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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Sinnvolle Solarzellen- Verschaltung?


Autor: Gast-ritis (Gast)
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Hallo,

will 4 Solarzellen so verschalten, dass diese immer eine möglichst hohe 
Spannung produzieren. Im Anhang befindet sich das Bild zur geplanten 
Verschaltung wobei sich die jeweils diagonal befindlichen Zellen 
zusammen auf einem Panel befinden und mit dem anderen 2er Panel immer in 
entgegengesetze Himmelsrichtungen strahlen (Fahrzeug).

Habe ich einen Denkfehler oder ist dies die beste Verschaltung für 
diesen Zweck?

--

Weiterhin sollen die Solarzellen bei Beschattung (etwa 5V) ihre Spannung 
direkt an meine Logikschaltungen wie Mikrocontroller etc. einspeisen und 
bei voller Bestrahlung (bestenfalls 8V) per Spannungsregler einen 
LiFePo- Akku (2Zellen in Reihe) laden (geregelt auf 7,2V).

Autor: Di Pi (Gast)
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schalte sie alle in reihe, und gib ihnen bypass-diode.

siehe: solarzellenabschattung (@google)


so hast du die höchste spannung, und abgeschattete zellen, verursachen 
höchstens 0,7V spannungsverlust.

Autor: Di Pi (Gast)
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Da war ich wohl zu hastig, und hab ein "n" vergessen.. Natürlich 
brauchst du bei 4 Solarzellen insgesamt 4 Bypass-Dioden.

Autor: Gast-ritis (Gast)
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dann habe ich aber 0,5v spannungsfall an toten zellen, was im regulär 
schlimmsten falle 2 sein könnten. bedeutet 2 rennen auf volldampf mit 
vielleicht realisitischen 3,5v (=7V) und 2 sind tot (-1V) = 6V
in meinem falle aber habe ich bei 2 gut laufenden und 2 toten zellen 
minimal noch 7V und bei guter sonneneinstrahlung mehr strom. dahinter 
steckt eh ein linearregler also ist mehr spannung nicht gerade 
vorteilhaft.

Autor: Thilo M. (Gast)
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Di Pi schrieb:
> so hast du die höchste spannung, und abgeschattete zellen, verursachen
> höchstens 0,7V spannungsverlust.

Nicht ganz. Du hast Zellenspannung + 0.7V Verlust. ;)

Autor: Gast-ritis (Gast)
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wie bitte was? sobald die spannung der zelle über der 
dioden-dropspannung liegt ist die diode doch ohne funktion?!

Autor: Thilo M. (Gast)
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Wenn die Zelle nicht verschattet ist, dann hast du auch keinen Verlust.
Bei Verschattung (es reicht ein dünner Schatten) fällt die Zelle 
komplett aus und über der Diode fallen 0.7V ab. Also Zellenspannung + 
0.7V.

Autor: Gast-ritis (Gast)
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? Zellspannung (der verbleibenden unbeschatten Parallelschaltung) - 0,7V 
meinst Du !

Also wenn die Zelle leicht verschattet ist bringt sie ja 
Leerlaufspannung, die dann unter Belastung aber zusammenbricht und somit 
die Diode wieder zum tragen kommt.

Autor: Thilo M. (Gast)
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Das ist wohl ein Missverständnis (oder definitionssache).

Du verlierst bei Abschattung einer Zelle die Spannung einer Zelle + 
0.7V über der Diode. Also ist der Verlust Zellenspannung + 0.7V.

So meinte ich das. ;)

Autor: Valentin Buck (nitnelav) Benutzerseite
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Damit will er sagen, dass du natürlich nicht die 0,1 oder 0,2 V nutzen 
kannst, die du auch bei der beschatteten Zelle bekommen würdest.

Nimm am besten Schottky-Dioden, da hast du den niedrigsten 
Spannungsabfall von vielleicht 0,4V.
Valentin

Autor: Marko B. (glagnar)
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Koennte man da nicht einen Komparator nehmen, welcher die Zellen 
entsprechend per MOSFET ueberbrueckt? OK, man braeuchte noch eine 
Gatespannungserzeugung per Ladungspumpe o.ae.

Autor: Gast-ritis (Gast)
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Könnte man natürlich bei großen Reihenschaltungen machen und sowas gibt 
es auch schon. Aber hier geht es um Minimalleistungen, und da ich 
mindestens 5V brauche und darunter eh nix läuft werd ich wohl die 
Verschaltung so wie in meinem ersten Vorschlag machen.
Da die Panele eben auch nur diese maximal 80mA bringen werde ich die 
"Spannungsregelung" vermutlich auch ganz stumpf per Z-Diode 5,1V machen.

Bleibt jetzt nur noch die Frage, wie ich meine Solarzellen sehr 
verlustarm an den Festspannungsregler koppeln kann?
Was passiert mit den Zellen wenn Ihre selbst erzeugte Spannung niedriger 
ist als eine extern angelegte?

Autor: Di Pi (Gast)
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Es könnte von vorteil sein, einen schaltregler (z.b. irgendein 
DC-DC-Tiefsetzsteller) zu verwenden.

Autor: Gast-ritis (Gast)
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Ist schlecht bei Solarzellen, wenn man keinen MPPT hat.

Autor: proAtom (Gast)
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sind solarzellen sinnvoll???? nei sie sind überteuert, suventioniert 
(wer will auf kosten anderer schmarotzen), ineffizient, etc...

Autor: Martin (Gast)
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... sind solarzellen sinnvoll???? nei sie sind überteuert, suventioniert
(wer will auf kosten anderer schmarotzen), ineffizient, etc ...

Kriech wieder zurück unter deinem Atommüllhaufen in die Asse - du armes 
mutiertes Würstchen!

Autor: Gast-ritis (Gast)
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Ich will diese Solarzellen nicht nutzen um damit ein haus zu betreiben 
oder ähnliches, sondern um eine Mikrocontrollerschaltung "unendlich" 
lang laufen lassen zu können.

Autor: Valentin Buck (nitnelav) Benutzerseite
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Gut, dann schalt sie auch z.T. parralel und nimm eine gute, geregelte 
Step-Up-Schaltung auf 5V. So hast du die Chance, dass da auch noch was 
rauskommt. Und den Akku nur mit dem überflüssigen Strom laden.
Valentin

Autor: Bitte einloggen (Gast)
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Wenn aber alle parallel liegen liefert jeweils nur die am meisten 
bestrahlte Zelle den Strom und die mit weniger Bestrahlung liegt tot 
daneben, oder?

Autor: Marko B. (glagnar)
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@Valentin:

Bei Deinem Namen haette ich eher erwartet dass Du eine Step-Down 
Schaltung vorschlaegst ;)

Autor: Valentin Buck (nitnelav) Benutzerseite
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Für diesen Zweck gibt es eben Dioden. Die gehören in Reihe zu den 
Modulen.
Und falls du es mit einer Step-Down-Schaltung machen willst, musst du 
dann eben die Module in Reihe an den Eingang hängen. Hier musst du dich 
entscheiden.
Valentin

Autor: Don T. (Gast)
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? Die Bypass- Dioden gehören nicht in Reihe sondern antiparallel zu den 
Modulen !

Autor: Gast-ritis (Gast)
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Also was ich nicht ganz verstehe, wenn man nun beispielsweise 4 Module 
parallel hat, und diese sind ja nie ganz gleichmäßig bestrahlt, dann 
liefert doch nur das meist-bestrahlte Modul überhaupt Leistung und die 
anderen "kommen nicht hinterher"?

Bedeutet umso mehr Module man parallel schaltet umso niedriger wird der 
Wirkungsgrad, da ja eh maximal eins dieser Module in Betrieb sein kann?

Autor: Di Pi (Gast)
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genau deshalb hängst du sie auch besser in reihe ;)

Autor: Gast-ritis (Gast)
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Wo dann maximal soviel Strom fließt, wie die am geringsten bestrahlte 
Solarzelle macht?!

Autor: Di Pi (Gast)
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Es geht immer um Leistung.

Optimalerweise werden Solarzellen so geregelt, dass sie am Maximum Power 
Poit (MPP) betrieben werden, also das Produkt aus U und I in der 
Lastkennlinie maximal wird.

Lies dir am besten mal ein wenig Grundlagenwissen über Solarzellen aus 
Büchern an. Ich glaube, dass Antworten aus einem Forum dafür nicht 
herhalten können.

Autor: Henk (Gast)
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stimmt, aber in meinem fall sind die solarzellen ja absichtlich in 
verschiedenste himmelsrichtungen ausgerichtet. denke da muss man das 
ganze etwas anders sehen, da ja mindestens 50% der fläche eh immer 
schlecht besonnt sind.

Autor: Di Pi (Gast)
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Gerade dann ist eine sinnvolle behandlung von Zellspannungsverlust 
wichtig -> Bypass-dioden.

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