Paneles solares de diferentes vatajes para el hogar [diferente voltaje/amperaje]

Mi sistema solar actual para el hogar

  1. Panel Solar Policristalino 12V 100W.
  2. Batería tubular solar de plomo ácido de 12V 75Ah.
  3. Controlador de carga solar PWM 12V 10A.
  4. Inversor de entrada de 12V y salida de 200VA.

Problema actual

La batería no se carga por completo todos los días porque el panel solar recibe alrededor de 3 a 4 horas de luz solar y eso también incluye la luz solar en condiciones que no son de 90 grados.

Por lo tanto, quiero agregar un panel solar adicional [preferiblemente de 200 W o más] que reciba luz solar de 90 grados de 1 p. m. a 5 p. m. Además, tenemos alrededor de 50 minutos de suministro en red. Durante este tiempo, el inversor también carga la batería.

Mis preguntas según mi investigación de todo el día.

Si agrego un panel solar de 24V 200+W, tengo que conectar los paneles en serie porque paralelo significa el mismo voltaje pero se agregan amperios.

Serie significa el mismo amperio pero se agrega voltaje.

En estos casos, ¿qué cambios se necesitan para cargar la batería de 12V?

Supongo que alguien sugerirá un controlador MPPT. ¿Cuál es el mejor controlador disponible en la India? presupuesto max6000INR

Para evitar grandes costos y molestias por el requisito anterior, si utilizo un panel de 12 V y 150 W, solo necesitaré conectar mi 12 V y 10 A con un nuevo controlador de 12 V y 20 A en paralelo para dibujar 8.6+12.5A=22A aprox. corriente de los paneles solares. ¿Estoy en lo correcto aquí?

Durante un verano caluroso y brillante, ¿cuántos vatios produce un panel de 100 W en condiciones de sol de 90 grados? ¿Cuál es el peor rendimiento que obtendré en la temporada de lluvias?

Mientras carga la batería desde el inversor durante el suministro de la red, veo que el inversor muestra alrededor de 6A-9A de suministro de corriente a la batería. ¿Es solo la corriente lo que cuenta qué tan rápido se cargará la batería? ¿Cambia el voltaje de potencia (Wp): 100 Voltaje a máxima potencia, Vmp (V): 18 Corriente a máxima potencia, Imp (A): 5,56 Voltaje de circuito abierto, Voc (V): 22,3 Corriente de cortocircuito, Isc (A) : 6.1y algun rol?

Quiero sacar la mayor cantidad de corriente posible de la red y ponerla en mi batería durante ese tiempo de 50 minutos. ¿Qué dispositivo me permitirá hacerlo? Lógicamente para cargar una batería de 12V 75Ah de 0 a 100 necesitaremos algo que ponga 900W de potencia en la batería en una hora.

900/12=70A aprox. ¿Cuánto amperio es seguro para la longevidad de la batería?

PD: En cualquier circunstancia, la seguridad y la eficiencia del dispositivo son mi prioridad. Disculpe cualquier comentario sin sentido si lo mencioné anteriormente.

Actualización 20-04-19

Según la respuesta de Russel McMohan a esta pregunta, tengo algunas dudas cuando traté de buscar más sobre el tema. Muchas gracias por su esfuerzo señor.

  1. En caso de que haya 2 paneles de 12V:

Especificaciones del primer panel[Poly]Soy dueño de esto:

Potencia (Wp): 100 Voltaje a potencia máxima, Vmp (V): 18 Corriente a potencia máxima, Imp (A): 5,56 Voltaje de circuito abierto, Voc (V): 22,3 Corriente de cortocircuito, Isc (A): 6,1

Especificaciones del segundo panel[Mono]Deseando comprar:

Potencia (Wp): 180 Voltaje a potencia máxima, Vmp (V): 19,95 Corriente a potencia máxima, Imp (A): 9,03 Voltaje de circuito abierto, Voc (V): 23,26 Corriente de cortocircuito, Isc (A): 9,31

Hay alrededor de 2V y 4A de diferencia. Sin embargo, puedo conectarlos en paralelo. ¿Habrá algún problema de eficiencia debido a una diferencia menor de Vmp?

Según el enlace mencionado anteriormente [Referencia1][1] https://solarpanelsvenue.com/mixing-solar-panels/

Si ambos paneles están conectados a controladores PWM 10A individuales, entonces no habrá ningún problema como el amperaje total es 2* Min Ampere de cualquiera de los paneles porque no estoy conectando ambos paneles directamente en paralelo aquí.

Ahora la salida total que puedo esperar es 12V*(5.56+9.03)A=12V*14.59A=175W aprox. Aquí consideré 12V porque los PWM son conocidos por reducir el voltaje al nivel de la batería manteniendo una corriente constante y desperdiciando el resto del voltaje.

Si la estimación anterior es correcta, ¿cómo conecto la salida de dos PWM a una sola batería de 12 V?

  1. De acuerdo con su respuesta sobre el problema del sombreado, hoy arreglé la posición del panel de 100 W. Sin embargo, al buscar el diodo bipass, llegué a saber que mi panel también tiene 2 diodos dentro de una caja en la parte posterior del panel.

Así es como se ve mi panel frontal: https://drive.google.com/open?id=140r_sGgANmxsevVWQLI8hLYEX1kaQDJx

Caja de conexiones del panel trasero: https://drive.google.com/open?id=1Ekw3ojjdnBEzGS11mx7G5Wf1xuO5bPkz

Entonces, el panel frontal en modo retrato tiene 9 filas y 4 columnas. Básicamente, las columnas son cadenas como dijiste en tu respuesta y las filas son subcadenas. Hay dos diodos en JB, 3 uniones (+, Centro y -). Un diodo conectado b/w +ve & Center y otro b/w -ve & Center . Si la 1.ª o la 2.ª cuerda están a la sombra, la 3 y la 4 estarán activas. Viceversa

Si 8 subcadenas de estas 4 cadenas están bajo la sombra, entonces creo que el diodo no funcionará como derivación, el panel completo producirá una corriente equivalente a 4 cadenas bajo la sombra.

  1. En una inspección minuciosa, noté que hay una pequeña grieta en el extremo superior de la subcadena ubicada en la primera columna [desde la izquierda] y la segunda fila [desde la parte inferior] ¿Es una falla grave y cuánto puede degradar la salida del panel general? Pediré un reemplazo si es un problema grave.
No responderemos a su pregunta de "qué comprar", porque esto está explícitamente fuera de tema aquí. Sin embargo, su pregunta está bien formulada e investigada, por lo que puede haber algunas buenas respuestas sobre el aspecto técnico de todo esto.
pero, sinceramente, la respuesta corta es: no, no conecta sus paneles en serie o en paralelo. Obtiene un cargador/controlador MPPT para cada tipo de panel y los conecta en paralelo a su batería.
¿No encuentras útil mi respuesta? ¿Tal vez necesites leerlo (otra vez)?
@RussellMcMahon No señor, su respuesta fue muy útil y aprendió muchas cosas. Me gustaría discutir más a medida que profundice en este proyecto y tengo muchas dudas que aclarar, así que actualizaré mi OP de ahora en adelante.
Una grieta en el vidrio es una falla totalmente inaceptable en un panel nuevo, y limita la vida útil de cualquier panel. El diseño del panel tiene como objetivo mantener fuera el agua LÍQUIDA: el vapor de agua SIEMPRE entra. El agua líquida (incluso en forma de trazas y en el aire) causa corrosión a una velocidad cientos de veces mayor que la del vapor de agua y la muerte prematura de los paneles. || Dos paneles de voltaje ligeramente diferente (digamos 17 Vmp y 18 Vmp) PROBABLEMENTE producirán una corriente ligeramente más alta que la suma de los dos, y un poco menos de energía que si se usan por separado. El voltaje a plena carga estará por debajo de Vmp del panel de alta V, por lo que ...
... la potencia se reducirá, pero la corriente del panel de alta V será un poco MÁS que Imp, ya que estará un poco más cerca de Isc e Isc> Imp. | Como guía aproximada, puede (probablemente) contar con V = Vmp bajo e I = Imp1 + Imp2
Todas las celdas sombreadas producen en el mejor de los casos Ishaded. Las cadenas que comparten un diodo de derivación común se eliminan del servicio. SO, con solo dos diodos de derivación: si sombrea las celdas en una de las dos subcadenas, obtiene la corriente completa a V más bajo de la subcadena no sombreada o sin diodos, obtiene un voltaje ligeramente reducido de cada celda sombreada y I [panel! = I de celda más sombreada. || I reduce proporcionalmente al nivel de luz, mientras que V solo cae un poco con la reducción de la luz hasta un rango de luz del 5% al ​​10%

Respuestas (1)

Idealmente, los PV (paneles solares/fotovoltaicos) deberían ser idénticos si se usan en arreglos en serie o en paralelo. Sin embargo, los paneles no idénticos pueden combinarse con éxito variable si

  • Se utiliza en serie si tiene la misma corriente máxima.

  • Se utiliza en paralelo si tiene el mismo voltaje máximo.

Se requieren más detalles para evaluar combinaciones específicas.

Si se usa en serie (12+12 o 12+24) y la batería es de 12 V, necesitará un convertidor descendente, MPPT u otro.

Si se usa en paralelo (12V + 12V) se necesitará un controlador de corriente mayor.

Si agrego un panel solar de 24V 200+W, tengo que conectar los paneles en serie porque paralelo significa el mismo voltaje pero se agregan amperios.

12 V existente 100 W = 100 W/12 A ~= 8,3 A máx.
Nuevo 24 V, 200 W ~= 200 W/24 A ~=, 8,3 A máx. Entonces, eso sí, puedes usarlos de serie con algún desajuste por marca, modelo, edad… .

Serie significa el mismo amperio pero se agrega voltaje.

DEBERÍA ser el mismo A. V se agrega - sí.

En estos casos, ¿qué cambios se necesitan para cargar la batería de 12V?

Serie PV -> downconverter para adaptarse a batería.
Batería paralela -> controlador de corriente superior.

Supongo que alguien sugerirá un controlador MPPT. ¿Cuál es el mejor controlador disponible en la India? presupuesto max6000INR

Las marcas disponibles en la India son desconocidas para mí, pero...

El controlador MPPT debe adaptarse a Vin max y min, I max, Vout debe adaptarse a la carga de la batería.

Para evitar grandes costos y molestias por el requisito anterior, si utilizo un panel de 12 V 150 W, solo necesitaré conectar mi 12 V 10 A con un nuevo controlador de 12 V 20 A en paralelo para dibujar 8,6 + 12,5 A = 22 A aprox. corriente de los paneles solares. ¿Estoy en lo correcto aquí?

100 W = 12 x 8,333 A
150 W = 12 x 12,5 A
Paralelo = 250 W, 12 V, 20,833 A.
-> Controlador de 20 A adecuado en la mayoría de las condiciones siempre que pueda tolerar una combinación de capacidad del 100 %.

La conexión en paralelo de dos controladores PUEDE funcionar o puede causar problemas; consulte las hojas de velocidad del fabricante.

Durante un verano caluroso y brillante, ¿cuántos vatios produce un panel de 100 W en condiciones de sol de 90 grados? ¿Cuál es el peor rendimiento que obtendré en la temporada de lluvias?

Aquí están la insolación de Gaisma y las condiciones relacionadas para Calcuta, India.

El sexto gráfico incluye la insolación diaria media por día por mes en kWh/día/metro cuadrado.
Calcuta tiene un sol mucho más constante durante todo el año que muchos lugares. Los valores de claridad son presumiblemente típicos.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Como se puede ver, la entrada de sol a un panel al mediodía con el panel correctamente orientado en unas 6+ horas/día en verano y unas 4 horas/día en invierno. Multiplique esto por 1000 W para obtener vatios-hora/día/metro cuadrado en la superficie del panel. Multiplique por la eficiencia (normalmente del 15 % al 20 %) y los márgenes para superficies sucias.

El gráfico 3 muestra el ángulo del sol a lo largo del día y da una idea del efecto del ángulo.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Mientras carga la batería desde el inversor durante el suministro de la red, veo que el inversor muestra alrededor de 6A-9A de suministro de corriente a la batería. ¿Es solo la corriente lo que cuenta qué tan rápido se cargará la batería? ¿El cambio en el voltaje juega algún papel?

Complejo, pero actual, un indicador bastante bueno de aceptación de cargos.

Quiero sacar la mayor cantidad de corriente posible de la red y ponerla en mi batería durante ese tiempo de 50 minutos. ¿Qué dispositivo me permitirá hacerlo? Lógicamente para cargar una batería de 12V 75Ah de 0 a 100 necesitaremos algo que ponga 900W de potencia en la batería en una hora.

900/12=70A aprox. ¿Cuánto amperio es seguro para la longevidad de la batería?

Consulte la hoja de especificaciones de la batería, PERO, esa tasa puede ser excesiva para la mayoría de las baterías de esa capacidad.
Con una tasa de carga nominal de 75 Ah en 50 minutos = 75 * 60/50 min x 1/eficiencia.
Digamos 75 x 60/50 * digamos 1/.9 = 100A a > 12V (hasta 14.x), digamos 1400-1500 Watts

Sombreado

El sombreado de CUALQUIER celda reducirá drásticamente la salida del panel

  • El sombreado de cualquier celda o celdas redujo la salida de la cadena en cuestión a la de la celda más afectada por el sombreado.

  • En los paneles donde las celdas individuales o las subcadenas de cadenas están equipadas con diodos antisombra, la celda o celdas sombreadas unidas por un solo diodo NO contribuirán a la salida de voltaje y reducirán muy levemente la corriente de las otras celdas.

NO SOMBRE NINGUNA CELDA para obtener el mejor rendimiento. Para paneles con una sola cadena de celdas fotovoltaicas en serie y con celdas sombreadas, la corriente máxima para el panel será la corriente de la celda sombreada. UNA ÚNICA CELDA SOMBREADA PUEDE REDUCIR LA SALIDA DE TODO EL PANEL AL 5% DE LO QUE DARÍA DE OTRO MODO.

Los paneles con diodo a través de las celdas sombreadas reducirán el voltaje por el voltaje perdido de la celda, pero perderán solo una pequeña cantidad de capacidad de corriente del panel.

Los paneles con diodos en cadenas conectadas en serie con 1 una celdas más sombreadas reducirán la corriente del panel a la corriente de la celda MÁS afectada por la sombra en esa cadena. ej. panel con 72 celdas, y Vmp = 18V Imp = 10A. Divida en 4 series de subcadenas de 18 celdas cada una y conecte un diodo de protección a través de cada grupo de 18 celdas. Si sombrea UNA celda en UNA subcadena para decir el 10% del nivel solar ambiental, entonces a pleno sol:

  • Imp para la cadena sombreada es de aproximadamente 10A x 10% de luz = 1A PERO esto no se puede utilizar ya que su diodo de protección pasa por alto la cadena. Esto protege todo el panel contra pérdidas importantes de corriente, pero reduce el voltaje de todo el panel.

  • Vmp para cadena con celda sombreada es de aproximadamente -1V. (¡menos!)

  • Vmp para todo el panel = 18V x 3/4 - 1V = 12,5V

  • Imp para todo el panel ~= 10A

Mismo panel pero sin diodos

  • Vmp del panel = 18 V - 0,5 V - 1 V ~~= 16,5 V

  • Panel Imp = 1A (reducido a Imp de celda sombreada)

Hacer preguntas.

1. Según mi investigación en algunos paneles de 12 V, ¿hay una ligera diferencia tanto en Vmp como en Imp? Por ejemplo, con respecto a mi panel actual [18Vmp/5.56Imp], vi algunos paneles con 18-20Vmp/8.22-11.12Imp. ¿Cuánta diferencia es decente para la configuración? 2. Sin embargo, para una configuración de 12 + 24 V, dijo que se requiere un convertidor descendente [DOC] para adaptarse a la batería. ¿Qué pasa si compro otra batería de 12V 75Ah y la conecto en serie con mi otra batería? Mismo voltaje de amperios AÑADIDO. 3. ¿DOC y MPPT son el mismo dispositivo? Estaba pensando en comprar un MPPT, en ese caso no se requerirá DOC, supongo.
Hoy me enteré de un hecho más interesante aquí. En mi caso , iba a mantener un panel de 100 W en una región sombreada porque recibe luz solar parcial de 9 a. m. a 3 p. m. Solo 25 celdas de 36 reciben luz solar. Entonces, estaba pensando en mantenerlo allí y traer otro panel de vatios más altos alrededor de 180-200W y mantenerlo en un área donde reciba luz solar completa de 1 p.m. a 6 p.m. Pero, después de pasar por el enlace, supongo, la salida del panel más grande se desperdiciará porque el panel más pequeño tendrá menos voltios. ¿Corrígeme si estoy equivocado?
Si siguió el enlace anterior, al final de la página, tienen la solución a mi problema. Si quiero fusionar mi panel de 12 V 100 W con un nuevo panel mono de 12 V 180 W, tendré que hacerlo con 2 controladores de carga conectados en paralelo. . Pero también habló sobre algunas cajas y fusibles de CC. ¿Qué son éstos? Sería útil si obtengo un circuito más detallado para la conexión.
1. Para paneles en serie, la corriente máxima será ~= la corriente máxima del panel de menor corriente. 2. Para paneles en paralelo, el voltaje máximo será ~= el voltaje del panel de voltaje más bajo (Estos dos hechos se pueden establecer a partir de la referencia que citó).
3. NO SOMBRE NINGUNA CELDA para un mejor rendimiento. Para paneles con una sola cadena de celdas fotovoltaicas en serie y con celdas sombreadas, la corriente máxima para el panel será la corriente de la celda sombreada. UNA ÚNICA CELDA SOMBREADA PUEDE REDUCIR LA SALIDA DE TODO EL PANEL AL 5% DE LO QUE DARÍA DE OTRO MODO. || Los paneles con diodo a través de las celdas sombreadas reducirán el voltaje por el voltaje perdido de la celda, pero perderán solo una pequeña cantidad de capacidad de corriente del panel. || Los paneles con diodos a través de cadenas con 1 una celdas más sombreadas reducirán la corriente del panel a la corriente de la celda MÁS afectada por la sombra en esa cadena.
Algunas preguntas más de mi parte, las he agregado en la actualización OP. He solucionado el problema de sombreado de mi panel con un pequeño ajuste. Gracias por mencionarlo.
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