Controllo Corrente - progetto con logo

[fabrizio11]

Ciao,

Sto progettando un inseguitore solare per pannelli fotovoltaici e sto adoperando come plc un logo.

Per far si che il pannello insegua il sole sto effettuando un controllo della corrente. Il valore di corrente che il pannello mi fornisce risulta molto alto (circa 6A) per inviarlo direttamente al logo che se non sbaglio può ricevere in ingresso al massimo 200mA. Sapreste darmi qualche consiglio per ovviare a tale inconveniente?

Grazie

[Livio Orsini]

Per la misuradi correnti continue ci sonoapposite sonde che costano un patrimonio. In alternativa puoi mettere in serie al circuito una resistenza di valore basso, conosciuta con il nome di shunt. per esempio se inserisci una resitenza da 15 mohm (15 milli ohm) con 6A avrai una cdt di 80mv. Amplifichi questa tensione e usi un ingresso A/D che legge il valore di tensione.

[fabrizio11]

scusami, ma se utilizzo una resistenza di valore adeguato, posso eliminare l'amplificatore?

Grazie Fabrizio

[Livio Orsini]

Fabrizio, forse non conosci la legge di ohm? Se, ad esempio, il fondo scala del tuo A/D Converter è pari a 10v alla massima corrente cadrebbero 10v sulla resistenza di shunt. Effetti: dissipazione esagerata (nel tuo caso >= 60W), e tutta l'energia del tuo pannello dissipata dalla rsistenza!

Ricorda che un amperometro ideale ha resistenza = 0. Lo shunt unito all'amplificator approssima l'amperometro ideale.

[fabrizio11]

Ok, metto in serie la resistenza di shunt di valore di 15 mohm così ottengo una caduta di tensione di 90mV.

scusa per amplificator da inserire prima dell'ingresso A/D cosa intendi?

Scusa per tutte le domande ma passare dalla teoria dura alla pratica è dura.

Grazie Fabrizio

[Livio Orsini]

Se il tuo ingresso analogico ha un fondo scala di 10v devi amplificare di 100 volte il tuo segnale così 90mV in ingresso diventerebbero 9.000mV ==> 9v, avendo ancora 1V di riserva prima della saturazione.

Per ottenere questo dovresti usare un amplificatore operazionale multiplo, usando 2 stadi di amplificazione da 10 volte ognuno.

Il problema, secondo me, è che da come scrivi non sembri avere molta dimestichezza con questi dispositivi.

Potresti fare una ricerca sul webb nei siti amatoriali per trovare qualche schemino adatto.

Oppure potresti cercare di adattare un amplificatore commercilae per celle di carico o per sonde di temperature, però credo sia più facile costruire l'ampli da zero

[IMM-Domenico]

Oppure, se vuoi evitare lo stadio di amplificazione, potresti usare un partitore resistivo e misurare la corrente su uno dei due rami (ovviamente quello con la corrente più bassa).

Puoi imporre due vincoli:

1) caduta di tensione limitata (es gli 80mV citati da Livio) per evitare perdite di energia (e resistenze bruciate)

2) il rapporto del partitore deve essere tale da portare la corrente da 6A a 200mA (o anche meno) sul ramo da misurare, quindi un rapporto di riduzione >30.

Facendo un calcolo "spannometrico", se usi quindi una resistenza da 15mOhm, l'altra dovrà essere maggiore di 450mOhm.

Ovviamente ti consiglio di fare dei calcoli più accurati e di verificare il valore della resistenza d'ingresso del logo, che potrebbe anche influire sul partitore.

Calcola anche le potenze che devono essere dissipate dalle resistenze, che ovviamente devono essere dimensionate opportunamente.

Modificato: 11 ottobre 2006 da IMM-Domenico

[the_golfer]

Non discuto il sistema dello shunt proposto la Livio (in effetti è molto usato), vorrei solo richiamare la tua attenzione su un "piccolo" particolare. Se ti basi sulla corrente erogata dal pannello non credo che riuscirai mai ad inseguire nulla.

Vado a spiegare:

mettiamo che il pannello stia fornendo una certa corrente X e, ad un tratto, passa una nuvola davanti al sole.

La corrente diminuisce e il tuo inseguitore cosa fa? Va a cercare a destra e a manca il sole che non c'è piu ?

Inoltre se misuri la corrente in un giorno di sole con il cielo limpido avrai un valore, se il cielo è velato ne avrai un altro, in una gamma infinita quale valore scegli per puntare il pannello ?

Normalmente per fare gli inseguitori solari si usano 4 fotoresistenze, installate al fondo di tubi neri opachi in maniera che si possa puntare direttamente il sole.

Il gruppo di rivelazione, una volta orientato meccanicamente, darà lo stesso valore su tutte le fotoresistenze quando puntato direttamente sul sole, altrimenti ce ne saranno almeno due con meno segnale che ti indicheranno la direzione da seguire per ritrovare il massimo illuminamento.

Spero di essere stato chiaro nella spiegazione

Ciao

[Livio Orsini]

.....potresti usare un partitore resistivo ....

Deve misurare la corrente non la tensione! Prova a disegnarti il circuitino.

L'unica alternativa sarebbe quella di avere un ingresso del logo che misuri la corrente, cioè all'interno dell'interfaccia analogica c'è una resistenza di shunt con relativo ampli.

[IMM-Domenico]

e' giustissima l'osservazione fatta da The_Golfer.

Per quanto riguarda il partitore, io ovviamente mi riferivo ad un partitore di corrente (infatti parlavo di rami), non di tensione: semplicemente due resistenze in parallelo, in modo tale che i 6 ampere si ripartiscano sui due rami in proporzione ai valori delle resistenze.

Comunque, alla luce dell'osservazione di the_golfer, tutta la logica sarebbe da rivedere.

[Livio Orsini]

A parte il problema di inseguimento, con le giuste osservazioni di the_golfer, se devi misurare una corrente non esiste partizione. Per misurare la corrente sei costretto ad avere lo strumento in serie. Questo è quanto si insegna in elettrotecnica.

Poi si può tentare di stimare la corrente inducendo la stima con vari sistemi più o meno affidabili, ma è sempre una stima.

Per esempio, se il carico è costante, puoi misurare la tensione ai capi del carico e dedurne la corrente, però non è una misura e funziona solo se il carico è noto e costante.

Modificato: 11 ottobre 2006 da Livio Orsini

[fabrizio11]

Per far inseguire il sole e non fare andare in tilt il sistema quando passa una nuvola nel controllo sto inserendo un conteggio circa 5 minuti che viene attivato non appena la corrente diminuisce di un certo valore che definisco io, superati questi 5 minuti verifico il nuovo valore di corrente se risulta minore del valore di soglia significa che il sole si è spostato e quindi non era una nuvola, ma se il sistema non trova una posizione migliore riporta il pannello nella posizione precedente.

secondo me così dovrebbe funzionare, per quanto riguarda l'amplificatore operazionale vedo di trovare qualche schema sul web, comunque se voi sapreste indicarmi qualche sito sarei molto grato.

Grazie a tutti

[fabrizio11]

dimenticavo, come carico il pannello dovrebbe ricaricare delle batterie e un piccolo inverter

[Water]

scusa la risposta banale ...

ma il sole si muove tutti i giorni nella stessa direzione

e con la stessa velocità, cambiano solo gli orari

non potresti ipotizzare un "inseguitore" a Timer?

Logo! possiede un calendario interno per impostare l'alba

poi ad intervalli regolari gli fai compiere un piccolo spostamento ...

ma è solo un idea!!!

[sauvignon]

Quella di Water è, secondo me, il metodo più furbo.

Emblematica l'evoluzione di questa topic: si parte a testa bassa con discussioni accademiche sulla soluzione migliore fino a che uno alza la testa e trova la soluzione più semplice.

Grazie Water per la tua saggia concretezza !

Per il resto sono affascinato dalla soluzione delle 4 (perchè non 2 ?) fotoresistenze.

Ciao a tutti

P.S. Ahimè, anche io sono talvolta tra quelli che vanno a testa bassa ...

[Livio Orsini]

Per il resto sono affascinato dalla soluzione delle 4 (perchè non 2 ?) fotoresistenze.

Il sole durante la giornata e durante le stagioni si si sposta sia in elevazione (verticale) sia in azhimut (orizzontale), quindi sono necessarie due coppie di sensori per rivelare in modo differenziale le due angolazioni.

Regolare con timer sarebbe fattibile se, e solo se, si genera un algoritmo che tiene conto sia dell'ora che della data. Oppure ci si accontenta di una regolazione più o meno 4 spanne .

Può essere necessaria anche una misura della corrente al fine di aggiustare finemente la posizione.

[batta]

Parecchi anni fa feci un corso sui pannelli solari. Ricordo che c'era una formula per calcolare la posizione del sole in base alle coordinate del luogo, alla data e all'ora. Credo sia più facile ed economico trovare in Internet questa formula (che non ricordo) che costruire un inseguitore basato sulla rilevazione della luce. Non ho esperienza in merito (al corso non seguirono applicazioni pratiche), ma con cielo coperto, quindi luce diffusa, credo sia difficile capire dov'è il sole.

Non conosco il Logo e non so che calcoli sia in grado di fare, ma anche elaborare i segnali di 4 fotoresistenze non credo sia un lavoro da Logo.

[batta]

Qui potrebbe esserci la soluzione.

[Water]

grazie Batta per il link!!!

mi serve per realizzare un crepuscolare senza sensore

ma questa è un'altra storia ....

x Livio

come dicevo Logo dispone di un calendario

cioè un timer impostabile per ora, giorno, e mese (forse anche anno)!!

in più gestisce l'ora solare/legale .. direi che avanza

impiegando una dozzina di questi timer/calendari

puoi parametrizzare il sistema come vuoi mese per mese

se poi serve qualcosa di più preciso basta aumentare i timer

sicuramente non è, passatemi il termine, "autocentrante"

ma non penso che piccole differenze comportino grosse perdite

quì ci vuole il parere di un esperto del settore ... fabrizio11!

ciao, Giuseppe

[Livio Orsini]

Ritengo che sia molto più semplice discriminare la posizione differenziale da 2 coppie di fotosensori che implementarsi un algoritmo che tiene conto dell'ora e della data, almeno con una macchinetta come il logo.

Inoltre con questo sistema, e con l'aggiunta della misura del massimo di corrente, la reazione di posizione è automatica. Necessiti solo di due ingressi analogici, 3 se usi anche la corrente, e 4 uscite digitali. Usando un algoritmo che determina la posizione, in funzione della data e dell'ora, devi comunque posizionare i pannelli. Come fai? Ci metti due trasduttori di posizione (azhimut ed elevazione)? Oppure vai a loop aperto tramite dei motori stepper? O vai alla "spera in Dio", nel senso che all'alba lo posizioni a zero con un sensore e poi lo posizioni facendolo andare a passi, fidando nella precisione del timer e della velocità dei motori? O che altro?

Poi ognuno ha le sue opinioni ed i suoi obbiettivi.

Modificato: 12 ottobre 2006 da Livio Orsini

[the_golfer]

a corollario di tutta la discussione va considerato che la movimentazione dei pannelli solari può diventare un grosso costo se l'installazione prevede molti pannelli. Bisogna considerare che la struttura mobile deve resistere al vento, deve essere realizzata in modo che, ruotando, i pannelli in qualsiasi posizione non si facciano mai ombra uno con l'altro, inoltre il sistema meccanico usa energia che potrebbe essere risparmiata e necessita di manutenzione.

Un impianto da 3kW sono circa 20 pannelli 1500 x 700 mm (circa 21 m2).

Parlando con i tecnici dei miei fornitori di pannelli (a cui avevo fatto la domanda se conveniva prendersi la briga di muovere i pannelli) mi hanno sconsigliato il movimento, perchè da studi effettuati si è visto che il maggior costo di impianto non è remunerato dalla maggiore produzione (se non su impianti da diversi MW, dove anche un 1% vuol dire tanto).

E' invece importantissimo posare i pannelli in maniera che ricevano il massimo illuminamento nelle ore centrali della giornata facendo i calcoli in base alla latitudine / longitudine.

Ciao

[Tak]

Per il controllo della corrente esiste anche questo modulino link, ma poi ti serve una CPU che devi programmare in IEC61131....., quindi siamo lontani anni luce da un LOGO.

[Paolo Cattani]

C'è qualcosa che mi sfugge...

-Un pannello solare fotovoltaico è in grado di fornire energia in modo abbastanza indipendente dall'angolazione a cui è esposto: difficilmente vedrete pannelli fotovoltaici orientabili. Infatti sono adatti anche per luce diffusa. Detto questo, se proprio vuole inseguire la posizione solare, direi che basta ed avanza un sistema basato su di un timer.

Gli inseguitori solari si usano su pannelli parabolici, per mantenere nel fuoco della parabola il massimo rendimento, nei pannelli piani... a che serve?

-Come dice Livio, "Il sole durante la giornata e durante le stagioni si si sposta sia in elevazione (verticale) sia in azhimut (orizzontale), quindi sono necessarie due coppie di sensori per rivelare in modo differenziale le due angolazioni."

Questo presuppone però una struttura (come altri hanno detto)in grado di muoversi in tutte le direzioni, struttura delicata e costosa... forse più del pannello. Secondo quanto ho detto prima, il vantaggio sarebbe poco nelle ore mediane della giornata, aumenterebbe solo al mattino presto ed alla sera, quando l'angolo di incidenza della luce sul pannello fosse troppo elevato. Peccato che siano anche le ore con meno irraggiamento solare, e quindi con scarso incremento dell'energia prodotta.

-Non basta mettere un timer di cinque minuti per evitare che la nuvola passeggera faccia impazzire il centraggio; nei giorni di pioggia o in caso di neve cosa succederebbe? Deve essere usato un altro sistema, per esempio far dipendere il movimento dalla energia ricevuta da un terzo sensore: se l'illuminamento dopo cinque minuti non è cambiato, inutile tentare l'inseguimento... attendi altri cinque minuti...e così via.

[batta]

Ritengo che sia molto più semplice discriminare la posizione differenziale da 2 coppie di fotosensori che implementarsi un algoritmo che tiene conto dell'ora e della data, almeno con una macchinetta come il logo.

Premesso che dò pienamente ragione a chi afferma che il bilancio costi/benefici di un sistema di inseguimento per il caso in questione sia decisamente a sfavore, rimango dell'idea che, se si vuole proprio realizzare, sia più semplice calcolare la posizione in base a data, ora e latitudine. Con le fotoresistenze hai comunque bisogno di almeno 2 ingressi analogici (meglio se sono 4) e non so proprio cosa possano rilevare con cielo coperto. Con la posizione calcolata, dato che non c'è bisogno di precisione elevata, basterebbero due potenziometri per rilevare la posizione reale (e sono sempre 2 ingressi analogici) e non ci sarebbero altri problemi di sorta.

[Livio Orsini]

....nei giorni di pioggia o in caso di neve cosa succederebbe? ....

Al di là dell'applicazione pratica , che non ha molto senso come ha fatto notare Paolo, rimane ilpiacere dell'analisi teorica del problema.

Se si usano sensori differenziali per il centraggio, anche in caso di nebbia, neve o pioggia, non succede niente: tuttalpiù il sitema rimane fermo. Perchè? perchè se non c'è una sorgente di luce ben precisa i due sensori, di ciascuna coppia, ricevono la medesima quantità di energia luminosa, ergo la differenza è nulla.

Diverso è il caso della nuvola passeggera. Potrebbe anche accadere che il sistema tenda a spostarsi per posizionarsi verso i margini della nuvola. Comunque un siffatto sistema tende a posizionarsi in corrispondenza della irradiazione maggiore.

Questa discussione mi fa tornare alla mente gli esperimenti compiuti oltre quarant'anni addietro. Non posizionavo pannelli solari, ma "animaletti" cibernetici con tropismo positivo alla luce.