Irrigare con pannelli fotovoltaici

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Mimmo Favuzza
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Irrigare con pannelli fotovoltaici

Messaggio da Mimmo Favuzza »

Salve avrei un problema riguardante un impianto fotovoltaico. Premetto che ne ho uno per irragare i campi da 9kw con inverter trifase senza accumulo e inoltre tre pompe di diversa potenza che si attivano in base alla posizione del sole (ad esempio la più piccola si accenda alle 8 di mattine, la seconda alle 10, e la più grande verso mezzogiorno, tutte funzionanti contemporaneamente da mezzogiorno alle 15. Dopodiché si spengono una alla volta ad intervalli di tempo.) Tutta questa programmazione viene effettuata da orologi 24h e funziona finché non ci sono nuvole. Il problema si presenta quando passano delle nuvole che mi fanno spegnere tutte e tre le pompe contemporaneamente e quindi finché le nuvole non finiscono di passare le pompe restano spente. A questo punto ho pensato se si potesse fare una programmazione Arduino magari simulando l'impianto con un pannellino piccolo collegato ad Arduino così che, misurando la potenza che passa sul pannellino in base all'irraggiamento solare, mi fa accendere e/o spegnere i tre relè, però per fare ciò mi servirebbe uno sketch apposito. Spero che qualcuno di voi possa aiutarmi a risolvere questa situazione. Grazie
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pgv
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Re: Irrigare con pannelli fotovoltaici

Messaggio da pgv »

Ho una curiosita': le pompe possono essere danneggiate da una serie di interruzioni di alimentazione? Perche' in questo caso, se la nuvolosita' e' molto variabile, si rischia di accendere e spegnere le pompe a ripetizione col cambiare dell'illuminazione.
Dal punto di vista tecnico, se uno cerca un pochino in letteratura, per esempio in
https://www.researchgate.net/profile/Jo ... rmance.pdf
si trova che mentre la tensione in uscita dal pannello solare (a circuito aperto) cresce rapidamente ma satura quasi subito e da un certo punto aumenta molto lentamente in funzione dell'illuminazione, la corrente (a circuito chiuso) invece ha un andamento piu' regolare. Inoltre, secondo gli autori la potenza segue essenzialmente l'andamento della corrente. Quindi il modo piu' pratico di misurare la potenza erogata dal pannellino (e se calcoliamo la frazione della potenza totale che e' disponibile) non dovrebbe essere difficile calcolare la potenza che puo' erogare l'impianto "vero" (conosciamo la potenza totale misurata nelle stesse condizioni di quella del pannellino, la moltiplichiamo per la frazione precedentemente ricavata per il pannellino e ci siamo).
A questo punto nasce il problema di come "ottimizzare" l'uso delle pompe, ossia di pompare il massimo di acqua con la potenza solare disponibile, e qui le cose si complicano. Supponiamo che la pompa 1 richieda 1 kW, la pompa 2 richieda 2 kW e la pompa 3 ne richieda 3. A questo punto:
- se abbiamo meno di 1 kW a disposizione non possiamo accendere nessuna pompa (caso banale);
- se abbiamo piu' di 1 kW e meno di 2 kW, non abbiamo scelta, possiamo accendere solo la pompa 1;
- se abbiamo piu' di 2 kW ma meno di 3, abbiamo in realta' DUE opzioni, accendere la pompa 1 oppure accendere la pompa 2 (la mia domanda iniziale diventa importante qui, se le pompe soffrono ad essere accese e spente in continuazione puo' convenire tenere accesa costantemente la pompa 1, irrigando con meno acqua si', ma con meno rischi che la luminosita' si riduca e la pompa si spenga);
- se abbiamo piu' di 3 ma meno di 4 kW, abbiamo molte scelte: accendere solo la pompa 1, solo la pompa 2 o solo la pompa 3, oppure accendere la pompa 1 E la pompa 2. Anche qui fattori come la sensibilita' delle pompe ai cicli di accensiione e spegnimento e' importante, magari conviene accendere le pompe 1 e 2 e se la luminosita' scende spegnere solo la 1 invece di accendere la 3 col rischio di doverla spegnere subito e far partire la 2;
- se abbiamo tra 4 e 5 kW abbiamo di nuovo parecchie opzioni: solo 1, solo 2, solo 3, 1 insieme a 2, 1 insieme a 3. Valgono i commenti precendenti;
- se abbiamo tra 5 e 6 kW anche qui le opzioni si sprecano: solo 1, solo 2, solo 3, 1 insieme a 2, 1 insieme a 3, 2 insieme a 3. Anche qui valgono i commenti sul numero di accensioni e spengimenti delle pompe;
- se abbiamo piu' di 6 kW a disposizione possiamo accenderle tutte e tre (altro caso banale);

Una volta deciso volta per volta (magari con ulteriori considerazioni, per esempio suddividendo le fasce di potenza disponibile ulteriormente, che so io tra 3 kW e 3.5 kW una decisione, tra 3.5 e 4 kW una diversa, o magari mantenere memoria della variabilita' dell'illuminazione e se cambia molto rapidamente prendere decisioni piu' "conservative", che so io "se la potenza disponibile e' 3.2 kW MA nell'ultima mezz'ora abbiamo cambiato pompe allora conta 0.5 kW di meno" o soluzioni simili) quali pompe si debbano accendere, il programma si scrive quasi da solo. Il lavoro grosso e' pensare e scrivere le specificazioni, rileggerle magari il giorno dopo o farle rileggere a qualcuno, ripensarle fino ad essere convinti di avere capito che risultati vogliamo ottenere.
Mimmo Favuzza
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Re: Irrigare con pannelli fotovoltaici

Messaggio da Mimmo Favuzza »

Salve, grazie per l'interesse. È da 5 anni che ho questo impianto ed è difficile che le pompe si brucino poiché ho un inverter cui aumentando l'irraggiamento solare aumenta la potenza e aumenta anche la frequenza gradualmente. Di fatti in questi 5 anni non ho mai avuto problemi con le pompe, addirittura molte volte quando il tempo è nuvoloso per assicurarmi che funzionassero al meglio sono rimasto per ore a monitorare tutte e 3 le pompe accendendole e spegnegnodole manualmente in base all'irraggiamento solare. Invece, al posto di stare per ore lì a monitorare, mi servirebbe un controllo automatico.
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pgv
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Iscritto il: gio 17 set 2020, 13:16
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Re: Irrigare con pannelli fotovoltaici

Messaggio da pgv »

Mi sono permesso di trasferire il Thread sotto "Arduino": https://mylothehack.altervista.org/foru ... f=8&t=4231
andrea78
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Re: Irrigare con pannelli fotovoltaici

Messaggio da andrea78 »

Potresti iniziare a fare qualche prova preliminare.
L'idea di usare un pannellino è buona.
Prendi un pannellino e collegaci una resistenza di carico di valore adeguato. Non è necessario che sia esatta, arrotonda al valore in commercio più vicino. Ad esempio con pannello 6V, 100mA (dico questi valori perchè ne ho uno così, pagato meno di 2€), userai una resistenza da 56 o 62ohm.
Ora con il tester misura la tensione sulla resistenza, cambiando l'esposizione al sole.
Se i valori di tensione permettono di definire delle soglie per poi far partire le pompe, sei sulla buona strada.
A quel punto ti basterà collegare il pannello con la resistenza, ad uno degli ingressi analogici di arduino per leggere la tensione e definire le soglie (se la tensione in pieno sole supera i 5V devi mettere un partitore, altrimenti bruci l'ingresso di arduino.)
Poi ti serviranno dei relè da pilotare con arduino per accendere le pompe.
Il resto è tutta programmazione
TheOrdinarySuperhero
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Re: Irrigare con pannelli fotovoltaici

Messaggio da TheOrdinarySuperhero »

Se sai quale é l'assoribimento delle pompe e questo resta costante durante il loro ciclo di lavoro puoi semplicemte misurare la potenza erogata rispetto alla potenza teorica necessaria se é inferiore allora una pompa va spenta ad esempio
diciamo che la pompa 1 richieda 1 kW, la pompa 2 richieda 2 kW e la pompa 3 ne richieda 3
Se le 3 pompe sono accese ma la potenza erogata e di 5kw allora va spenta la pompa da 1Kw
Se poi la poteza erogata scende a 3Kw allora puoi scegliere se spegnere la 3 o la 2.
Permisurare la potenza basta uno di quei misuratoti ad effetto hall da interfacciare a arduino (potresti anche misurare la corrente ma in teoria l'inverter dovrebbe darti sempre della 240v indipendentemente dalla tensione in entrata)

Percui lo sketch sarebbe
IN LOOP
accendi pompa 1
leggi corrente e moltiplica per 240
se potenza erogata >= a potenza pompa 1 allora accendi pompa 2
altrimenti spegni pompa 1
leggi corrente e moltiplica per 240
se potenza erogata >= a potenza pompa 1 +pompa 2 allora accendi pompa 3
altrimenti spegni pompa 2
se potenza erogata < a potenza pompa 1 + pompa 2 +pompa 3 spegni pompa 3

Con questa logica sarà sempre la pompa 3 a spegnersi per prima poi la 2 e infine la uno
Se hai bisogno di avere dei mix per ottimizare il consumo la logica va migliorata
andrea78
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Re: Irrigare con pannelli fotovoltaici

Messaggio da andrea78 »

Il problema diventa, come decidi che puoi riaccendere una pompa?
TheOrdinarySuperhero
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Re: Irrigare con pannelli fotovoltaici

Messaggio da TheOrdinarySuperhero »

andrea78 ha scritto: lun 21 giu 2021, 19:21 Il problema diventa, come decidi che puoi riaccendere una pompa?
Il codice gira in loop dunque quando la potenza disponibile aumenta le pompe si riaccenderanno
certo va messo un timer di quelche secondo tra un accenzione ed un altra (per dare modo alla pompa di raggiungere il punto di lavoro prima di leggere la potenza) e anche tra ogni ciclo
andrea78
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Re: Irrigare con pannelli fotovoltaici

Messaggio da andrea78 »

Intendevo, per lo spegnimento l'idea è che se la potenza assorbita dalle pompe è minore della loro potenza nominale significa che il pannello non riesce ad erogare tutta la potenza necessaria, quindi va spenta una pompa.
Per la riaccensione, prima di riaccendere una pompa non sai se c'è potenza disponibile sufficiente per alimentarla. Puoi sapere che le pompe attualmente accese stanno lavorando a piena potenza, quindi c'è potenza in più disponibile, ma non sai se puoi accendere anche un'altra pompa.
TheOrdinarySuperhero
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Re: Irrigare con pannelli fotovoltaici

Messaggio da TheOrdinarySuperhero »

andrea78 ha scritto: gio 24 giu 2021, 19:28 Intendevo, per lo spegnimento l'idea è che se la potenza assorbita dalle pompe è minore della loro potenza nominale significa che il pannello non riesce ad erogare tutta la potenza necessaria, quindi va spenta una pompa.
Per la riaccensione, prima di riaccendere una pompa non sai se c'è potenza disponibile sufficiente per alimentarla. Puoi sapere che le pompe attualmente accese stanno lavorando a piena potenza, quindi c'è potenza in più disponibile, ma non sai se puoi accendere anche un'altra pompa.
Si hai ragione ma non esiste un modo per sapere in anticipo se il pannello potra darti una certa potenza
La curva di tensione dei pannelli é poco dipendente dall'insolazione quello che varia é la corrente Immagine

Dunque a parte testare con i motori altre soluzioni non saprei individuarle
Ad esempio se metti un pannelino e usi quello come riferimento quando una nuvola arriva magari ti copre metà dei pannelli prima di coprie quello che fa da riferimento o se si sporca (o cacca di uccello) avrai un riferimento sballato.
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