por Kan0udo » quinta jun 21, 2012 1:37 am
Este tópico podia começar assim: "Era uma vez um indivíduo que comprou uma autocaravana velha com um frigrífico velho que fazia tudo menos frio!..." mas como o indivíduo sou eu!.. vou pôr a coisa em termos pessoais.
Destina-se a pessoas como eu que queiram saber o que fazer se o seu frigo não lhes der o frio que esperam dele.
Os especialistas também podem ler... mas duvido que aprendam algo aqui.
Primeiro que tudo os meus louvores a este Forum onde aprendi tantas coisas!...
Com a minha nova (velha) autocaravana fiz as primeiras férias pelos Pirenéus com meio frigorifico depois duma reparação em que paguei o preço dum frigo inteiro.
Voltei, mandei repararar, paguei outro frigo e nas férias seguintes, pelos Alpes, o frio estava do lado de fora da carcassa!... lá dentro!... quentinho!...
E pensei..."Bem!.. isto tem que acabar!... eu quero um frigo que faça frio!... rsrsrsrs"
E meti o corpo ao caminho em busca dum frigorífico que fizesse frio. Só que nunca pensei que fosse uma aventura tão alucinante, surprreendente e cheia de peripécias...
Rádioamador há MUITAS décadas, a electricidade e a electrónica desde os tempos em que fazíamos os nossos próprios equipamentos (fontes de alimentação, emissores/receptores, amplicadores lineares, antenas...), não era propriamente uma coisa do outro planeta... mas frigoríficos, baterias... , confesso, eram matéria marginal... e painéis solares não havia!.
Mas agora tinha um problema real entre mãos: não acordar de manhã com o pequeno almoço quente dentro do frigorífico!... e fui à procura.
Andava eu à procura dum frigo que coubesse no meu buraco porque não dispunha de nem mais um milímetro numa carcassa metálica da Iveco que se estica mais um milímetro com o calor, recupera-o depois com o frio... quando tropecei neste Forum... e foi uma revelação!...
Pela primeira vez na minha longa vida aprendi que, como todas as coisas, os frigoríficos não são todos iguais!... mas que entre todas essas diferenças, os ditos de absorção, nem merecem o nome que ostentam!... rsrs
Como céptico que sou... é claro que procurei confirmar esta descoberta noutras fontes... e todas, da Austrália à Cochinchina diziam o mesmo excepto na Antártida onde não encontrei nenhum comentário!...
Primeiro passo: "frigo de absorção=não quero mais... e agora!?..." (nem sabia o sarilho em que me estava a meter!...)
Lendo as discussões acaloradas (algumas), nem sempre desinteressadas (outras) aprendi que era possível arranjar um frigo de compressor de tamanho que (talvez) entrasse no meu buraco e que com um bocado de "engenho e arte" conseguisse que aquilo fizesse frio durante 24 horas por dia!...
E a questão para mim agora punha-se entre arranjar um frigo de compressor de 12 ou 220 vóltios. A conversão de tensões e tipos de corrente tem sempre perdas. Isso há muito que sabia, logo a primeira opção era arranjar de 12 vóltios... para logo cair na decepção dos custos!... Demasiado caros!... e carecendo de autonomia energética acrescida apesar das economias introduzidas pela técnologia Danfoss...
A coisa começava a ficar complicada para quem até há bem pouco tempo pensava que os frigos eram todos iguais... e já ia no Danfoss!... e nem sequer imaginava onde me estava a meter!... isto era só o começo.
No Forum argumetava-se, em abordagens diferentes, que um frigo barato de 220 vóltios deixava economias para aquisição de equipamento de autonomia enegética dentro do orçamento dum frigo triplice ou 12v novo.
E assisti, à retardador, às soluções convergentes/divergentes AlexChora/Danibeja que convergiam/divergiam nas experiências com painéis solares, baterias, inversores...
Com tudo isto mal digerido, contactei o Alex Chora que me receitou a compra dum frigo barato de 220v, a batertia de maior capacidade que pudesse meter no espaço reduzido de que dispunha para o efeito (consegui 95Ah), a instalação dum painel solar monocristalino de 90W, um regulador simples (que vim a saber mais tarde que era PWM), um inversor de 1500W...
No dia aprazado dirigi-me à Abelheira e (quando o tempo o permitiu) iniciámos os preliminares... e tive a minha segunda decepção. O meu painel solar de 90W estava a dar em pleno sol, e perpendicularmente à incidência, cerca de 5A, o que não era mau, embora 5A a mais ou menos 12v da bateraia dava 60 e não 90W... (voltaremos a este assunto) mas o pior é que quando punha a mão sobre um canto, obscurecendo 2 a 3% da superfície, ele caía para menos de 1A!... uma perda de mais de 80%!...
Procedemos à montagem e o Alex argumentava que precisava de meter outro painel (monocristalino - a sua preferência!)... e eu sabia que não tinha o meu problema resolvido mas argumentei: "vou estudar o assunto..."
Voltei com a minha instalação. Agora já tinha um problema resolvido: as baterias já não caíriam com os pequenos consumos de manutenção, como antes acontecia em situações de estacionamento prolongado. Mas era pouco para quase €1000,00!... de investimento. Bastante mais que o custo dum frigo novo!... como se argumentava aqui.
Mas o que eu queria saber agora, de experiência feito, era o que precisava de facto. Mais produção, mais armazenamento ou ambos?
As minhas primeiras experiências foram inconclusivas... O meu sistema, em dias de regularidade solar mas estacionado num lugar onde o sol desaparece depois da 5 horas ou carregava a bateria ou alimentava o frigorífico mas não as duas coisas. Por conseguinte numa situação de consumo a bateria não só não atingia a carga máxima como entrava em perda e chegava ao fim da tarde já debilitada sem energia para passar a noite. E eu interrogava-me, fazia contas, "onde estão os 90W do meu painel?" 90w em 12v dá 7,5A e isto sem consumo, deveria carregar-me a bateria em pouco mais de meia duzia de horas já que se encontrava, no regresso, a muito mais de meia carga... mas levava uma eternidade!...
Com consumo, supostamente de 2,5A como discutido neste site, devia não só alimentar o consumo mas também carregar a bateria ainda que mais lentamente!... "qual quê!... aqui há gato" pensei.
Fui em busca de respostas. Para resumir uma longa história digo que as informações de fabricantes e vendedores serviram para levantamento de tópicos que depois confirmava noutras fontes mais desinteressadas como associações de consumidores, institutos de pesquisa e utilizadores experientes.
E descobri coisas interessantes. Descobri que existem essencalmente dois tipos de painéis solares: cristalinos e amorfos. Que os cristalinos, sejam eles mono ou poli, com pequenas diferenças entre si, são a tecnologia mais ANTIGA, com provas dadas e ainda com o melhor rendimento de pico e custos de produção mais elevados.
Mas esse rendimento raramente é atingido por várias razões. Devem estar numa posição em que os raios solares caiam perpendicularmente à superfície da célula e a uma temperatura inferir a 25ºC à superfície do painel. Ora sabe-se que essa temperatura é sempre superior em vários graus à temperatura ambiente (fala-se de 25ºC!... não confirmei), logo, em grande parte do tempo à nossa latitude entram em perda. Mais ainda, são muito sensíveis ao efeito de sombra (o que eu já tinha constatado empiricamente) de modo a que uma célula interrompida bloqueia a corrente em todas as outras. E ainda mais... esse efeito de sombra provoca aumento de temperatura devido ao aumento da restência interna e pode causar aquilo a que em liguagem técnica chamam, no original em inglês "hot spots" ou seja células queimadas.
Por outro lado, os amorfos são tecnologia mais recente, (não são obsoletos) não se sabe bem a sua fiabilidade ao longo do tempo, produzem, para a mesma superfície de painel cerca de metade dos amperes de pico dos cristalinos, logo, para a mesma potência nominal precisam do dobro do espaço mas têm custos menores de produção.
Não são sensíveis ao efeito de sombra nem ao aumento da temperatura e mantêm um rendimento elevado com nuvens, chuva e pouca luz.
Numa breve comparação diria que se uns são corredores de cem metros, os outros são corredores de maratona e parece-me que a fábula da "Lebre e a Tartaruga" se aplica aqui.
Bom!.. mas depois desta informação toda o que vou eu fazer com ela? Investir na produção de energia, no armazenamento ou em ambos?
Tinha voltado à "estaca zero"!... rsrs
O armazenamento está fora de questão. Já tenho duas baterias (num total de mais de 200Ah), num carro destes 3 baterias é redundante.
Daqui a pouco parece mais um carro de transporte de energia do que uma autocaravana!.. rsrs
Não sei o consumo exacto do meu inversor sempre ligado. Não tenho amperímetro inserido e soltar os bornes da bateria para fazer essa medição é maçador. Suspeito que seja mais que os 2,5A medidos pelo Danibeja cuja solução engenhosa de utilizar o termostato do frigo para desligá-lo já lhe deve ter custado um termostato novo!... para mim não é exequível, ainda que o esquema dele fosse susceptível de melhorias, mas não é exequível por razões espaciais.
Investir em mais um painel com poucas horas de produção máxima, deixa-me muitas horas de consumo sem produção... mais que a capacidade útil duma bateria de 95Ah, parece também não ser opção!...
Que fazer?...deitar o frigo novo fora ou usá-lo a tempo parcial? Opção difícil!...
Foi então que se fez luz no meu espírito!...
Então o meu painel de 90W, no teste, com inclinação aproximada da ideal, sem excesso de temperatura, estava a dar 5 amperes. Ora 5 amperes x 12 vóltios dá 60W!... Para onde estavam a ir os outros 30w?. É um terço da sua capacidade perdida!.
Descobri então que os paineis vêm de fábrica com uma tensão de serviço uns 30% ou mais acima da tensão nominal das baterias exactamente para nos momentos de menos produção ainda manterem diferença de potencial para que possa haver carga e é a essa tensão de serviço que eles produzem os watts do catálogo.
Andava eu nestas andanças sempre olhando para as pontas sem ver o que se passava no meio quando fiz uma descoberta surpreendente (para mim claro!...)
O meu regulador estava a desperdiçar energia!...
Os reguladores usuais, ditos PWM (Power Point Modelation), fazem um trabalho inteligente mas não fazem milagres. Pegam na tensão do painel e reduzem-na para próximo da tensão da bateria mantendo apenas um pequeno diferencial para haver corrente. E assim um painel para 12V que vem de fábrica com uma tensão de trabalho de 16/18V, numa bateria descarregada a 10,5V baixa a tensão do painel para próximo deste valor, logo 10,5vx5A produz apenas 52,5W!... quase 50% de desperdício!...
Depois, à medida que a bateria carrega e a sua tensão sobe, o regulador vai subindo a tensão e aos 12V já temos 60W... ainda um grande prejuizo!... 30%.... e aos 13,5V (tensão de corte aproximada) dá 67,5W, o máximo que se pode tirar dum painel de 90W com estes reguladores. E nesta fase a bateria já nem recebe essa corrente. Logo, as coisas parecem funcionar ao contráro. Quando a bateria precisa de mais corrente, ele não dá!.. e depois tem para dar quando ela não precisa.
Foi então que tropecei numa sigla (sempre odiei siglas!) MPPT. Que raio de coisa é esta? Estes gajos só complicam a vida às pessoas. Não podiam fazer isto tudo mais simples? Sou um individuo com curiosidade e li (Maximum Power Point Tracking). Sem entrar em muitos detalhes, digo que li, confirmei e aprendi que se trata duma tecnologia de reguladores que fazem exactamente aquilo que eu precisava.
Pôr um painel de 90W a dar (quase) 90W!... uma coisa que pareceria óbvia!...
Só para os mais curiosos... como é que esta beldade faz aquilo que parecia óbvio mas não acontecia. Muito simples (de dizer!). Pega nos meus 18V de tensão de trabalho do meu painel e nos 12V da minha bateria e, em vez de baixar a tensão do painel para próximo dos 12V, transforma essa diferença de tensão em corrente e o meu painel agora em vez de injectar 5A de carga na bateria está a injectar 7,5A! (isto a 12V - se a bateria estiver mais baixa, injecta mais - façam as contas). Ainda não chega mas já é melhor. Agora já estou a ter aquilo que comprei:90W. (É claro que isto são valores de pico. Durante o dia e durante o ano há variações consideráveis de rendimento dum painel... mas a relação mantém-se: toda a energia que o painel pode produzir entra na bateria).
Com o regulador antigo para uma média de 5 horas de sol diárias a 5Ah eu teria 25 amperes de produção diária. Gastando uma média de 2,5Ah em 24 horas tenho um consumo de 60 amperes... produzo 25... fico em défice de 35 amperes. Com um outro painel igual tenho uma produção de 50 amperes... ainda continuo em défice de 10 amperes.
Com o novo regulador tenho uma produção, para o mesmo período, de 37,5 amperes que somada à de outro painel dá 75 amperes..., um ganho de 15 amperes.
Mas os reguladores MPPT têm outras virtudes. Para além de acompanharem os picos de luz/tensão no painel, aceitam, dependendo do modelo, tensões bastante mais elevadas que a tensão de trabalho da bateria e assim podemos ter um conjunto de paineis com 24, 48 ou mais vóltios a alimentar uma bateria de 12V, transformando ele toda essa diferença de tensão em corrente para a bateria o que dá nesta coisa interessante: com paineis amorfos que captam energia em todas as condições atmosféricas, por muito pouca que seja a luz, a tensão sempre se manterá acima dos 12V, logo, teoricamente, até de noite carregam uma bateria de 12V o que aumenta consideralvelmente o rendimento dos amorfos.
Mas agora tenho outro tipo de problema. O meu painel é mono de cerca de 18V não posso juntar-lhe em paralelo um amorfo de maior voltagem para beneficiar desse efeito de tensão alta. Pensei em pô-lo em série mas isso faz-me perder a vantagem da insensibilidade ao efeito de sombra e pouca luz no amorfo. Mas estou tentado a comprar uma amorfo de 12V para beneficiar do efeito mais prologado de produção de energia encurtando assim o tempo de consumo sem produção o que se traduz em economia de armazenamento. Descobri recentemente a existência duma tecnologia de amorfos (CIS), com painéis para 12V, que afirma conseguir o rendimento de 12% nestes painéis, valor bastante aproximamdo do dos monocristalinos.
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Notas finas
1) A Sanyo produz painéis solares ditos híbridos. Resultam da combinação da tecnologia monocristalina com a amorfa, e reclama-se um ganho de 18%, valor que fica acima de qualquer destas tecnologias separadamente.
Os painéis que encontrei eram de tensões elevadas, grandes de mais para as nossas necessidades e a preço exorbitante.
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2)
Se esses reguladores MPPT fazem esses milagres!.. porque se usam ainda os outros?...Bom.. é que estes brinquedos começam na casa dos $200,00 e vão por aí acima consoante as capacidades...
Mas eu, nas minhas deambulações consegui um negócio da China! Não!... não comecem já a rir!...não foi a venda da EDP!... foi a compra de um brinquedo destes de 30A por $45,50 + $29,00 de transporte = $74.50.
Contudo vivemos num país pobre e triste (mais pobre que triste) e um pacote que demorou 1 dia e meio para vir de da China continental via Hong Kong, Leipzig, Vitoria e Lisboa demorou mais de uma semana a chegar à minha mão onerado em €89,97, quase 200% de aumento relativamente ao custo inicial... e não foi a Alfandega a principal responsável. A mesma DHL que transportou rápido, entregou lento e com custos elevados de validação dos documentos... o que é uma pena!
Para possíveis interesados, aqui fica o link:http://bluelight.en.alibaba.com/product/387696789-
209719998/WELLSEE_WS_MPPT30_12V_24V_30A_pv_controller.html
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3)
Se utilizar os seus painéis solares para produzir energia para vários equipamentos de 220v não se fie nas potências expressas em Watts nesses equipamentos. A lei de Ohm não se aplica aqui como em corrente contínua. A explicação para isso não é simples mas basta seguir uma simples regra para se obter resultadps práticos satisfatórios. Ou usa a potência em VA (vóltios/amperes) se esta vier expressa ou não exceda em watts 70% da capacidade do seu inversor pois ele pode não fornecer os VA necesários para produzir essa potência nos seus equipamentos.
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4) Avaliar o estado de carga duma bateria com um voltímetro é como avaliar a temperatura duma lareira olhando para a altura das chamas!...
Um voltímetro dará indicações aproximadas do estado de carga duma bateria se ela esiver em circuito aberto e em repouso há, pelo menos, uma hora (há quem fale em 24h! - isto é sem recarga nem consumo, situação que nunca acontece nas nossas instalações!).
Nesse caso acima dos 13,5V pode considerar-se com carga perto dos 100%; aos 10,5V (situação não desejável) pode consederar-se com 0% de carga. É aconselhável nunca deixá-la baixar dos 11,5V e mesmo essa tensão é de evitar.
Nenhuma bateria gosta de ser descarregada profundamente. Mesmo as ditas "deep cycle" gostam mais de não sê-lo!... rsrsrsss
Cuidado com as sobrecargas nas baterias seladas, de qualquer tipo. A ausência de ventilação para escapamento dos gases pode causar-lhes danos irreversíveis.
O processo mais seguro de conhecer o estado de carga duma bateria é o higrómetro mas só funciona em baterias aguadas. Nos outros casos só usando um monitor de baterias, dispositivo que não produz, não regula nem armazena energia e cujo preço o torna proibitivo em pequenas instalações.
21/06/2012
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