Ho PWM e se mettessi un MPPT?

Visto l'argomento, giusto per fare un po' di luce, ecco qualche link che ho trovato abbastanza interessante ed utile:

Il Collegamento dei Pannelli Fotovoltaici in Serie e Parallelo: Tutto ciò che c’è da Sapere

http://www.ecoglobo.it/eco-guid...

regolatore-di-carica-quale-scegliere:

http://www.mpptsolar.com/it/reg...

con questa configurazione è un regolatore PWM ho il massimo anche in inverno per la ricarica delle 2 BS da 120a, non credo che un MPPT soprattutto con pannelli monocristallini in inverno possa fare di più; con il sole basso all’orizzonte è difficile che un monocristallino dia di più di un policristallini.
Comunque sono ormai 4 anni e passa che non mi collego più alla 230v di rete.
Il mio PWM mi permette di regolare ogni parametro per la ricarica delle batterie.

Se vogliamo parlare di collegamento in serie o parallelo dei pannelli, dobbiamo confrontare i pregi e difetti dei due collegamenti prendendo anche in considerazione il regolatore installato.

Innanzitutto con un regolatore PWM i pannelli non possono essere messi che in parallelo, poichè collegandoli in serie non si fa che limitare la corrente erogata dal complesso, aumentando inutilmente la tensione.

Con un regolatore MPPT, può essere conveniente collegare i pannelli in serie od in parallelo a seconda delle casistiche.

Va precisato anche che il parallelo è possibile con pannelli diversi fra loro e che la differenza può essere rappresentata dalla corrente ma, entro certi limiti, anche dalla tensione. Per tale collegamento è necessario usare un diodo di blocco per ogni pannello. Il diodo serve per evitare che, nel caso  un pannello  il  emetta tensione sufficiente a far scorrere un minimo di corrente verso il regolatore, non assorba corrente dall'altro, danneggiando le celle.
E' ad es il caso di un pannello che tira fuori 22V ed uno che ne fornisce solo 17 o 18. In questo caso  quello di tensione maggiore  alimenterà il più basso danneggiandone le celle. Con il diodo di blocco questo non accade.

Utilizzando pannelli in serie invece, è necessario che questi forniscano la stessa corrente, altrimenti questo valore assumerà quello dell'elemento più debole. Possono, in questo caso, sorgere anche altri problemi elettrici.

Consideriamo ora l'utilizzo di un regolatore MPPT con pannelli in parallelo.

Possiamo utilizzare fotovoltaici con emissione di varie tensioni. Va considerato che, per poter ricaricare correttamente la batteria, è necessario disporre di un minimo di tensione di 17-18V. 

I normali pannelli, venduti per i camper, hanno appunto tali caratteristiche di tensione. Se esaminiamo la curva di produzione energetica di uno di questi componenti, vediamo che utilizzare un sistema con tale tensione può non essere ottimale, poichè magari la maggior resa energetica si potrebbe avere a valori di tensione non idonei a poter ricaricare correttamente la batteria. Ponendo gli elementi in serie e quindi raddoppiando la tensione, penserà il regolatore MPPT ad ottimizzare il prelievo di corrente, permettendo quindi un maggior sfruttamento dell'irradiazione solare.

Si può pensare allora che, prendendo pannelli con tensioni superiori e ponendoli in serie si ottenga ancora di più. Io sono sicuro invece che il rendimento, in questo caso, non aumenta. 

Supponiamo di avere due pannelli da 48V  5A eguali. Porli in serie significherebbe arrivare a 96V con corrente 5A ; il regolatore MPPT provvederà a regolare il prelievo, in maniera da utilizzare il punto di miglior rendimento nella curva di potenza.

Ma è conveniente? Io penso di NO. Abbiamo visto come, ponendo due pannelli in serie di correnti diverse, l'erogazione verrebbe limitata ai valori di quello con minor potenza. Le celle di un pannello solare SONO IN SERIE; cosa succede se una sola cella cade in ombra? La corrente TOTALE erogata verrebbe limitata a quella emessa dalla cella in ombra, con conseguente forte caduta di resa totale.

Prendiamo gli stessi pannelli, posti in parallelo. Avremo una tensione di 48V, con il doppio della corrente rispetto alla conformazione precedente (10A), e la curva di emissione verrà regolata dall'MPPT al valore ottimale.
Se una cella cade in ombra completa, uno dei due pannelli erogherà una corrente limitata, ma l'altro EROGHERA' CORRENTE PIENA, garantendo quindi almeno metà della potenza possibile in quel momento.

L'unico vantaggio che si potrà avere con i pannelli in serie pertanto è una riduzione delle correnti in gioco fino al regolatore, a parità di potenza. Questo può comportare sicuramente vantaggi economici e pratici in un impianto fotovoltaico di tipo industriale, limitando le cadute di tensione dovute al diametro dei conduttori e la spesa dell'impianto poichè si utilizza meno rame. Un impianto industriale non ha l'inconveniente di avere la proiezione d'ombra di un ramo d'albero sui pannelli, poichè viene progettato per stare fisso in un posto ed i punti d'ombra vengono evitati accuratamente.

Nel camper la situazione è diversa. Innanzitutto i pannelli sono posti in orizzontale e quindi non riceveranno quasi mai irraggiamento veramente diretto; poi si possono alternare zone d'ombra a zone di pieno sole.

Se dovessi realizzare un impianto fotovoltaico per un camper, curerei di porre almeno due pannelli da 48V in parallelo, con un regolatore MPPT. Penso che quello sia  il miglior compromesso. Aggiungo che preferirei pannelli policristallini o addirittura in silicio amorfo.

Eviterei comunque accuratamente  la posa di pannelli in un'unico circuito in serie, utilizzando magari un sistema serie-parallelo. Solo in questo modo si eliminano certi inconvenienti.

Mi pare però che si ricarichi la BS anche con meno di 17-18V. Qui ad es. è un 120 W con un pwm 

Pannelli 48 V X camper... io continuo a sostenere : parallelo su due pannelli identici serie X 2 o 3 pannelli sempre regolatore MPPT. 

In risposta al messaggio di IvanG del 12/01/2018 alle 13:18:10

Ciao Armando, quello che vedi a display penso sia la tensione in quel momento della tua batteria. Ivan  

Non è l'uscita del regolatore?
(= morsetti batteria mentre carica, a parte la caduta sul cavo, si spera trascurabile)

In risposta al messaggio di Armando del 12/01/2018 alle 14:31:31

Non è l'uscita del regolatore? (= morsetti batteria mentre carica, a parte la caduta sul cavo, si spera trascurabile)

no, che io sappia è la tensione della batteria, almeno nel mio (display modello precedente ma sostanzialmente identico) visualizzo sempre la tensione, anche di notte, con la differenza che ovviamente gli A sono a zero.

Io ho sempre interpretato le cose in questo modo: il pannellino cbe si connette all'uscita del regolatore, che è collegata alla batteria.
Quando il regolatore è spento (ad es. di notte) si apre il circuito da quel lato, niente corrente ovviamente e la tensione è quella della sola batteria.
Quando il regolatore sta lavorando allora la batteria sale alla tensione dell'uscita del regolatore e riceve corrente di conseguenza, che è il caso di cui sopra.
​​​​​​.

In risposta al messaggio di Armando del 12/01/2018 alle 20:55:51

Io ho sempre interpretato le cose in questo modo: il pannellino cbe si connette all'uscita del regolatore, che è collegata alla batteria. Quando il regolatore è spento (ad es. di notte) si apre il circuito da quel lato,

niente corrente ovviamente e la tensione è quella della sola batteria. Quando il regolatore sta lavorando allora la batteria sale alla tensione dell'uscita del regolatore e riceve corrente di conseguenza, che è il caso di cui sopra. ​​​​​​.

...

Ho cercato le istruzioni in rete del mio PT542, incollo la descrizione contenuta :

​​Pannello test digitale 12V a microprocessore per il controllo della tensione della batteria servizi "B2" (Rif. 1) e per il controllo della corrente erogata dal modulo fotovoltaico (Rif. 2). Dopo aver premuto i pulsanti di test, i valori rimangono visualizzati per un tempo di 10 secondi.

La tensione che riportano i pannelli dei regolatori, in genere è quella di uscita dell'apparecchio, e quindi anche quella della batteria. Credo sia praticamente inutile misurare la tensione fornita dai pannelli solari, poichè non indicativa. 
All'ingresso del regolatore potremmo trovare valori diversi, a seconda del tipo di regolatore e dello stato in cui si trova.

In un PWM che fornisce alla batteria la massima carica il valore di tensione in ingresso dovrebbe essere molto simile a quello d'uscita (in genere è maggiorato solo di quello che è la perdita interna del regolatore, dovuta alle varie giunzioni di silicio ); quando il regolatore limita la carica invece si potrebbe avere una tensione d'ingresso maggiore, dovuta al taglio tipico dell'apparecchio.

In un MPPT alla massima corrente erogabile il valore d'ingresso dovrebbe attestarsi a quello che rappresenta il massimo rapporto di potenza erogabile dai pannelli solari; poi la tensione potrebbe salire, man mano che questo riduce la corrente di carica.

Non capisco il perchè si facciano questi confronti che, se vogliamo rendere significativi, debbono esser fatti esclusivamente in laboratorio, con dati di irradiazione e di stato batterie controllati scientificamente.

Ik6.. ho messo la foto non per un confronto ma per far presente che per ricaricare la batteria servizi non sono "necessari almeno 17-18V" ma ne bastano meno, cioé quelli che un impiantino (120W) pwm è in grado di fornire (e, aggiungo, non solo a metá giornata come in foto, ma anche a sole basso, ovviamente con correnti di conseguenza). Non mi pare ci sia bisogno di andare in laboratorio per cose del genere .. che d'altra parte, se non fossero riscontrabili in pratica, magari come camperisti ci interesserebbero meno :)

Non si può confrontare il pannello fotovoltaico con un generatore classico, tipo un carica batterie, un alimentatore. Questi ultimi hanno una potenza costante ed una tensione costante, Il pannello fotovoltaico ha una potenza oscillante in base all'illuminazione del momento; questa illuminazione crea una differenza di potenziale ai capi del pannello; questa sarà, quindi, più o meno alta a seconda dell'illuminazione. Appena, però, si collega un carico a questo circuito, la tensione calerà in funzione del carico e della potenza (illuminazione, per semplificare) del pannello. Quindi, a spanne, possiamo avere una tensione a vuoto di 20v ma, in presenza di un carico adeguato, ridursi a 15 volt, fornendo una adeguata corrente. E' un po' con quello che succede quando colleghiamo un carico ad una batteria carica ma ormai alla frutta: la batteria darà 12.8 volt a vuoto, ma appena applichiamo un carico, essa scenderà proprio in relazione al carico ed alla bontà della batteria stessa. Con un caricabatterie, un alimentatore, questo non succede.

Giovanni

In risposta al messaggio di ik6Amo del 12/01/2018 alle 08:47:42

Se vogliamo parlare di collegamento in serie o parallelo dei pannelli, dobbiamo confrontare i pregi e difetti dei due collegamenti prendendo anche in considerazione il regolatore installato. Innanzitutto con un regolatore

PWM i pannelli non possono essere messi che in parallelo, poichè collegandoli in serie non si fa che limitare la corrente erogata dal complesso, aumentando inutilmente la tensione. Con un regolatore MPPT, può essere conveniente collegare i pannelli in serie od in parallelo a seconda delle casistiche. Va precisato anche che il parallelo è possibile con pannelli diversi fra loro e che la differenza può essere rappresentata dalla corrente ma, entro certi limiti, anche dalla tensione. Per tale collegamento è necessario usare un diodo di blocco per ogni pannello. Il diodo serve per evitare che, nel caso  un pannello  il  emetta tensione sufficiente a far scorrere un minimo di corrente verso il regolatore, non assorba corrente dall'altro, danneggiando le celle. E' ad es il caso di un pannello che tira fuori 22V ed uno che ne fornisce solo 17 o 18. In questo caso  quello di tensione maggiore  alimenterà il più basso danneggiandone le celle. Con il diodo di blocco questo non accade. Utilizzando pannelli in serie invece, è necessario che questi forniscano la stessa corrente, altrimenti questo valore assumerà quello dell'elemento più debole. Possono, in questo caso, sorgere anche altri problemi elettrici. Consideriamo ora l'utilizzo di un regolatore MPPT con pannelli in parallelo. Possiamo utilizzare fotovoltaici con emissione di varie tensioni. Va considerato che, per poter ricaricare correttamente la batteria, è necessario disporre di un minimo di tensione di 17-18V.  I normali pannelli, venduti per i camper, hanno appunto tali caratteristiche di tensione. Se esaminiamo la curva di produzione energetica di uno di questi componenti, vediamo che utilizzare un sistema con tale tensione può non essere ottimale, poichè magari la maggior resa energetica si potrebbe avere a valori di tensione non idonei a poter ricaricare correttamente la batteria. Ponendo gli elementi in serie e quindi raddoppiando la tensione, penserà il regolatore MPPT ad ottimizzare il prelievo di corrente, permettendo quindi un maggior sfruttamento dell'irradiazione solare. Si può pensare allora che, prendendo pannelli con tensioni superiori e ponendoli in serie si ottenga ancora di più. Io sono sicuro invece che il rendimento, in questo caso, non aumenta.  Supponiamo di avere due pannelli da 48V  5A eguali. Porli in serie significherebbe arrivare a 96V con corrente 5A ; il regolatore MPPT provvederà a regolare il prelievo, in maniera da utilizzare il punto di miglior rendimento nella curva di potenza. Ma è conveniente? Io penso di NO. Abbiamo visto come, ponendo due pannelli in serie di correnti diverse, l'erogazione verrebbe limitata ai valori di quello con minor potenza. Le celle di un pannello solare SONO IN SERIE; cosa succede se una sola cella cade in ombra? La corrente TOTALE erogata verrebbe limitata a quella emessa dalla cella in ombra, con conseguente forte caduta di resa totale. Prendiamo gli stessi pannelli, posti in parallelo. Avremo una tensione di 48V, con il doppio della corrente rispetto alla conformazione precedente (10A), e la curva di emissione verrà regolata dall'MPPT al valore ottimale. Se una cella cade in ombra completa, uno dei due pannelli erogherà una corrente limitata, ma l'altro EROGHERA' CORRENTE PIENA, garantendo quindi almeno metà della potenza possibile in quel momento. L'unico vantaggio che si potrà avere con i pannelli in serie pertanto è una riduzione delle correnti in gioco fino al regolatore, a parità di potenza. Questo può comportare sicuramente vantaggi economici e pratici in un impianto fotovoltaico di tipo industriale, limitando le cadute di tensione dovute al diametro dei conduttori e la spesa dell'impianto poichè si utilizza meno rame. Un impianto industriale non ha l'inconveniente di avere la proiezione d'ombra di un ramo d'albero sui pannelli, poichè viene progettato per stare fisso in un posto ed i punti d'ombra vengono evitati accuratamente. Nel camper la situazione è diversa. Innanzitutto i pannelli sono posti in orizzontale e quindi non riceveranno quasi mai irraggiamento veramente diretto; poi si possono alternare zone d'ombra a zone di pieno sole. Se dovessi realizzare un impianto fotovoltaico per un camper, curerei di porre almeno due pannelli da 48V in parallelo, con un regolatore MPPT. Penso che quello sia  il miglior compromesso. Aggiungo che preferirei pannelli policristallini o addirittura in silicio amorfo. Eviterei comunque accuratamente  la posa di pannelli in un'unico circuito in serie, utilizzando magari un sistema serie-parallelo. Solo in questo modo si eliminano certi inconvenienti.

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Domanda forse banale ma per chiarirmi le idee,se il pannello è già fornito di diodo di blocco,per metterlo in parallelo con altri pannelli,il diodo Schottky va messo comunque?

 

Se sei sicuro che il pannello sia fornito di diodo di blocco, non è necessario porre in mezzo altri semiconduttori.
Considera comunque che, usando un regolatore PWM, un diodo di blocco Shottky influisce ben poco sulla resa totale, poichè non riduce la corrente erogata dal fotovoltaico; con un regolatore MPPT devi sottrarre la perdita di potenza data dalla caduta tipica di tensione del diodo.
Es con un diodo che ha caduta di 0,2V; pannello da 100W 22V devi fare: 100/22= 4.5A; 4,5*0,2= 0.9W.
Ciò significa che la perdita dovuta al diodo, in questo caso, è di quasi 1W (0,9).
I valori sono però solo indicativi, poichè il regolatore MPPT trova il punto di maggior rendimento in potenza, caricando opportunamente il pannello e, forse, rendendo ancor più bassa la perdita effettiva.

In risposta al messaggio di ik6Amo del 16/01/2018 alle 08:15:06

Se sei sicuro che il pannello sia fornito di diodo di blocco, non è necessario porre in mezzo altri semiconduttori. Considera comunque che, usando un regolatore PWM, un diodo di blocco Shottky influisce ben poco sulla resa

totale, poichè non riduce la corrente erogata dal fotovoltaico; con un regolatore MPPT devi sottrarre la perdita di potenza data dalla caduta tipica di tensione del diodo. Es con un diodo che ha caduta di 0,2V; pannello da 100W 22V devi fare: 100/22= 4.5A; 4,5*0,2= 0.9W. Ciò significa che la perdita dovuta al diodo, in questo caso, è di quasi 1W (0,9). I valori sono però solo indicativi, poichè il regolatore MPPT trova il punto di maggior rendimento in potenza, caricando opportunamente il pannello e, forse, rendendo ancor più bassa la perdita effettiva.

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Grazie.
 

In risposta al messaggio di ik6Amo del 16/01/2018 alle 08:15:06

Se sei sicuro che il pannello sia fornito di diodo di blocco, non è necessario porre in mezzo altri semiconduttori. Considera comunque che, usando un regolatore PWM, un diodo di blocco Shottky influisce ben poco sulla resa

totale, poichè non riduce la corrente erogata dal fotovoltaico; con un regolatore MPPT devi sottrarre la perdita di potenza data dalla caduta tipica di tensione del diodo. Es con un diodo che ha caduta di 0,2V; pannello da 100W 22V devi fare: 100/22= 4.5A; 4,5*0,2= 0.9W. Ciò significa che la perdita dovuta al diodo, in questo caso, è di quasi 1W (0,9). I valori sono però solo indicativi, poichè il regolatore MPPT trova il punto di maggior rendimento in potenza, caricando opportunamente il pannello e, forse, rendendo ancor più bassa la perdita effettiva.

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Vorrei un tuo consiglio in considerazione che ti vedo molto preparato sui pannelli solare più precisamente avendo una centralina mppt  da 300w con un pannello da 110w black solar nds ,volendone aggiungere un altro identico sarebbe meglio fare il parallelo sul tetto oppure collegarlo alla centralina visto che ha 2 ingressi. Grazie e saluti Franco