PVControl+ en Sistema FV aislado estándar
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PVControl+ en Sistema FV aislado estándar
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
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
Mientras tanto pongo algunos pantallazos que den "colorido" a la explicación conceptual
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
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
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Última edición por Mleon el 26 Feb 2021, 16:42, editado 4 veces en total.
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Re: PVControl+ en Sistema FV aislado estándar
También hice uno animado... por pasar el rato..
Mi PVControl+ http://avellana.myddns.me
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Re: PVControl+ en Sistema FV aislado estándar
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 ...
5000 Wp en placa; híbrido InfiniSolar_V1 4kW(solar) + 5.5kW(red); control total DIY con Rpi;
24 vasos PzS 500Ah C5 (~30 kWh C20); cosecha 300-750 kWh/mes; consumo 500-800 kWh/mes
Nuestra especie es "Homo non sapiens": Sabemos hacer mucho, pero no sabemos controlarlo ...
24 vasos PzS 500Ah C5 (~30 kWh C20); cosecha 300-750 kWh/mes; consumo 500-800 kWh/mes
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Re: PVControl+ en Sistema FV aislado estándar
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
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 :
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
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Última edición por Mleon el 10 Mar 2019, 01:59, editado 3 veces en total.
- iridium
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Re: PVControl+ en Sistema FV aislado estándar
Felicidades crack(s).
Yo ya llevo 2 bricos montados y aprendiendo un montón.
Casa: El de la firma
http://iridium.homelinux.net
Papi: Hibrido mppsolar5.5k + 330Wp*16 + litio 5kWh almacenaje.
http://solar.homelinux.net
[mention]Mleon[/mention] ya tengo la imagen de la rpi fetén para los "hibridistas" 5.5k. Todo se lee directamente del híbrido menos ibat.
Yo ya llevo 2 bricos montados y aprendiendo un montón.
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[mention]Mleon[/mention] ya tengo la imagen de la rpi fetén para los "hibridistas" 5.5k. Todo se lee directamente del híbrido menos ibat.
Última edición por iridium el 16 Feb 2019, 21:23, editado 1 vez en total.
Solar: 10590Wp + 15S160P 802Ah + OUTBACK FLEXMAX LCD 80A + Fangpusun 80A + Inversor Schneider XW+ 8548 E
Monitoring Solar con Rpi
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Re: PVControl+ en Sistema FV aislado estándar
Estupendo.. la instalación que indicas seria la aplicación del Brico PVControl+ para una instalación con:
- Placas: En configuración de alto voltaje (> 300V) y con capacidad de poner por separado hasta dos series de placas dado que lo permite el Hibrido
- Baterias: En este caso de relativamente poca capacidad y ademas de Litio en configuración de 48V
- Hibrido de 5,5kVA con apoyo de red
Dado que hay baterías, es útil tener una medida de Ibat de cierta precisión para el calculo del SOC, por lo que se utiliza un shunt para su medida
El resto de parámetros (Vbat, Vplaca,...) se sacan directamente del Hibrido, conectando simplemente por USB la RPi al Hibrido
Si te parece abrimos un hilo para esta configuración
- iridium
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Re: PVControl+ en Sistema FV aislado estándar
Perfecto!!. Por cierto, he arreglado las URLs de arriba. Gracias por el aviso.
Solar: 10590Wp + 15S160P 802Ah + OUTBACK FLEXMAX LCD 80A + Fangpusun 80A + Inversor Schneider XW+ 8548 E
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Re: PVControl+ en Sistema FV aislado estándar
CAPITULO 2 - GUARDANDO LA INFORMACION DE LA INSTALACION
Una vez que ya podemos capturar la información, lo siguiente es poder guardarla en una Base de Datos para poder sacar gráficos, estadísticas etc
En PVControl+ se opto por usar una Base de Datos relacional bastante conocida (MySQL o MariaDB)
Con la utilidad phpmyadmin la gestión vía web de este tipo de Base de datos es bastante sencilla
Por tanto lo primero es definir el nombre de la Base de datos, que tablas y que campos en cada tabla queremos guardar
Se opto por nombrar la base de datos como "control_solar" y definir varias tablas:
Vamos a inicialmente hablar de dos de ellas:
- datos: donde se guardara un registro cada 5 sg con los parámetros de la FV (como se ve en la foto, mi tabla datos lleva ya la friolera de mas de 13 millones de registros guardados )
- diario : Donde se guardara un registro cada día con los valores mas significativos del dia
TABLA datos
Como se observa guardamos varios campos cada 5 segundos
- id : contador que define univocamente un registro (indice de la tabla)
- Tiempo : Fecha/ Hora en la que se captura el registro
- Ibat : Valor de intensidad de batería (positiva o negativa)
- Vbat: Valor de voltaje de batería
. SOC: Valor del SOC de la batería
- DS: Valor en Ah de la batería
- Vflot: valor capturado dela salida Aux del regulador (si la tiene).. se utilizara para excedentes mas tarde
- kWhp_bat: valor en Wh que han entrado a la batería (lo siento son Wh no kWh fue un error al nombrar el campo pero da pereza cambiar el programa)
- kWhn_bat: valor en Wh que han salido de la batería (error en nombre también )
- Iplaca : Valor de intensidad que generan las placas (tras el regulador)
- Vplaca: Valor de voltaje de la Placas
- kWh_placa: valor en Wh que han producido las placas (error en nombre también )
- Temp: Valor del sensor de temperatura
TABLA diario
Creo que los nombres de los campos son autoexplicativos
.....siguiente Capítulo.... Definiendo los Relés y sus Condiciones ON/OFF
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Última edición por Mleon el 10 Mar 2019, 02:07, editado 1 vez en total.
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Re: PVControl+ en Sistema FV aislado estándar
Que barbaridad las cosas que haceis y compartis...
Me interesa esto, hay algun manual o algo para saber por donde empezar, que hace falta comprar, etc...
Y lo más importante, alguien que sólo sabe lo que es una raspberry por haber visto el nombre por aquí podría llegar a montar un sistema de estos?
Gracias por compartir vuestras experiencias.
Me interesa esto, hay algun manual o algo para saber por donde empezar, que hace falta comprar, etc...
Y lo más importante, alguien que sólo sabe lo que es una raspberry por haber visto el nombre por aquí podría llegar a montar un sistema de estos?
Gracias por compartir vuestras experiencias.
- nikitto
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Re: PVControl+ en Sistema FV aislado estándar
Lo primero es saber el tipo de instalación que tienes, pudiera ser que no te hiciera falta montar nada de hardware extra, si por ejemplo tienes un híbrido.
El mismo que firma el documento supongo que sabía de la existencia de la raspberry por haberla visto anunciada en la web o algún foro. Lo demás, conocimientos de eléctronica y ganas de aprender.Y lo más importante, alguien que sólo sabe lo que es una raspberry por haber visto el nombre por aquí podría llegar a montar un sistema de estos?
Gracias por compartir vuestras experiencias.
- nikitto
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Re: PVControl+ en Sistema FV aislado estándar
Por cierto, tenemos la PCB v3.1 en espera.
*Simulación de como queda con todos los elementos conectados. Puede que la placa no tenga ni el mismo color. Ya sabéis que puede pedirse en varios colores, pero fuera del verde, los demás son más caros.
Ésta, a diferencia de la grande, puede conectarse directamente a la Raspberry. Con lo que el conjunto, quedará muy compacto.
*Simulación de como queda con todos los elementos conectados. Puede que la placa no tenga ni el mismo color. Ya sabéis que puede pedirse en varios colores, pero fuera del verde, los demás son más caros.
Ésta, a diferencia de la grande, puede conectarse directamente a la Raspberry. Con lo que el conjunto, quedará muy compacto.
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Re: PVControl+ en Sistema FV aislado estándar
ganas de aprender y tiempo tengo....m gustan estas cosas.
tengo un híbrido que sólo uso como inversor..y 2 reguladores
por donde empiezo?
tengo un híbrido que sólo uso como inversor..y 2 reguladores
por donde empiezo?
- nikitto
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Re: PVControl+ en Sistema FV aislado estándar
Si sólo usas el híbrido como inversor, sería la configuración básica o inicial del brico, por la que fue creado.
Entonces el esquema eléctrico es el que subió Manuel:
Pero, ya sabrás que podemos conectar la raspberry al híbrido, por lo general vía USB y obtener datos.
Por otro lado, ¿ De que marca son los reguladores ?
Entonces el esquema eléctrico es el que subió Manuel:
Pero, ya sabrás que podemos conectar la raspberry al híbrido, por lo general vía USB y obtener datos.
Por otro lado, ¿ De que marca son los reguladores ?
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