Tema: Sobre la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido

Iniciado por Gabriel 2018

Yo haría lo mismo que ha hecho Tejota. Sólo hay que esperar 15 o 20 días, para que desaparezca el efecto inicial.

El efecto inicial se minimizará con el tiempo, pero solo en el balance energético total, no en el del día. Si Tejota no quiere programar la corrección del SOC, mejor que elimine el balance del día de su página

Iniciado por el_cobarde

Hablamos del mismo post? El post #137 es este post



No entiendo de dónde sacas este 90%? En el post #137 parto de la mejor eficiencia culómbica posible, de 100% !



La relación 49V : 54V la he sacado de las gráficas de Tejota, que parecen ser las que tú prefieres


Toda la energía empleada en gaseo, se pierde para la carga. Suponer que las pérdidas debidas al gaseo y a la autodescarga (ésta en todo el proceso de carga) sean de solo 7%, es ser muy benévolo. Estás pérdidas afectan tanto a la eficiencia culómbica como a la energética



Has olvidado las pérdidas en la descarga, de 5% para un ciclaje al DoD 30% y de 20% para un ciclaje al DoD 80%. Para un sistema FV, con un ciclaje al DoD ~30%, las pérdidas son un 5%



En eso estoy de acuerdo

Una cosa relativa al DOD. Tenemos dos efectos. Profundidad de descarga e intensidad de descarga.
En una carretilla, hay intensidades de descarga considerables, del orden de 0.25 C a DOD que van de 0 a 60 o 70. En sistemas FV no es común ni una cosa ni la otra.

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Pues esto lo has escrito tú:

Sumando estos tres efectos, obtenemos una eficiencia culómbica <88% y una eficiencia energética <80%
(siempre asumiendo que la batería está en perfecto SoH, con un algoritmo de carga optimizado)

La eficiencia energética de ~75%, que dan los fabricantes para una batería nueva, me parece muy realista
Si nosotros obtenemos eficiencias energéticas de 80% o 85%, será porque nuestros sistemas no miden bien los kWh

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Y por último, como esto que he comentado ya lo había visto hace unos años, con mis ojos, me importa un pepino lo que diga Google, o la literatura aquí referenciada. Por mi parte, fin.

Iniciado por el_cobarde

Pero es lo que hay - desde hace más de 150 años (el plomo). Tú, yo y muchos otros tenemos que apañarnos con el plomo - probablemente para algunos añitos más. Por eso conviene saber la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido

P.D.: Y no estoy seguro, si el litio es realmente mucho mejor ...

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No es solo "el resto", al que le sale una eficiencia muy alta, me incluyo a mí mismo. Por alguna razón nos sale 80%, 85% y hasta más, cuando debería salir 70% o 75%, como mucho

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Sigues jugando al parchís, Gabriel. Comenta mi post #137, por favor, que se refiere a las condiciones en un sistema FV


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Pues para que el balance energético del día tenga algún sentido, deberías tenerlo en cuenta



Aparentemente no has comenzado con contabilizar el balance energético total a las 24:00h, que a esta hora resultaba una eficiencia de 105%. Habrás empezado a una hora como la actual (son las 15:45h), con el SOC 100%
Convendría que nos dijeras esta hora, para que podamos interpretar los datos del balance total ...

Yo espero no usar litio, a no ser que no me quede mas alternativa. Confio en otros sistemas de acumulacion con otras electroquimicas mas amables y menos peligrosas. Y lo que es mas importante: que sobre capacidad y no estar ajustando el sistema segun la capacidad que dispongas y sus limitaciones.

En el balance diario si los SOC de inicio y final son similares tampoco es tan inexacto el valor. Solo en los dias donde haya malas condiciones y no se llege a una carga completa es cuando falseara mas.... pero es lo que hay si no hay condiciones: que la eficiencia de carga se va al garete. Prefiero quedarme con los datos de cargas completas en condiciones optimas que seran los mas abundantes durante el año y que logicamente tendran los SOC de inicio y final casi identicos para un consumo en cargas ciclico como es mi caso.

Respecto al balance total. Vamos a ver, esto es algo de sentido comun. El valor que de a las doce de la noche despues del tercer dia de recogida de datos es un valor irreal. Es igual la hora que haya elegido para empezar a contar porque conforme pasen los dias y los kWh IN OUT vayan acumulandose ese valor de la hora de inicio no importara nada. Si tanto necesitas ese dato en los primeros dias quedate con el valor de la eficiencia justo despues de pasar a flotacion o mejor aun cuando se pierda la flotacion a las 19 horas. Hacia ese valor es donde convergera la eficiencia de carga despues de un mes de contabilizacion.

Iniciado por Gabriel 2018

Pues esto lo has escrito tú: ...

Claro que he escrito esto! Es el resultado! Podrías leer todo mi post #137, que no es tan largo!

Eficiencia culómbica: 100% * 0.93 * 0.95 = 88%

Eficiencia energética: 100% * 0.91 * 0.93 * 0.95 = 80%


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Iniciado por Tejota

En el balance diario si los SOC de inicio y final son similares tampoco es tan inexacto el valor

Sí, y será por pura casualidad. Pero vale, es tú página y sí tú lo prefieres así, nadie te lo niega. Solo te he dado mi opinión


El término que se debería sumar a la energía descargada sería (SOCfinal - SOCinicial) * 0.6kWh - tampoco complicaría tanto al código

Iniciado por el_cobarde

Sí, y será por pura casualidad. Pero vale, es tú página y sí tú lo prefieres así, nadie te lo niega. Solo te he dado mi opinión


El término que se debería sumar a la energía descargada sería (SOCfinal - SOCinicial) * 0.6kWh - tampoco complicaría tanto al código

El balance diario en su % de eficiencia de carga estoy por quitarlo ya que el dato interpretable es el que se da a las 23:59. Lo que se ve a lo largo del dia es calculo y no dice gran cosa. No se, igual pongo el del dia anterior a las 23:59 y que se vaya actualizando cada dia a las 23:59 sin que se vea progresion a lo largo del dia como se ve ahora. Algo hare...

Iniciado por Gabriel 2018

... me importa un pepino lo que diga Google, o la literatura aquí referenciada. Por mi parte, fin.

Entiendo que no te fies ciegamenta de lo escrito. En medicina, por ejemplo, más del 90% de las publicaciones solo vale para la basura. Pero lo que nunca se debería hacer, es cerrar los ojos ante la evidencia ...

... y la evidencia en cuanto a la eficiencia de carga máxima posible para plomo-ácido en un sistema FV es:

- Eficiencia culómbica: 100% * 0.93 * 0.95 = 88%

- Eficiencia energética: 100% * 0.91 * 0.93 * 0.95 = 80%

Bien, elevamos esas estimaciones tuyas a la categoría de axioma y asunto concluido.

Iniciado por Gabriel 2018

Bien, elevamos esas estimaciones tuyas a la categoría de axioma y asunto concluido.

Me hubiese gustado más, que me dijeras donde ves un fallo en esas estimaciones mías

Creo que ya lo he dicho o sugerido.
Debido a las particularidades de los sistemas FV, la eficiencia culombica puede ser del orden del 96 o 97% y la energética del orden del 88%, como máximo. Va disminuyendo según se degrada la batería.

Iniciado por Gabriel 2018

Debido a las particularidades de los sistemas FV, la eficiencia culombica puede ser del orden del 96 o 97% y la energética del orden del 88%, como máximo. Va disminuyendo según se degrada la batería.

De dónde salen estos valores 96% (Ah) y 88% (Wh)?
Para las particularidades de los sistemas FV, mis estimaciones dan 88% (Ah) y 80% (Wh), como valores máximos (ver post #137)
No me has dicho donde está el fallo en mis estimaciones. Por qué tus valores son más ciertos que los míos? Cómo los justificas?

En la pagina 25 hay una modificacion del algoritmo de carga

https://ecee.colorado.edu/ecen4517/m...ls/Battery.pdf

Iniciado por Pidjey

En la pagina 25 hay una modificacion del algoritmo de carga

Sí, ya había oído de la flotación con impulsos. Pero los reguladores no suelen tener esta opción. Será porque este algoritmo de carga con impulsos no ofrece ventaja real, en comparación con flotación CV
La página 25 que citas, queda muy simbólica; no especifica tensiones ni tiempos. Dice que la fase bulk termina a una saturación de 80%, lo que significa una tensión de absorción más baja que la habitual (90% saturación). Entonces la absorción será menos agresiva, pero también menos efectiva en cuanto al burbujeo. Parece que este déficit se intenta compensar con los impulsos en flotación. Si la flotación con impulsos dura muchas horas, este algoritmo hasta puede ser más agresivo que el habitual, con flotación CV
En total, no creo que con este algoritmo "flotación con impulsos" se consiga mejor eficiencia de carga que con "flotación CV"


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Iniciado por Tejota

El balance diario en su % de eficiencia de carga estoy por quitarlo ... igual pongo el del dia anterior a las 23:59 y que se vaya actualizando cada dia

Este concepto me parece mejor que el actual. Si encima corriges con el SOC, aún mejor

Esta mañana a la 08:00h, el balance total decía 84kWh cargados y 87.9kWh descargados; eficiencia energética 104%
Una eficiencia energetica total, que a los 4 días de acumular diga 104%, me parece poco elegante
Aplicando la corrección del SOC, indicaría valores más fiables desde el primer día



.

Iniciado por Gabriel 2018

Bien, elevamos esas estimaciones tuyas a la categoría de axioma y asunto concluido.

Vamos a ver si conseguimos seguir siendo constructivos. Parece ser que tenemos la siguiente situación:

(1) La teoría (y los fabricantes) dicen, que la eficiencia de carga energética (kWh) debería ser en torno a 75%
(2) Muchos de nosotros medimos una eficiencia energética de 80% - 85%

Posible explicación: Veo que por ahí hay mucho Victron BMV. Posiblemente este dispositivo sobrevalore los kWh descargados, o infravalore los kWh cargados, lo que resultaría en una eficiencia energética más alta que la real
Personalmente no uso BMV; mido los kWh IN y OUT con un shunt y unos instrumentos chinos baratos. Posiblemente sufran de la misma "enfermedad". O posiblemente la eficiencia alta tenga otra causa en común para todos, que se me escapa

Lo bueno del caso: Esta discrepancia entre teoría y experimento no nos tiene que preocupar, en la práctica ...
Pongamos que con una batería nueva, en buen SoH y con el algoritmo de carga optimizado, obtenemos una eficiencia energética de 85%. Entonces, si los instrumentos siguen midiendo igual y el algoritmo de carga sigue optimizado hasta la muerte de la batería, podremos cuantificar el envejecimiento de la misma mediante la eficiencia energética, que irá bajando



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Iniciado por el_cobarde

Sí, ya había oído de la flotación con impulsos. Pero los reguladores no suelen tener esta opción. Será porque este algoritmo de carga con impulsos no ofrece ventaja real, en comparación con flotación CV
La página 25 que citas, queda muy simbólica; no especifica tensiones ni tiempos. Dice que la fase bulk termina a una saturación de 80%, lo que significa una tensión de absorción más baja que la habitual (90% saturación). Entonces la absorción será menos agresiva, pero también menos efectiva en cuanto al burbujeo. Parece que este déficit se intenta compensar con los impulsos en flotación. Si la flotación con impulsos dura muchas horas, este algoritmo hasta puede ser más agresivo que el habitual, con flotación CV
En total, no creo que con este algoritmo "flotación con impulsos" se consiga mejor eficiencia de carga que con "flotación CV"


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Este concepto me parece mejor que el actual. Si encima corriges con el SOC, aún mejor

Esta mañana a la 08:00h, el balance total decía 84kWh cargados y 87.9kWh descargados; eficiencia energética 104%
Una eficiencia energetica total, que a los 4 días de acumular diga 104%, me parece poco elegante
Aplicando la corrección del SOC, indicaría valores más fiables desde el primer día



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No me interesa el valor que de estos dias. Las correcciones del SOC al inicio en un balance total son insignificantes conforme vayan pasando los dias. Una asintotica de manual. Dentro de unas semanas cuando veas el valor a las 8 de la mañana ya no sera del 104%, sera un valor muy real y concluyente.

Iniciado por el_cobarde

Vamos a ver si conseguimos seguir siendo constructivos. Parece ser que tenemos la siguiente situación:

(1) La teoría (y los fabricantes) dicen, que la eficiencia de carga energética (kWh) debería ser en torno a 75%
(2) Muchos de nosotros medimos una eficiencia energética de 80% - 85%

Posible explicación: Veo que por ahí hay mucho Victron BMV. Posiblemente este dispositivo sea demasiado benévolo al calcular los kWh descargados, lo que resultaría en una eficiencia energética más alta que la real
Personalmente no uso BMV; mido los kWh IN y OUT con un shunt y unos instrumentos chinos baratos. Posiblemente sufran de la misma "enfermedad". O posiblemente la eficiencia alta tenga otra causa en común para todos, que se me escapa

Lo bueno del caso: Esta discrepancia entre teoría y experimento no nos tiene que preocupar, en la práctica ...
Pongamos que con una batería nueva, en buen SoH y con el algoritmo de carga optimizado, obtenemos una eficiencia energética de 85%. Entonces, si los instrumentos siguen midiendo igual y el algoritmo de carga sigue optimizado hasta la muerte de la batería, podremos cuantificar el envejecimiento de la misma mediante la eficiencia energética, que irá bajando

Los BMV de Victron se vician en los calculos que hace en diferido ya que no puedes cambiarlos excesivamente. Los datos que da en tiempo real los BMV no estan para nada viciados ni hinchados ni nada. Datos de tiempo real me refiero a amperios y voltios exclusivamente y temperatura en la sonda correspondiente para otros modelos q la lleven.
Los datos que estoy recogiendo yo del BMV son los de tiempo real (voltios y amperios en el shunt). El resto de datos que da el BMV calculados con sus formulas y demas no los considero para nada excepto el SOC que ese al menos si esta algo mejor calculado en diferido que el resto. Por lo menos te dan opcion de fijar mas parametros para sacar un SOC de finalizacion potable como valores de corriente de cola, intervalo de voltajes y tiempo presente para una sincronizacion automatica a 100% del SOC.

Iniciado por Tejota

No me interesa el valor que de estos dias

Pues ya no tengo nada que decir ...

Iniciado por el_cobarde

Nadie duda de la calidad de tus contadores. Pero tú hablas del rendimiento de tu sistema FV y el tema de este hilo es la eficiencia de carga de una batería de plomo-ácido

Unos son perfectos, otros estupendos y el más esperado y último en instalar, me ha salido una auténtica castaña y eso que tiene tecnología alemana.

Si a mi sistema le restas el rendimiento del inversor, obtienes el rendimiento de la acumulación energética.

Saludos

Iniciado por elsolacabasos

Si a mi sistema le restas el rendimiento del inversor, obtienes el rendimiento de la acumulación energética

Supongo que también habrá caída de tensión en los cables y la eficiencia del regulador no será 100%, especialmente si es MPPT

Una pregunta al compañero Tejota:

En la página de tu firma aparece el valor "Eficiencia de los Campos Solares hoy", que en este momento (son las 16:00h) indica 2.37kWh/m². Esto corresponde a una potencia pico de ~350W/m², muy aproximadamente, lo que significaría un rendimiento de 35% (suponiendo una irradiacion solar de 1000W/m²). Según yo sé, las placas comerciales tienen un rendimiento de 15-17% ...

Una placa de 250Wp con 60 células mide aproximadamente 160cm x 90cm = 1.44m², o sea ~175Wp/m²
Cómo puede ser, que tu sistema entregue más o menos el doble de la potencia pico nominal de las placas?

Se me ha ocurrido una posible causa, porque medimos una eficiencia de carga superior a la teóricamente posible:

En un sistema FV, la descarga suele ser en ~14 horas, pero el 90% de la carga (solar) ocurre en ~5 horas. Su suponemos, que el ciclaje es hasta el DoD 30%, en FV se hace la descarga a C50 y la carga a C15, muy aproximadamente
La capacidad de una batería a C50 es ~10% superior a la capacidad a C15, tanto para la carga como para la descarga
La razón de esta diferencia en capacidad es la eficiencia de la reacción electroquímica, que cuanto más rápida tiene que realizarse, menos eficiente es, es decir, necesita más Ah (electrones) para la misma reacción química
Entonces, si metemos 100Ah a C15, la batería puede aprovechar un 10% menos de estos 100Ah, que si fuera a C50. Lo mismo es cierto para la descarga, cuando sacamos Ah de la batería
En otras palabras, cada 100 Ah que se descargan a C50, cuentan como 110Ah que se cargan a C15. Pero el shunt no sabe nada de esto y contabiliza cada Ah que entra igual que uno que sale, sea a C5, a C15, a C50 o a C100
Es decir, si el shunt nos dice que han entrado 100Ah y han salido 80Ah (eficiencia 80%), en realidad deberían haber entrado 110Ah, para poder descargar 80Ah (eficiencia 73%)

No sé si mi hipótesis es correcta, pero la prueba es fácil de realizar: Hay que hacer una descarga hasta el SOC 80% a C20, por ejemplo, seguida de una carga hasta el SOC 100% (bulk + absorción), también a C20. Si en este caso medimos una eficiencia de 70-75%, habremos encontrado la causa de la discrepancia entre teoría y práctica. Y también sabremos, que la eficiencia experimental aparentemente alta, que obtenemos descargando a C50 y cargando a C15, no es buena para la batería

Si esta hipótesis fuera cierta, en cada ciclo la batería se descargaría un poco más de lo que se cargaría, siendo la saturación insuficiente. Esto explicaría porque la densidad baja poco a poco y hay que hacer una ecualización de vez en cuando, a pesar de que según el balance de carga-descarga que nos dice el shunt, debería haber una saturación de 100%, sin necesidad de ecualizar
Dicho de otra forma, si no se quiere ecualizar, hay que hacer la absorción a una tensión más alta o con una duración más larga, para realmente llegar a 100% de saturación cada día - y obtendríamos una eficiencia de 70-75%

Iniciado por el_cobarde

Una pregunta al compañero Tejota:

En la página de tu firma aparece el valor "Eficiencia de los Campos Solares hoy", que en este momento (son las 16:00h) indica 2.37kWh/m². Esto corresponde a una potencia pico de ~350W/m², muy aproximadamente, lo que significaría un rendimiento de 35% (suponiendo una irradiacion solar de 1000W/m²). Según yo sé, las placas comerciales tienen un rendimiento de 15-17% ...

Una placa de 250Wp con 60 células mide aproximadamente 160cm x 90cm = 1.44m², o sea ~175Wp/m²
Cómo puede ser, que tu sistema entregue más o menos el doble de la potencia pico nominal de las placas?

Es que ese dato no es en ese instante. Es el acumulado desde que han empezado a generar desde las 8 de la mañana hasta las 16 horas que lo has mirado. Si quieres en vez de kWh/m2 pongo HSP. Al fin y al cabo es lo mismo. Podria ser mas alto si tuviera mas consumo en cargas. Pero es lo que hay....

Iniciado por Tejota

Si quieres en vez de kWh/m2 pongo HSP ...

No se trata de lo que yo quiera o no quiera; se trata de que lo que pones no puede ser correcto

Lógicamente los kWh/m² son los que se acumulan en todo el día, desde que empiezan a generar las placas por la mañana. kWh es la unidad de energía, es potencia multiplicado por tiempo! A las 16:00h ponía 2.37kWh/m² y ahora, que son las 21:15h, son 3.3kWh/m². Supongamos que hoy habéis tenido un día de mucho sol, en Zaragoza, entonces posiblemente hayan sido 6 HSP hasta las 16:00h y 8 HSP en todo el día. En ambos casos sale una potencia pico (en kW!) de ~400W/m² - y esto es imposible!
Es imposible por dos razones (que ya había puesto en mi post anterior):
(1) Una placa de 1.44m² tiene una potencia pico de 250Wp, o sea 175Wp/m² - cómo vas a generar 400Wp/m² con esta placa?
(2) La irradiación solar es 1000W/m², como mucho. Tienes placas con una eficiencia de 40%, para cosechar 400Wp/m²?

Repasa el cálculo que haces para obtener los kWh/m²; debe salir menos de la mitad, después de corregirlo

Mira, yo tengo unos 28m² en placa y en un día muy bueno, la cosecha es de 26kWh, que son ~0.93kWh/m². Puede ser que tú obtengas algo más, por tener placas con mejor eficiencia, pero no más de 1.1kWh/m²

Iniciado por el_cobarde

No se trata de lo que yo quiera o no quiera; se trata de que lo que pones no puede ser correcto

Lógicamente los kWh/m² son los que se acumulan en todo el día, desde que empiezan a generar las placas por la mañana. kWh es la unidad de energía, es potencia multiplicado por tiempo! A las 16:00h ponía 2.37kWh/m² y ahora, que son las 21:15h, son 3.3kWh/m². Supongamos que hoy habéis tenido un día de mucho sol, en Zaragoza, entonces posiblemente hayan sido 6 HSP hasta las 16:00h y 8 HSP en todo el día. En ambos casos sale una potencia pico (en kW!) de ~400W/m² - y esto es imposible!
Es imposible por dos razones (que ya había puesto en mi post anterior):
(1) Una placa de 1.44m² tiene una potencia pico de 250Wp, o sea 175Wp/m² - cómo vas a generar 400Wp/m² con esta placa?
(2) La irradiación solar es 1000W/m², como mucho. Tienes placas con una eficiencia de 40%, para cosechar 400Wp/m²?

Repasa el cálculo que haces para obtener los Wh/m²; debe salir menos de la mitad, después de corregirlo

Donde pone kwh/m2, tiene que poner kwh/kwp.

Iniciado por Gabriel 2018

Donde pone kwh/m2, tiene que poner kwh/kwp.

Es así como hay que leer los datos públicos de alta fiabilidad? Donde pone peras, quiere decir manzanas?

Iniciado por el_cobarde

Es así como hay que leer los datos públicos de alta fiabilidad? Donde pone peras, quiere decir manzanas?

Un detalle sin importancia...

Comete errores quien se arriesga