PVControl+ en Sistema FV aislado estándar

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Mleon
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#1 PVControl+ en Sistema FV aislado estándar

Mensaje por Mleon » 15 Feb 2019, 00:02

CAPITULO 0 - INTRODUCCION Y OBJETIVO DEL BRICO PVControl+

Hola a todos

Como algunos sabéis hace un tiempo inicie un Brico para la Monitorización y Control de una instalación FV

El Brico ha evolucionado bastante desde sus inicios gracias a múltiples aportaciones, siendo absolutamente relevante la participación de Nikitto que me "picó" para que nos metiéramos con esto de la nuevas tecnologías (Raspberry, Linux, Python, Php, etc)...incluso ya tenemos Logo (gracias a Luisetrix), distintas versiones de PCB, muchos tipos de gráficos, etc
PVControl+.PNG
PVControl+.PNG (18.72 KiB) Visto 1825 veces
photo_2018-10-10_01-05-09.jpg
Captura T.PNG

El Brico sigue vivo pero, por sencillez de exposición y seguimiento, voy a intentar dividirlo en varias categorías dependiendo de la configuración FV que se tenga

A) Sistema FV aislado estándar (Placas, Baterías, Regulador, Inversor)

B) Sistema FV aislado con Híbrido (Placas, Baterías, Híbrido)

C) Sistema FV con apoyo de red sin baterías

.....

Incluso en FV es bastante habitual tener una combinación de varios tipo (Híbrido mas otro Regulador por ejm)

En este hilo la idea es explicar el Brico para un sistema tipo A) que es el que ha servido de base para el resto de configuraciones, dejando para otros hilos las otras opciones


Intentando empezar por el principio.....

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE DISEÑO

1) OBJETIVOS DEL BRICO PVControl+ para Sistemas Aislados con Placas+Batería+Regulador+Inversor

Los objetivos de funcionalidad del Brico han sido los siguientes:

- Capacidad de Monitorización de los parámetros relevantes de la Instalación FV tales como:

* Voltaje de Batería(Vbat)
* Intensidad de/a Batería (Ibat)
* Intensidad generadas por las Placas que sale del regulador (Iplaca)
* Voltaje en las placas (Vplaca)
* Temperatura de Batería (Temp)
* .....

Midiendo los parámetros anteriores lógicamente se pueden calcular otros valores relevantes de la instalación FV:

* Estado de Carga de la Batería (SOC)
* Wh de producción de Placas (por día, semana, mes ...)
* Wh de consumo (por día, semana, mes ...)
* Ah o Wh positivos y negativos de ciclado de la batería (por dia, semana, mes ...)
* Máximos, Mínimos y Valores medios de los parámetros
* .....


- Capacidad de Control

* Posibilidad de apagar/encender cualquier numero de relés (localmente o via WIFI) por cualquier numero de condiciones tanto de valores de la FV como de horario
* Posibilidad de utilizar los excedentes reales de la FV mediante el control de potencia AC a una carga resistiva (termo, calefacción....)

- Acceso local y remoto

El Brico debe funcionar sin tener acceso a Internet, pero si hay conectividad exterior se puede aprovechar para monitorización y/o control

- Brico independiente del modelo del equipamiento FV

El Brico no debe depender de la marca o modelo de los distintos componentes instalados (Regulador, Inversor,...)


2) CRITERIOS DE DISEÑO HW

* Como "cerebro" central una Raspberry Pi lo que nos permite un buen compromiso entre funcionalidad (base de datos, servidor web, broker MQTT,...) y consumo (dado que va a estar continuamente encendida)

* Para control de los relés vía wifi usamos un NodeMCU que es barato y tiene suficiente capacidad

* Aunque no es estrictamente necesario, por facilidad de instalación se ha diseñado una PCB que simplifica el montaje del Brico

3) CRITERIOS DE DISEÑO SW

* Uso de SW libre preferentemente de uso genérico (linux,python, php, MariaDB,..) o en todo caso con posibilidad de uso sin fines comerciales (Gráficos Highchart)

* También se usa si se tiene acceso a internet el almacenamiento y monitorización en la nube (PVOutput.org) y el uso de Telegram para control y monitorización


Bueno, creo que es todo lo básico de introducción..en el siguiente capitulo intentare entrar en materia un poco menos conceptual ...que esta me ha quedado un poco rollo :down

Mientras tanto pongo algunos pantallazos que den "colorido" a la explicación conceptual
Última edición por Mleon el 13 Mar 2019, 22:31, editado 3 veces en total.
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#2 Re: PVControl+ en Sistema FV aislado estándar

Mensaje por Mleon » 15 Feb 2019, 00:55

Captura_2019_02_15_1.JPG
Gráfica diaria de carga
Captura_2019_02_15_2.JPG
permite hacer zoom
Captura_2019_02_15_3.JPG
detalle (se graban datos cada 5 segundos)
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#4 Re: PVControl+ en Sistema FV aislado estándar

Mensaje por Mleon » 15 Feb 2019, 01:01

Captura1.PNG
Eficencia carga/descarga baterías
Captura_2019_02_15_7.JPG
Evolución del Ciclado de Baterías
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#6 Re: PVControl+ en Sistema FV aislado estándar

Mensaje por Mleon » 15 Feb 2019, 01:11

Captura_2019_02_15_10.JPG
Condiciones ON/OFF reles
Captura_2019_02_15_12.JPG
Gráficos de actividad de cada relé
Captura_2019_02_15_11.JPG
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#7 Re: PVControl+ en Sistema FV aislado estándar

Mensaje por Mleon » 15 Feb 2019, 01:43

Captura_2019_02_15_21.JPG
Tabla de registro diario
Captura_2019_02_15_20.JPG
Registro de Log del Sistema
photo_2019-02-15_00-34-39.jpg
Previsión Meteorológica
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#8 Re: PVControl+ en Sistema FV aislado estándar

Mensaje por Luisetrix » 15 Feb 2019, 07:54

También hice uno animado... por pasar el rato.. :D

Imagen
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#9 Re: PVControl+ en Sistema FV aislado estándar

Mensaje por Homo_non_sapiens » 15 Feb 2019, 08:14

Mleon escribió:
15 Feb 2019, 00:02
Como algunos sabéis hace un tiempo inicie un Brico para la Monitorización y Control de una instalación FV ...
Uno de los mejores bricos -y de los más útiles- que puede tener un foro de energía solar. Muchas gracias, Mleon

P.D.: El nivel actual del brico es superior a cualquier producto comercial que conozco ... :pulgar :pulgar :pulgar
Me gusta el foro nuevo: ADNsolar !

4500Wp en placa; híbrido InfiniSolar_V 4kW(solar) + 5kW(red); control remoto con Rpi; 24 vasos PzS 500Ah C5; consumo 18-23kWh/día
Control total marca DIY, modelo "WiFi by sandalias" (solo componentes chinos)
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#10 Re: PVControl+ en Sistema FV aislado estándar

Mensaje por Mleon » 15 Feb 2019, 23:29

Mleon escribió:
15 Feb 2019, 00:02
CAPITULO 0 - INTRODUCCION Y OBJETIVO DEL BRICO PVControl+

.....
CAPITULO 1 - SACANDO INFORMACION DE LA INSTALACION

Lógicamente lo primero que debemos tener es la forma de sacar la información de los distintos parámetros de la FV (Vbat, Ibat,....)

Veamos un esquema simplificado de la instalación
Esquema_HW_basico.JPG
En el Brico PVControl+ se opto por usar los siguientes conversores de analógico a digital

A) ADS1115: Permite 4 entradas analógicas simples o 2 entradas diferenciales con una resolución de 16 bits y que se conectara a la Raspberry (RPi) con I2C, lo cual es bastante comodo y minimiza los cables a usar
Se pueden poner hasta 4 ADS1115 (ADS en adelante para simplificar), por lo que el brico permite hasta 16 entradas analógicas ( o mas si se utiliza un multiplexor)
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads1115.pdf

Con los ADS podremos capturar fácilmente los valores de:

* Vbat, Vplaca,... : Utilizando entradas simples adaptando el nivel de señal con un divisor de tensión resistivo para que el valor que le llegue al ADS no supere los 3,3 V https://es.wikipedia.org/wiki/Divisor_de_tensi%C3%B3n

* Ibat, Iplaca.... : Utilizando entradas diferenciales que se conectarían a los respectivos shunts
Para la medida de intensidades, se podria utilizar otro tipo de sensores distintos a los shunts (por ejm sensores hall), pero mi experiencia es que si se quiere una medida "decente" es mejor usar shunts aunque tengan el inconveniente de que su instalación es algo mas compleja por tener que ponerlos en serie con el circuito a medir

B) DS18B20 : Es un sensor de temperatura que lo utilizaremos (no es obligatorio pero si conveniente) para ver la temperatura de las baterías y poder actuar en consecuencia (avisos, encender algo con un rele, etc)

El Brico admite poner mas de un sensor DS18B20, en mi caso tengo dos, uno para la temperatura de la batería y otro con la temperatura de la habitación

https://datasheets.maximintegrated.com/ ... S18B20.pdf

Por tanto la PCB del Brico se diseño para poder usar hasta 4 ADS ( del ADS1 al ADS4) y un sensor DS18B20 "pinchado" en la PCB y otro alejado para ir donde las baterias :
PCB_01.JPG
Como se ve el uso de la PCB simplifica la parte HW, pero no es en absoluto imprescindible dado que el Brico se puede montar en una protoboard

Con esto, ya tenemos lo necesario para capturar la información de la instalación FV .... luego lo siguiente sera guardar dichos datos para poder utilizarlos...pero eso será en el Capitulo 2 :pulgar
Última edición por Mleon el 10 Mar 2019, 01:59, editado 3 veces en total.
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