Instalación 2,1Kwp semi-aislada.

Todo lo relativo a la energía solar.
Azul Mauricio
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Instalación 2,1Kwp semi-aislada.

#1

Mensaje por Azul Mauricio »

Buenas.

Os paso a detallar lo que tengo en proyecto ahora mismo para que podamos comentarlo.
Lo primero es que hay que decir que el espacio para el campo solar es reducido y, de momento, eso me condiciona y me limita en cierto grado la instalación.

Describo un poco las características de consumos: De media, unos 8kwh al día, que oscilan entre los 6 en los meses de invierno y los 9 en los de verano aproximadamente. Es cierto que durante el año pasado subieron un poco debido al teletrabajo y la ocupación diaria de la vivienda pero ya han vuelto a la normalidad. El contrato actual de suministro es de 4,5kw.

Mi idea es la de utilizar la generación solar y almacenar en baterías para cubrir la demanda durante las 24 horas pero manteniendo un contrato de suministro de unos 2kw para recarga de baterías en caso de falta de producción solar.

Como elementos generadores, he escogido unos módulos LONGi de 545wp que montaré en cubierta plana con su estructura correspondiente. Ahora mismo, solo puedo poner 4 y mantener el captador solar térmico que ya estaba en la vivienda. En un futuro no muy lejano, es posible que pueda ampliar la superficie y poner otro kwp más. Mi idea es montar dos strings con dos paneles en serie cada uno para reducir sección de cable hasta el inversor. Si finalmente puedo instalar otro kwp más, sería la misma configuración. Dejo preparada caja concentradora con un bornero de 100a en la cubierta para ello.

La estructura es de tipo de instalación en plano con una inclinación de 30º (escogida por precio para ser modificada) y me estoy planteando colocar dos actuadores lineales motorizados para poder modificar la inclinación entre 30º y 50º automáticamente para aprovechar la cosecha al máximo. Quizá también coloque un seguidor vertical automático, pero esto será en la fase 2.

El inversor será seguramente un Axpert de 5kw y 48 voltios, que ya me estaría dando 500w más de lo que tengo contratado de luz ahora mismo, por lo que creo que me cubre la demanda de la vivienda sin problemas. En caso necesario se podría colocar otro en paralelo para ampliar potencia. Es cierto que hay placa de inducción, horno, microondas y 3 aparatos de AA pero solemos hacer un uso racional de ellos.

Las baterías serán Pylontech de 48v US2000C con un montaje en banco de 5 unidades que proporcionan un almacenamiento nominal de 12kwh que es ampliable fácilmente.

El inversor, las baterías y el cuadro primario de protección DC/AC van a estar en un cuarto en el sótano por lo que el posible ruido del inversor no sería un problema. También beneficiará a las baterías por tener una temperatura suave y estable.

He montado el cuadro de protección con diferencial y magnetotérmico de salida AC desde el inversor, magnetotérmico de protección de la línea de carga auxiliar desde red, protecciones de continua para los paneles con magnetotérmicos de DC y sus descargadores de alta tensión incluidos y estoy en proceso de decisión con la protección de las baterías. Me estoy planteando montar un magnetotérmico para DC de 125a en lugar de fusibles.

A ver que os parece...
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Re: Instalación 2,1Kwp semi-aislada.

#2

Mensaje por Oldengin »

Con 2,2kwp de placas en verano, unos 13,2kwh
en invierno 6,6kwh
Si quitamos 1kwh/dia (consumo proprio del inversor), algo justo para el invierno.
Tomando en cuenta que es semi-aislada, viable.
Con 6 placas, estarias mejor.
3kwp para un consumo diario entre 8 y 10kwh es lo suyo.
Puedes bajar tu "fijo" a 2,2kw , saldria unos 9,40€/mes.
O... 2,2kw punta y 4,5kw valle , saldria 10,47€/mes.
Eso permite aprovechar del fin de semana valle. (si necesario).

El o los actuadores, incrementan el coste, y el mantenimiento. Viendo estos consumos, yo no los pondria.
Quizas, un sistema mecanico para cambiar rapidamente la inclinacion verano/invierno.
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Re: Instalación 2,1Kwp semi-aislada.

#3

Mensaje por Azul Mauricio »

Oldengin escribió: 26 Jul 2021, 14:06 Con 2,2kwp de placas en verano, unos 13,2kwh
en invierno 6,6kwh
Si quitamos 1kwh/dia (consumo proprio del inversor), algo justo para el invierno.
Tomando en cuenta que es semi-aislada, viable.
Con 6 placas, estarias mejor.
3kwp para un consumo diario entre 8 y 10kwh es lo suyo.
Puedes bajar tu "fijo" a 2,2kw , saldria unos 9,40€/mes.
O... 2,2kw punta y 4,5kw valle , saldria 10,47€/mes.
Eso permite aprovechar del fin de semana valle. (si necesario).

El o los actuadores, incrementan el coste, y el mantenimiento. Viendo estos consumos, yo no los pondria.
Quizas, un sistema mecanico para cambiar rapidamente la inclinacion verano/invierno.
Muchas gracias por tus comentarios Oldengin. Coincido con tus opiniones.

Es cierto que con 6 paneles iría mucho mejor. A ver si en un futuro puede ser porque de momento no caben...
La potencia contratada, la bajaré seguro. Una cuestión a estudiar es bajarla aún más hasta 1,5kw y utilizar tarificación por maxímetro.

Respecto a lo de los actuadores, le daré una pensada. Tego vistos sistemas con un consumo de 30w que levantan 500N y el tiempo máximo de actuación al día sería de 35 segundos, que es lo que tardan en hacer el recorrido completo de extremo a extremo.
También es cierto que poner unas patas telescópicas no tiene complicación. Se venden ya hechas para las estructuras.
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Re: Instalación 2,1Kwp semi-aislada.

#4

Mensaje por Invitado »

Buenas.
Lo del nº de placas, todo y ser consciente de las limitaciones, me parece justo.
En cuanto a los actuadores, soy enemigo acérrimo; otra cosa es que montes un bastidor con posición verano/invierno y conmutes de forma manual.
A ver que opina más personal.
Sds
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Re: Instalación 2,1Kwp semi-aislada.

#5

Mensaje por Azul Mauricio »

jeopardize escribió: 26 Jul 2021, 22:51 Buenas.
Lo del nº de placas, todo y ser consciente de las limitaciones, me parece justo.
En cuanto a los actuadores, soy enemigo acérrimo; otra cosa es que montes un bastidor con posición verano/invierno y conmutes de forma manual.
A ver que opina más personal.
Sds
Muchas gracias jeopardize.

Qué opinas de cambiar los fusibles de batería por magnetotérmicos?
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Re: Instalación 2,1Kwp semi-aislada.

#6

Mensaje por Invitado »

Los magnetotérmicos te permiten aislar los campos (solar...).
Si no son buenos, mejor un fusible, que aunque tenga un final "desctructivo", es efectivo en casi todos los casos.
Yo, si lo montara, pondría fusibles sobredimensionados y térmicos acorde al rating.
Más que nada porque en esos aspectos soy bastante "conservadora" y he visto tantos relés y magnetotérmicos hacer "arcing" y quedarse con los contactos soldados que... no sé si me explico. La contínua es muy puñetera.
Mira un poco en:

https://www.adnsolar.eu/viewtopic.php?f=14&t=163

https://www.adnsolar.eu/viewtopic.php?f=14&t=205
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Re: Instalación 2,1Kwp semi-aislada.

#7

Mensaje por Invitado »

Si te has de quedar con algo, monta fusible.
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Re: Instalación 2,1Kwp semi-aislada.

#8

Mensaje por Azul Mauricio »

Vale.
Entones pasamos de actuadores y ponemos fusibles en batería.

Me voy a hacer unas patas telescópicas con 12 agujeritos para subir uno cada mes :D (es coña)
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Re: Instalación 2,1Kwp semi-aislada.

#9

Mensaje por tio_pepe »

Los magnetotérmicos de continua en los paneles, a menos que el fabricante diga lo contrario, sólo sirven para corte. La Icc es igual a la nominal. Lo que sí pongo son descargadores de continua para tormentas y un disyuntor de 1.000VDC para cortar a la vez todos los string. Creo que eso es por normativa.
De las baterías al inversor también tengo magnetos DC de cierta calidad, elegido a la máxima descarga de las baterías, por ejemplo si son 800 Ah C10 por decir algo, puesto a 80A. Sólo me ha saltado una vez y es un fastidio porque en mi caso si se apaga el inversor, aunque entra la red, hay que volver a reconfigurar el inversor (no tiene EEPROM).
Por cierto, yo distingo entre el magneto de las barras a la batería (max. capacidad de descarga de la batería), y magneto de las barras al inversor, que es mayor 4500 / 48 = 93 A, y por el que circula lo que venga del regulador y de las baterías, no sé ahora el amperaje del que tengo puesto pero creo que supera bastante los 100 A, no sé qué tal iría un fusible, porque el magneto a ser una curva I-t, admite cierta sobreintensidad. Lo malo tanto de fusibles como de magnetos, es que cae algo de tensión, por eso mejor usar algo de calidad. Yo no he detectado ningún calentamiento.
Tampoco tengo muy clara la norma española en cuanto a protecciones, he seguido la norma alemana porque como muchos fabricantes son de allí, se preocupan de hacer más documentación.
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Re: Instalación 2,1Kwp semi-aislada.

#10

Mensaje por Homo_non_sapiens »

tio_pepe escribió: 27 Jul 2021, 08:11De las baterías al inversor también tengo magnetos DC de cierta calidad, elegido a la máxima descarga de las baterías, por ejemplo si son 800 Ah C10 por decir algo, puesto a 80A ... yo distingo entre el magneto de las barras a la batería (max. capacidad de descarga de la batería), y magneto de las barras al inversor, que es mayor 4500 / 48 = 93 A
Hay que diferenciar entre paneles FV y batería! Mucho cuidado con la batería!
Una batería tiene una intensidad en cortocircuito altísima, de varios miles de amperios. En cambio, un panel FV tiene la Isc solo un poco superior a la Imp. Eso significa, que en caso de un cortocircuito en los paneles FV no pasará nada, como mucho saltará un magneto
En cambio, en caso de un corto en batería, por el fusible o magneto pasan miles de amperios. Un fusible con alto poder de corte se fundirá y no pasará nada más. Pero si es un magneto, como ya ha dicho jeopardize, sus contactos se soldarán, no cortará y por la instalación pasará una intensidad altísima! Habrá mucha destrucción en el sistema o incluso un incendio ... :down

Conclusión:
a) Para la batería, fusibles bien dimensionados, sí o si
b) Para el campo FV valen magnetos bien dimensionados, aunque sirvan solo para cortar manualmente
5000 Wp en placa; híbrido InfiniSolar_V1 4kW(solar) + 5.5kW(red); control total DIY con Rpi;
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Re: Instalación 2,1Kwp semi-aislada.

#11

Mensaje por Azul Mauricio »

tio_pepe escribió: 27 Jul 2021, 08:11 Los magnetotérmicos de continua en los paneles, a menos que el fabricante diga lo contrario, sólo sirven para corte. La Icc es igual a la nominal. Lo que sí pongo son descargadores de continua para tormentas y un disyuntor de 1.000VDC para cortar a la vez todos los string. Creo que eso es por normativa.
De las baterías al inversor también tengo magnetos DC de cierta calidad, elegido a la máxima descarga de las baterías, por ejemplo si son 800 Ah C10 por decir algo, puesto a 80A. Sólo me ha saltado una vez y es un fastidio porque en mi caso si se apaga el inversor, aunque entra la red, hay que volver a reconfigurar el inversor (no tiene EEPROM).
Por cierto, yo distingo entre el magneto de las barras a la batería (max. capacidad de descarga de la batería), y magneto de las barras al inversor, que es mayor 4500 / 48 = 93 A, y por el que circula lo que venga del regulador y de las baterías, no sé ahora el amperaje del que tengo puesto pero creo que supera bastante los 100 A, no sé qué tal iría un fusible, porque el magneto a ser una curva I-t, admite cierta sobreintensidad. Lo malo tanto de fusibles como de magnetos, es que cae algo de tensión, por eso mejor usar algo de calidad. Yo no he detectado ningún calentamiento.
Tampoco tengo muy clara la norma española en cuanto a protecciones, he seguido la norma alemana porque como muchos fabricantes son de allí, se preocupan de hacer más documentación.
Gracias por los comentarios tio_pepe.

En mi caso, la idea de poner magnetos es por el tema de la comodidad de rearme en caso de disparo y la posibilidad de instalación en carril DIN junto con el resto de elementos, pero siempre teniendo en cuenta la protección de los sistemas.

Los descargadores de continua también los tengo puestos y el disyuntor general para los paneles.
Con un inversor de 5kw a 48v estamos hablando de 104A nominales, que al final son 106-110 a máxima potencia mantenida teniendo en cuenta que el rendimiento del equipo no es 100%, por lo que había pensado en utilizar un magneto de continua de 125A.

Hay que tener en cuenta lo que comentaba jeopardize respecto a los arcos en continua. Descebar un arco en continua es un poco más difícil que en AC y quizá el fusible aporte más poder de corte y seguridad. Por otro lado, tienes que disponer de un fusible de recambio permanente por si salta.

En cuanto a las caídas de tensión, por lo que yo he visto, casi siempre hay más problemas por malos aprietes de conexiones que por la caída típica del elemento.
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Re: Instalación 2,1Kwp semi-aislada.

#12

Mensaje por Azul Mauricio »

Homo_non_sapiens escribió: 27 Jul 2021, 09:02
tio_pepe escribió: 27 Jul 2021, 08:11De las baterías al inversor también tengo magnetos DC de cierta calidad, elegido a la máxima descarga de las baterías, por ejemplo si son 800 Ah C10 por decir algo, puesto a 80A ... yo distingo entre el magneto de las barras a la batería (max. capacidad de descarga de la batería), y magneto de las barras al inversor, que es mayor 4500 / 48 = 93 A
Una batería tiene una intensidad en cortocircuito altísima, de varios miles de amperios. En cambio, un panel FV tiene la Isc solo un poco superior a la Imp. Eso significa, que en caso de un cortocircuito en los paneles FV no pasará nada, como mucho saltará un magneto
En cambio, en caso de un corto en batería, por el fusible o magneto pasan miles de amperios. Un fusible con alto poder de corte se fundirá y no pasará nada más. Pero si es un magneto, como ya ha dicho jeopardize, sus contactos se soldarán, no cortará y por la instalación pasará una intensidad altísima! Habrá mucha destrucción en el sistema o incluso un incendio ... :down

Conclusión:
a) Para la batería, fusibles bien dimensionados, sí o si
b) Para el campo FV valen magnetos bien dimensionados, aunque sirvan solo para cortar manualmente
Muchas gracias Homo_non_sapiens.

Justo estaba escribiento lo mismo.
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Re: Instalación 2,1Kwp semi-aislada.

#13

Mensaje por tio_pepe »

No tengo experiencia en cortos de baterías con magnetotérmicos... en 5 años, los dos únicos cortos que he hecho en la batería ha sido en el mantenimiento y puesta en marcha digamos, pero no en operación. No hay mucha posibilidad de hacer un corto en operación, como no sea que se deteriore el aislamiento de los cables y entre en contacto.
Otro beneficio del fusible también podría ser, que si se usa aéreo, se puede poner a la salida de la borna de la batería, protegiendo mejor que en un raíl DIN (así tengo yo puesto un equilibrador de baterías, con fusibles aéreos)
Respecto a los magnetotérmicos, el poder de corte de los que tengo es de 10 kA, y he ido a ver la documentación de las baterías que tengo, y la Icc de cada una es de 3 kA, en teoría debería valer porque son magnetos de calidad. Tengo un conocido que se dedica a la instalación de UPS para las operadores de telecomunicaciones, a ver si me comenta qué ponen... aunque por el valor de la aparamenta, está claro que sea mejor un fusible.
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Re: Instalación 2,1Kwp semi-aislada.

#14

Mensaje por Homo_non_sapiens »

tio_pepe escribió: 27 Jul 2021, 10:04No hay mucha posibilidad de hacer un corto en operación ...
Partiendo de esta base, no haría falta ningún elemento de protección ... :colgao
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Re: Instalación 2,1Kwp semi-aislada.

#15

Mensaje por Azul Mauricio »

Hay que tener en cuenta que un corto franco no es el único evento que se persigue proteger sino cualquier sobrecarga, como un fallo catastrófico en la electrónica de potencia del inverter, por ejemplo.
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Re: Instalación 2,1Kwp semi-aislada.

#16

Mensaje por Homo_non_sapiens »

Azul Mauricio escribió: 27 Jul 2021, 10:39Hay que tener en cuenta que un corto franco no es el único evento que se persigue proteger sino cualquier sobrecarga, como un fallo catastrófico en la electrónica de potencia del inverter, por ejemplo
Tienes mucha razón, Azul Mauricio; pero no obstante hay que hacer las protecciones bien hechas

Como el tema me parece ser de gran importancia práctica, pondré dos ejemplos numéricos, para que se entienda mejor:

Ejemplo 1: Cortocircuito entre campo FV y regulador
Pongamos que habitualmente pasen hasta 40A por este circuito (Vmp=40A). En caso de un corto pasarán Isc=50-60A, aproximadamente. No hay peligro de daños graves; como mucho, se fundirá un fusible o saltará un magneto

Ejemplo 2: Cortocircuito entre batería e inversor
Pongamos que habitualmente pasen hasta 150A por este circuito. En caso de un corto intentarán pasar 5000A, digamos (depende del tipo de batería). Si la protección es un fusible de alto poder de corte, se fundirá y no pasará nada grave
Pero si la protección es un magnetotérmico, se formará un arco eléctrico fortísimo y se soldarán los contactos: El magneto no conseguirá cortar. Entonces, los 5000A DC llegarán al inversor, que se quemará al instante. Con alta probabilidad, las protecciones del inversor tampoco conseguirán cortar y los 5000A DC pasarán por la instalación de la casa. Los electrodomésticos conectados se quemarán. Los cables de la instalación casera se calentarán al rojo vivo y pasará una de dos:
a) Se funde un cable, con lo que se cortará el paso de la corriente y no habrá más daños (ya ha habido suficientes)
b) Uno de los cables o tubos prenderá fuego y la casa se quemará

Otra opción es que no se establezca unión entre entrada y salida del inversor - entonces los 5000A DC no pasarán por la instalación de la casa. Pero el inversor igual puede prender fuego y provocar un incendio - estamos en las mismas

Conclusión: A la batería hay que tenerla mucho respeto !!

Edito:
Dos compis me han avisado (con razón!) de que es imposible, que los 5000A DC pasen a la instalación de la casa (ver los posts siguientes)
Así que nos quedamos con la opción de que lo que se va a quemar, es el inversor - ya es suficiente
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Re: Instalación 2,1Kwp semi-aislada.

#17

Mensaje por Azul Mauricio »

Homo_non_sapiens escribió: 27 Jul 2021, 11:25
Azul Mauricio escribió: 27 Jul 2021, 10:39Hay que tener en cuenta que un corto franco no es el único evento que se persigue proteger sino cualquier sobrecarga, como un fallo catastrófico en la electrónica de potencia del inverter, por ejemplo
Tienes mucha razón, Azul Mauricio; pero no obstante hay que hacer las protecciones bien hechas

Como el tema me parece ser de gran importancia práctica, pondré dos ejemplos numéricos, para que se entienda mejor:

Ejemplo 1: Cortocircuito entre campo FV y regulador
Pongamos que habitualmente pasen hasta 40A por este circuito (Vmp=40A). En caso de un corto pasarán Isc=50-60A, aproximadamente. No hay peligro de daños graves; como mucho, se fundirá un fusible o saltará un magneto

Ejemplo 2: Cortocircuito entre batería e inversor
Pongamos que habitualmente pasen hasta 150A por este circuito. En caso de un corto intentarán pasar 5000A, digamos (depende del tipo de batería). Si la protección es un fusible de alto poder de corte, se fundirá y no pasará nada grave
Pero si la protección es un magnetotérmico, se formará un arco eléctrico fortísimo y se soldarán los contactos: El magneto no conseguirá cortar. Entonces, los 5000A DC llegarán al inversor, que se quemará al instante. Con alta probabilidad, las protecciones del inversor tampoco conseguirán cortar y los 5000A DC pasarán por la instalación de la casa. Los electrodomésticos conectados se quemarán. Los cables de la instalación casera se calentarán al rojo vivo y pasará una de dos:
a) Se funde un cable, con lo que se cortará el paso de la corriente y no habrá más daños (ya ha habido suficientes)
b) Uno de los cables o tubos prenderá fuego y la casa se quemará

Otra opción es que no se establezca unión entre entrada y salida del inversor - entonces los 5000A DC no pasarán por la instalación de la casa. Pero el inversor igual puede prender fuego y provocar un incendio - estamos en las mismas

Conclusión: A la batería hay que tenerla mucho respeto !!
Estamos de acuerdo. A eso me refería, a que hay que diseñar las protecciones para contener cualquier fallo dentro del abanico de los posibles y no solo uno en particular.

La duda se me planteaba porque veo magnetotérmicos comerciales (schneider, hyundai, legrand, etc) específicos para CC con poderes de corte de 10kA y me parecía que podía ser suficiente.

En cuanto a los posibles daños, yo creo que hacer extensible el paso de 5000A por la instalación de la vivienda o los electrodomésticos es bastante improbable atendiendo a la ley de ohm con 48 voltios de CC en baterías. Si que es cierto que fuego se puede originar en el inversor, los cables de las baterías o las propias baterías de litio y eso es lo que hay que evitar a toda costa.
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Re: Instalación 2,1Kwp semi-aislada.

#18

Mensaje por Homo_non_sapiens »

Azul Mauricio escribió: 27 Jul 2021, 12:28veo magnetotérmicos comerciales (schneider, hyundai, legrand, etc) específicos para CC con poderes de corte de 10kA y me parecía que podía ser suficiente
No tengo experiencia con los magnetotérmicos que dices, pero si realmente tienen un poder de corte de 10kA, coincido contigo

.
Azul Mauricio escribió: 27 Jul 2021, 12:28En cuanto a los posibles daños, yo creo que hacer extensible el paso de 5000A por la instalación de la vivienda o los electrodomésticos es bastante improbable atendiendo a la ley de ohm con 48 voltios de CC en baterías
También en eso estamos de acuerdo. Pero hoy día, muchos inversores híbridos funcionan con batería a tensión alta, de 300V o incluso 500V. Es cierto que estas baterías no tendrán una intensidad de cortocircuito de 5000A, pero quizá 1000A o 500A. Una corriente DC de 500A a 500V, que pasa por la instalación casera, fácilmente puede provocar los daños descritos en mi post #16
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Re: Instalación 2,1Kwp semi-aislada.

#19

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Homo_non_sapiens escribió: 27 Jul 2021, 16:07 Una corriente DC de 500A a 500V, que pasa por la instalación casera,
Muy improbable, o mejor dicho imposible.
La DC, siempre coge el camino mas corto para ir del negativo al positivo.
Teniendo un corto (inversor), no buscara otro camino.
Pero de acuerdo con todo lo demas
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Homo_non_sapiens
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Re: Instalación 2,1Kwp semi-aislada.

#20

Mensaje por Homo_non_sapiens »

Oldengin escribió: 27 Jul 2021, 19:14Muy improbable, o mejor dicho imposible. La DC, siempre coge el camino mas corto para ir del negativo al positivo. Teniendo un corto (inversor), no buscara otro camino
De acuerdo, Oldengin: Si hay un cortocircuito en la parte DC del inversor (y debe haberlo, para que salga esa intensidad alta de la batería), la corriente no llegará a la instalación de la casa. Así que olvidémonos de los electrodomésticos que se queman y de los cables que se funden y quedémonos con el inversor que se quema y puede provocar un incendio - ya es suficiente desastre
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 ...
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