Tema: Control exhaustivo ciclo de carga/SOC/Cargas/etc

Hoy no ha sido un día ideal para probar el tema de excedentes (sol/nubes/consumo propio/...)

No obstante veo que el tema básicamente funciona

Se ve en el gráfico como cuando existe señal de excedentes (azul clarita) porque el sistema entra en absorción (Vbat en azul oscuro) la curva de Iplaca se separa de Ibat



La velocidad de adaptación no sera muy alta dado que tomamos muestras para guardalas en la BD cada 5 sg...a priori no me parece preocupante...ya veremos si se necesita bajar la frecuencia de muestreo

Como comentaba Nikitto hemos jugado con dos campos por cada rele PWM:

- Salto: indica el incremento/decremento a aplicar a ese rele en concreto
- Prioridad: Indica el orden en el que se le asignaran los excedentes

Permitimos que exista mas de un rele en la misma prioridad, así por ejm se pueden dar situaciones si tengo 3 reles

Rele 1: prioridad 1
Rele 2: Prioridad 2
Rele 3: prioridad 1

que en un momento dado estén en 50%, 0%, 40%...empezando el Rele2 cuando ya estén a 100% Rele1 y Rele3

A su vez también permitimos control horario por cada Rele por horas y/o por dias (por eso del fin de semana).

Luego a un rele, independientemente de la prioridad asignada, solo se le asignaran excedentes en el periodo que se le indique

Todo esto lo controlamos via wifi, para poder tener los enchufes alejados de la zona de baterías,....por lo que hemos implementado un watchdog en el NodeMCU para que, si no recibe información en 2 minutos, apague los relés ...( no estaría bien que se descarguen las baterías si se cuelga el router wifi)

A su vez, aprovechando el desarrollo previo podemos ver graficamente en la web el equivalente de minutos al 100% que ha estado encendido el rele cada dia

Ahora queda validar el algoritmo y una vez validado ver si ademas de usar la señal que da el Regulador podemos usar por ejm Vplaca para determinar que existen excedentes

Muy buen trabajo! Lo que hacéis tú y nikitto es admirable! Enhorabuena!

Iniciado por Mleon

Se ve en el gráfico como cuando existe señal de excedentes (azul clarita) ... la curva de Iplaca se separa de Ibat

Para entender bien la gráfica: Iplaca es la curva amarilla e Ibat la curva roja - correcto?

Iniciado por el_cobarde

Muy buen trabajo! Lo que hacéis tú y nikitto es admirable! Enhorabuena!



Para entender bien la gráfica: Iplaca es la curva amarilla e Ibat la curva roja - correcto?

Eso es.


Vplaca en negro, Ibat en rojo, Iplaca en amarillo, Excedentes en azul claro y Vbat en azul oscuro.

En esta gráfica puede verse como Vplaca (en negro) se dispara cuando hay excedentes (azul claro). Creemos que puede ser una buena fuente de información en el caso de querer derivar sin la señal del regulador. Iremos observando su comportamiento para encontrar un rango donde excedentes = 1.

Iniciado por nikitto

En esta gráfica puede verse como Vplaca (en negro) se dispara cuando hay excedentes (azul claro). Creemos que puede ser una buena fuente de información en el caso de querer derivar sin la señal del regulador.

Vplaca era uno de los parámetros que tenía en mente para "mi" derivación de excedentes, pero al final me he decidido por Ibat

Un regulador MPPT hace trabajar las placas conectadas a su Vmp y cuando bloquea la producción (cuando hay excedentes), las obliga a trabajar a una tensión más alta, hasta llegar a Voc, donde la producción es nula
La diferencia entre Vmp y Voc es de un 20%, en las placas que yo conozco
Cuando hay muchos excedentes, sería fácil definir un umbral de Vplaca para reconocerlo (una subida >10%, por ejemplo). Pero si solo hay pocos excedentes, fácilmente se escapan

Ibat (en combinación con Vbat) me convence más, como parametro para identificar excedentes. Los criterios son sencillos (mirar mi hilo sobre derivación de excedentes):
El algoritmo para el Arduino sería muy sencillo, se reduce a robar (y devolver) escalones de potencia:
- Si {Ibat<0A}, nunca hay que intentar robar potencia
- Si {Ibat>0A}, siempre se intenta robar potencia; todo lo que se consigue robar se deriva a los termos de excedentes
- El Arduino limita Ibat a 20A, toda Ibat>20A va directamente a los termos de excedentes

Iniciado por el_cobarde

El algoritmo para el Arduino sería muy sencillo, se reduce a robar (y devolver) escalones de potencia:
- Si {Ibat<0A}, nunca hay que intentar robar potencia
- Si {Ibat>0A}, siempre se intenta robar potencia; todo lo que se consigue robar se deriva a los termos de excedentes
- El Arduino limita Ibat a 20A, toda Ibat>20A va directamente a los termos de excedentes

Este algoritmo es mucho más sencillo que el resto que planteaste.

Personalmente daría algo de margen a Ibat. P.ejemplo:

1. Si Ibat < 0.5A, NUNCA.....
2. Si Ibat > 0.5A, SIEMPRE....
(el valor habrá que afinarlo)

En el poco tiempo que llevo en FV, creo que es importante darles siempre un poco de corriente a las baterías (idem flotación).

Iniciado por nikitto

Este algoritmo es mucho más sencillo que el resto que planteaste ...

Es el mismo algoritmo de siempre, pero comprimido al maximo. Lo "complicado" entra, cuando se intenta tener en cuenta todas las eventualidades posibles, por ejemplo, teniendo más de un regulador ...

Iniciado por nikitto

Personalmente daría algo de margen a Ibat. P.ejemplo:
1. Si Ibat < 0.5A, NUNCA.....
2. Si Ibat > 0.5A, SIEMPRE....
(el valor habrá que afinarlo)

Evidentemente tienes mucha razón, nikitto. Lo tengo pensado tal como dices, sin conocer aún el valor exacto del umbral

Mi caja de voltímetros:




Otras opciones:

Iniciado por nikitto

Mi caja de voltímetros ...

El mundo real y el mundo virtual ya casi no se distinguen ... . . . . . . . . . . . .

Pronto hará un año que Manuel nos presento su proyecto, desde entonces ha llovido mucho pero más ha salido el sol; que al fin y al cabo, es lo que nos interesa.
Va siendo hora de subir unos pantallazos de como ha avanzado la cosa en la transición de Duinomite a Raspberry:


















*Vceldas: Falta acabar programa (en python)

*Vista página desprotegida


En mi firma, el acceso directo a la web.

Cualquier crítica constructiva será bienvenida. Y recordar que todo esto está a disposición de todos:
http://www.solarweb.net/forosolar/fo...tml#post325107

Ya por fin cambié mi RPi 1B por la 3 para el control FV. ¡ Menuda diferencia !
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Le hemos dado una vuelta de tuerca más al proyecto:

- Ahora los relojes de la pantalla principal actualizan al mismo tiempo, por lo que se evitan falsas interpretaciones.

- En el tema excedentes, como las muestras se toman cada 5 segundos; hay tiempo de sobras entre bucle y bucle, con lo que se ha destinado a incrementar/decrementar el estado de los relés PWM. Así no hay que esperar a cada bucle. (En fase de pruebas).

Tras unas semanas utilizando el algoritmo de excedentes via wifi comento mi impresión

El SW lo hemos puesto Nikitto y yo para que la señal de excedentes la pueda dar el propio regulador, o en función del voltaje en placas (en este caso es independiente del regulador)

Por ahora solo controlo un rele SSR via wifi, es trivial añadir mas, pero hay que comprar SSR etc


- El sistema es fiable, no he tenido ningún "cuelgue" ni de la parte de la Raspberry ni de la parte remota del NodeMCU

- El control de excedentes via Vplaca parece que cumple suficientemente, se puede añadir al algoritmo de control la señal Ibat (de hecho lo tengo así puesto) aunque no cambia significativamente el resultado

- Se adapta bastante bien a la utilización normal de otras cargas (microondas, vitro, etc)

Un ejm de la gráfica obtenida un día "exprimido a tope"




- Verde: SOC
- Amarillo: Iplaca
- Rojo: Ibat
- Azul oscuro: Vbat
- Azul claro: señal de excedentes


Si hacemos zoom para ver las señales con mayor detalle se ve que hay un poco de "fiesta"




Otro ejm un día mas tranquilo (hoy)




Aunque para mi uso es mas que suficiente, no todo es perfecto:

- Si se intenta exprimir a tope, suele ocurrir que el regulador no "cuente bien" el tiempo de absorción por lo que el tiempo en absorción se dilata algo...no es grave pero hay que tenerlo en cuenta

- Dado que el control es via wifi por web, la frecuencia de adaptación no es alta, lo normal es una actualizacion (salto arriba o abajo) cada 0,5sg (esta cifra supongo sera peor cuando se controlen mas reles SSR via wifi)

En cualquier caso estoy satisfecho con el resultado

Nos queda probar el sistema con varios reles SSR via wifi, mezclados con reles normales, y con distinta prioridad, por ahora, como se ve en la tabla, solo hay un rele con control de excedentes





PD: Dado que ya capturamos Vplaca, la estoy usando para encender la luz nocturna exterior y va estupendamente...he puesto la condicion de ON si Vplaca<24v y la de OFF por horario a las 23:30

Se ve en la gráfica que cada día se enciende mas tarde

Menudos cracks estáis hechos :-p

Un abrazo,
Francesc.

Sigo con la boca abierta cada vez que entro a este post. Enhorabuenaaaaaaaaaaa

Gracias por los comentarios

Como yo soy muy nuevo en esto de la raspberry (estoy seguro que sin Nikitto no me hubiera animado), me he hecho un pequeño manualillo para la puesta en marcha desde el principio

Lo he hecho por si "mañana" tengo que volver a configurar una RPi desde el inicio y con pocos conocimientos de linux (como tengo yo), luego creo que es bastante fácil de seguir

https://drive.google.com/open?id=0B2...2w1ZGYyZkdINEE

Si alguien tiene la paciencia de leerlo y detecta alguna errata o que no se entiende se agradece que lo comunique


Faltaría la parte de instalación HW (cableado, shunts..etc) aunque creo que esa parte ya esta bastante explicada en este foro

Uauuuuu, fenómenos! Hacia mucho que no entraba por aquí y encontrar esto es una grata sorpresa, muchas felicidades por vuestro trabajo y por compartirlo. Gracias

Enviado desde mi Redmi Note 3 mediante Tapatalk

Con los datos que hemos aprendido a extraer del híbrido AQUÍ, he realizado estas modificaciones en el 'control sistema fotovoltaico':

Con estos días de "frío polar", aunque ya tenia la grafica de temperatura Max/Min/Media por días, esa gráfica no me daba una idea del tiempo que las baterías han pasado calor




Para tener esta idea, he modificado algo la gráfica histórica para que me de también la evolución de la temperatura de las baterías (en negro), la escala es el eje derecho que también es el del SOC y asi me queda colocada la curva mas o menos bien

Un vistazo de los últimos 15 días




Estamos discutiendo internamente algo sobre tener una idea del SOH de la batería, por ahora podemos sacar de los datos que se guardan en la base de datos:

- Los AH que lleva la batería ciclados...daría una idea de SOH teórico dependiendo del uso real

- El incremento de la Resistencia interna de la batería (calculada en función de los parámetros conocidos en cada momento de SOC, Vbat, Ibat)...daría una idea del SOH real de la batería


¿Alguna idea adicional?

Iniciado por Mleon

Estamos discutiendo internamente algo sobre tener una idea del SOH de la batería ... ¿Alguna idea adicional?

Si entiendo bien, el SoH (State of Health, en %) de una batería, básicamente es la capacidad real en este momento, en comparación con la capacidad nominal, cuando era nueva
- Los Ah ciclados (o los ciclos completos realizados) es una información siempre bien vista
- La resistencia interna efectivamente daría una idea del SoH. Habría que medirla vaso por vaso, en flotación y en ecualización. Pero calcular el SoH en base a la resistencia interna no me parece muy fiable
- La forma de medir el SoH que más me gusta, es permitir una descarga fuerte (a C20), partiendo del SoC 100%, hasta una tensión de 1.90V por vaso (DOD 80-90%), y medir los Ah que ha liberado cada vaso en esta descarga
Una descarga forzada de este tipo, si se hace cada 3 o 6 meses, por ejemplo, no dañaría a la batería

Hace tiempo fui atras de fabricar un monitor de carga pero por falta de tiempo lo abandone. Los mas avanzados para calcular el SoC usan el SoH. Para baterias de plomo acido es muy complicado. Solo para echar un ojo aunque sea para baterias de litio tiene algun concepto interesante:

http://www.analog.com/media/en/techn...niques-....pdf

Las grandes empresas usan algoritmos muy complejos para esto. Creo que steca usaba logica fuzzy por ejemplo. Otros filtros kalman. Hace tiempo creo que publique por ahi una tesis que no era algo muy tecnologico estaba todo muy bien explicado como modelaba las baterias para calcular la resistencia interna, calculaba el soc i el soh.

Gracias por los comentarios

El tema de poner una pagina web con distintos valores relacionados con SOH lo estamos madurando

No tenemos intención de que sea superacademico o exacto, ni, a priori, hacer pruebas reales de descarga (que por ahora creo que seria la prueba mas exacta) pero si que nos de una idea del uso y evolución de la batería

Por ahora medimos y guardamos en la BD tanto los Kwh que salen de la Bateria (Kwh_n) como los que entran (Kwh_p) luego directamente podemos tener diversos valores/ratios:

1. Suma acumulada de Kwh_p (se puede considerar si sumamos cuando ecualice o no....)
2. Suma acumulada de Kwh_n
3. Ratio 1/2
4. Numero de ciclos respecto Nominales bateria segun Kwh_p
5. idem segun Kwh_n

Hasta aquí es fácil dado que no hay que añadir campos etc...sino simplemente hacer varias SQL a la BD

6. Evolución "Resistencia interna"..... podemos sacarla en distintos regímenes de Intensidades de descarga de batería y del SOC......tengo claro que no seria solo la Resistencia propia de la batería (influye cables, etc) pero lo importante no seria ver el valor absoluto sino la evolución de los valores medidos a un misma Intensidad de descarga y SOC....por ejm:

- Medimos la Vbat cuando el sistema descarga entre 5-10 Amperios y esta con un SOC entre 90-92%
- A dicho valor de SOC le corresponde una Vbat con I de descarga =0 determinada
- Eso nos dará una idea de la R interna (mejor dicho R equivalente de Thevenin) del sistema FV

- No nos importa excesivamente la exactitud de la medida...pero si la evolución de la misma que puede darnos tanto la evolución de la propia batería como de posibles problemas en la instalación

La idea es que el sistema analice medidas a distintos valores de SOC e I_descarga y asi veamos la evolución de los mismos

Por ahora para hacer todo esto no parece que tengamos que cambiar nada, ya que con lo que se guarda cada 5 seg en la BD podria ser suficiente para analizar todo esto y que se configure una pagina web con distintos valores/gráficos

Si alguien detecta errores de concepto o mejor aproximación encantado de oirle

A mi el mayor miedo que me da que las medidas de soc=carga/capacidad(soh) sean imprecisas. Usando solo evolución sin recalibracion los errores de medición se van a ir acumulando haciéndose cada vez mas grandes i dando un valor de soc irreal. Como por ejemplo eso de medir vbat en descarga con soc 90% cuando puede ser que el real es 80% acumulando mas error. Eso puede llevar a hacer descargas mucho mas profundas de los deseado o todo lo contrario, que creas que la batería esta muriendo mientras no le pasa nada.

Iniciado por Mleon

... medimos y guardamos en la BD tanto los Kwh que salen de la Bateria (Kwh_n) como los que entran (Kwh_p) ...

Me parece que para un "SoH orientativo" lo más intuitivo y fácil de "entender" es el número de ciclos completos realizados. Yo los calcularía en base a kWh_n (los kWh que salen de la batería)

La resistencia interna Ri puede ser un índice del SoH en cuanto a la sulfatación y pérdida de material de las placas, que son procesos lentos y contínuos. Pero hay incidentes que cambian la Ri de forma súbita, por ejemplo debido al poso, y estos quedarían inadvertidos hasta ocurrir

Lo que quiero decir, es que si no pensáis en hacer pruebas reales de descarga, yo me olvidaría de la Ri y me limitaría a indicar el número de ciclos realizados, para tener una idea del SoH teórico

En mi caso, mi batería hace un ciclo completo cada 3-4 días, 100-120 al año. Lo sé, porque tengo los datos del SoC según Peukert que me calcula el regulador y porque mido kWh_n y kWh_p por mi cuenta
Hasta ahora, mi batería ha realizado unos 300 ciclos completos (en menos de 2 años, porque al principio la ciclaba bastante más). Supongo que la vida útil de una Trojan T-105 es de unos 800 ciclos completos, por lo que se podría decir que su "SoH teórico" es del 60%, aproximadamente. Según esta aproximación, le quedarían unos 5-6 años de vida

Iniciado por Pidjey

A mi el mayor miedo que me da que las medidas de soc=carga/capacidad(soh) sean imprecisas.
.....

No te sigo bien....ahora el SOC lo calculamos contando AH entrantes y salientes (modificados por Peukert)

Si la bateria no llegara al 100% en un periodo largo si podria tener algo de error acumulado, pero normalmente no es el caso

Por ahora la medida de SOC que obtenemos es bastante congruente con como se comporta la bateria (entrada en fase de absorcion, corriente final de cola, etc)

Iniciado por el_cobarde

....

Lo que quiero decir, es que si no pensáis en hacer pruebas reales de descarga, yo me olvidaría de la Ri ..

Como el que trabajara calculando solo sera el sw de la RPi yo creo que si es bueno tener una idea de la Ri del Sistema ( mejor dicho Rth de R de Thevenin)

ya veremos con el tiempo la utilidad real o no de dicha medida

Si no recuerdo mal el soc=carga/(capacidad real de la bateria) i soh=(capacidad real a 25 grados)/(capacidad nominal a 25 grados). El problema que cuando se calcula el soc por la capacidad nominal o de fabrica(que es afectada por muchos factores como temperatura, sulfatacion, ciclage, peukert en descarga....) puede estar lejos de la realidad dando valores erroneos.

Aparte estan los errores en calcular la carga que entran por usar la tecnica de Coulomb counting por auto descarga de la bateria, procesos quimicos internos.... Errores que sin calibracion periodica se van suman .Que yo sepa no existe correcciones de peukert a las corrientes de entrada i salida (lo que determinaria la carga en la ecuacion) porque lo que modifica es capacidad real de la bateria. Sin contar que Peukert solo es aplicable en descarga a corriente i temperatura constante i se usa para calcular la capacidad real de la bateria en esas condiciones.

De todas formas por lo que vi ni siquiera se usa para eso ya que no tiene una respuesta lineal. Osea que la capacidad resultante de 1h a 1A+1h a 3A no es equivalente a 2h a 2A. Peukert normalmente para lo que lo usan los controladores para dar una estimacion del tiempo en el que se descargaria la bateria a esa temperatura i corriente constantes.

Es lo que yo se i puede que me equivoque pero la ciencia sin discrepancia de opinion no es ciencia.

Un saludo.

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De todas formas con descargas pequenñas usar para calcular el soc con la carga nominal en vez de la real no da mucho error.

Haciendo una cuentecilla, imaginemos que tenemos una bateria de 100ah (caso A). Pero en realidad esta frio, el fabricante mide la carga en laboratorio por lo que en la practica es 10%(mas comun de lo que parece) i esta algo machacadita (es un ejemplo) por lo tanto la capacidad real cae al 50% 50ah (caso B). Si nuestro contador de coulomb cuenta que hemos descargado 10A:

A) soc=(100-10)/100=90% (teorico)

B) soc=(50-10)/50=80% (real)

Ahora un dia que tienes una fiestecita o la instalacion no esta sobredimentsionada se descargan 30A:

A) soc=(100-30)/100=70% (teorico)

B) soc=(50-30)/50=40% (real)

Sin contar el error de los amperios gastados acumulados por falta de calibrarion durante los meses.