscilloscopiato sino all'ultimo spike) penso che dovrebbe monitorare tutto quello che ho descritto, o ho detto delle baggianate ?
legnatemi pure

L'unica cosa che non oso immaginare e' la desolfatazione. Esistono regolatori di carica che desolfatizzano contestualmente al processo di carica ????
e se esistono, perfavore, qualcuno mi puo' spiegare che cosa fanno e quando lo fanno ? domandina mi sa da 100 milioni di lire.....

Chiaramente il regolatore deve controllare non solo questo ma molto altro ...

Il progetto sara' basato su microcontrollore (ancora non so quale devo ravanare nei miei scaffali per decidere) che controlla tensione e corrente proveniente dai pannelli, carica le batterie tramite algo MPPT Perturba ed Osserva con un buck converter e controlla la corrente/tensione di un carico , magari con rele per distacco del carico se assorbe troppo.
Il regolatore sara' dotato di LCD e tutti i parametri di controllo dovrebbero essere impostabili tramite tastiera.
Dovrebbe "fare" le veci del desolfatore se si riesce ad inserire. e magari riuscire a switchiare la potenza in eccesso verso un carico ausiliario in caso di batterie cariche,e magari controllare altri regolatori analoghi in configurazione Master multi slave per parallelizzarli.

Lo so che e' una impresa titanica che prendera' molto tempo ma che ne pensate ? oltre al fatto che penserete che sono un po matto ?

Saluti

Solarino

[maxlinux2000]

ok, bel progetto. okkio ai consumi del regolatore che devono essere molto bassi.... un paio di watt sono persino troppi. Ovviamente per poter essere utile ci aspettimo che funzioni a 12-24-48-60-96V e che gestisca per lo meno 30A.
Se arrivasse a 50A sarebbe meglio ancora.

per le batterie ti consiglio di leggere questo aricolo:
http://www.cantierino.it/Aarticoli/C-Ba ... eria1.html

scoprirai che per non distruggere le batterie non devono essere scaricate oltre il 50%, quindi a 2V sono da considerare scariche.
Se si scende sotto questo livello bisogna farre una equalizzazione (2.4V per 3-4 ore) anche se non è arrivato il momento dell'equalizzazione mensile automatica

...quindi serve anche un orologio interno con batteria tampone.

inoltre è fondamentale che sia presente un termetro che informi il processore,e questi vari la tensione di ricarica seguendo la tabella qui sotto.
Equalizzare in inverno a -10C significa portare le celle a 2.5V, ma a +40C solo 2.3V.
La ricarica invece è più bassa, e segui la tabella qui sotto.
Inoltre dovresti fare distinzione tra batteria al piombo e acido libero, GEL e AGM. Le ultime due non voglio equalizzazione e la ricarica è leggemente più bassa,.

Interessante l'idea di inserire un desolfatore interno. Dai una occhiata allo schema del caricabatterie-desolfatore di hal9000 che trovi facilemnte con il motore di ricerca interno.

Se continua cosí.... mi sa che bisogna aprire una sezione Elettronica-Solare

[maxlinux2000]

.... oltre al fatto che penserete che sono un po matto ?

bèh... tanto giusto non sei, stando qui tra noi!

non avevo letto tutto il tuo post, per cui non mi ero reso conto che eri già arrivato ad includere il termometro e quindi anche le variazioni di voltaggio in base alla temperatura.

Stavo anche pensando un'altra cosa...

a te e hal9000 piacciono molto i processori da programmare con computer e poi inserire il chip nel circuito... ma perché non ci spiegate come funziona (con taaante foto) il sistema con una piccola applicazione pratica?

altra cosa... sarebbe possibile avere un programmatore da collegare via usb ad un computer con linux? So che si usano ancora le porte parallele, ma stanno sparendo, e le eredi sono le usb.

altra cosa ancora... sarebbe possibile che al posto di estrarre fisicamente il chip, collego alla scheda una memoria flash con dentro il programma e il chip lo legge e lo esegue? in questo modo si elimina l'uso di interfaccie strane probabilemnte obsolete in pochi anni.

[solarino]

Ciao offgrid, grazie per il link e le info, fa sempre comodo .
All'equalizzazione non avevo pensato perche' mi sembrava distruttiva, ma perche' no . si puo' fare (l'OFFGRID puo' decidere o meno di farla).

Passiamo ai microcontrollori
1- un progettino utile.... visto che siamo in un forum sull'offgrid e perche' no sul risparmio energetico, che ne pensate di un misuratore di potenza generata / consumi ?

2- Programmatori per linux
Il problema non e' piu' un problema almeno per diversi costruttori di micro
a- microcontrollori serie Avr -- Atmel (parlo solo di quelli con i "zeppi" che sono facili da saldare )
I tool di sviluppo (gcc) girano su tutte le piattaforme compresa linux. esistono programmatori sia seriali che USB di facile realizzazione (*) quello che uso e' l' USBTinyISP (http://www.ladyada.net/make/usbtinyisp/ lo vendono a 16$, ma lo costruisci con meno)

b- microcontrollori serie Pic --
I tool di sviluppo ufficiali girano su tutti i sistemi operativi. Se non vuoi comprare i programmatori ufficiali
pickit2 e pickit3 (il pickit2 e' stato clonato e costa su ebay 14/15 euro).
esiste l'usbpicprog (http://usbpicprog.org/?page_id=16) e tanti altriche puoi fare (*). io preferisco il pickit2 lo pagai in offerta 35 euro comprese due schede di sviluppo

c- nxp microcontrollori cortex ( delle bestie rispetto ai precedenti ma sono solo a montaggio superficiale.
la serie lcp1343 dotata di USB ha un firmware a bordo che lo fa sembrare una memoria di massa (il pc lo riconosce come una chiavetta USB) una volta che lo si dota di un cavo usb (la faccio semplice ma qualche altra cosa la devi fare), in questo caso fai semplicemente la copia del firmware sulla chiavetta !!!
d- arduino. e' semplicemente un AVR che ha un bootloader preinstallato nel chip (*) e' suff iciente il chip flashato

* tutti i micro hanno il problema della "Prima Volta" eccetto il 1343 ed arduino.

Considero microcontrollori anche una serie di router/modem che gia' hanno linux come sistema operativo, hanno ethernet/usb/wifi, costano poco, un po' di hackeraggio e buona volonta' (devi tirare fuori la seriale e pin di I/O) e hai una macchina linux a 20 euro che non consuma niente e non soffre del problema della prima Volta" ma non e' semplice semplice. Vedi per esempio tl-wr703 su chui gira openwrt (distribuzione linux per sistemi embedded)

Per rispondere alla possibilita' della flash
Esistono molti bootloader (programmi che permettono di caricare fw dal PC o da altro per quasi tutti i microcontrollori) ma soffrono del problema della "Prima Volta"...
chi ha flashato il bootloader "??

Ho alcuni avr che hanno flashato un bootloader che prende l'applicazione da una SD....


Spero di essere stato chiaro, a disposizione per qualunque domanda .....
Salutoni a tutti

Solarino

[Bridge]

Benvenuto Solarino, lieto di fare la tua conoscenza.-

Bridge

[maxlinux2000]

Buona idea!! un wattmetro che conti i kWh consumati fatto in casa con un chip programmato.
Secondo me bisognerebbe usare il sistema più economico sia in termini di consumo energetico, che di denaro.
mi piace l'idea di quello programmabile via usb.

Io non posso aiutare più di tanto, ma se vi mettete daccordo sarebbe eccezzionale fare un tutorial di questa prima applicazione partendo da zero. Sono sicuro che unendo tutte le esperienze di elettronica pura e di programmazione diventeremo molto più forti.

Mi rendo conto che questo va a rallentare il tuo progetto del regolatore mppt, ma immagina i vantaggi che potresti ricevere dall'altro "mondo" per lo sviluppo della parte elettronica "pura" del regolatore stesso.

Naturalmente abbiate pietà di noi, e considerate che partiamo da zero... quindi taante foto

ciao
MaX

[Hal9000]

Ciao Solarino,
a parte l'algoritmo di ineguimentio del punto di massima potenza a lato pannelli, la prima cosa da implementare è la corretta gestione della ricarica delle batterie, te la riassumo facendo riferimento ad una batteria 12V a 25°C poi semplicemente applica le dovute correzioni qualora avrai un sensore di temperatura:
1) dare la massima corrente disponibile fino al raggiungimento di 14,4V
2) raggiunti i 14,4V apportare le dovute correzioni al pwm per mantenere questa tensione fino a che la corrente assorbita dalle batterie non è minore o uguale ad 1 centesimo della loro capacità, se non è possibile rilevare il valore della corrente mantenere questa fase per 2 ore
3) finita la fase 2 correggere il pwm per mantenere una tensione di 13,5V sulle batterie fino al tramonto

Il valore di 14,4V del punto 2 viene alzao a 15V quando si deve fare la carica di equalizzazione ed in questo caso viene interrotto solo a tempo dopo 2 ore, la ricarica di equalizzazione è importante per rimescolare l'acido stratificato, per livellare lo stato di carica delle celle in serie ma visto che converte molta acqua in gas (elettrolisi) può essere fatta solo su batterie ad elettrolita liquido, quindi deve essere disabilitabile qualora si usano batterie sigillate agm o al gel in quanto in questo tipo non è possibbile reinserire l'acqua persa durante il normale funzionamento.

La funzione di carica di equalizzazione deve essere effettuata 1 volta al mese oppure attivata da un evento di scarica profonda delle batterie, con scarica profonda si intende quando il SOC della batterie scende sotto il 50%, qualora non sia possibile calcolare il SOC tramite sensore di corrente globale sulle batterie si monitorizza la tensione delle batterie durante tutto l'arco della giornata (quindi anche di notte) e se la tensione dovesse scendere sotto 11V si presuppone una scarica profonda.

Tutti i valori di tensione devono essere compensati in temperatura se si ha la possibilità di leggere un sensore di temperatura ma deve essere impostato un limite massimo di sicurezza, per esempio in inverno con temperature molto basse è possibile che la tensione più alta di equalizzazione posssa venire compensata ed eccedere il valore massimo ammesso da altre apparecchiature connesse sulle batterie, come per esempio l'inverter, quindi non è un problema di danneggiare le batterie piuttosto serve a salvaguardare gli altri apparecchi elettronici connessi.
Per fare un esempio sul mio impianto a 48V la tensione di equalizzazione è di 60V ma i regolatori outback hanno impostato una soglia massima di 60V quindi non supereranno mai i 60V, di fatti l'inverter mi pare che regga massimo 60 o 64V, se la tensione venisse solamente compensata in temperatura e dovesse fare un inverno gelido rischiereri di bruciare l'inverter.

Quindi una volta scritto l'engine logico a stati di gestione della ricarica delle batterie si estrappola il valore di tensione che deve essere stabilizzato a lato batterie in quel dato momento e lo si passa all'algoritmo MPPT il quale dovrà variare il PWM dello stadio mosfet dando priorità al mantenimento della tensione di soglia proveniente dalla logica di ricarica delle batterie e qualora questa sia soddisfatta procedere con le regolazioni richieste dal secondo algoritmo MPPT.

Per esempio nella fase iniziale di ricarica quando le batterie assorbono tutta la potenza disponibile dai pannelli l'algoritmo MPPT è libero di cercare il livello PWM che dia il valore maggiore moltiplicando corrente_pv*tensione_pv ovvero il punto in cui viene prelevata la massima potenza in watt dai pannelli, ma man mano che le batterie si avvicinano alla carica completa c'è sempre meno materia attiva da riconvertire quindi la corrente necessaria massima assorbita dalle batterie cala, questo fà innalzare la tensione ma in automatico l'algoritmo di mantenimento della tensione lato batterie se ne accorge e chiede di dimminuire il PWM dello stadio mosfet di potenza, questa necessaria richiesta da soddisfare immediatamente per evitare di danneggiare le batterie e gli altri apparecchi connessi ha priorità e viene subito esaudita ma a quesot punto l'algoritmo MPPT viene disturbato e non può effettuare correzioni in quanto è probabile che il punto di massima resa che inseguiva è ad un livello PWM superiore a quello imposto dalla regolazione di tensione lato batterie e quindi non può essere soddisfatto.

Io per semplificare codifico 2 engine indipendenti, uno batterie che mi dà in usicta un livello PWM, ed un altro engine mppt che mi dà in uscita un altro livello PWM, poi non faccio altro che attuare il livello PWM più basso tra i due.

Un altra funzione importante che spesso manca sugli impianti ad isola è il monitoraggio delle corrente, probabilmente per ridurre il costo dei sensori di corrente o shunt e relativa elettronica di interfacciamento, ad ogni modo la cosa più importante è monitorare la corrente sul polo del banco batterie prima di qualsiasi apparato (regolatore di carica, inverter, generatore eolico, carico diversione, ecc ecc...) in questo modo è possibile gestire tutte le attività dell'impianto, compresa la gestione della ricarica sopra citata, in modo più accurato e viene da se che è possibile calcolare il SOC (state of charge) del banco accumulatori in maniera molto ma molto più accurata e veritiera che con il semplice monitoraggio della tensione, basta sapere la capacità totale degli accumulatori ed in una variabile sommare o sottrarre il valore di corrente rilevato dal sensore a cadenza periodica precisa.

Di fatti la sola tensione dice poco sullo stato di carica dell'accumulatore se viene letta durante l'uso, per esempio 11V potrebbe voler dire batteria scarica ma magari la batteria è carica al 100% ma è appena stato acceso un carico molto elevato che produce una caduta di tensione sull'accumulatore, al contrario la batteria potrebbe essere più scarica del 50% ma il consumo energetico potrebbe essere così basso da produrre una caduta di tensione nulla e quindi solo basandosi sulla tensione si potrebbe ritenere la batteria carica all'80% quando in realtà la stiamo lentamente scaricando sotto il valore di sucirezza massimo ammesso e quindi rovinandola.

Un altra funzione da implementare è quella di interrompere il consumo di energia qualora la batteria si dovesse scaricare troppo ovvero impedire che venga scaricata sotto il 50% della sua capacità complessiva, questo per prevenire un prematuro deterioramento irreversibile delle piastre interne, ma questa funzione non è detto che la debba fare il regolatore di carica, in quanto in realtà bisogna spegnere tutti i carichi ma non è detto che siano carichi a basa tensione e basa potenza, il più delle volte bisogna spegnere l'inverter, per esempio nel mio caso come carico c'è solo l'inverter in quanto pou tutto è connesso sull'uscita 220V AC dell'inverter.
Il problema è che l'inverter è un apparato che può avere assorbimenti elevati e quindi è meglio che sia connesso direttamente alle batterie per svariati motivi, non solo per evitare di dover gestire centinaia di ampere sul regolatore di carica ma anche per non degradare la resa con inutili perdite in calore con doppi passaggi e anche perchè alcuni inverter di buona qualità necessitano di un interfacciamento diretto con le batterie per la gestione degli sfasamenti ecc ecc....
Però il regolatore di carica potrebbe dare in uscita un segnale di bassa potenza, un consenso, che poi potrà essere interfacciato adeguatamente caso per caso in base a quali apparati sono installati sull'impianto, per esempio attuare un relè che spegne l'inverter tramite il segnale remoto (se l'inverter lo prevede) oppure, come nel mio caso, accendere un teleruttore che manda l'enel in ingresso sull'inverter, oppure ancora un allarme o l'avviamento di un generatore ecc ecc....

[solarino]

@ offgrid
vediamo che cosa si puo' fare.... Si puo' fare un misuratore di corrente/tensione continua, che serve comunque per il regolatore di carica, che visualizza i valori istantanei e medi della tensione e corrente su di un display lcd. Ho ordinato un po' di tempo fa degli ACS712 da 30 ampere (sensori di hall) che servono per misurare la corrente e li volevo utilizare per l'MPPT ..... e poi misurare l'laternata ....

@hall9000
grazie delle info le ho trovare ultrautili. Ad alcune cose non avevo pensato, del resto sono prima delle prime armi
volevo farti un paio di domande
punto 2 non ho capito . tensione di uscita del buck converter a 14,4 quindi corrente a diminuire sino a quando la batteria non ne assorbe piu' ( 1 centesimo della capacita' ) ?
l'equalizzazione, nel tuo caso, viene fatta con carico staccato per evitare guai ?
la corrente di carica delle batterie quale valore massimo puo' avere senza danneggiare le batterie(e' chiaro che dipende dalle batterie, ma ho letto che caricare a C riduce la vita delle stesse)
Conviene misurare la corrente a valle dell'inverter per vedere se c'e' un carico che succhia ? ( questo eviterebbe molti problemi sul dimensionamento del circuito e meno problemi per il PCB, 200 Ampere a 48 Volt in continua sono sicuramente 40 Max in alternata. ho visto dei sensori dell'allegro che misurano sino a 200 A ma costano un po troppo per i miei gusti ACS758 ed io vorrei usare gli ACS712)

grazie a tutti della pazienza.

Solarino

[maxlinux2000]

X solarino

mmm.. allora se ho capito bene, vorresti fare un SOC, uno di quei wattmetri o amperometri che misurano la corrente che entra e quella che esce dalle batterie per capire lo stato di carica delle stesse.

Penso che sarebbe estremamente interessante per tutti, e tra l'altro è uno strumento professionale che solo i regolatori di fascia alta possiedono... come opzional. E tra l'altro potrebbe comunicare con il tuo regolatore in modo da ottimizzare la ricarica, e/o dare allarmi.

Per esempio... se il voltaggio non è consono allo stato di carica rilevato dal SOC, significa che le batterie hanno dei problemi, e quindi dovrebbe accendersi un led rosso lampeggiante.
Metti che il regolatore rileva che il voltaggio delle batterie è di 13.8V in fluttazione e quindi dovrebbero essere cariche.... ma il SOC dice che sono entrati troppo pochi A per considerarle cariche.
Questo potrebbe significare che un elemeto è in corto o che il banco è solfatato, in ogni caso la situazione non è normale e si richiede intervento umano.

Qui una ricerca con varie spiegazioni circa il funzionamento del SOC
http://www.google.com/search?q=State+of+charge+battery

Altro...
http://www.radiolocman.com/shem/schemat ... l?di=42482

[Hal9000]

@ offgrid
punto 2 non ho capito . tensione di uscita del buck converter a 14,4 quindi corrente a diminuire sino a quando la batteria non ne assorbe piu' ( 1 centesimo della capacita' ) ?
Solarino

Esatto, la carica delle batterie al piombo non presidiata, con qualsiasi tipo di elettrolita, andrebbe sempre fatta a tensione costante, ovvero impostiamo lo stadio switching come regolatore di tensione in modo tale che limiti la corrente solo se la tensione supera la soglia impostata mentre se la tensione è inferiore erogerà tutta la corrente disponibile dai pannelli.
Nel caso in cui puoi misurare la corrente che entra nelle batterie ed avere in memoria il dato di capacità di targa delle batterie puoi usare il sistema di interrompere questa fase quando la corrente assorbita scende ad 1 centesimo del valore di capacità, se invece per ragioni di costo o altro non puoi avere il dato di corrente entrante in batteria allora usi il sistema temporizzato, fra i vari regolatori di carica di qualità questo tempo varia ma ho notato che un valore di 2 ore è un buon compromesso tra le variesoluzioni professionali implementate dai vari costruttori.
Ovviamente se usi la funzione a tempo per determinare quando interrompere questa fase devi settare il conteggio di 2 ore appena tocchi i 14,4V, poi li scali solo mentre sei a questo livello di tensione, se per ragioni varie (nuvole passanti, inserimento carichi elevati) questa tensione dovesse scendere non riparti da 2 ore ma semplicemente smetti di scalòare il tempo, per fare un esempio se arrivi a 14,4V e riesci a starci per 1 ora, poi per 1 ora si inserisce che ne so il forno e l'energia dei pannelli non è sufficente ad alimentare sia il forno che la ricarica delle batterie ovviamente la tensione scenderà, durante questa ora di funzionamento del forno la tensione sarà inferiore a 14,4V così metti in pausa il conteggio, appena si spegne il forno la tensione sale di nuovo a 14,4V e riparti con il conteggio, quindi ancora 1 ora a 14,4V prima di passare alla fase successiva, ovvero ci hai messo 3 ore a completare questa fase perchè per 1 ora l'obbiettivo prefissato di 14,4V non era soddisfatto.
Ovviamente queste considerazioni sul controllo temporizzato solo se non hai a disposizione la lettura in corrente, altrimenti è meglio affidarsi a quella in quanto si auto-adatta meglio al caso specifico del banco batterie installato, la soluzione a tempo è un compromesso tra caso peggioe e caso migliore per risparmiare sul sensore di corrente.

@ offgrid
l'equalizzazione, nel tuo caso, viene fatta con carico staccato per evitare guai ?
Solarino

No viene effettuata con tutto collegato normalmente, non succede niente di anomalo in quanto la tensione viene portata ad un valore massimo entro il limite massimo ammesso dall'inverter, semplicemente i regolatori di carica portano il mio banco batterie fino a 60V invece che fermarsi ai 57,qualcosa, per questo motivo serve una soglia di sicurezza per evitare che eventuali compensazioni in temperatura aggiungano troppi volt a questa soglia con il rischio di danneggiare apparati connessi sul bus DC delle batterie (inverters, DC/DC, carichi a bassa tensione, cpu, chede di controllo, altri regolatori ecc ecc...)
In realtà se la compensazione in temperatura "comanda" una certa tensione apparentemente elevata rispetto a quello che siamo abituati a vedere è perchè fà molto freddo, ma per le batterie non sarebbe assolutamente un problema, anzi sarebbe salutare per far lavorare la reazione elettrochimica correttamente fino al suo massimale, ma il problema è che ci sono dei limiti pratici di tolleranza delle apparecchiature connesse, per esempio sui sistemi a 12V è probabile che gli inverter si brucino dai 16V in sù, alcuni modelli economici magari anche già oltre i 15V, così è bene prevedere questo parametro modoficabile se necessario come soglia massima ammessa che limita le correzzioni verso l'alto da parte della compensazione in temperatura.

@ offgrid
la corrente di carica delle batterie quale valore massimo puo' avere senza danneggiare le batterie(e' chiaro che dipende dalle batterie, ma ho letto che caricare a C riduce la vita delle stesse)
Solarino

Non esattamente, bisogna limitare la corrente ad un valore massimo in regime C20 per la scarica, ovvero l'erogazione, detto in parole povere non bisogna scaricare una batteria in meno di 20 ore, questo per massimizzare la sua vita e sfruttare al meglio gli amper-ora dichiarati, inoltre in fase di scarica si formano sostanze elettricamente isolanti nelle piastre quindi se la scarica è troppo veloce (corrente troppo elevata) ragiscono per prime le materia attive vicine all'anima conduttrice delle piastre formando uno strato isolante ed inibendo le restanti materie attive piene di energia.
Per quanto riguarda la ricarica non esiste un limite di corrente, basta non superare la tensione di soglia e la batteria si auto-adatta assorbendo corrente fin tanto che c'è solfato di piombo da convertire (materia attiva scarica), in un caricabatteria convenzionale si limita la corrente per non bruciare il trasformatore di alimentazione o l'alimentatore switching, ma nel caso di pannelli solari è impossibile svraccaricare i pannelli in quanto sono da considerare come generatori di corrente costante, ovvero un pannello anche se lo metti in corto non succede niente, quindi connesso ad una batteria il pannello erogherà la sua corrente di corto (o quasi) in quel dato momento ma senza scendere a 0V in quanto è la batteria che determina la tensione del parallelo batteria-pannello essendo il nodo con tensione più bassa.
In realtà puoi prevedere una limitazione di corrente più che altro per proteggere lo stadio switching del tuo regolatore (mosfet, diodi, bobina...) per esempio il regolatore mppt della outback flexmax80 gestisce un massimo di 80A in uscita (a prescindere se lavora a 12,24 o 48V) così se dovesse avere connessi un numero di pannelli in grado di far circolare una corrente a lato batterie superiore a 80A il regolatore abbassa il valore del PWM qualora la corrente cerchi di superare gli 80A trasformandosi in un limitatore di corrente, questa funzione dovrebbe essere semplice da aggiungere assieme alle altre due regolazioni del PWM (mppt e carica a stadi) e risulta molto utile per chi usa il regolatore perchè può sovradimensionare il parco fotovoltaico in quanto per la maggior parte del tempo la produzione dei moduli è sempr einferiore al valore massimo di targa (orientamento non ottimale, insolazione scarsa, nuvole, temperatura elevata ecc ecc...) ma di rado avvengono episodi di condizioni particolarmente favorevoli per cui i pannelli raggiungono o superano il valore di targa (freddo intenso, effetto cloud-edge....) così se non si ha una limitazione di corrente nel regolatore si è cotretti a mettere più regolatori di carica e suddividere il parco fotovoltaico su diveri regolatori facendo in modo che la somma dei valori id targa dei pannelli siano un pò al di sotto del valore massimo consentito dal regolatore in modo da avere un adeguata toilleranza per i rari casi limite sopra descritti, invece con un regolatore che limita la corrente in caso di sovraproduzione è possibile connettere sullo stesso regolatore abbastanza pannelli per cui la somma dei valori di targa può essere uguale o superare il vlore di corrente massimo ammesso dal regolatore, in qaunto nei rari casi limite lo stadio switching limiterà la corrente.
E' vero che in quei casi si perde un pchino di energia in quanto il regolatore non è in gradi di gestirla tutta, ma nel bilancio annuo è una quantità veramente irrisoria in quanto sono dei casi rari ma al contempo si risparmia sul numerop di regolatori di carica, è anche una delle tante ragioni per cui ho scelto gli outback.

@ offgrid
Conviene misurare la corrente a valle dell'inverter per vedere se c'e' un carico che succhia ? ( questo eviterebbe molti problemi sul dimensionamento del circuito e meno problemi per il PCB, 200 Ampere a 48 Volt in continua sono sicuramente 40 Max in alternata. ho visto dei sensori dell'allegro che misurano sino a 200 A ma costano un po troppo per i miei gusti ACS758 ed io vorrei usare gli ACS712)
Solarino

Mi spiace ma per realizzare una misurazione corretta devi misurare la corrente DC subito sul polo delle batterie, prima di qualsiasi apparecchiatura, in questo modo con 1 solo sensore puoi fare tutto il bilancio energetico io e out delle batterie, perchè per esempio se i pannelli caricano 30A, l'inverter assrorbe 35A e altri carichi vari DC arrobrono 5A il sensore in automatico misurerà una corrente di -10A (la somma elettrica delle componenti +30-35-5) e così anche se i pannelli stanno ricaricando in realtà stiamo scaricando le batterie a 10A, oppure altri casi ad ogni modo questo sensore messo subito sul polo del banco batterie prima di qualsiasi connessione di consumo o di produzione legge il valore reale di lavoro delle batterie.
Misurare a lato 220 sfalza i dati in quanto avremmo solo i consumi a 220V, senza considerare altri eventuali carichi DC, pannelli solari, generatore eolico, carico di diversione ecc ecc, inoltre mettere tanti sensori di corrente sparsi in giro di diversa natura introducono un errore di allineamento, potrebbe essere che il sensore da 20A lato 220 ha una tolleranza diversa dal sensore DC che ne so sui pannelli, e questo porterebbe ad un errore nel calcolo del SOC non indifferente, per esempio se il sensore del consumo misura un pò meno del reale e quello di produzione un pò più del reale piano piano il nostro bilancio calcolato andrà in positivo mentre nella realtà le batterie andranno in negativo così d apensare di avere delle batterie al 50% quando magari saranno già al 30%, invece con un sensore unico qualsiasi errore di misura del sensore sarà uguale sia in consumo che in ricarica dandoci il valore in percentuale più realistico.

Per i sensori di corrente ti sconsiglio di usare roba da circuito stampato, invece ti suggerirei di usare sensori da cablaggio di grosso amperaggio e prevedere l'ingresso nel regolatore o centralina di calcolo, per esempio io inizialmente avevo comprato dei sensori ad effetto di hal della lem in grado di misurare da +100 a -100A, nella foto seguente guarda quell'affarino blu in alto a sinistra sul filo rosso:



Quello è quello che misurava l'inverter ma ce nè un altro dietro la parete nella sala batterie messo sul cavo delle batterie e quello che usavo per il calcolo del soc, poi cerco la sigla e te la passo, ne avevo presi 3 su rs ma non costavano poi tanto per quello che fanno e devo dire che funzionano ottimamente, li alimenti con una tensione duale e loro ti danno in uscita una corrente proporzionale a quella misurata, ovvero ti danno in uscita da 100mA a -100mA in funzione della corrente misurata, questa tecnica di dare inj uscita una corrente invece che una tensione, anche se a prima vista può sembrare antipatica perchè complica il circuito di misurazione a lato centralina, in realtà è un ottimo sistema di trsmissione delle informazioni analogiche molto usato in campo industriale perchè non è soggetto a interferenze elettro-magnetiche che potrebbero sfalzare la lettura del valore, di fatti il cavetto di svariati metri che porta l'uscita in corrente del sensore vero la scheda di interfacciamento con l'adc passa assieme con i cavi di potenza da 70mm2 ma non viene minimamente alterato in quanto il sensore di corrente stabilizza la corrente della sua uscita per il valore letto in quell'istante proprio come farebbe un lm317 in modalità regolatore di corrente.

Poi successivamente ho comprato le espansioni del sistema outback che prevedevano 3 resistenze shunt da +/-500A che vanno a collegarsi ad una centralina (flexnetdc) sempre della ouback che probabilmente all'interno hanno dei sensibilissimi amplificatori operazionali specificatamente progettati per misurare le bassissime tensioni delle shunt (mi pare lavorano in millivolts).
Nella foto seguente la shunt da 500A è quell'affarino in basso a destra sui cavi neri che scendono dai regolatori:



Un altro sistema è quelo di mettere il sensore di corrente e un piccolo microcontrollore su una cs tutti assieme in modo da montare l'assieme sul grosso cavo da misurare e poi partire con una comunicazione digitale verso la centralina in modo che il dato arrivi già in forma digitale (per esempio una seriale in 485) e non possa essere alterato da disturbi eletromagnetici, e guarda che di disturbi elettromegnetici nella sala tecnica di un bel impianto ad isola ce ne sono parecchi, tra regolatori di carica, inverter e grossi cavi con correnti pulsanti di centinaia di ampere.....


Per misurare la corrente puoi anche usare un sistema più semplice, prendi una barretta di rame, o qualsiasi conduttore, calcolando la sua sezione in modo che generi una adeguata caduta di tensione, non troppo elevata per non disperdere energia in calore alla massima potenza ma non troppo bassa per far si che sia facilmente misurabile, poi hai 2 strade:
1) ti procuri uno di quei amplificatori operazionali appositamente studiati per le shunt che misurano i milivolta differenziali su 2 pin anche se questi sono completamente su un ramo di aliemtazione (gli operazionali standard lavorano male sia cno gli ingressi che che uscite troppo vicine ai due stremi dell'alimentazione
2) in alternativa puoi usare comuni operazionali ma devi darli una alimentazione duale rispetto al ramo da misurare, per esempio se metti la shunt (un qualsiasi conduttore adeguatamente calcolato) sul ramo negativo del bus DC da misurare dovrai alimentare l'operazionale con un +12 e un -12 e mettere lo 0V connesso assieme al ramo negativo del bus DC che stai misurando, in questo modo l'operazionale sui suoi 2 pin differenziali lavorerà con delle tensioni perfettamente in mezzo al suo range operativo e a quel punto basterà calcolare la retroazione dell'operazionale in modo da dare un guadagno adeguato a trasformare i millivolt del conduttore di misura nel range 0-5V di misura dell'adc del microcontrollore.
Un altra cosa importantissima da tenere presente è la risoluzione dell'adc rispetto al range e alla rpecisione della corrente da misurare, per esempio un adc a 10bit tipico dei pic potrebbe non essere adeguatamente sensibile a misurare una corrente del ramo delle batterie che spazia da -100 a +100A, in quanto 2 elevato alla 10 sono 1024 punti, abbiamo 200A di range da misurare, nelle migliori delle ipotesi 1024/200A=5 punti di sensibilità per ampere ovvero una precisione di 0,2A nelle peggiori delle ipotesi la metà, ovvero 0,4A di risoluzione che è troppo grossolana perchè se c'è un carico da 0,3A a 48V (14W) il micro potrebbe leggerlo come 0A e non ci accorgiamo che stiamo scaricando le batterie, se poi la portat la alziamo a -200 +200A (come nel caso del mio impianto) è chiaro che bisogna andare su un adc 12bit minimo....

[solarino]

Urca che impiantino... Meraviglioso ..

Grazie mille per le informazioni. le mettero' a frutto .

Per quanto riguarda i sensori di corrente l'idea e' quella di metterli su di un circuito separato con apposito microcontrollore, quindi inviare le info via 485 o etere tramite gli rfm70 o similiari (basso costo e facile utilizzo). La sonda che utilizzi dovrebbe essere la Hall LEM HAS 100-S 100A ma per me e' troppo costosa (costa quasi 5 x l'acs758 che mi legge 100A bidirezionali).
Il problema dell'ADC lo avevo gia' in carico. dovrei averne alcuni da 14 bit comprati non so perche'.
saluti

solarino