Dúvidas sobre como dimensionar o controlador de carga

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3 anos 11 meses atrás #2815 por hiure
Olá pessoal sou novo aqui no fórum e gostaria de tentar tirar umas dúvidas.

Eu li vários tópicos mas eu não consegui encontrar exatamente a minha duvida, principalmente sobre como dimensionar o controlador de carga.

Estou dimensionando um sistema que tem um consumo diário total de P[carga]=1513Wh dia
- essa carga vai estar toda em 12v, vou utilizar um buck converter de 24v para 12v

Para dimensionar a bateria eu considerei:
5 dias de autonomia
50% de descarga
tensão de trabalho 24v

Calculei a bateria assim
Para 5 dias:
P[bat]=1513 x 5 = 7565 Wh dia

Como eu quero uma descarga de 50% a capacidade da bateria tem que ser o dobro

P[bat]=7565 x 2 = 15130 wh dia

Como o bando vai funcionar em 24v a capacidade da bateria vai ser:

I[bat] = 15130/24 = 630,4 Ah

Esse raciocínio ta certo?

Para os Painéis eu considerei que eles devem carregar essa bateria em apenas 2 dias:

P[pv]=15130/2 = 7565 wh dia

considerando que eu tenho 5 horas de sol por dia a capacidade diara dos pv seria

P[pv]=7565/5 = 1513 wp

Como eu descubro qual a capacidade do controlador de carga (considerando um MPPT) vou precisar?
O pico de corrente vai estar na recarga da bateria ou na energia trocada entre o painel e o controlador?

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3 anos 11 meses atrás #2816 por Raphael Pintao
Bom dia Hiure, tudo bem?
Parabéns pelo seu projeto!

Eu percebi diversos erros conceituais no seu raciocício. Não tenho como fazer todo o dimensionamento aqui, mas vou tentar ajudar:
- Wh é diferente de W. Você apontou o Wh como "potência" em alguns momentos, mas na verdade é Energia.
- O dimensionamento do controaldor precisa olhar 2 coisas: Capacidade de entrada e Capacidade de saida. Ambas dependem da tensão (V) porque o limitante é na corrente (A).
- Geralmente começamos pelos painéis e quase sempre a capacidade de saída também vai atender (Se o controlador tem essa função, pq não são todos)
- Os painéis devem carregar as baterias em um dia, e não 2 dias. Caso contrário a bateria vai sempre tender a descarga completa.
- Os painéis não podem ser dimensionados com 5 HSP sem nenhum desconto de ineficiência. Mesmo com MPPT vc vai aproveitar 65 ou 70% apenas, além do fato de que deve usar a menor irradiação média do ano (pior mês), que muito provavelmente é menor que 5 HSP
- Para descarga, vc deve considerar a corrente (A) e não a energia (Wh) ou mesmo (Ah)
- no caso do MPPT, consulte diretamente a potência máxima por tensão. Geralmente vem indicada a potencia máxima em W, por exemplo/: 12V --- 500W // 24V
1000W, etc
- Para a descarga da bateria, considere também a autonomia. a descarga máxima vai acontecer após x dias sem sol. Use pelo menos 3 dias (com descarga máxima de ~70%-80%) ou 2 dias com 50%. Isso é o mínimo dos mínimos, menos que isso tá estragando a bateria rápido e jogando dinheiro fora..
Bem, acho que é um começo.
Se for trabalhar com isso eu consideraria um curso.
No nosso site tem uma calculadora simples, pra dizer a quantidade de Wp, mas não a parte das baterias:
www.neosolar.com.br/simulador-solar-off-...uladora-fotovoltaica
The following user(s) said Thank You: hiure

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3 anos 11 meses atrás #2817 por hiure
Olá Raphael, obrigado pela gentileza em responder.

Você tem toda razão misturei as unidades com as grandezas erradas vou tentar ser mais claro para apresentar as minhas duvidas, pois o meu objetivo é de entender profundamente esses cálculos. Eu sei que estamos todos acostumados com as calculadoras online e isso é uma boa coisa. Mas meu interesse é pelo conhecimento a fundo da coisa

Eu fiz uma analise dimensional aqui eu vi o seguinte;

A dimensão de energia pode ser dada por:
[E] = M L² T-²

A dimensão de tensão por:

[V] = Trabalho/carga = M L² T-³ I-¹

Asso,
[E] /[V] = M L² T-² / M L² T-³ I-¹

que resulta:

[E] / [V] = T I

Onde T é tempo e I é corrente elétrica, ou seja o Ah.

Por outro lado podemos ver que

P = E / t
P = V x I

E / t = V x I

I x t = E / V

No meu modelo eu considerei a autonomia de 5 dias e um fator 2 pela descarga de 50% da bateria. Por isso multipliquei a energia total das cargas por 5 e por 2.

Ai eu tenho a capacidade energética das baterias, dividindo pela tensão tenho o Ah. Não consigo entender porque isso não está correto.

Olhando para as energias do sistema eu tenho:

E a energia total da bateria seria E[bat]=15130 Wh dia
E a energia total de consumo do meu sistema é 10x menor E[carga] = 1513 Wh dia

Até aqui esse valor para bateria faz sentido, já que eu to calculando um banco para descarregar só metade e que dure 5 dias.

Mas ai que mora a duvida maior, eu entendi que se eu considerar a energia toda da bateria vai dar um sistema fotovoltaico absurdo, mas por outro lado se eu considerar só a carga tbm vai ser muito pouco, já que minha capacidade diaria seria só para carga e não para guardar uma reservar para esses dias sem sol.

Considerando o tempo de sol por dia na minha cidade (de acordo com a calculadora que você mandou) eu tenho 4.9 HSP e o ajuste da perda

Eu comparei os dois casos

P[carga] = E[carga]/t = 1513 / 4,9 = 308,7 wp + 30% = 411,6 W

P[bat] = E[bat]/t = 15130 / 4,9 = 3087 wp + 30% = 4416 W

Obviamente o valor da potencia pelas baterias vai dar 10x maior, mas isso significa que em 1 dia de 4.9 HPS eu ja carrego todo o meu bando de baterias, mas no outro extremo considerando uma potencia 10x menor eu nunca conseguiria carregar meu banco de baterias caso houvesse dias sem sol.

O primeiro valor deu muito próximo da calculadora o segundo deu muito longe.

Mas com o primeiro modelo se eu ficar 5 dias sem sol eu nunca mais vou conseguir carregar a bateria pq a capacidade de produzir energia dos painéis só da conta da carga, eu teria que ficar sem utilizar o sistema até a bateria voltar a subir.

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3 anos 11 meses atrás #2818 por Raphael Pintao
hiure,
eu passei batido pelos seus 5 dias de autonomia.
Entendi que tinha considerado apenas os 50% de descarga.
Neste caso essas premissas estão boas, até um pouco conservadoras, mas com certeza são suficientes.

Esse tema de ser conservador ou não depende sempre da aplicação.
Para aplicações mais críticas como telecom podemos as vezes chegamos a 6 ou7 dias de autonomia, por segurança. Até 10 já usamos em um projeto para a petrobrás, pq não podia parar de jeito nenhum. Se for um casa na fazenda, não é tão grave.
E outra coisa que as pessoas as vezes não colocam na conta é a durabilidade das baterias.
Quando somos conservadores na autonomia e produndidade de descarga, além da maior segurança aumentamos também a vida útil das baterias pois os ciclos/profundidade de descarga serão menores

Abs e desculpe por não ter lido bem na 1a vez.

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3 anos 11 meses atrás #2819 por Raphael Pintao
Faltou uma parte
Sobre essa questão de conseguir carregar, tamanho do banco e tal, tem uma pegadinha também.
- Voce deve primeiro equalizar a produção de energia (já descontadas todas as perdas) com o consumo diário.
- Considerar a radiação média do pior mês, já ajustada com o ângulo das placas (entendi que é 4,9 hsp nesse caso)
- Lembrar que esse 4,9 HSP é uma média.
Resultado:
- Como vc tem dias nublados, está implícito que nos dias de sol a radiação é maior (senão não chegaria nessa média)
- Por isso mesmo que vc faça a conta "na risca", se a bateria se descarrega um dia (nublado), ela acaba se reabastecendo nos outros (de sol). Fora os outros meses onde recarrega ainda mais rápido.
- Isso tudo vale se o seu consumo está bem calculado, é claro.

Quanto ao tempo de recarga das baterias, depende da potencia das placas e tamanho do banco
- Quanto maior o banco, mais tempo leva pra recarregar e mais tempo leva pra descarregar
- quanto mais potencia nos painéis, mais rápido recupera/abastece em um dia de sol

Costumo dizer que painel não resolve problema de bateria e bateria não resolve problema de painel.
Se tiver pouco painel, com relação ao consumo, a bateria vai tender a ficar sempre descarregada
Se tiver pouca bateria, com relação ao consumo, não adianta ter mais painéis pq sem sol não tem geração e a autonomia será insuficiente.

enfim, compartilhando mais alguns conceitos!

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4 semanas 7 horas atrás - 3 semanas 4 dias atrás #3312 por siliw
Para selecionar um controlador de carga, a tensão e a corrente dos painéis fotovoltaicos e a tensão e a corrente das baterias devem ser conhecidas. A tensão do controlador deve ser igual ou superior à tensão das baterias, e a corrente do controlador deve ser igual ou superior à corrente mais elevada entre os painéis e as baterias. Mas não o faça no exterior ou, pelo menos, verifique primeiro a previsão meteorológica em meteum.ai/weather/pt-BR/canoas . É necessário certificar-se de que não haverá precipitação.
Última Edição: 3 semanas 4 dias atrás por siliw.

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