Aiuto tesi di laurea su un impianto fotovoltaico off grid

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QuasiIng95
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Aiuto tesi di laurea su un impianto fotovoltaico off grid

Messaggio da QuasiIng95 » 11 nov 2017, 20:47

Buonasera a tutti, sono Andrea un quasi ingegnere industriale di Terni alle prese con la tesi triennale
Vengo subito al dunque, la tesi prevede la realizzazione di un impianto off grid con i componenti presenti nei mal forniti laboratori della facoltà ovvero:

Pannello Solsonica 608 Silver Plus 48 celle 192W
Regolatore di carica SCM-N 20 della mastervolt, un PWM
batteria AGM da 12V e capacità di 55 Ah
Inverter da 300W
carico costituito da due lampade a incandescenza da 20W in serie che dunque assorbono 10W e dovrebbero essere accese h24 o almeno fintanto che il sistema le alimenta

Quello che ho osservato durante il funzionamento dell'impianto è che in questa configurazione il pannello produce, a parità di condizioni ambientali più potenza quando la batteria è più scarica, spostando il punto di funzionamento a tensioni più basse con correnti più elevate, mentre man mano che la batteria si carica il punto di funzionamento si sposta verso tensioni più elevate e flussi di corrente minimi, con conseguente abbassamento della potenza prodotta.
Potreste gentilmente spiegarmi perchè ciò accade? in pratica, con il regolatore PWM da cosa dipende il punto di funzionamento del pannello?
Quando la potenza erogata dal pannello è superiora a quella assorbita da carico e batteria il resto che fine fa? viene dissipata per effetto joule?
Ringrazio in anticipo chi sarà così disponibile da rispondermi, purtroppo non mi intendo di elettronica e nonostante giorni di ricerca non riesco a capire il funzionamento di questi regolatori di carica.
Vi allego i grafici delle misurazioni fatte durante il test.
Allegati
pannello 1.png
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inventore
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Re: Aiuto tesi di laurea su un impianto fotovoltaico off grid

Messaggio da inventore » 11 nov 2017, 21:40

cerco di rispondere alle tue domande
1)Potreste gentilmente spiegarmi perchè ciò accade? in pratica, con il regolatore PWM da cosa dipende il punto di funzionamento del pannello?

il punto di funzionamento del pannello dipende dalla corrente che prelevi dal pannello. Siccome al pannello è collegato il regolatore PWM ,e il regolatore pwm è collegato alla batteria ,la corrente all'ingresso del pwm dipende dallo stato di carica della batteria.
Praticamente il pannello ha una sua curva tensione -corrente; Anche il pwm con la batteria in un determinato stadio di carica ha una sua curva tensione-corrente. Quando li colleghi il sistema si posiziona sull'unico punto ammissibile per i 2 sistemi :il punto di intersezione delle 2 curve.

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inventore
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Re: Aiuto tesi di laurea su un impianto fotovoltaico off grid

Messaggio da inventore » 11 nov 2017, 21:53

2)Quando la potenza erogata dal pannello è superiora a quella assorbita da carico e batteria il resto che fine fa? viene dissipata per effetto joule?

questo fatto non avviene. Ossia la potenza erogata dal pannello = a quella assorbita dal carico e batteria (trascuriamo piccole perdite per effetto joule)
Quello che tu osservi a batteria carica è una drastica diminuzione di produzione di potenza del pannello ,a causa della tensione troppo bassa che non consente al sistema di lavorare alla massima potenza.
Praticamente l'energia viene prodotta in una forma non ideale ossia con un rapporto volt -Ampere non ideale.
quando la batteria è carica servono più volt e meno ampere.
Se quindi dopo il pannello solare metti un piccolo dispositivo step-up che alza la tensione di alcuni volt il sistema lavora sempre alla massima potenza (quella nominale dei pannelli)
esistono dei dispositivi per pannelli solari che si chiamano mppt che hanno il compito di regolare la tensione in modo da utilizzare sempre la massima potenza fornita dai pannelli solari

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Re: Aiuto tesi di laurea su un impianto fotovoltaico off grid

Messaggio da Ferrobattuto » 11 nov 2017, 22:06

La resistenza interna della batteria cresce secondo lo stato di carica, più è carica e meno chiede corrente. Il pannello ha una resistenza interna piuttosto elevata, per cui sommando le due resistenze la corrente che scorre nel circuito in ogni momento dipende dalla differenza di tensione tra quella erogata dal pannello e quella ai morsetti della batteria.
Un PWM in pratica è un interruttore veloce (elettronico) on-off con tempi di chiusura stabiliti in base alla corrente massima che deve transitare, se la differenza tra le due tensioni diminuisce le due resistenze in serie del pannello e della batteria fanno si che la corrente media di transito diminuisca. Differente sarebbe se invece di un PWM si fosse usato un MPPT, che è in grado di variare i parametri di corrente e tensione in modo da cogliere continuamente il miglior punto di lavoro del pannello.
Se togli il carico (spegni le lampadine) vedrai che la corrente diminuisce ulteriormente.

La corrente che non viene erogata, non viene semplicemente prodotta. Non si dissipa niente in nessuna parte del circuito, nello stesso modo in cui se da un generatore da 10KW se ne preleva solo 1. E gli altri 9? Non vengono generati......

È una spiegazione un po' "sui generis", ma spero che chiarisca le idee.

Se vuoi seguitare ad operare nel campo del solare, dovresti documentarti un po' meglio sia sul funzionamento dei pannelli che in campo elettrotecnico. Sui libri, possibilmente......
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Re: Aiuto tesi di laurea su un impianto fotovoltaico off grid

Messaggio da QuasiIng95 » 11 nov 2017, 22:30

Grazie delle risposte, ora ho le idee più chiare per quanto possibile con la preparazione che ho... questo lavoro "sul campo" mi ha aperto gli occhi verso la necessità di una formazione superiore a quella fornita e richiesta dal sistema universitario... se dovrò operare nel PV sarà sicuramente necessario documentarmi meglio

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Re: Aiuto tesi di laurea su un impianto fotovoltaico off grid

Messaggio da QuasiIng95 » 11 nov 2017, 23:31

Sapreste cortesemente consigliarmi qualche testo e/o fonte che tratti in modo dettagliato il funzionamento dei caricatori solari PWM e MPPT? Purtroppo sul web ho trovato solo le classiche informazioni di massima riguardo la produzione energetica degli impianti con i diversi caricatori e non i principi di funzionamento...

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Re: Aiuto tesi di laurea su un impianto fotovoltaico off grid

Messaggio da Ferrobattuto » 12 nov 2017, 10:46

Sui cataloghi della Hoepli c'è quasi di tutto...... Di più al momento non saprei dirti.
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