Resuelto - BATERÍA DEFECTUOSA - Energía solar - Banco de baterías de 6149 vatios-hora pero solo 1 hora de tiempo de inversor a 300 W después del anochecer

Creo que si todos los datos presentados fueran correctos, entonces el comportamiento observado no estaría sucediendo. Por lo tanto , algo está mal en los datos proporcionados: simplemente no sabemos qué parte (s) no creer.

Obviamente hay muchos datos aquí. Hay algunos puntos que no me quedan claros dentro de esos datos, pero formulo una hipótesis y no puedo ver ningún dato que la refute (simplemente parece haber una creencia de que mis componentes sospechosos están bien).

Todo indica que el banco de baterías está lleno.

Sí, pero ¿lleno hasta qué capacidad real ?

Mi hipótesis es un problema relacionado con la batería : una o más de las baterías:

• No tiene la capacidad reclamada; y/o
• Tener (al menos ahora) una resistencia interna más alta, lo que evita que la capacidad se use para alimentar una carga de corriente más alta (aunque puedan tener una capacidad utilizable más alta con una corriente de descarga más baja) [† ver más abajo]; y/o
• Es posible que esas baterías (a pesar de que el proveedor afirme lo contrario) no hayan sido diseñadas para manejar la carga específica que se está aplicando.

Algunas de esas posibilidades se superponen, por ejemplo, el diseño de la batería podría resultar en una resistencia interna más alta que la requerida para suministrar esa carga.

[ † Consulte la actualización a continuación para conocer otra posibilidad que produciría los mismos síntomas y la prueba necesaria para confirmarla o eliminarla. ]

Dos ejemplos del comportamiento que encaja con esa hipótesis incluyen:

• Las baterías parecen cargarse por completo durante el día, debido a la eventual baja corriente de carga a la luz del día de 200 mA;

  Todavía...

• Bajo la carga de 260 W (o 300 W) del inversor, el voltaje general de la batería cae mucho más rápido de lo que se esperaría para la capacidad de batería declarada de 6149 Wh.

Si una o más de las baterías tiene una capacidad inferior a la declarada (o una resistencia interna superior a la aceptable) ahora, entonces este es exactamente el comportamiento que esperaría.

Si me he perdido algunos datos que refutan esta hipótesis, entonces genial: eliminar una hipótesis es un paso hacia la búsqueda de la solución. Sin embargo, el simple hecho de creer en las afirmaciones del proveedor de la batería sobre la capacidad de la batería no refuta esta hipótesis.

No conozco la compañía "Johnson Marine", pero ¿son realmente el fabricante de la batería, como se mencionó, o solo el vendedor (minorista)? ¿Dónde está la hoja de datos de estas baterías "29DC"? No pude encontrar uno en línea. Pero incluso si hubiera una hoja de datos, solo podría usarse para influir en más pruebas; de nuevo, no refutaría la hipótesis, ya que es posible que las baterías no cumplan con las especificaciones de la hoja de datos.

Puede encontrar algo útil en una verificación rápida de los voltajes de la batería incluso antes de desconectarlos. Obviamente, el voltaje total de cada "par" en serie debe ser idéntico (ya que los dos pares en serie están conectados en paralelo). Pero, ¿qué pasa con los voltajes de cada batería dentro de cada par en serie? ¿Hay alguna indicación de una batería con un voltaje significativamente más alto que la otra, dentro de un par en serie?

Suponiendo que cada batería tiene un voltaje muy similar cuando (parecen estar) completamente cargadas, buscaría diseñar una prueba similar a la siguiente:

• Comience con (lo que el controlador de carga existente cree que es) un juego de baterías completamente cargado.
• Desconecte el cableado en serie/paralelo de las baterías.
• Descargue las baterías individualmente, mientras mide su capacidad individual, usando una carga que simule la carga en cada batería de la carga de CA de 300 W en el inversor; mi cálculo de la parte posterior de un sobre sugiere que puede haber alrededor de una carga de 12 A en cada batería, pero verifique esto.
• Cárguelos individualmente desde una fuente controlada, diferente (es decir, no solar) (eliminando así la "opinión" del controlador de carga existente, etc. en cuanto a cuándo se carga el "paquete de batería" total), mientras observa la curva de voltaje y mide el corriente de carga.
• Revisa los resultados.

Mi hipótesis es que los datos recopilados durante las pruebas de descarga y/o recarga, no mostrarán el comportamiento esperado de una o más baterías.

Nota: Supongo que podemos creer las lecturas de voltaje proporcionadas (supongo que son del propio ADC del controlador de carga). También asumo que no hay un drenaje de corriente adicional (por ejemplo, no intencionado) en las baterías, además del inversor. Probablemente usaría una pinza amperimétrica de corriente continua en los cables relevantes durante la carga y descarga, para asegurarme de que las corrientes que se muestran estaban en línea con las expectativas.

Una preocupación es que aunque el kill-a-watt reclama una potencia de CA de 300 W del inversor durante la prueba, no veo en ninguna parte que la corriente de CC de las baterías se haya medido en ese punto, para confirmar que encaja con eso. . ¿Es posible que confiar en una pieza del equipo (el kill-a-watt) y su lectura pueda confundir la investigación, si la lectura informada es incorrecta? Una vez más, el uso adecuado de una pinza amperimétrica de CC ayudaría a generar cierta confianza.

Actualizar:

† Otra posibilidad que tendría los mismos síntomas que los descritos sería si hubiera una ruta inesperada de alta resistencia en el cableado entre las baterías y el inversor. Eso podría ser los cables cortos entre las baterías o el cableado más largo entre las baterías y el inversor.

Esto tendría los mismos efectos que una o más baterías que tienen una alta resistencia interna como se describe en mi hipótesis anterior, y causaría la caída de voltaje aumentada observada en el inversor solo bajo carga .

El efecto sería que las baterías se descargarían solo del 100% al 90% de su capacidad antes de que el inversor detectara correctamente una caída de voltaje excesiva. Sin embargo, la caída de voltaje no fue en las baterías (el inversor no puede medir eso), sino que la caída de voltaje fue en los terminales del inversor al final del cableado.

Esto también encajaría con los tiempos de recarga de batería aparentemente rápidos ya que, de hecho, no necesitarían recargarse mucho.

La prueba para esto sería medir la caída de voltaje entre los extremos de cada cable de alta corriente, cuando están bajo carga . Aunque podría parecer que podría medir la resistencia de cada cable de alta corriente en su lugar, existen desventajas en ese método. Mida la caída de voltaje a través del cable en su lugar.

En resumen, creo que en algún lugar tienes una resistencia inesperada. Puede estar dentro de las baterías (por ejemplo, debido a su diseño oa su vida útil hasta el momento) o en el cableado entre las baterías y el inversor. Puede ser útil revisar el cálculo de la caída de voltaje esperada, para el cableado que ha utilizado, en las corrientes probables.

Es bastante simple, de verdad.

1. Conecte una carga ficticia que consumirá más que la potencia total de sus paneles.
2. Mida el voltaje en el conector del panel. Mida la corriente en serie con el cable de tierra. Ahora puedes calcular la potencia de entrada usando la ley de Ohm: Pin = Vpanel x Ientrada
3. Mida el voltaje en la carga. Ahora puede calcular la potencia que recibe su carga: Pload = Vload x Iinput

Las pérdidas serán: Ploss = Pin-Pload

Si su sistema tiene muchas pérdidas debido al cableado, entonces desea mejorar el cableado.

Si su pin es demasiado bajo, simplemente no está recibiendo suficiente sol o necesita una conversión DCDC para permitir que el panel funcione a un voltaje más alto que su carga.

Puede reemplazar la carga con un cargador MPPT y conectar la carga al cargador MPPT. Medir de nuevo. Su Pload debe ser mayor, debido a una mayor eficiencia.

Resulta que cuando se desarmó el banco de baterías, después de un largo día de carga, luego se dejó reposar durante 2 días, 3 de ellas midieron 12,7 voltios pero una de ellas midió 10,02

Esa batería ya ha sido reemplazada. Afortunadamente, la batería defectuosa fue la última que se instaló, por lo que aún estaba en garantía.

Así es como se ve el diagrama de voltaje ahora:

No más caídas de voltaje inexplicables.

No debería haber más problemas para obtener el tiempo de ejecución que esperaba.

--EDITAR-- PRUEBA DE CARGA

La prueba de carga comenzó a las 4:30 a. m.

Con 4 buenas baterías en el banco, lo manejó bien.

Dos cadenas de baterías de 122 Ah le dan un total de 24 V 244 Ah. Pero solo los estás cargando con 6A. Eso significa alrededor de 40 horas para cargar completamente las baterías. O aún serían unas 20 h si desea evitar que las baterías funcionen por debajo del 50 % de carga.

¿El problema es que simplemente no hay suficientes horas de luz en un día para recargar las baterías?