Hallo!
Ich hoffe Ihr könnt mir helfen! :)
Also ich hab einen kleinen Projekt an der Uni angefangen, das mit Solar
Energy Harvesting verbunden ist und zwar im Innenraum. Dazu hab ich
schon einiges recherchiert, Solarzellen ausgemessen usw. Aber ich komme
über 1 Problem nicht hinweg: ich soll mit Hilfe dieser Solar Schaltung
einen Aufweckempfänger betreiben(das ist kein Problem, Leistung reicht
aus) und dieser Aufweckempfänger soll einen Schalter steuern der 220V
(Steckdose) schalten kann.
Dabei hab ich schon einiges daran gedacht: ein Relais passt nicht- zu
hohe Verlustleistung (ich muss diese sehr gering halten -µW Bereich),
ein Thyristor ist nicht für Wechselspannung geeignet, ein normaler Triac
braucht einen Haltestrom von einigen mA den ich mit der Schaltung nur
kurz liefern kann. Ich bin am verzweifeln... Brauche schnell einen Rat
:)
PS: ich häng noch eine kleine Zeichnung an, die alles verdeutlicht.
PS2: es ist zur Zeit ein Entwurf, deswegen verzeiht mir die
Ungenauigkeiten.
Hallo!
Ich kann Dein Problem trotz Zeichnung leider nicht verstehen. Meinst Du
möglichst geringe Ansteuerleistung oder geringe Schaltverluste?
In welchem Land ist Eure Uni - dass es da 220V gibt?
Über Motzfet+Brückengleichrichter Schalten? Unschöne Verluste im
Leistungszweig, dafür fast leistungslos bei der Ansteuerung. Aber dafür
sollte es auch spezielle SSR's geben
Wie oft muss die Steckdose denn schalten?!
Relais sind wirklich Stromfresser, aber was hälst du von
Solidstaterelais?!
Genaue Werte zu den Dingern kenne ich nicht, aber die brauchen ja nur
bei jedem Umschalten einen Puls.
Ggf kann man auch den Strom aus dem Relais, wenn das Magnetfeld abgebaut
wird, wieder Speichern(wird ja normalerweise nur durch eine Diode
kurzgeschlossen)
mfg
Route_66 schrieb:> In welchem Land ist Eure Uni - dass es da 220V gibt?
Das frag ich mich auch - meines Wissens gibt es zumindest in ganz Europa
bistabile Relais. Noch energieeffizienter geht's wahrscheinlich nur noch
mit Hexerei.
Tipp, bistabiles Relais und Solarbetrieb:
Da er nicht wissen kann ob die Ladung wieder aufgefrischt wird nachdem
er das Relais eingeschalten hat, sollte er immer einen 2. Kondensator
geladen haben um auch 100% wieder ausschalten zu können.
Schaltungswächter schrieb:> Da er nicht wissen kann ob die Ladung wieder aufgefrischt wird nachdem> er das Relais eingeschalten hat, sollte er immer einen 2. Kondensator> geladen haben um auch 100% wieder ausschalten zu können.
es geht auch einfacher! Es stehen ja 220V(230V) zur verfügung. Warum
sollte man also die Energie für die Schaltvorgang aus dem Kondensator
nehmen? Es sollte doch wohl reichen das bistatible relay mit einem
mosfest mit hilfe der Netzspannung zu schalten. Es geht doch bestimmt
nur darum das im Standby kein Strom verbraucht wird.
Hallo! Danke für die vielen Antworten!
das mit 220V hab ich mich verschrieben, natürlich gehts um eine normale
Steckdosenspannung 230V 50Hz.
Route_66 schrieb:> Ich kann Dein Problem trotz Zeichnung leider nicht verstehen. Meinst Du> möglichst geringe Ansteuerleistung oder geringe Schaltverluste?
Was für mich am wichtigstem ist, das sind die geringen Schaltverluste.
eine Ansteuerung ist in gewissen Grenzen realisierbar, denn Supercap
würde bei Entladung guten Strom liefern, aber auch nur kurze Zeit.
Das Projekt ist halt nur ein Demonstrator System, ich muss zeigen, dass
es geht-es schaltet und das es sehr wenig Standby Verbrauch hat.
Hm bistabiles Relais, muss ich mir angucken, danke!
Tip: Lass die Solarzelle weg, über dem offenen Schalterkontakt
kommt man direkt an preiswerte 230V~ auch im Dunklen. Das
bistable Relais ist natürlich sinnvoll, wenn man den
Energieverbrauch im EIN-Zustand möglichst gering halten will
und nicht all zu oft umschalten muss.
Ich weiß, enery harvesting ist gerade in Mode, aber grober Unfug,
weil alleine die Solarzelle in dieser Anwendung unter so schlechten
Beleuchtungsverhältnissen ein VIELFACHES der Energie in der
Herstellung kostet, als damit zu sparen wäre.
Rechne das also einfach mal aus, bevor du dem Modegekreische der
Dumpfbacken hinterherrennst.
Dennis schrieb:> ich muss zeigen, dass> es geht-es schaltet und das es sehr wenig Standby Verbrauch hat.
d.H. der Verbrauch während des Schaltens ist egal?
Also: Triac, Gate-Strom aus dem Netz entnehmen wäre i.O.?
Bei "Aus" würde dem Netz kein Strom entnommen, bei "Ein" halt einige mA
Gatestrom, die aber nicht ins Gewicht fallen, weil der Triac sowieso
z.B. einen dicken Heizlüfter einschaltet?
MaWin schrieb:> Tip: Lass die Solarzelle weg, über dem offenen Schalterkontakt> kommt man direkt an preiswerte 230V~ auch im Dunklen. Das> bistable Relais ist natürlich sinnvoll, wenn man den> Energieverbrauch im EIN-Zustand möglichst gering halten will> und nicht all zu oft umschalten muss.>> Ich weiß, enery harvesting ist gerade in Mode, aber grober Unfug,> weil alleine die Solarzelle in dieser Anwendung unter so schlechten> Beleuchtungsverhältnissen ein VIELFACHES der Energie in der> Herstellung kostet, als damit zu sparen wäre.>> Rechne das also einfach mal aus, bevor du dem Modegekreische der> Dumpfbacken hinterherrennst.
Das Problem ist, dass ich die Solarzelle nicht weglassen darf. Denn das
ist ja das Kernthema des Projektes, das wurde mir so vorgegeben.
Natürlich ist es kein besonders praktischer Ansatz, Solarzelle zu
betreiben, wenn man alles aus der Steckdose holen kann, aber das soll
auch nur ein Demonstrator für Solar Energy Harvesting sein. D.h. das
Prinzip des Demonstrators kann später dann auch für andere sinnvollere
Aufgaben angewandt werden.
Εrnst B✶ schrieb:> Dennis schrieb:>> ich muss zeigen, dass>> es geht-es schaltet und das es sehr wenig Standby Verbrauch hat.>> d.H. der Verbrauch während des Schaltens ist egal?>> Also: Triac, Gate-Strom aus dem Netz entnehmen wäre i.O.?>> Bei "Aus" würde dem Netz kein Strom entnommen, bei "Ein" halt einige mA> Gatestrom, die aber nicht ins Gewicht fallen, weil der Triac sowieso> z.B. einen dicken Heizlüfter einschaltet?
Idealerweise soll ich eigentlich nichts aus der Steckdose entnehmen,
ausser das geht anders nit.
Verbrauch während des Schaltens wäre nur duch Supercap begrenzt, kurzer
Schaltvorgang entlädt teilweise den Kondensator das dann wieder von dem
harverster geladen wird. Was mir bei triac Sorgen macht, ist der
Haltestrom der mit einigen mA deutlich über erlaubten Verluststromliegen
würde.
Dennis schrieb:> Das Problem ist, dass ich die Solarzelle nicht weglassen darf. Denn das> ist ja das Kernthema des Projektes, das wurde mir so vorgegeben.
Dann machs wie die Chinesen bei ähnlichen Vorgaben: Batterie verbauen,
dunkel lackiertes Glas als Solarzellen-Attrappe ins "Two-Way-Power"
Taschenrechnergehäuse.
Fällt erst nach vielen vielen Jahren auf, wenn die Batterie leer ist.
Zurück zum Thema: Darf deine Schaltung auf Netzpotential liegen, oder
brauchst du galv. Trennung?
Mosfets im Brückengleichrichter wurde schon vorgeschlagen, evtl.
antiseriell verschaltete FETs (Source an Source an GND, Gate an Gate an
Steuersignal, Drains zu Netz und Last)?
> Das Problem ist, dass ich die Solarzelle nicht weglassen darf. Denn das> ist ja das Kernthema des Projektes, das wurde mir so vorgegeben
Spitzenidee.
Die dummen deutschen Unis.
Dann rechne wenigstens in der Arbeit aus, wie viel Energie die Bauteile
in der Herstellung gekostet haben, und wie viel sie im Laufe ihres
Lebens einsammeln, damit der dumme Prof wenigstens ein mal erfährt,
welchen
Humug er hier verfolgt.
Dennis schrieb:> Was mir bei triac Sorgen macht, ist der> Haltestrom der mit einigen mA deutlich über erlaubten Verluststromliegen> würde.
Moment... Besteht da vielleicht ein Missverständnis über die
Funktionsweise des Triacs?
Der Haltestrom fliesst durch die A1/A2 Anschlüsse, also immer vom Netz
durch die Last. Geräte die weniger Strom Verbrauchen, lassen sich mit
einem Triac nicht schalten.
Nur der Zündpuls ins Gate könnte überhaupt aus deinem
Harvesting-Kondensator kommen, und muss auch nicht die ganze Zeit
anliegen. Einige 100ns am Begin jeder Halbwelle könnte schon reichen.
Ggfs aber den Zündpuls einige Male wiederholen, wenn "Fehlzündungen" ein
Problem wären.
Εrnst B✶ schrieb:> Dennis schrieb:>> Das Problem ist, dass ich die Solarzelle nicht weglassen darf. Denn das>> ist ja das Kernthema des Projektes, das wurde mir so vorgegeben.>> Dann machs wie die Chinesen bei ähnlichen Vorgaben: Batterie verbauen,> dunkel lackiertes Glas als Solarzellen-Attrappe ins "Two-Way-Power"> Taschenrechnergehäuse.> Fällt erst nach vielen vielen Jahren auf, wenn die Batterie leer ist.>> Zurück zum Thema: Darf deine Schaltung auf Netzpotential liegen, oder> brauchst du galv. Trennung?> Mosfets im Brückengleichrichter wurde schon vorgeschlagen, evtl.> antiseriell verschaltete FETs (Source an Source an GND, Gate an Gate an> Steuersignal, Drains zu Netz und Last)?
Schaltung selbst, soll keinen Netzpotential haben
ich baue ja "Energy Management" für den Aufweckempfänger und den
Schalter auf Basis der vom Harvester gespeicherten Energie.
Das mit SSR klingt gut denk ich.
PS: Sorry wenn ich mich hier wiederhole, bei so vielen Antworten kann
man die Übersicht verlieren. Und Danke nochmal für eure Versuche mir zu
helfen!
Εrnst B✶ schrieb:> Moment... Besteht da vielleicht ein Missverständnis über die> Funktionsweise des Triacs?>> Der Haltestrom fliesst durch die A1/A2 Anschlüsse, also immer vom Netz> durch die Last. Geräte die weniger Strom Verbrauchen, lassen sich mit> einem Triac nicht schalten.>> Nur der Zündpuls ins Gate könnte überhaupt aus deinem> Harvesting-Kondensator kommen, und muss auch nicht die ganze Zeit> anliegen. Einige 100ns am Begin jeder Halbwelle könnte schon reichen.> Ggfs aber den Zündpuls einige Male wiederholen, wenn "Fehlzündungen" ein> Problem wären.
Ja ich dachte den Haltestrom soll meine Schaltung ständig liefern, dann
streiche ich den Triac nicht ganz raus! danke! Jedoch hab ich gelesen,
dass Triacs teilweise komplizierte Vorschaltung brauchen (einen Diac,
einige Vorwiederstände etc.)
Dennis schrieb:> Das mit SSR klingt gut denk ich.
dir ist klar, dass die einen Optokoppler enthalten, und du eine LED aus
deinem mühsam geerntetem Strom (dauer-)leuchten lassen musst?
Und dass diese ihren Triac-Gatestrom "einfach so", ungeharvestet, aus
dem Netz entnehmen?
Klar, ist dann nur "ein Bauteil", aber das was intern verbaut ist,
widerspricht doch ziemlich deiner Aufgabenstellung.
Εrnst B✶ schrieb:> Dennis schrieb:>> Das mit SSR klingt gut denk ich.>> dir ist klar, dass die einen Optokoppler enthalten, und du eine LED aus> deinem mühsam geerntetem Strom (dauer-)leuchten lassen musst?>> Und dass diese ihren Triac-Gatestrom "einfach so", ungeharvestet, aus> dem Netz entnehmen?>> Klar, ist dann nur "ein Bauteil", aber das was intern verbaut ist,> widerspricht doch ziemlich deiner Aufgabenstellung.
Hm das mit Optokoppler wusste ich nicht.
Ich denke wenn Triac-Strom aus dem Netz kommen würde, wäre das nicht
ganz so kritisch, denn ich muss nur im "Leerlauf" wenig Leistung
verbraten. Und wenn die Schaltung nicht anders realisierbar wäre, könnte
mein Betreuer un ich damit leben, dass im geschaltetem Zustand Strom aus
der Steckdose entnommen wird (muss das aber noch klären.
Aber jetzt bin ich verwirrt, Ernst, was würden Sie aus Erfahrung für die
beste Lösung halten?
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