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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Solarmodule und Bleigelakku


Autor: Daniel (Gast)
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Hab hier schon viel gelesen und auch einiges erfahren, aber mir ist die 
ganze Ladetechnik mit einem Solarmodul noch nicht ganz klar. Und zwar 
verwende ich einen 130Ah/12V Bleigelakku. Dieser wird geladen von 3x80W 
Solarmodulen. Jede Nacht wird ein Teil wieder entladen(natuerlich nur 
etwa 30% der Kapazitaet) um eine lange Lebenszeit zu haben.
Nun ist ja bekanntermassen die Sonne(Wetter) nicht konstant um mir weder 
eine Konstantspannung(obwohl dies eher vorkommt) noch ein Konstantstrom 
zu liefern. Ich hab mal das ganze aufgebaut und mir die Spannung 
angeschaut. Nur diese entspricht nicht wirklich einer Kurve(wenn zB die 
Sonne kurz hinter der Wolke verschwindet). Und zwar weiss ich nicht wann 
die Batterie voll ist. Jetzt lese ich immer diese 13.8V 
Leerlaufspannung. Aber wenn ich den Ladestrom der Module unterbreche, 
faellt die Spannung sehr langsam an der Batterie auf meine Ruhepannung 
12,8V(laut Hersteller ist das 100% voll).
Wie bekomme ich in meiner Situation die Batterie wirklich voll und 
minimiere den Memoryeffekt.
Zur Schaltung. Ich messe Strom und Spannung an der Batterie und schalte 
die Stromzufuhr ueber einen Transistor(wie anscheinend ueblich)
Brauche bitte Hilfe, dachte ich hab die Theorie verstanden, aber in der 
Praxis sieht das doch etwas anders aus;-)
Danke schonmal!!

Autor: Johnny Maxwell (Gast)
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> Jede Nacht wird ein Teil wieder entladen(natuerlich nur etwa 30% der
> Kapazitaet) um eine lange Lebenszeit zu haben.

Sollte man nicht die Anzahl Lade-Entladezyklen möglichst gering halten 
um die Lebensdauer zu verlängern?
Nur durch Nichtbenutzung kann man die Abnutzung in Grenzen halten :)


> Wie bekomme ich in meiner Situation die Batterie wirklich voll und
> minimiere den Memoryeffekt.

Haben Bleiakkus überhaupt einen Memoryeffekt? Glaube nicht, vielleicht 
weiß jemand da mehr.

Autor: rayelec (Gast)
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1. Bleiakkus haben keinen Memoryeffekt!! Im Gegenteil, du schreibst ja 
selber, dass die Akkus es lieber haben, wenn man möglichst keine tiefen 
Zyklen fährt. (Bei NiCds war das genau umgekehrt)

2. Bleiakkus kann man - wenn sie nicht sehr tief entladen sind - mit 
einer konstanten Spannung laden. Je nach Hersteller und Betriebsart so 
zwischen 13.8 und 14,5V. Diese Spannung kann dauerhaft am Akku anliegen, 
ohne dass er überladen wird. Ziehst du Energie aus dem Akku, wird dessen 
Spannung sinken und falls die Sonne scheint, laden die Solarpanels 
wieder nach. Der Laderegler hat dabei die Aufgabe zu kontrollieren, dass 
die Ladespannung nicht zu hoch wird. Vielleicht begrenzt er auch noch 
den Ladestrom, einen so dicken Akku kann man aber kaum mit zuviel 
Ladestrom schädigen - erst recht nicht aus Solarpaneln.

Gruss
rayelec

Autor: Daniel (Gast)
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Hab mir die Ladetechnik eines Bleiakkus mal verinnerlicht und jetzt auf 
folgendes Problem gestossen. Laut Akkudatenblatt hat er eine 
Ladeschlussspannung von 14.2V. Da ich jetzt meine Solarpanele direkt an 
die Batterie angeschlossen habe, werde ich kaum eine konstante Spannung 
zum laden haben. Denn wenn der Akku ziemlich voll ist und der Strom 
zurueck geht, dann erhoeht sich die Ladespannung und naehert sich der 
Leerlaufspannung der Panele(17-18V). Wenn ich bei einer Spannung von 
14.2V jetzt einfach nur den Strom mit einem Mosfet unterbreche, bekomme 
ich den Akku ja nie richtig voll. Mir ist die Lebensdauer aber sehr 
wichtig und somit auch ein voll geladener Akku.
Ich denke ich braeuchte einen DC-DC Wandler oder auch Step down Wandler. 
Nun hab ich aber etwa bis zu 15A. Kennt jemand von euch Wandler die 
diesen Strom vertragen. Wuerde mir ja auch gerne selber einen bauen, da 
ich einen µC auch verwende und somit mein Taktzyklus selber 
programmieren koennte. Aber ich finde keine passende Spule.
Hat jemand Tipps oder Ratschlaege. Danke schonmal!!!

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

wenn die über die angegeben 14,2V steigt, kommt der Akku in den 
Gasungsvereich. Dann hast Du sowieso kein Lebensdauerproblem, da lebt er 
nicht lange...

Was heißt "nie richtig voll"? Wenn die Spannung 14,2V überschreitet 
schaltest Du mit dem Mosfet ab. Parallel zum Fet ein Widerstand, der bei 
maximaler Solarspannung den Erhaltungsladestrom liefert, das erledigt 
den Rest und verhindert andererseits Überladen in den Gasungsbereich.

Denk an einen Tiefentladeschutz, das mögen Bleiakkus garnicht.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Daniel (Gast)
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Mir ist da vielleicht eine andere Moeglichkeit in den Sinn gekommen. Und 
zwar messe ich auch den Strom der in die Batterie fliesst und den der 
aus der Batterie fliesst. Koennte man nicht die beiden Stroeme 
voneinander abziehen und damit das laden beenden, sobald die Subtraktion 
gleich Null ist. Dann hab ich kein Temperaturproblem oder sonst eine 
Spannungsproblematik. Fuer die Verluste und sonstige Abweichungen 
koennte ich etwa die Stromendnahme um 5% erhoehen.
Wie seht ihr das?
Somit duerfte ich doch nie ueberladen, denn was rausgegangen ist kann ja 
auch wieder rein. Und wenn man bei einer 100%ig vollen Batterie 
anfaengt, muss man ja wieder bei 100% enden, oder?
Und den Mosfet verwende ich nur noch bei der Tiefenentladung, obwohl ich 
da ja auch mit dem Strom rechnen kann.

Autor: Erik S. (erik_s)
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Bei deiner Überlegung hast du die beim Ladeprozess auftretenden Verluste 
nicht berücksichtigt, man muss immer mehr Ladun in einen Akku 
reinstecken, als man danach wieder entnehmen kann. Außerdem haben Akkus 
immer eine gewisse Selbstentladung, die im Inneren vor sich geht und so 
ebenfalls nicht zu erfassen wäre.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Daniel wrote:
> Koennte man nicht die beiden Stroeme voneinander abziehen und damit
> das laden beenden, sobald die Subtraktion gleich Null ist.

Wenn kein Strom mehr in den Akku fließt wird er eh nicht mehr geladen.
Deine Idee ist unsinnig, aber nicht witzlos;)

Autor: Daniel (Gast)
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Die Verluste wollte ich auffangen mit den 5-10% Strom, die ich mehr 
reinlade als rauslade. Die Spannung finde ich sehr unzuverlaessig, da 
ich die Batterie im Aussenbereich betreibe und somit hohe 
Temperaturschwankungen habe. Denn diese 14.2V sind nur vorzufinden bei 
25° und neuer Batterie. Wenn aber die Batterie aelter wird, dann koennte 
sie uebrladen werden und da es eine Gelbatterie ist, ist dies unbedingt 
zu vermeiden.

Danke aber fuer die hilfreichen Ratschlaege. Vielleicht kann man ja eine 
optimale Loesung finden.

Autor: Daniel (Gast)
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@ esko Vielleicht hab ich mich da etwas ungenau ausgedrueckt. Ich meine 
natuerlich solange stromrein< stromraus+10% ist, ist der Mosfet 
geoeffnet. Mit einer Sperrdiode verhinder ich die Entladung ueber die 
Solarmodule wenn keine Sonne vorhanden ist. D.h. falls Sonne da ist, 
wird solange geladen bis stromrein > stromraus+10% ist. Ich find dies 
nicht wirklich unsinnig.

Gruss
Daniel

Autor: Blackbird (Gast)
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Bei einem so großen Akku und 3x80W Solarmodulen ist ein richtiger 
Laderegler (Käuflich oder Selbstbau) angebracht, weil:
1. Die Akkuspannung sagt nichts über den Akkuzustand und wenig über den 
Ladezustand aus.
2. Die Akkuspannung ist temperaturabhängig
3. Gasen kann ein teilentladener Akku auch bei zu hohen Ladeströmen
4. Überspannungsabschaltung und Unterspannungsabschaltung sollten immer 
vorhanden sein und möglichst immer unabhängig von der übrigen Elektronik 
funktionieren (wenigstens als zusätzliche Überspannungsbegrenzung)
5. ... es gibt noch ein paar Parameter, z.B. ein zusätzlicher Ausgang 
für die Solarspannung, wenn der Akku voll ist, eine Kapazitätsmessung, 
Innenwiderstandsermittlung (daran kann man das Altern der Zellen 
erkennen) usw.

Nicht vergessen sollte man die Auswirkungen eines Kurzschlusses. Der 
mechanische Aufbau und auch das Schaltungsdesign sollten das 
berücksichtigen.

Schon aus diesen Gründen würde ich für einen käuflichen, sehr guten 
Laderegler raten. Auch weil Akku und Solarmodule schon da sind und 
offenbar schon benutzt werden (müssen).
Nebenbei kann man sich mit der Entwicklung eines individuellen 
Ladereglers befassen und ab und zu mal die Anlage außer Betrieb nehmen 
und die eigenen Schaltung testen.
Und noch einen Vorteil sehe ich:
Gute Laderegler haben einen Log-Ausgang, da kann man sehen, wie es die 
Profis machen und welche Spannungen und Ströme denn so fließen und wie 
sie begrenzt werden.

Blackbird

Autor: Johnny Maxwell (Gast)
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> Bei deiner Überlegung hast du die beim Ladeprozess auftretenden
> Verluste nicht berücksichtigt, man muss immer mehr Ladun in einen Akku
> reinstecken, als man danach wieder entnehmen kann.

Achtung Haarspaltung: ;)

Das klingt jetzt ein bisschen so, als würde die überschüssige Ladung im 
Akku verschwinden, was ja nicht im Sinne der Ladungserhaltung wäre :)

Du meinst aber wahrscheinlich, dass man eine größere Menge Ladung durch 
den Akku strömen lassen muss als man hinterher wieder vom Akku getrieben 
kriegt.

Autor: Blackbird (Gast)
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Der "Ladefaktor" beträgt ca. 1,05 bis 1,15 - je nach Typ, Größe und 
Temperatur.

Blackbird

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