Solarzellen und Ladung

[Otto (Gast)]

Hallo zusammen
Ich habe grundlegende Verständnisfragen zwischen Solarzellen (ca. 150W 
bei 1000W/m^2 Einstrahlung) und einer Batterie (3S 1000mAh LiPo). 
Parallel daran ist auch ein Verbraucher (ca. 80W).
Wenn ich die Solarzellen direkt an den Akku anschliesse und Vmpp etwa 
gleich hoch ist wie die LiPo Spannung im geladenen Zustand, was passiert 
dann? Wenn die Solarzellenspannung höher ist als die Akkuspannung wird 
wohl einfach geladen. Aber was wenn die Solarzellenspannung kleiner ist 
als die Akkuspannung?
Welcher Betriebspunkt der Solarzelle stellt sich dabei ein (wenn der 
Akku leer ist)? Arbeiten die Solarzellen dann im MPP?

Die Anwendung ist sehr gewichtskritisch. Weiter sind die Solarzellen 
immer zur Sonne hin perfekt ausgerichtet und an einem wolkenlosen 
Sommertag betrieben.
Ein MPPT Laderegler in dieser kleinen Dimension hat einen relativ 
schlechten Wirkungsgrad oder aber ist sehr schwer. Kann man unter diesen 
idealisierten Bedingungen eine Vmpp annehmen und entsprechend nur einen 
DCDC-Wandler(Lader) auf diese Spannung einstellen und so den Akku laden?
Also grundsätzlich muss ich unter diesen Bedingungen möglichst effizient 
und gewichtsmässig leicht mein System mit Energie versorgen, wobei der 
LiPo als Pufferakku für kurzzeitige Abschattung und Sicherheit dient.
Wie würdet ihr das Umsetzen?
Gruss Otto

[Ulli (Gast)]

Du darfst Li-Ion Akkus Nicht einfach an die Solarzelle klemmen. Diese 
könnten überladen werden und Feuer fangen!!!
du brauchst einen Laderegler und Balancer

[Sascha (Gast)]

Das sind trotz dem 80W Verbraucher gute 7A Ladestrom. Viel zuviel, 
brauchst du einen Laderegler für. Und natürlich die bei Li-Ion übliche 
Zusatzbeschaltung: Undervoltage Lockout, overvoltage protection, 
Balancer.

Also ich hab einen 10W MPPT gebaut, der ist selbst auf Lochraster sehr 
klein und leicht. Deutlich kleiner und leichter sowohl als Akkus als 
auch als das Solarmodul selbst. Also deine Annahme in der Beziehung ist 
schonmal falsch.

Zumal dein Solarmodul ja schon überdimensioniert ist, für das was du 
hast. DA kommt das Gewicht her, nicht von nem µC und ein paar 
Transistoren, Spulen und Kondensatoren. Das wiegt doch alles nix.

[Otto (Gast)]

Danke für die bisherigen Antworten.
Die Solarzellenfläche brauche ich, da ich den Morgen und Abend auch ein 
wenig abdecken will, also wenn noch vielleicht 700W/m^2 direkte 
Einstrahlung vorhanden sind. Zusätzlich ist etwas Reserve nie schädlich. 
Der Verbrauch könnte auch auf über 80W steigen.
Ich habe mich genauer auf dem Markt umgeschaut und vorallem kleine MPPT 
Lader gefunden, welche für maximal so 50W ausgelegt sind. Da man die ja 
kaum Parallel schalten kann, muss ich einen grösseren finden.
Das habe ich auch. Unter nachfolgendem Link ist einer bis 140W. Und der 
wiegt dann doch schon stolze 185 Gramm.
https://genasun.com/all-products/solar-charge-controllers/for-lithium/gv-10-li-lithium-10a-solar-charge-controller/

Was ich mich allerdings frage: Der Laderegler begrenzt ja den Ladestrom 
sobald etwa vermutlich 70% vollgeladen ist. Der Regler weiss allerdings 
nicht, dass noch ein Verbraucher dranhängt und somit wäre es nie 
möglich, den Akku voll zu laden, da der Ladestrom ja gesenkt wird, ab 
einem gewissen Punkt unter den Strom, den der Verbraucher braucht. Dies 
erscheint mir auch nicht ganz sauber...

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9.5
Hier wird das ganze so umgesetzt, dass zwar abgeschaltet wird, wenn der 
Akku voll ist. Jedoch wird der Strom bei vollerem Akku nicht begrenzt. 
Das wird der LiPo wohl kaum aushalten? Oder wäre sowas eine Lösung?

[Otto (Gast)]

Da der Akku nur als Notreserve dient, bin ich auf folgende Schaltung 
gekommen:
Der Einfachheit halber habe ich + und Masse nicht separat eingezeichnet. 
Die Diode hat Laufrichtung nach oben und ist nur in der +-Leitung.
Könnte das so klappen? Der Lader müsste damit nicht sehr Leistungsstark 
sein und es bleibt nur das Problem der Tiefentladung. Was in meiner 
Anwendung aber eigentlich nicht vorkommen sollte. Bei Längerer Bewölkung 
als 2-3 Minuten würde manuell abgeschaltet werden.


Solarzellen---MPPT---+------+---Verbraucher
                     |      |
                     |    Diode
                     |      |
                  Lader-----+--Akku