Cerco caricatore a 24V per batterie 12V (LiFePO4)

[badgir]

Ho recentemente comprato 4 celle Lifepo4 50Ah Elerix (caratteristiche) per fare un pacco batterie da 12V.
Servirà come batteria notturna e di emergenza, in quanto solitamente di notte spengo l'impianto (inverter ibrido MppSolar pip 4024 MT) per evitare i consumi standby dell'inverter.
L'inverter ha un ingresso rete che consente di bypassarlo. Mi servirò di quell'ingresso simulando una rete con il nuovo pacco batterie ed un piccolo inverter 12v ricavato da un UPS (600 VA).

Ora stavo studiando una soluzione per caricare queste batterie durante il giorno dal mio impianto (batterie a 24V).
Premetto che aggiungerò un BMS al pacco batterie.

Queste le possibili soluzioni:

1. Usare la funzione di ricarica dell'UPS. Soluzione economica ma la corrente di carica è però di soli 350 mA, tensione finale 13,6 V.

2. Caricare il pacco con un caricabatterie attaccato alla rete 230V. Semplice, abbastanza economico ma con lo svantaggio di una doppia conversione (PV->inverter->caricabatterie), quindi poco efficiente.

3. Usare un caricabatterie RV (per drone). Ha il vantaggio di accettare un ampio raggio di tensione DC in ingresso (solitamente 12-30V) e di effettuare anche il bilanciamento delle celle LiFePO4. Purtroppo con tutti i caricatori che ho trovato bisogna avviare la ricarica manualmente con dei pulsanti (o mediante app) il che non si presta ad una ricarica automatica.

4. Usare un step-down converter DC/DC da 24 a 12V. Esistono alcuni circuiti già pronti che consentono di regolare la tensione in uscita. Sono economici ma mi sembrano un po' troppo fragili per far passare 30-40 A.

5. Usare un regolatore di carica solare MPPT. Funziona di sicuro. Per la potenza richiesta costerebbe di più delle altre soluzioni.

Secondo voi quale soluzione sarebbe più indicata?

[Ferrobattuto]

Sicuramente la migliore, almeno a mio giudizio, sarebbe la n°5. Seguita dalla n°4.Tutto sommato si trovano degli step-down abbastanza economici sulla rete, e forse scendendo un po' con la corrente anche abbastanza robusti. Dopo tutto se la batteria la usi di notte hai tutta la giornata, o almeno buona parte, per ricaricarla.

[giuseppe.rocco]

Vai con la 5 costa di più però con un MPPT sei più tranquillo.

[badgir]

Ringrazio per i vostri preziosi consigli.

Ho visto un convertitore DC-DC interessante da Elettronica Surplus (link) 30A@13,6V.
Se dovessi optare per questa soluzione, la configurazione dell'impianto sarebbe semplice: con un timer attivo il convertitore durante il giorno. La corrente diminuirebbe man mano che le batterie si caricano. Dopo un tempo predefinito stacco.

Mi viene invece un dubbio sulla soluzione MPPT: se opto per un regolatore 30A, per esempio Easun (link), come si comporta? Di solito un regolatore viene scelto in base alla massima potenza dei pannelli, ma il mio sistema "sorgente" a 24V a valle del mio regolatore di carica principale - integrato nel inverter ibrido (fonti: 4000 Wp pannelli/batteria LiFePO4 130 Ah) potrebbe fornire ben più di 30A. Che succederebbe con il regolatore mppt? Ne assorbe solo fino alla sua potenza nominale oppure va in blocco (o si brucia)?

Ho visto che la spesa per ambedue soluzioni sarebbe intorno alle 40 €, quindi più o meno uguale.

[Ferrobattuto]

In genere i regolatori MPPT hanno anche la limitazione della corrente massima erogata, ma non potresti connetterlo a monte dell'altro regolatore? direttamente dai pannelli?

[badgir]

La cosa in teoria si potrebbe fare. Ma i miei pannelli viaggiano con tensioni sui 200 V che questi piccoli regolatori in genere non possono gestire.
Ho studiato un po' di manuali ma non si pronunciano bene sulla questione se c'è troppa corrente in ingresso. Sembra che tutti i regolatori in qualche modo si proteggono - ma non è dato sapere se limitano la corrente in ingresso o se si spengono perché fuori range.

Ancora non ho deciso una soluzione. Nei prossimi giorni devo fare "l'iniziazione" alle Lifepo4, ovvero la carica completa delle celle in parallelo. Con il mio caricatore da RC con 4-5A di corrente di carica ci vorranno diversi giorni per le celle da 50Ah (che in parallelo diventano 200 Ah).

Intanto ho riscontrato un problema con l'inverter dell'UPS, che va in stato errore non appena il mio inverter principale (ibrido) va su bypass (cioè sull'alimentazione esterna da rete o generatore). Per ora ho fatto le prove con un piccolo pacco da 12V con Lifepo4 da 15Ah. Purtroppo sull'UPS si accende una spia rossa e poi il dispositivo si spegne. Non ho documentazione ed è un modello ormai fuori commercio. Domani provo con un altro UPS. Sembra come un problema di sovraccarico. Ma ho escluso la carica delle batterie nei settaggi dell'inverter ibrido (e staccato tutti i carichi). Per or non ho soluzione.

[Ferrobattuto]

In genere gli MPPT, almeno se di marca discreta, hanno già la limitazione della corrente in automatico al massimo valore ammesso erogabile, invece di solito i PWM no. Pertanto in un MPPT si deve stare attenti solo alla tensione massima ammessa in ingresso, e non alla corrente.
Almeno per quello che mi risulta....
Avevo qui sotto alla scrivania dove ho il computer un UPS collegato ad una batteria auto da 40Hh e alimentato dalle prese di casa a loro volta alimentate dall'inverter principale, non mi ha dato mai problemi di sorta, non so se è lo stesso caso che hai tu.

[badgir]

Il problema che riscontrato riguarda il mio inverter ibrido principale MPPsolar pip 4024MT. Ha un ingresso per un'alimentazione esterna a 230V, che può essere la rete oppure un generatore. Ora non dovrebbe essere importante da dove viene questa alimentazione esterna, e, secondo me potrebbe essere anche data da un inverter alimentato da un pacco di batterie esterno. Seppure nel manuale parla di una funzione di bypass - ovvero senza ricorere all'alimentazione ne solare, ne della batteria principale, sembra che questo inverter faccia un controllo di qualità della corrente in ingresso ed esclude quella non "pulita", nella fattispecie proveniente da un inverter ad onda modificata (quello del UPS riciclato).

Questo perché il mppsolar ha anche un settaggio di un alimentazione mista dei carichi - parzialmente da solrare o batteria e a complimento da fonte esterna. Lì ovviamente due correnti di caratteristiche diverse non sarebbero gestibili.
Morale della favola: ho ordinato un piccolo inverter ad onda pura - Victron 375. Vediamo se il mppsolar lo accetterà come alimentazione esterna.

Le nuove batterie nel frattempo hanno passato l'inizializzazione e sono pronte all'uso (previo il confezionamento del pacco e il cablaggio per il bms jbd - anch'esso ordinato ed in arrivo dalla Cina). Ma non ho ancora deciso per il caricatore. Ho superato il budget iniziale per via della necessiatà di comprare l'inverter. Credo che in un primo momento mi accontenterò di un caricabatterie plugin (230V) perché già disponibile, anche se non il massimo dell'efficienza. Poi vedrò...

Non so ancora quanto servirà questo impianto tampone - per ora le giornate in cui sarebbe stato utile erano forse 3-4. Se il pacco emergenza rimane il più del tempo in standby, la soluzione del caricatore 230V potrebbe forse essere la più economica.