Ennesimo edit: Questo sistema da il meglio di se se ricarichiamo le batterie ad almeno 15.4V. Capisco che sembra una bestemmia, ma ti assicuro che le batterie da automobile quando le usiamo come stazionarie, vanno ricaricate a quelle tensioni. Il motivo è che questo tipo di batteria è stato fatto per ricaricarsi a 14.5V, mentre il motore è acceso, e quindi dentro al cofano della macchina, ci sono almeno 60 gradi.
Quando le usiamo come batterie stazionarie (quindi sotto i 30 gradi), bisogna quindi compensare aumentando la tensione. Tutto questo è dichiarato anche nei datasheet delle migliori marche di batterie stazionarie.
Se non hai voglia di leggere questa entusiasmante storia di come una idea didattica si è evoluta in un sistema perfettamente funzionante ed economico, vai a questo link, ove troverai le ultime versioni degli schemi a 12-24-48V...
http://faidateoffgrid.org/forum/viewtop ... 4254#p4245
ALTRO EDIT
Qui l'ultima versione in cui si sommano vari impianti fotovoltaici con la stessa tensione.
In questo modo è possibile fare crescere il proprio impianto poco a poco in base alle necessità
https://www.faidateoffgrid.org/viewtopi ... 360#p63503
...altrimenti, continua a leggere.
Edit: questa è la configurazione attuale. Elimina la necessità della batteria tampone. A mio parere la migliore.
http://faidateoffgrid.org/forum/viewtop ... 260#p37843
In ogni caso ti consiglio di scaricarti anche il foglio di calcolo...
http://faidateoffgrid.org/forum/viewtopic.php?f=5&t=139
...utile per calcolare automaticamente il numero di baterie, la potenza dei diodi e degli interruttori megnetotermici/fusibili, la sezione dei cavi, e molti altri parametri fondamentali.
Edit: aggiungo qui una spiegazione che ho dato riguardo alle motivazioni circa l'uso dei diodi separatori:
Come spendere 360 euro invece di 2400 euro per un banco da 1000Ah 12V
Prendiamo un banco da 1000Ah a 12V come riferimento.
Se lo formiamo con 6 elementi stazionari da 2V (come i tuoi ma più grossi) andiamo a spendere circa 2400Euro
Possiamo risparmiare usando le comuni batterie da auto. Normalmente una batteria da auto costa circa 1 euro per Ah ( o più), quindi una batteria da 100A costa 100 euro. Se ti fai un banco nuovo da 1000Ah ti ci vuole 1000 euro di batterie usandone 10 da 100Ah
In realtà non risparmi nulla perchè le batterie da auto fanno pena paragonandole con quelle stazionarie, anche usando quelle di miglior marca. Tuttavia le batterie auto pur essendo pessime, sono abbondanti ed estremamente economiche se...
Esiste la possibilità di avere parecchie batterie da auto ad un prezzo molto basso o addirittura gratis comprandole presso uno sfasciacarrozze, oppure prendendole gratis presso la discarica comunale/meccanici/elettrauto e poi processandole con il megapulse.Infatti 4 su 10 battterie che buttiamo come usurate, in realtà cono perfettamente recuperabili con il megapulse.
Le batterie comprate presso lo sfasciacarrozze invece sono ottime batterie collaudate e sufficientemente in forma da fare partire allegramente un motore diesel. Il prezzo di queste batterie usate va attorno alle 20 euro qui in spagna.
Ma in un modo a in un altro poi ti trovi a dover mettere in parallelo parecchie batterie che non hanno nulla in comune tra loro (potenza/usura/capacità) e finiscono sempre per rovinarsi in 3 mesi con solfatazioni paurose o sovraccariche pericolose.
Inoltre è anche pericoloso, infatti se una batteria va in corto, la potenza di tutte le altre si riversa su di lei provocando facilmente un incendio.
A questo punto entra in scena il sistema a diodi, che non fa altro che separare le una dalle altre tutte le batterie in modo che se una va in corto non scarichi le altre e impedisca i fenomeni di solfatazione/sovraccarica. I diodi sono un po' come le valvole senza ritorno nell'idraulica. Ne hai una anche sotto il boiler elettrico. Collegando in un certo modo i diodi e le battterie ottieni l'effetto desiderato e puoi sommare la potenza di tutte le batterie auto che ti trovi tra le mani senza grossi problemi.
La cosa peggiore che può succedere è che una batteria vada in corto che che impedisca una completa ricarica di tutte le altre in quanto assorbe più energia dai pannelli solari rispetto alle altre. Ma controllandole ogni tanto con un tester puoi risolvere immediatamente.
Facciamo 2 conti quindi:
ti servono 2 diodi per ogni batteria + uno per l'alimentazione del regolatore, quindi riprendendo in esame il banco da 1000Ah a 12V ti servono:
10 batterie da 100Ah (300 euro?)
21 diodi shottky da 30A-45V (60 euro circa)
Totale: 360 euro (nel peggiore dei casi) contro 2400 euro con le batterie stazionarie.
Se l'impianto è da 12V sarebbe meglio usare regolatori con sensore di tensione come il morningstar ps30 per esempio.
Se invece vai a 24V puoi usare qualsiasi regolatore nornale. A 48V addirittura puoi usare i normali ed economici diodi a ponte.
Tutti gli impianti ad isola hanno bisogno di buone batterie al piombo, ma quelle buone, costano parecchio purtroppo.
Le migliori sono quelle stazionarie planté... carissime, ma praticamente eterne, visto che ci sono alcuni esemplari che dopo 100 anni sono ancora funzionanti. Poi vengono quelle Tubolari, a Griglie, A Gel, AGM e quelle da automobile.
Il miglior rapporto prezzo prestazioni si ottiene con le batterie Tubolari, mentre sono da scartare quelle a Gel, e le AGM.
Le batterie a griglia sono una via di mezzo, funzionano bene, ma non durano quanto le tubolari.
In banco tubolare da 900-1000Ah a 12V può costare tranquillamente 2500 euro o più a secondo della marca.
L' ultima categoria, la più scadente, viene rappresentata dalle comuni batteria da automobile. Vengono costruite nella maggiore economia e fatte per durare il meno possibile, tuttavia hanno un grande vantaggio: sono facilissime da trovare usate, e costano pochissimo.
Inoltre se usate con parsimonia possono durare parecchio. Ci sono parecchie controindicazioni ovviamente, ma poco per volta sono riuscito a venirne a capo e oggi è possibile ottenere un buon banco batterie da 960 Ah con 16 batterie da 60Ah con 500 euro circa. Il risparmio è notevole, ma occorre usare diversi accorgimenti. Questo Post è stato modificato parecchie volte, e rappresenta un percorso o una evoluzione dell' idea originale. Poco per volta ha preso sempre più forma e al momento in cui scrivo è già un anno e mezzo che il banco batterie funziona perfettamente. Credo di aver risolto tutti i problemi iniziali, ma l' osservazione continua in modo da poter migliorare sempre più il progetto.
Vi presento quindi il mio banco di batterie auto eterogenee comprate usate a basso prezzo (12-20 euro cad a seconda delle dimensioni)... collegate in parallelo con diodi Schottky
La mia intenzione era quella di mettere in parallelo almeno 16 o più batterie auto differenti a 12 volts in modo da ottenere un banco da circa 800-1000 Ah, idoneo ad alimentare un inverter da 1kw a 12 volts (88 Ah max di assorbimento).
Perché tante batterie?
le batterie al piombo per poter durare a lungo non devono essere scaricate oltre il C10, ovvero 1/10 della loro capacità nominale.
Quindi per poter alimentare adeguatamente un inverter che assorbe 88A, con delle batterie che nella maggioranza delle volte non superano i 55Ah, bisogna fare questa operazione:
55Ah / C10 = 5.5Ah
88A / 5.5Ah = 16 batterie da 55Ah
16 batterie da 55Ah possono sostenere tranquillamente un assorbimento continuo di 88Ah in quanto dividendosi il carico in realtà sono 5.5Ah cadauna
Nota: in realtà le batterie andrebbero scaricare a C20 ergo servirebbero 32 batterie, ma andiamo per gradi
Questo impianto è dimensionato per le mie esigenze, e visto che l' assorbimento massimo a cui sottopongo il mio impianto, è di 600W per pochi minuti (50A), le batterie devono sopportare 3A circa cadauna che equivale a C18.
L' assorbimento tipico è invece di soli 50W (4A) per cui siamo a 0.25A cadauna, equivalenti a C220, 10 volte inferiore a quanto raccomandato, quindi ottimo.
Perchè i Diodi
Ho scoperto che purtroppo non è possibile mettere in parallelo batterie troppo differenti senza affrontare i problemi di solfatazione, autoscarica rapida dovuta alla diversa resistenza interna, e dei cortocircuiti interni sempre in agguato.
Se le batterie fossero uguali si potrebbero collegarle in parallelo senza diodi, ma è praticamente impossibile trovare 16 batterie usate identiche tra loro, e anche a trovarle avrebbero sicuramente avuto una vita differente, e sarebbe difficile evitare i problemi descritti sopra.
Caduta di Tensione, 0.7 volts, molti watt sprecati
L'unico sistema per mettere in parallelo batterie differenti sarebbe quello di separarle attraverso Diodi di potenza, ma normalmente hanno una caduta di tensione di 0.7V e consumano 70 watt ogni 100A assorbiti dall'inverter.
Diodi Schottky a basso consumo da surplus militare
A seguito di una segnalazione, mi sono reso conto che esistono sul mercato dei diodi Schottky (caduta di tensione 0.3 volts) di origine militare (surplus) a costi veramente bassi (6 euro la coppia) con caratteristiche di tutto rispetto 50A a 60 volts.
Doppio Power Schottky STPS120100M 50Amp 60Volt
http://www.electronicsurplus.it/product ... 0Volt.html
Questo tipo di Diodi, consuma solo 30 watt ogni 100A assorbiti, quindi nel mio caso il consumo sarà circa 25 watt (circa 2 Ah), dovuto al fatto che l'inverter assorbe 84 Ah max.
Inoltre bisogna tenere in conto che l' assorbimento medio nel mio caso è di soli 50Wh (4A circa a 12V) e quindi i diodi disperdono 1.25Watt.
Ho quindi comprato 4 chip (8 diodi) per fare una prova in miniatura ed ottenere un banco formato da 4 batterie differenti da 94 + 92 + 90 + 70= 346Ah.
Mi è stato fatto anche notare, che alcuni inverter vogliono le batterie collegate per poter scaricare eventuali spurie di alternata, quindi in teoria i diodi sarebbero dannosi.
Prima di usare questa soluzione chiedete al produttore se è possibile usare il vostro inverter collegato a banchi batterie divisi da diodi separatori. Nel mio caso, usando un inverter Victron il problema non sussiste.
Una soluzione alternativa è quella di collegare una batteria normale in parallelo in uscita al banco con i diodi. In questo modo la batteria assorbità le eventuali correnti spurie e allo stesso tempo verrà ricaricata dal banco stesso.
C'è da dire che questa batteria si solfaterà alla svelta in quanto verrà ricaricata con 0.3 Volt meno che le altre batterie, e quindi non arrivarà mai a 13.8V. In ogni caso, una volta solfatata continuerà a fare il suo lavoro di Condensatore senza interferire con il banco principale.
Un secondo problema che ho trovato è quello che i Regolatori Solari o Eolici, spesso vogliono il collegamento diretto alle batterie per poter monitorare la carica. Il mio regolatore ibrido è uno di quelli.
(NOTA: Trovata la soluzione, leggi nei seguenti post)
Ho per il momento risolto il problema colleganto din parallelo all' ingresso del banco una batteria AGM (quelle sigillate) da 28Ah
Al contempo ho impostato il Regolatore in modo che creda di avere a che fare con batterie al AGM.
cosa succede quindi?
Il regolatore carica la baatteria AGM a 14.1 V ma naturalmente il grosso dell' energia confluisce attraverso i diodi di ingresso alle altre batterie da auto. I diodi rubano 0.3V e quindi la tensione scende a 13.8V, il valore perfetto per queto tipo di batterie.
Qui la primissima versione a 4 batterie. Funzionava bene, se non fosse per il fatto che le batterie erano distrutte. Per questo vi consiglio di usare batterie nuove ma comprate in offerta, oppure quelle molto più economiche comprate presso i demolitori di automobili.
Non tutti i demolitori di auto lo fanno, per cui fate un giro di telefonate prima di gettare la spugna.
La misura più facile da trovare è quella da 55Ah, ma a volte si trovano anche quelle da 70Ah. Le più rare sono quelle da 100Ah e si trovano preferibilmente in estate, visto che in inverno il demolitore quelle che trova le tiene per i propri mezzi.
La realizzazione è abbastanza spartana, qualche cosa da ridire?
Qui lo schema attuale limitato a 4 batterie: 3 Auto e una AGM
NOTA: Questo schema è da considerarsi obsoleto, e viene sostituito dalla versione con "diodo alimentatore". Leggi nei post seguenti per i dettagli. Lascio qui questo schema per motivi "storici"
naturalmente è possibile aggiungere batterie a seconda delle necessità aggiungendo 2 diodi per ogni batteria
Qui una foto del pannello di "separazione" più recente.
Gli interruttori magnetotermici sono da 10A e hanno la funzione di fusibili. Infatti in caso di cortocircuito o eccessivo assorbimento, l'interruttore salta chiudendo il contatto. Sono interruttoni magnetotermici normali da 220V AC, ma se usati a corrente continua (CC) saltano ad amperaggi leggermente superiori, circa 12A. In ogni caso sconsiglio di farli lavorare troppo vicini al limite, in quanto cominciano a surriscaldarsi disperdendo la preziosa energia.
Ora è un anno che il sistema funziona. Nel frattempo alcune batterie sono andate, ma erano quelle avute in regalo. Di quelle comprate usate, se ne è rotta una da 12 euro. Inoltre i primi 6 mesi non avendo ancora ne pannelli solari ne aerogeneratore, usavo un gruppo elettrogeno per ricaricare il banco, ma ovviamente con cariche insufficienti e sporadiche. Diverse volte sono arrivato a scaricare completamente il banco e non poterlo ricaricare velocemente, per cui immaginatevi i problemi di solfatazione, peraltro risolti con il Megapulse e i Akku-Activator (apriró a breve un'altra discussione in merito.
Da quando ho i pannelli solari e l'aerogeneratore il sistema funziona molto molto bene e non sono mai piú rimasto al buio. Le batterie sono sempre cariche anche dopo 3 giorni di nuvolo (il record è stato 6 giorni, ma ogni tanto si alzava il vento)
Voglio chiarire che questo sistema non è la soluzione di tutti i problemi. Gli accumulatori stazionari tubolari o plantè sono molto più affidabili. Il vantaggio di questa soluzione è che con pochissimi soldi possiamo avere un banco di discreta capacità, ma ovviamente meno affidabile.
facendo 2 conti un banco formato da 16 batterie da 60Ah per un totale di 960Ah costa:
16 batt. a 20Euro l' una 320euro (io le pago 12Euro cad. ma stiamo larghi)\
33 diodi a 3 euro cad: 99 euro (ne considero uno in più. Leggi il post sotto)
cavettame vario da 4mm 10 euro? (non servono cavi di grossa sezione, usando molte batterie)
16 interruttori a 6 euro cad. 96 euro
varie: 30 euro
Totale: 525 euro per un banco da 960Ah, facilmente riparabile e ampliabile a piacimento
È tanto? È poco? Dipende! A volte alcuni fortunati riescono a mettere le zampe su banchi batterie usati, da muletto elevatore o da macchine da golf, a prezzi molto bassi. Ovviamente in tal caso la bilancia pende a loro favore.
Per tutti gli altri meno fortunati e con pochi soldi, questa è una ottima soluzione.
Natiralmente il banco può funzionare anche a 24 o 48V, collegando in serie gruppi di 2 o 4 batterie rispettivamente, e poi messe in parallelo attraverso i diodi. Esiste il problema che le batterie dovrebbero essere tutte uguali di potenza e usura, il che rende difficile la realizzazione con batterie usate, ma in caso di comprare batterie nuove funzionerebbe perfettamente.
Nel caso di batterie usate, si potrebbe mettere in serie dei banchi interi, ma non l'ho mai provato. Lo schema lo trovate nei seguenti post.
Personalmente trovo inutile passare a 24 o 48V visti i miei bassi consumi che ricordo qui, sono di 0.75 kWh al giorno in inverno e 1 kWh al giorno in estate (per via del frigorifero). Ma come dicono in Spagna.... "Para gustos, colores" ovvero "i gusti son gusti"
Aggiunta: nel momento in qui scrivo questa nota è passato oramai un anno e mezzo e il banco regge a meraviglia, tanto che sto preparando il prossimo upgrade a 24 batterie
con i banchi divisi in un gruppo da 16 collegato al regolatore solare morningstar, e un altro da 8 batterie, collegato al regolatore eolico/solare ico-ge.
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