Vataje inesperado en el controlador de carga (paneles solares)

Estoy construyendo un sistema solar con batería para mi autocaravana. Dos paneles idénticos de 110 W conectados en paralelo, que van a un controlador de carga MPPT y una batería (un Yeti 1000 de Goal Zero, 96,8 Ah (10,8 V) de litio).

Cuando mido el voltaje y el amperaje directamente de los paneles, desconectado del controlador de carga/batería, con luz solar máxima con un multímetro, obtuve 20,4 voltios y 4,69 amperios más o menos para el panel n.º 1, y 20,4 voltios y 4,58 amperios para el panel n.º 2. Cuando desconecto el cable final que finalmente se conecta al controlador de carga/batería, y mido de la misma manera usando el multímetro, obtengo 9.82 amperios y 20.8 voltios en total.

Sin embargo, cuando lo conecto todo de nuevo, en la luz solar máxima, en la pantalla del controlador de carga, veo 85 vatios más o menos. Al desconectar cada panel, determiné que el panel #1 da alrededor de 30 vatios y el panel #2 da alrededor de 55 vatios. Esto está en una batería cargada ~ 40%. Mi pregunta principal es esta: ¿por qué los paneles tienen medidas similares cuando se miden de forma aislada del resto del sistema, pero tienen esta gran diferencia (30 vatios frente a 55 vatios) cuando están todos conectados?

Sé que el controlador de carga hace algo de vudú que necesariamente reduce la eficiencia, pero esta es una caída bastante grande. Y no explica por qué las potencias de los dos paneles en sí son diferentes. También estoy en medio de una ola de calor, 105F+... ¿podría eso explicar algo de alguna manera?

¿Alguna idea o consejo de diagnóstico? Como principiante, esta es una gran oportunidad para mí de aprender sobre electricidad. ¡Gracias!

PD

Así es como está todo conectado:

Los dos paneles de 110 W tienen cables + y - MC4 que salen de ellos, que se conectan a los "conectores de derivación" MC4 (MMF y FFM) para hacerlos en paralelo. Luego, los conectores de derivación se enchufan en un cable de extensión MC4 (para poder alcanzar la batería), aproximadamente 10 pies, con conectores MC4 en cada extremo, que luego se conectan a un adaptador MC4 a Anderson PowerPole, que se enchufa directamente en el módulo controlador de carga MPPT de la batería Yeti 1000.

Especificaciones del panel:

Potencia máxima: 110 W Eficiencia de la célula solar: 23 % Tensión de alimentación máxima: 17 V Corriente de alimentación máxima: 6,47 A Tensión de circuito abierto: 20,06 V Corriente de cortocircuito: 7,12 A Rango de potencia permitida: +/-3 % Tensión máxima del sistema: 500 V Valores estándar condiciones de prueba: Masa de aire - AM1.5, Irradiancia - 1000W/m2, Temperatura de la celda - 25°C

Especificaciones de la batería:

Química de la celda: Li-ion NMC Capacidad máxima: 1045 Wh (10,8 V, 96,8 Ah) Capacidad equivalente de celda única: 290,44 Ah a 3,6 V

¿Cuál es tu latitud? ¿Cómo se clasifican estos paneles a 110 W? (Sé cómo se clasifican algunos paneles: el ecuador al mediodía en un día despejado. Pero no todos tienen necesariamente la misma clasificación). ¿Cómo midió la corriente? ¿Configuró un voltímetro y un amperímetro al mismo tiempo en ambos paneles justo en el punto de entrada al convertidor y leyó sus valores exactamente al mismo tiempo que el convertidor mismo le estaba leyendo números sobre la potencia que estaba extrayendo de cada uno? ¿uno? En otras palabras, ¿son todas estas mediciones simultáneas, pero se toman en la entrada en una dirección y se leen en la pantalla?
¿O estaba midiendo los voltajes y corrientes del panel en una batería de carga? (Puede que esté confundido en ese punto, pero creo que hice las cosas bien). Además, con respecto a la temperatura ambiente (que de ninguna manera le indica la temperatura de funcionamiento del panel), puede ver algo que busqué rápidamente en Google . También puede ayudar cuando estás pensando en números.
"Con un multímetro con una batería cargada al ~40 %, obtuve 20,4 voltios y 4,6 amperios más o menos para cada panel". - pero no al mismo tiempo, ¿verdad? La especificación dice circuito abierto de 20,06 V. Bajo carga, el voltaje debe ser significativamente más bajo. ¿Midió el voltaje con los paneles conectados y suministrando corriente?
Muestre el enlace de especificaciones MPPT, necesita una conversión DCDC para hacer coincidir las impedancias con Vbat
Entonces necesita un perfil de carga de litio inteligente, no 12 plomo ácido
@jonk Esto es en Los Ángeles, 34° N. No estoy seguro de cómo se clasifican los paneles, pero aquí hay un enlace a ellos: lensunsolar.com/Flexible-solar-panel/… . Medí la corriente usando los métodos de este video: youtube.com/watch?v=9SxfCSOnns8 Básicamente, solo conecté los cables del multímetro en los conectores MC4 en cada panel individualmente y medí el voltaje y los amperios usando la configuración del multímetro de ese video, así es como Tengo 20,4 voltios y 4,6 amperios. ¿Es esa una buena forma de medir la corriente?
@BruceAbbott Lo siento, lo de la batería cargada al 40% fue un error tipográfico: los 20,4 y 4,6 amperios fueron cuando estaba midiendo los paneles de forma aislada con el multímetro. Cuando los paneles están realmente conectados al controlador de carga/batería, es cuando obtengo el escenario de 30 watts/50 watts, y eso se midió cuando la batería estaba al 40 %.
Se agregaron algunos detalles más sobre cómo está todo conectado en la publicación.
Si los paneles están en paralelo, entonces no es posible saber cuánta energía proviene de cada uno individualmente. Quiero decir, no veo cómo el controlador podría informar diferentes niveles de potencia cuando solo hay una conexión al controlador.
Si pudiera hacer un diagrama de cableado gráfico o tomar una foto de su configuración, podría aclarar las cosas.
@mkeith Cubrí uno a la sombra y miré el controlador de carga. Luego cubro el de arriba a la sombra y miro el controlador de carga. ¿No es esa una forma válida de medir?
@user De las cifras del sitio web que calcularía
1100 metro ⋅ 540 metro ⋅ 1367 W metro 2 ⋅ ( 1 − 30 % ) ⋅ 85 % ⋅ 23 % = 111 W
Hay una figura allí para la insolación en el espacio, antes de que penetre en la atmósfera. Otra cifra para el albedo de Bond de la Tierra (alrededor del 30 %). Otra cifra para (con optimismo) la cantidad de la insolación restante que llega a la superficie de la Tierra en el ecuador al mediodía teóricamente podría convertirse en flujo de electrones (85 %). Y luego seguido por su número de eficiencia, 23%.
@usuario Su latitud significa otra reducción al mediodía: 82% (el coseno de 34 grados). Y eso es suponer mucho, todavía. Así que, de todos modos, no esperaría más que 90 W de los paneles en el mejor de los casos (lo que supone que los tiene perfectamente alineados para mirar hacia el sol y que está en el momento del cenit del sol). Por supuesto, también asumí que CADA milímetro del tamaño en ese sitio web está activo . Lo más probable es que haya un borde de cierto ancho alrededor de la cosa que reduce el área activa y, por lo tanto, la potencia que podrá obtener.
Por simetría, no debería importar mucho cuál sombreas. Pero sombrear un panel no es necesariamente una buena manera de determinar la salida del otro panel. Desconectar uno de los paneles sería una mejor manera. Dependiendo de los detalles, un panel sombreado en realidad puede robar energía sustancial del otro panel bajo el sol.
@usuario Y luego hay pérdidas debido a la temperatura del panel (que estoy seguro fue clasificado a una temperatura más baja como 25 C de lo que realmente está experimentando en Los Ángeles) para agregar a la mezcla. Y eso es antes de tener en cuenta las pérdidas al transferir energía del panel al convertidor y las ineficiencias en el convertidor. Mi apuesta es que su panel nunca funcionará mejor que 75 W antes de entrar en el convertidor y que si logra obtener 60 W de potencia útil en el otro extremo, debe considerarse afortunado.
"Medí la corriente usando los métodos de este video:..." - Así que 20,4 V es el voltaje del panel de circuito abierto .
¿Has probado a cambiar los paneles? ¿sigue siendo el mismo o su controlador de carga ahora muestra también cifras intercambiadas para ambos paneles?
@jonk Gracias por estos cálculos. 60 vatios para un panel está bien. Y uno de mis paneles de hecho da en torno a eso. Pero el otro da alrededor de la mitad de eso. Estoy tratando de determinar por qué es así, ya que cuando mido cada panel de forma aislada, dan números bastante similares, pero cuando están todos conectados, los dos paneles dan números muy diferentes.
@usuario Creo que deduzco que sigue al uno, en sí mismo, donde sea que lo coloques. Así que ese panel probablemente NO esté a la altura. Lo devolvería yo mismo y/o exigiría que me demuestren que el panel cumple con las especificaciones. (En ese tipo de dinero, de todos modos.) Creo que te quedaste corto con uno de ellos. Devuelva ambos, si eso es lo que requieren. Creo que has hecho suficientes pruebas. Los resultados de su convertidor probablemente sean evidencia suficiente. Son paneles flexibles y revestidos. Hay demasiadas formas de equivocarse en la fabricación y son demasiado fáciles para que no sean tan buenas como deberían ser.

Respuestas (1)

En este sistema hay demasiadas cosas que no sabemos cómo funcionan. Mi sugerencia es, si es posible, validar las cosas de forma independiente. Para probar sus paneles solares, use una resistencia de potencia que extraerá casi la máxima potencia REALISTA de los paneles. La idea es conectar una resistencia de potencia al panel, ponerlo a pleno sol y medir el voltaje en la resistencia. Los dos paneles deberían dar lecturas de voltaje similares, suponiendo que los pruebe casi al mismo tiempo cuando la vista del sol no está obstruida. La potencia entregada a la resistencia es V^2 / R, donde V es el voltaje medido y R es el valor de la resistencia.

Valor de la resistencia: aproximadamente Vmpp/Impp. Desde el enlace lensun, eso sería 17/6,5 = 2,6 ohmios. 2,7 ohmios es un valor estándar. Creo que una resistencia de 50 o 100 vatios debería estar bien siempre que solo la conecte durante aproximadamente 1 segundo (busque una resistencia con clasificación de sobrecarga a corto plazo). Use esto para probar ambos paneles de forma independiente. Deben estar cerca de lo mismo. Si es así, deja de preocuparte por los paneles.

No tengo todos los detalles del Goal Zero. ¿Hace MPPT? no lo sabemos Si no es así, entonces no necesariamente debe esperar acercarse a la potencia nominal de sus paneles.

Por cierto, el MPP para paneles solares se da en condiciones de prueba poco realistas. Principalmente, la temperatura es de 25C. En general, cuando los paneles solares se mantienen a pleno sol, estarán mucho más calientes, como 40C. La potencia máxima será menor a temperaturas más altas. Y si no están apuntando absolutamente perfectamente directamente al sol, entonces habrá una mayor reducción en el área proyectada reducida. Así que no esperes ver 220 Watts.

La única forma que se me ocurre para validar el dispositivo Goal Zero es conectarlo a un panel solar bueno conocido como el tipo que realmente recomiendan. Y verifique que funcione de acuerdo con las especificaciones anunciadas.

Gracias por los comentarios. Probaré con la resistencia. Espero que demuestre que el segundo panel es simplemente inferior, ya que esa sería la explicación más simple. Goal Zero tiene un complemento MPPT, que es lo que he estado usando.
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