Cómo cargar eficientemente un sistema de batería-motor de 48V con paneles solares

Me pregunto cómo cargar y usar de manera eficiente el siguiente sistema con paneles solares estándar de 18 V:

  • Batería de plomo-ácido de 48V
  • motor eléctrico de 1kW

Para cargar la batería con PWM o MPPT, el voltaje del panel solar debe ser superior a 48 V, si entiendo correctamente. Por lo tanto, puedo aumentar el voltaje a más de 48 V (ineficiente) o conectar varios paneles solares en serie (por ejemplo, 3x18 V = 54 V). Los paneles no estarán necesariamente orientados en la misma dirección, y es posible que se proyecten sombras en los paneles individuales, por lo que supongo que conectarlos en serie hará que toda la matriz sea muy sensible al entorno.

Alternativamente, ¿sería una opción cambiar el sistema de batería-motor? La batería de 48V se compone de paquetes de 4x12V, por lo que podría conectarlos en paralelo para formar un sistema de 12V que podría cargarse fácilmente con los paneles de 18V. Pero supongo que necesitaría un motor nuevo, ¿verdad?

¡Cualquier consejo es apreciado!

Una solución de refuerzo podría ser tan eficiente como cualquier otra. Depende mucho de la longitud de los cables que pretenda ejecutar. ¿Puedes mostrarlo con un diagrama de bloques simple? Si los tiene en diferentes ubicaciones, consideraría tres convertidores elevadores separados, uno para cada panel.
La fuente de corriente estará limitada por el panel más débil de la serie, pero se combinará en paralelo, así que apunte al mediodía.
@winny: Los cables serán muy cortos, supongo que menos de 2 m en total. ¿Qué tipo de dispositivo de refuerzo recomendaría? La potencia total no será muy alta (<150W).
@TonyEErocketscientist: Sí, pero si conecto los paneles en paralelo, no obtendré el voltaje que necesito.
Por supuesto, si apuntas en 3 direcciones, la más débil limitará la corriente de las 3. ¡Entonces, para aclarar, debe apuntar todo al sol o al mediodía en serie!
Las recomendaciones de productos están fuera de tema aquí, pero compré la serie Genasun GVB y son el sueño de los ingenieros y también son muy baratos.
¡Un controlador de carga de refuerzo MPPT parece ser exactamente lo que estoy buscando! ¡Gracias! Luego podría cablear los paneles solares en paralelo para evitar el problema de que estén orientados en la misma dirección. ¿Obtendrías un solo controlador de carga para todos ellos, o uno para cada uno? Cada panel solo tendrá alrededor de 30w, por lo que también es una cuestión de costo.
No puede conectarlos fácilmente en paralelo ya que el voltaje de salida más bajo sujetará a los demás hasta cierto punto. Obtendría tres reguladores de impulso de menor potencia y los ejecutaría en paralelo para obtener la máxima eficiencia. ¿Estás en Suecia por casualidad?
Puede poner 4 paneles en serie y usarlos para cargar su sistema de batería de 48V. La proporción de 6 celdas solares por 1 celda de batería de plomo funciona bastante bien. Por lo tanto, puede usar 1 panel para cargar una batería de 12 V o usar 4 paneles para cargar 4 baterías de 12 V en serie. (Suponiendo que sus paneles tengan 36 celdas). Con esta relación, casi no necesita MPPT, aunque sí necesita control de carga para evitar la sobrecarga.
Mmmh ok, parece ser más complicado de lo que esperaba. Seguiré pensando en buenas soluciones. Un amplificador MPPT por panel no es realmente económico ya que los dispositivos que estoy viendo son tan caros como un solo panel. @winny No estoy en Suecia, planeo realizar el proyecto en China.
Depende de sus requisitos. Si la sombra parcial no es un problema, puede encadenarlos en serie y ahorrar algo de dinero. Si el sombreado parcial es frecuente y necesita toda la energía que pueda obtener, la planificación y el MPPT se vuelven cruciales. Lenart es un nombre sueco común :-)

Respuestas (1)

Después de la discusión en los comentarios anteriores y de preguntar a algunos ingenieros eléctricos, decidí ir con la siguiente configuración:

  • dejar el montaje motor-batería de 48V tal y como está
  • conecte tres paneles de 18V en paralelo. Si bien esto no es óptimo, el cambio de voltaje debido al sombreado o la orientación debe ser mucho menor que la pérdida de corriente, por lo que la potencia de salida total debe ser mayor que cablearlos en serie.
  • use un controlador de carga solar MPPT boost que manejará la salida del panel, aumentará el voltaje al nivel necesario para cargar la batería y evitará la sobrecarga de la batería

Esta es la versión de bajo costo que, con suerte, seguirá dando buenos resultados. Después de la construcción y las pruebas, les informaré qué tan bien funciona (o no).

Estoy interesado en los resultados, ya que planeo hacer lo mismo. es para barco?
Es para una aplicación móvil, pero no para un barco. Creo que tendré los resultados listos dentro de un mes a partir de ahora. Si está buscando aplicaciones solares para barcos, hay muchos recursos en Internet.
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