Costruire un regolatore di carica MPPT oppure un Step UP

[Cavallino1]

Ciao a tutti
Iniziamo a sviluppare questo progetto per sfruttare al massimo i pannelli fotovoltaici.
Per caricare velocemente ed efficacemente le batterie di banco senza correre il rischio di danneggiarle, la corrente e la tensione applicate non deve essere uniforme in funzione dello stato di carica, e comunque la tensione non dovrebbe mai superare i 14,7 Volt per gli impianti a 12 Volt, e 29,4 Volt per gli impianti a 24 Volt.
Detto questo prendiamo in esame la tensione generata dai pannelli,come sappiamo di mattina oppure durante la giornata con il sole velato oppure poco nuvolosa la tensione dei pannelli tende a scendere e se pure caso il banco ha una tensione superiore rispetto al generato tale tensione va persa ,perché non riesce a caricare le batterie.

[Ferrobattuto]

Prima che continui, vorrei pregarti di leggere la discussione "Come si dovrebbe ricaricare una batteria al piombo" messa da Dolomitico.
È un po' lunga..... Però dice molto sui livelli di tensione necessari per le varie operazioni di ricarica mantenimento e desolfatazione. Dalle nostre esperienze risulta che le tensioni che hai messo tu a volte non sono sufficienti. Così puoi tenerne conto tu nel progetto che hai impostato.

[Cavallino1]

Ciao Ferrobattuto
In riferimento alle ricariche delle batterie e solo teorica pero in progetto mette in evidenza tante altre cose ,per adesso tralascia il discorso delle ricariche perché come ben sai ci sono parecchie tipi di batterie in commercio per cui bisogna adattare il circuito per quelli che hai nel banco,piombo, gel, plantle e tante altre più ne ha più ne inventa.
Il mio banco per esempio e a gel ho 12 pannelli da 245 w cadauna e il mio banco e da 800 ampere da traino.
Un po' troppo come banco difatti volendo non ho bisogno di nessun regolatore di carica dato che nell'arco della giornata quasi il 70x100 viene prelevato per i servizi.

[Cavallino1]

Di solito i desolfatatori, compreso il Megapulse di cui dobbiamo a te la conoscenza, per desolfatare le batterie si avvalgono delle scarche induttive (gli spikes induttivi) che si producono al momento dell'interruzione della corrente che circola in una induttanza. Un po' come nella bobina di accensione dell'auto. Nel Megapulse in questione è un mosfet che funziona da interruttore on-off pilotato da un piccolo integratino (logica CMOS) che fa da oscillatore e da pilota. Per avere scariche più potenti occorrono induttanze di valore maggiore, ma anche di dimensioni fisiche maggiori, a causa della corrente che deve circolarvi dentro. Tensioni generate e correnti sono di valore molto più alto, ma aumentano i tempi di scarica e si abbassa un po' la frequenza di funzionamento. Discorso teorico da riprendere eventualmente in altra sede...... .

Sono andato a leggere il testo che mi hai proposto e leggendo mi ha colpito questa tua citazione di fatti tale regolatore e in grado di fare ciò che dici e si può abbinare su qualsiasi tipo di batterie.

[Ferrobattuto]

Non ricordo più in quale discussione (sono diventate ormai talmente tante......) ci sono dei circuiti induttivi sperimentati da Hal9000 capaci di trasferire corrente e potenza tramite spikes induttivi tra un banco e l'altro anche di tensioni e potenze diverse, per esempio tra un banco a 12V e uno a 48 o 24V, o viceversa. Se ben ricordo bastava regolare la "potenza media" assorbita dal circuito.
Devo ritrovare la discussione...... Posto che non sia andata perduta nei vari trasferimenti da un server all'altro.

[Cavallino1]

In ogni caso il mio progetto già messo sotto collaudo sta dando ottimi risultati .La mia idea e di recuperare quando il più possibile dalla sorgente del fotovoltaico per come avevo accennato prima, questo elevatore di tensione e in grado di portare la tensione quando più alta e possibile e nello stesso tempo di non fare abbassare la tensione della sorgente il meno possibile.
Supponiamo che da un pannello di 245 w con una tensione di lavoro a pieno carico da 27 volt vogliamo prelevare una potenza di 300 w con una tensione di 29,5 volt sempre a pieno carico,secondo voi e possibile oppure e frutto di una fantasia.

[Dolomitico]

Supponiamo che da un pannello di 245 w con una tensione di lavoro a pieno carico da 27 volt vogliamo prelevare una potenza di 300 w con una tensione di 29,5 volt sempre a pieno carico,secondo voi e possibile oppure e frutto di una fantasia.

Se un pannello è da 245w non si può prelevare 300w.
Ovviamente il resto si preleva dalle batterie,e questo determina un abbassamento del voltaggio complessivo.
Un regolatore Mppt migliora il trasferimento di corrente,specialmente quando il voltaggio si abbassa in maniera più consistente.
Se usi batterie a Gel,la tensione di carica è sbagliata a 14.7V,questa semmai è per le Agm,le Gel necessitano di 14.1v,massimo 14.4v.

[Cavallino1]

Ciao Dolomitico
In effetti e come dici e difficile,pero se si usa un bel trucchetto si può fare
SI porta la tensione primaria a 60 volt di picco fa caricare il banco condensatore e poi la scariche sulla lampada,non solo hai più potenza ma hai pure più tensione in uscita usando semplicemente un push pull.
Stiamo parlando input pannello con tensione a 32 volt a vuoto e uscita carico lampada da 200 w,senza batterie inserita.
Mi dispiace che non riesco a capire come inserire le foto se no ti facevo un grafico per come ho fatto.
Anzi ne sarei grado se qualcuno me lo spiega come fare

[Ferrobattuto]

In basso a destra della pagina, sotto all'ultimo post, c'è il tasto "Rispondi". Cliccandoci si apre la finestra per le risposte. Sotto lo spazio per scrivere la risposta ci sono altri due tasti: "Opzioni" e "Allegati". Premendo "Allegati" si apre uno spazio col tasto "AGGIUNGI FILE" che premendolo ti apre una finestra nel tuo computer da cui puoi girare nelle cartelle dove hai le foto o altre cose e scegliere cosa allegare. Una volta selezionato il file o la foto la invii e aspetti che l'abbia caricata nel forum, dopo di che la puoi inserire col tasto "Inserisci in linea con il testo". Ovviamente prima conviene andare a capo con la scrittura......
Le foto è meglio che non siano più grandi di 800x600 pixel, altrimenti il motore del forum le ridimensiona lui ma escono male e spesso le linee sottili non si vedono bene.
Sotto la finestra in cui scrivere la risposta c'è il tasto "Anteprima", cliccandoci ti fa vedere il post come l'hai fatto, con scrittura e foto o altri allegati che hai messo (puoi mettere files di testo, o PDF o altro) in modo da controllare come le vedremmo noi dal forum.
Mi pare di aver detto tutto, nel caso chiedi.

[Cavallino1]

SI grazie ferrobattuto ottimo spiegazone,e io provavo e riprovava ma niente di niente

[Cavallino1]

Questi benedetti mppt oppure i buster costano una cifra specialmete quelli da 3 kw
Per tale motivo sto cercando di realizzare uno sia scopo personale che uso didattico.
Difatti la tensione proveniente dai pannelli fotovoltaici di mattina dalle 7 fino alle ore 8 circa non riescono a caricare le batterie il motivo tensione troppo bassa e poco corrente.Lo stesso vale per il pomeriggio se pure caso la tensione delle batterie e superiore a quello dei pannelli abbiamo lo stesso effetto.
Per tale motivo ci vorrebbe un bel circuito che innalza la tensione dei pannelli intorno a 45 v a impulsi la immagazzina dentro un banco di elettrolitici e poi la scarica nella batteria.
Con questo sistema non si va a caricare la sorgente dei pannelli e nello stesso tempo si caricano le batterie.Lo stesso vale pure quando il tempo e nuvoloso oppure velato.

[Ferrobattuto]

Bene, lo schema è logico e comprensibile. Però serve qualche precisazione.
Quelle sigle E55 ed E65 a cosa sono riferite? Al tipo di nucleo? Se così dovresti per favore indicarci come è fatto e di che. Cambia molto se ferrite o ferro laminato, che sezione ha e com'è fatto o montato. Altrimenti anche l'indicazione "30 SPIRE" prende poco significato.
L'interruttore credo che serva per scavalcare il PWM quando i pannelli raggiungono la tensione desiderata in orari con abbastanza sole.
La resistenza da 0,22Ω ("H" immagino stia per "Ω") la trovo superflua, ma ovviamente posso sbagliare, mica hai provato ad eliminarla? Come certo saprai qualsiasi resistenza o "impedimento" in più che c'è in serie alla sorgente di corrente è tutta potenza in meno che va alle batterie.
Immagino che il diodo "D1" debba essere di un tipo "veloce", ossia per commutazione, e capace di reggere tutta la corrente erogabile dai pannelli. Potrebbe essere costoso...... Anche se poi in rete si trova un sacco di roba di ottima qualità a prezzi stracciati. Se ti serve qualche link mandami un messaggio privato.
Dei diodi in uscita dai pannelli invece che la loro potenza (credo che "W" sta per "Watt"......) sarebbe meglio che ci dicessi quanti Volt e quanti Ampere possono reggere.
Scusa se ti chiedo tante delucidazioni, ma io ho fatto solo la terza media e dell'elettronica me ne sono soltanto studiata un po' per conto mio. Nel forum ci sono sicuramente molti che ne sanno molto di più, ma per la maggioranza sono tutti autodidatti come me.

[Cavallino1]

Si ferrobattuto e siamo in due pure io ho la terza media e tutto ciò che so e tutta farina del mio sacco acquisita negli anni ,difatti mi trovo in difficolta quando incontro nel forum persone che pallano scientifici.
Ritorniamo allo schema,quello posto sopra e solo teorico per tale motivo non ho spiegato il tutto,difatti mi aspetto qualche risposta dell'amico bricide che e da tanto tempo che non lo sento.
Il e 55/65 e il nome del nucleo a E in ferrite che lavora a frequenze da 20 khz fino 120 khz,poi per frequenze più alte ci sono altri tipi di nucleo diversi,ma dato che noi lavoriamo a frequenza fino a 50 khz va bene questo.
Per la resistenza messa in serie ,questa non e altro che un shunt e serve per controllare la batteria quando e carica,difatti tale resistenza tramite appositi comandi che angora non ho messo il vero schema,ha la funzione di mettere la batteria in mantenimento quando la tensione arriva a 29,5 volt sulle batterie per cui diciamo che e il cuore di tutto il circuito.
L'interruttore che hai visto sopra diciamo che e significativo perché il tutto viene comandato dalla scheda elettronica,difatti questo serve per ricuperare quando più tensione e possibile dai pannelli.
In pratica di mattina oppure nel tardo pomeriggio oppure quando e nuvoloso i pannelli non caricano,con tale circuito il pwm riesce a fare salire la tensione a 45 volt circa e va a caricare il banco dei condensatore che a sua volta quando chiude il secondo mosfet fa passare tale energia e la va a scaricare nella batteria,in pratica si comporta come un interruttore on of,che poi si esclude in automatico quando non serve
I diodo e ad alta velocità non ho messo la sigla perché c'è ne sono diversi ,e in base alla potenza ci vuole quello giusto, se da 20 ampere oppure da 30 A fini a 100 ampere, certo costicchiano un pochettino ma il gioco vale la pena.
I riferimento W = Watt sta per chi ne interessato si può fare uno da 30 ampere oppure da 60 e cosi via fino ad arrivare a 3 kw ,che in commercio uno del genere costa parecchi soldini.

[Ferrobattuto]

I riferimento W = Watt sta per chi ne interessato si può fare uno da 30 ampere oppure da 60 e cosi via fino ad arrivare a 3 kw ,che in commercio uno del genere costa parecchi soldini.

Se stai parlando dei diodi in uscita dai pannelli, quelli possono essere tranquillamente diodi economici. Qualsiasi diodo raddrizzatore comune in grado di reggere gli ampere prodotti dal pannello va bene. Pensa che Hal9000 nel suo impianto da 10 o 12KW ha usato dei normalissimi ponti raddrizzatori metallici, economici, usandone solo metà.
Poniamo il caso che hai dei pannelli che danno al massimo 10A, qualsiasi diodo dai 12A in su va bene. Anche se hai due pannelli in serie sono sempre 10A, anche se raddoppiano i Volt. Come volt massimi, sempre per i diodi dei pannelli, bastano dei diodi che abbiano una tensione un po' maggiore della tensione massima a vuoto del pannello, per cui se il tuo pannello a vuoto ha ad esempio 37V, basterebbe anche un diodo da 50V, al meglio uno da 100V, ma non serve molto di più. In sostanza, un diodo da 15A o 20A con 100V massimi alla fine costa pochi centesimi su Ebay o su Amazon.
Anche se hai due pannelli in serie, che allora sono sempre (rimanendo nell'esempio fatto prima) 10A ma raddoppia la tensione e perciò 74V, un diodo da 150V va più che bene.
Il diodo non deve sopportare 250W, quello che sopporta un diodo in cui passa la corrente è circa 0,7W per ogni Ampere che ci transita, per cui a pieno sole, se la corrente è di 10A il diodo dissipa 10x0,7=7W Infatti quei diodi scaldano pochissimo anche a piena potenza. Ovvio che comunque vanno montati su un dissipatore.
I diodi veloci servono soltanto dove ci sono commutazioni (tipo PWM), nel caso del tuo schema è quello dopo la bobina "L1", ma anche per questi in rete se ne trovano di buona qualità a prezzi stracciati.
Tanto per fare un esempio (non voglio fare pubblicità a nessuno) questi:
http://www.electronicsurplus.it/product ... -200V.html
http://www.electronicsurplus.it/product ... V-80A.html
Da questi ho comprato diverse cose, tra qui anche dei mosfet da 200V e 125A ciascuno, anche se quelli ovviamente costano più dei diodi.....

[Cavallino1]

Per adesso sono fermo perché sto provando il tutto ma purtroppo ci vuole tanto tempo a disposizione,e le prove le posso fare solo sabato e domenica poi il resto causa lavoro non mi posso dedicare perché rientro tardi e il sole e già tramontato.
Per i diodi mi riferivo a quelli di alta velocita che sono quei due dopo l'oscillatore,e dato che si parla di circa 100 ampere c'è ne vogliono come minimo 4 da 40 ampere 100 volt.
In ogni caso vediamo come si comporta in base alle prove che sto facendo e dopo ti informo.

[Cavallino1]

Diciamo che come schema di base e questo che vedi , pero solo di base dopo ci vogliono tutti i controlli per fallo funzionare bene

[Ferrobattuto]

Bene, aspettiamo il resto.
Per l'inverter come ti regoli?
Quello a me interessa di più, perché io il regolatore non lo uso e non ho intenzione di usarlo, mentre l'inverter si e spero di potermelo fare da solo.

[Cavallino1]

Se ti interessa ho un bello schema di mia invenzione per l'inverter a onda sinusoidale pura da 4,5kw a 24 volt,questo che ti dico e da circa 8 anni che lavora ed è stato costruito da parecchi persone,se vuoi possiamo aprire un'altra discussione in merito.
Ritornando su regolatore in effetti e come dici pero se e fatto bene con tutti i requisiti ne poi tirare dei vantaggi.

[Ferrobattuto]

Per l'inverter puoi aprire un'altra discussione.

Vedi, io ho un banco a 48V e dei pannelli a 60 celle. Per adesso non ho ancora potuto montarli sul tetto in cui dovranno essere messi, però ne ho sistemati quattro alla meglio contro un muro messi in serie due a due, come si vede qui: viewtopic.php?f=7&t=3287#p57350
Ovviamente al momento i pannelli servono solo per tenere cariche le batterie e non lasciarle solfatare, e sono collegati solo col diodo in uscita.
Tutti i pannelli a 60 celle hanno una tensione sotto carico massimo tra i 29 e i 30V, più che bastante a caricare bene un manco a 24V nominali. Due messi in serie naturalmente si adattano bene ad un banco a 48V, con una tensione di circa 58 - 59V. Quelli che ho io hanno la corrente massima di carico di 7,73A, per cui due serie messe in parallelo dovrebbero darmi 15,46A, ma ho notato che quando il banco arriva intorno ai 58V la corrente scende intorno ai 4 o 5A in totale, che è una corrente di mantenimento più che buona.
La tensione massima a vuoto di un pannello di quel tipo è sempre intorno ai 37V, qualsiasi sia la potenza del pannello, perché dipende dal numero di celle, per cui diventa di 74V per due pannelli in serie. Per cui quando la tensione del banco sale sopra alla tensione di carico massimo del pannello, e si pone tra la tensione sotto carico e la tensione massima a vuoto, la corrente scende da se a valori di mantenimento. In quel caso togliendo qualsiasi carico per un minimo di tempo necessario, si possono fare anche desolfatazioni ed equalizzazioni anche senza un regolatore.
È vero: un buon MPPT può recuperare qualcosa con scarsa luminosità, ma col costo di un regolatore mi compro altri pannelli...... Soprattutto visto che adesso il prezzo dei pannelli a 60 celle è diminuito parecchio (poi si trovano anche usati in ottimo stato).

[Cavallino1]

Ma fammi capire il tuo banco lo vuoi fare lavorare a 24 oppure a 48 volt ,perché ho visto che hai delle belle batterie anche se sono usati per come dici.
Quello che posso dire se lo vuoi fare a 24 volt poi avere una potenza di circa 5kw volt ampere,se invece lo vuoi fare a 48 poi avere una potenza superiore ma presumo che 5 kw sono più che sufficiente.Il mio e da 4,6 kw volt ampere e effettivi sono 4 kw a 24 volt mi bastono e mi avanza.
Da premettere che il mio impianto e composto da 12 pannelli da 245 w cadauno per cui ho una potenza di picco di circa 2940 w e riesco ad accumulare 12 a 13 kw al giorno in questo periodo estivo,nel periodo invernale vario da 8 a 11 kw bisogna vedere le condizione meteo.
Il problema rimane nell'inverter se predi quelli commerciale finche che vanno va bene,ma una vota che fanno il botto lo puoi solo buttare perché difficile da riparare,per tale motivo io il mio me lo sono auto costruito e se pure caso fa il botto lo riparo subito in meno di 2 ore.Certo non ha estetica non e bello rifinito ma quello che conta e la sostanza e poi e messo nel locale tecnico e non lo vede nessuno.
Ti allego una foto dell'inverter