Mleon escribió: ↑23 Feb 2019, 23:26
Mleon escribió: ↑17 Feb 2019, 23:08
Mleon escribió: ↑15 Feb 2019, 23:29
CAPITULO 1 - SACANDO INFORMACION DE LA INSTALACION
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CAPITULO 2 - GUARDANDO LA INFORMACION DE LA INSTALACION
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CAPITULO 3 - DEFINIENDO RELES Y SUS CONDICIONES ON/OFF
CAPITULO 4 - CONTROL DE EXCEDENTES
2020-01-01: Actualmente hemos cambiado la forma de controlar los excedentes en PVControl+ usando un control basado en PID,
https://adnsolar.eu/viewtopic.php?f=17& ... t=30#p7322
es mas preciso y potente, los fundamentos basicos que se explica en este post se mantienen,pero se han cambiado algunos parametros para usar dicho control PID
Este es un tema curioso
Lo primero vamos a intentar definir que es el concepto de "Excedentes"
En un sistema FV "clásico" (con baterías, regulador etc) en el ciclo diario de carga/descarga se pasa por distintas situaciones, intento explicarlo someramente
- Al principio de la mañana el regulador de carga deja pasar todo lo que las placas pueden generar, la batería va aumentando su nivel de voltaje según se va cargando ...es lo que se llama fase bulk
- Una vez que la batería llega a un nivel de voltaje, el regulador empieza a cortar la potencia que le llega de las placas para mantener dicho voltaje de absorción durante un tiempo (por ejm 2 horas) .... es lo que se llama fase de absorción
- Una vez que ha pasado el tiempo programado de la fase de absorción el regulador sigue controlando la potencia que le llega de las placas pero para mantener un voltaje en baterías denominado voltaje de flotación..... hemos llegado a la fase de flotación
Fases Carga.JPG
En este mismo foro o en internet tenéis explicaciones mucho mas detalladas de estas fases
https://adnsolar.eu/viewtopic.php?f=14&t=87
Pues bien...como se ve hay situaciones (Absorción y Flotación) en las que el regulador limita la potencia que pueden entregar las placas
Como los sistemas FV se dimensionan para garantizar que se tenga suficiente potencia la mayoría de los días (con algo de nubes, invierno, etc) lo normal es que existan muchos días en donde la capacidad de generación de las placas sea superior a lo que realmente se aprovecha
El poder aprovechar esta capacidad de generación "extra" (Excedentes) es lo que se llama Control de Excedentes
Hay tantas soluciones como ingenio y/o tiempo tenga quien tiene esta preocupación de aprovechar los excedentes
- Estar pendiente de la carga de la batería e ir encendiendo cosas (calefactor, etc) si se ve que el regulador esta en fase de absorción o flotación
- Mirar al cielo y las previsiones del tiempo y encender o no cosas estimando lo que se va a generar
- ....
En el Brico PVControl+ hay básicamente dos formas de aprovechar dichos excedentes
A) A nivel aproximado: usando la posibilidad de conmutar relés por condiciones..por tanto podremos por ejm encender un termo o calefacción solo si el SOC es alto
Este Control es una primera forma que muchas veces es perfectamente válida, pero tiene el defecto de no asegurar un aprovechamiento completo de los excedentes y que puede producir algo mas de ciclado de las baterías
B) Control "real" de excedentes
Imaginemos que en un momento dado las placas pueden producir 1000w pero que el regulador solo deja pasar 400w para mantener el nivel de voltaje de la batería...lo ideal es que se encienda algo que gaste solo los 600w sobrantes
Si viene una nube y las placas pasan a producir 500w en lugar de los 1000w... lo ideal es que el control de excedentes se adapte rápidamente para gastar solo los 100w sobrantes
Si vuelve a salir el sol...pues el control de excedentes debe aumentar su salida para gastar todo lo que las placas pueden producir
Para poder realizar este Control "real" de Excedentes tenemos dos cosas a solucionar
1.- Detectar que el regulador esta limitando la potencia de las placas
2.- Hacer un dispositivo que pueda regular el consumo de lo que se le enchufe para ir adaptándose a los excedentes disponibles
Veamos como soluciona a fecha actual estas dos cuestiones el Brico PVControl+
1.- Detectando Señal de Excedentes
Según lo comentado vemos que existen excedentes cuando el regulador esta limitando la potencia que entregan las placas, luego la forma mas "fácil" es poder sacar del regulador la información de cuando esta o no esta limitando la potencia de las placas
Esta información hay algunos reguladores que si la dan (por ejm el FM-80 a través de su salida auxiliar), por tanto lo lógico es poder utilizarla
Lamentablemente no todos los reguladores tienen esta posibilidad, por lo que ademas, durante el desarrollo de Brico, también se implementó otra forma de detectar que hay excedentes a través de medir el voltaje de la placas
Si vemos la curva característica de una placa solar se observa que la Voltaje de la placa (Vplaca) subirá algo cuando el regulador empiece a limitar la potencia (tanto en reguladores PWM como MPPT), por lo que, aunque no sea la situación ideal para detectar excedentes, nos puede servir
En este sentido el Brico usa:
- La variable "diver" para saber si hay excedentes o no...diver=1 si hay excedentes, diver=0 si no los hay
- La variable TIPO_DIVER: para seleccionar si lo detectamos por "vaux" (señal que da el regulador) o "vplaca" (señal de voltaje de las placas)
Lógicamente si seleccionamos detección por Vplaca, hay que decirle a partir de que nivel de voltaje de placas se considera que hay excedentes
Dicha información se introduce en la tabla "parametros" de la Base de datos
Parametros_diver.JPG
Así, en este ejemplo, estamos seleccionando detección por "vaux" y, en el caso de introducir "vplaca" en el campo tipo_diver, el limite inferior para considerar que hay excedentes sería de 62v
2.- Controlando la potencia de Excedentes
Una vez que tenemos la señal de excedentes, hay que utilizar un dispositivo que controle la potencia que gasta la carga que se enchufe (idealmente desde el 0% hasta el 100%)
Intentando que fuera lo mas versátil posible, se decidió que dicho dispositivo fuera vía wifi, y así permitir controlar cargas a distancia sin necesidad de tirar cables específicos etc
Esta decisión de hacerlo vía wifi tiene alguna consecuencia negativa, como por ejemplo que no podremos actualizar el nivel de salida de potencia muy rápidamente, aunque lo hacemos enviando mensajes con el protocolo MQTT, actualmente lo normal es tener una actualización cada medio segundo (lo cual tampoco esta mal
)
Para dicho control via wifi actualmente utilizamos un micro (NodeMCU V3) programado con micropython con el que se maneja un rele SSR que nos permite controlar la potencia AC entregada a cargas resistivas de 220VAC (termo, calefacción,..)
Un mayor detalle de como se configura el NodeMCU para el Brico lo teneis aqui
https://adnsolar.eu/viewtopic.php?f=13&t=99
No hay problema conceptual en utilizar otro tipo de micro (ESP32,..) o usar reles SSR de continua para controlar cargas DC (a 24, 48V,...)
En la forma de controlar la potencia había varias opciones (control por angulo de fase, control por semiciclo completo de AC,....)
Lo mas "tradicional" es utilizar control por angulo de fase en donde en cada semiciclo AC de 220VAC se deja pasar un "trozo" de la onda AC
Angulo de fase.JPG
Esta técnica tiene las ventajas de poder regular la potencia a pequeños saltos y que produce menos "parpadeo" dado que se conduce en cada semiciclo
Sin embargo vemos que el consumo empieza cuando la señal AC ya tiene un valor, por ejm con un 50% de potencia sería en el punto mas alto de la onda AC, por lo que generalmente se producen mas armónicos etc
Ademas los reles SSR mas habituales/baratos solo disparan la salida cuando la señal AC pasa por cero, por lo que, usando estos SSR, un control por angulo de fase no sería posible
En el Brico PVControl+ usamos otra técnica de control de potencia que consiste en tener una "ventana" de un numero de semiciclos completos y controlar los que están apagados o encendidos
Lo explico con ejemplos:
- Si se manda una potencia del 50%.... pues una ventana de dos semiciclos y haciendo que 1 semiciclo este apagado y uno encendido
- Si se manda una potencia del 25%... pues una ventana de 4 semiciclos y teniendo 3 semiciclos apagados y 1 encendido
- Manejamos una resolución máxima del 5%, en cuyo caso tendríamos una ventana de 20 semiciclos (200 milisegundos) y haciendo que este encendido 1 semiciclo y apagado 19 semiciclos
Es evidente que pueden existir otras estrategias de control de potencia, pero hasta la fecha esta nos funciona "decentemente"
3.- Usando el Control de Excedentes
Una vez explicados los fundamentos usados en el Brico, toca ver como usamos el Control de Excedentes
Lo primero es dar de alta el rele o reles que se usaran para dicho control del excedentes
Esto se hace igual que el resto de reles (en la tabla reles de la base de datos) pero los identificamos porque empiezan por el numero 2
Reles_diver.JPG
En este ejemplo hay dos reles para control de excedentes...el 201 y el 221
Si se observa, hay unos campos que merece la pena detenerse en su uso
-
salto: es el valor del escalón para arriba o para abajo que tendrá el rele cuando vaya subiendo o bajando la potencia (en este caso el 5%)
-
prioridad: es donde se establece la estrategia de asignación de excedentes...primero se aplicaran a los de prioridad 1 y cuando estén al 100% se pasara a los de 2 prioridad y así sucesivamente
No es habitual, pero se permite que existan mas de un rele en la misma prioridad... en este caso el salto de potencia se ira aplicando alternativamente a cada rele en la misma prioridad
Como se observa en el ejemplo hemos establecido el rele 221 en prioridad 1 y el 201 en prioridad 2...luego en caso de existir excedentes el rele 221 se ira encendiendo hasta llegar al 100%, y, si siguen existiendo excedentes, se aplicaran al rele 201
En el caso de que se tenga que bajar la potencia la secuencia lógicamente es justo al contrario, empezando por los de mas baja prioridad hasta llegar al 0%
Aunque es posible, no tiene mucha lógica que en los reles de excedentes se ponga el campo de grabación a "S", dado que lo normal es que tengan muchas conmutaciones
Con esto, ya tenemos el el Brico PVControl+ la posibilidad de poder usar los excedentes de una instalación FV, hay distintas mejoras o ampliaciones posibles (por ejm detectar la señal de excedentes mediante la frecuencia AC dado que esta técnica la utilizan algunas marcas comerciales ) por lo que seguro que esta parte de Brico seguirá evolucionando
Una imagen típica de como funciona el control de excedentes, como se ve la Iplaca va adaptándose a la radiación del Sol permitiendo mayor consumo, y la Ibat hace bastante bien el ciclo de carga (absorción/flotación)
2018_03_28_Carga.JPG
próximo .....CAPITULO 5 - CAPACIDADES GRAFICAS