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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik USV selbst bauen, Bleiakku Dauerladung


Autor: Klaus (Gast)
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Hi.

Ich wollte mir eine Online-USV selbst bauen.

Dazu wollte ich ein leistungsfähiges Netzteil nehmen (27,6 V) und 2x 12 
V Bleiakku parallel dazu schalten.

Wie sieht es mit der Dauer bzw Standby Ladefähigkeit bei Bleiakkus aus? 
Ist das für die schädlich oder macht das nichts?

An die Akkus wollte ich dann einen 24 V Wechselrichter anschließen, an 
den dann gewisse Geräte angeschlossen werden.

Das ein oder andere Gerät wollte ich auch direkt über passende DC/DC 
Wandler aus den 24 V versorgen.

Hat jemand von euch sowas schonmal gemacht?

Autor: new_berlin (Gast)
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Das sollte an sich kein Problem sein. Du solltest nur darauf achten, 
dass du die Ladespannung von 2,25-2,3 V / Zelle nicht überschreitest.
Wenn du den Bleiakku stattdessen sehr stark zyklisch belasten würdest 
und ihn nicht dauerhaft laden würdest, dann müssten höhere 
Ladepsannungen gewählt werden. (Hat was mit der Chemie zu tun, frag mich 
danach lieber nich...)
Die Ladespannung sollte auch auf dem Datenblatt des Akkus angegeben sein 
(wenn es keine 08/15-Dinger sind).

PS: Lena hat gewonnen :P !

Autor: Peter Diener (pdiener) Benutzerseite
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>Hat jemand von euch sowas schonmal gemacht?

Ja, hab ich schon oft so gemacht, auch als online USV.
27,6 V sind optimal für dauerhafte Erhaltungsladung. Für Schnellladung 
kann man 28,0 V einstellen. Das sollte man reduzieren, sobald die 
Batterie aufgeladen ist.

Bei Bleiakkus ist es besser, sie mit Erhaltungsladung zu lagern als sie 
unbeschaltet zu lagern.

Wenn Wechselrichter eingesetzt werden, ist es empfehlenswert, die 
Batterie zu erden. Ein Isolationsfehler im Wechselrichter kann dann 
nicht dazu führen, dass die Kleinspannungsseite gefährliche Spannungen 
führt.

Grüße,

Peter

Autor: oszi40 (Gast)
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-Auch der teuerste Akku hat nur eine endliche Kapazität, die bei 
längeren Stromabschaltungen aufgebraucht wird. Daher kann ein Schutz vor 
Tiefentladung sehr nützlich sein.

-Beim Einschalten nach Tiefentladung muß die betroffene STeckdose 
AUSREICHEND abgesichert sein.

-Vorbeugende kontrollierte Kalibrierung ist auch nützlichum kranke Akkus 
zu finden.

-Eine echte USV ist mit dem Rechner verbunden und fährt ihn über 
Software definiert herunter. Da der Aufwand das alles selbst 
nachzuerfinden ziemlich groß ist, würde ich lieber nach einer fertigen 
USV suchen. Auge zu APC.com

Autor: Jakob Lell (jakob)
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Ein Problem ist wie gesagt das Wiedereinschalten des Netzgerätes nach 
einem Stromausfall (bei leerem Akku). Wenn das Netzteil in diesem Fall 
immer noch eine Konstantspannung von 27.6 V liefert, dann wird der Strom 
zu groß und kann das Netzteil überlasten. Da sollte man also eine 
Strombegrenzung einbauen. Bei manchen Akkus ist eine Strombegrenzung 
vorgeschrieben, um den Akku nicht durch einen zu hohen Ladestrom zu 
schädigen.

Ich würde auch darüber nachdenken, die beiden Akkus parallel statt 
seriell zu schalten. Dann funktioniert die USV immer noch, wenn eine 
Zelle defekt ist. Damit kann die Zuverlässigkeit gesteigert werden und 
man muss die Akkus nicht unbedingt vorsorglich nach einer bestimmten 
Zeit tauschen, da ein Ausfall eines Akkus nicht automatisch zum Ausfall 
der ganzen USV führt. Um zu hohe Ströme im Falle einer kurzgeschlossenen 
Zelle zu vermeiden, würde ich zu jedem Akku eine Sicherung in Serie 
schalten. Der wesentliche Vorteil von 24V (weniger Kabelverluste) lässt 
sich ja durch kurze und dicke Kabel zum Wechselrichter weitgehend 
ausgleichen. Ein weiterer Vorteil der Parallelschaltung ist, dass man 
die Akkus unabhängig voneinander tauschen kann, ohne dass man dabei 
Probleme mit einer ungleichmässigen Aufteilung der Ladespannung in der 
Serienschaltung bekommt.

Die optimale Ladespannung ist abhängig von Akkutyp und Temperatur. Viele 
Hersteller geben dazu einen Wert im Datenblatt an. Dieser Wert bezieht 
sich üblicherweise auf 25 Grad. Bei höherer Temperatur sollte die 
Spannung etwas gesenkt werden (ca. 4 mV pro Zelle und Grad). Je höher 
die Spannung ist, desto mehr Wasser verliert der Akku durch Gasung. Die 
vom Hersteller angegebene Spannung ist üblicherweise so bemessen, dass 
der Akku damit ein paar Jahre läuft und dann ersetzt werden muss. Daher 
kann es sinnvoll sein, im Dauerbetrieb die Spannung etwas zu reduzieren 
(z.B. 13.5V statt 13.8V) und dafür den Akku ab und zu (z.B. 1x pro Woche 
eine Stunde) mit 13.8V vollzuladen.

Was für einen Akkutyp willst du eigentlich einsetzen?

Autor: oszi40 (Gast)
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Jakob Lell schrieb:
> Ein weiterer Vorteil der Parallelschaltung ist, dass man
> die Akkus unabhängig voneinander tauschen kann, ohne dass man dabei
> Probleme mit einer ungleichmässigen Aufteilung der Ladespannung in der
> Serienschaltung bekommt.

..aber evtl. gigantische Ausgleichsströme je nach Ladezustand?

-Beim Wiedereinschalten nach langem Stromausfall wird kurzzeitig 
mindestens der 3-fache Strom gezogen (Anlaufstrom Verbraucher + 
Ladeschaltung)

Autor: Jakob Lell (jakob)
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oszi40 schrieb:
> Jakob Lell schrieb:
>> Ein weiterer Vorteil der Parallelschaltung ist, dass man
>> die Akkus unabhängig voneinander tauschen kann, ohne dass man dabei
>> Probleme mit einer ungleichmässigen Aufteilung der Ladespannung in der
>> Serienschaltung bekommt.
>
> ..aber evtl. gigantische Ausgleichsströme je nach Ladezustand?

Ausgleichsströme zwischen den Akkus wird es kaum geben, da die Akkus ja 
alle einen ungefähr gleichen Ladezustand haben. Zum Problem wird das 
nur, wenn ein Akku eine kurzgeschlossene Zelle hat. In diesem Fall 
sollte die Sicherung auslösen und man muss den Akku wechseln.

Autor: mhh (Gast)
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Jakob Lell schrieb:
> Zum Problem wird das
> nur, wenn ein Akku eine kurzgeschlossene Zelle hat. In diesem Fall
> sollte die Sicherung auslösen und man muss den Akku wechseln.

Du willst sicher beiden eine Sicherung spendieren. Durch den Querstrom 
ist allerdings nicht gesagt, daß die Sicherung vom defekten Akku zuerst 
anspricht.

Autor: Jakob Lell (jakob)
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mhh schrieb:
> Jakob Lell schrieb:
>> Zum Problem wird das
>> nur, wenn ein Akku eine kurzgeschlossene Zelle hat. In diesem Fall
>> sollte die Sicherung auslösen und man muss den Akku wechseln.
>
> Du willst sicher beiden eine Sicherung spendieren. Durch den Querstrom
> ist allerdings nicht gesagt, daß die Sicherung vom defekten Akku zuerst
> anspricht.

Zu dem defekten Akku fliesst neben dem Ausgleichsstrom zwischen den 
Akkus noch der maximale Ausgangsstrom des Netzgeräts. Daher sollte schon 
die richtige Sicherung auslösen. Wenn man mehr als zwei Akkus parallel 
schaltet, dann verteilt sich der Ausgleichsstrom auf mehrere gesunde 
Akkus (und deren Sicherungen), so dass die Sicherung des kaputten Akkus 
auch ohne den Strom des Netzgeräts als erstes auslöst.

Autor: Tobi W. (todward)
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Morgen,

Klein wird die USV sicher nicht, denn wenn man damit einen längeren 
Zeitraum überbrücken will, werden die Akkus ziemlich groß. Hängt aber 
natürlich davon ab, was der Themen starter unter "gewisse Geräte" 
versteht und welchen Wechselrichter angeschlossen wird.

Wenn man nicht an der Ladeschaltung sparen will, könnte man vll. einen 
kleinen AVR, so Tiny größe mit der Ladung beauftragen. Über einen ADC 
und einem Temp.-Sensor könnte man die aktuelle Raumtemp. messen und so 
die Ladespannung anpassen und auch eine Strombegrenzung einbauen. Wenn 
ich richtig informiert bin, soll man ja mit 10% der Akkukapazität laden.

Grüße
Tobias

PS.: Google hatte auch dieses Jahr wieder mal recht, was den ersten 
platz angeht :D

Autor: mhh (Gast)
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Ich dachte, es geht um 2 Akkus.
Angenommen: Strom weg -> der gesunde Akku liefert Strom für Wandler und 
in den defekten Akku rein. Welche Sicherung fliegt nun zuerst?

Autor: Jakob Lell (jakob)
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mhh schrieb:
> Ich dachte, es geht um 2 Akkus.
> Angenommen: Strom weg -> der gesunde Akku liefert Strom für Wandler und
> in den defekten Akku rein. Welche Sicherung fliegt nun zuerst?

In dem Fall hat man einen Totalausfall der USV, da der Wechselrichter 
sich bei dem defekten Akku quasi sofort wegen "Tiefentladung" abschalten 
würde. Allerdings ist es eher unwahrscheinlich, dass ein Zellenschluss 
gerade zu dem Zeitpunkt eines Stromausfalls entsteht. Ich würde wenn 
möglich dennoch mindestens 3 Akkus nehmen, um die Folgen eines 
Akkuausfalls zu reduzieren und damit die Zuverlässigkeit zu steigern.

Autor: avion23 (Gast)
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Die beiden Akkus einfach direkt parallel schalten. Wenn ein Akku dann 
einen (unwahrscheinlichen) Zellenschluss hat muss das Pack behandelt 
werden als ob beide Akkus einen Zellenschluss hätten. Im worst-case wird 
der defekte Akku durch Elektrolyse trocken gesprudelt und dann 
hochohmig.

Reihenschaltung mit Balancing hat aber auch etwas für sich.

Temperaturanpassung der Ladeendspannung ist IMO wichtig. Nett wäre auch 
eine kurzzeitige periodische Ausgleichsladung.

Autor: Klaus (Gast)
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Hi.

Konkret gehts darum, meine Telefonanlage und alles was für die VOIP 
Anbindung benötigt wird, vor Stromausfällen zu schützen.
BK-Hausanschlussverstärker, Kabelmodem, Router und eine analoge 
Telefonanlage.
Meinen Mini-ITX Fileserver wollt ich auch noch dran hängen.

Leistung also irgendwo im Bereich von 50-100 Watt.

Autor: Tobi W. (todward)
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Klaus schrieb:
> Meinen Mini-ITX Fileserver wollt ich auch noch dran hängen.

Ehm is auf dem Server etwas drauf, was du 24/7 benötigst? Ich würde 
nämlich nur das nötigste anschließen, sonst werden die Akkus schneller 
mal bei einem längeren stromausfall schlapp machen. 100W sind immerhin 
ca. 5A bei 24V. Gehen wir mal vom schlimmsten aus und es gibt einen 
Stromausfall von einem Tag, sind die akkus ziemlich groß/teuer/schwer.

Ich würde vorschlagen, das die Akkus auf eine 1/2 Stunde ausgelegt 
werden um einen direkten übergang zu gewähleisten. In der Zeit wo die 
Akkus helfen, könnte man manuell oder elektronisch einen Notstromaggi 
starten, der ab dann wieder übernimmt. Sowas könnte dann aber nicht mehr 
unterm schreibtisch stehen, weil wegen der abgase.

Grüße
Tobias

Autor: Klaus (Gast)
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Wenn der Stromusfall etwas länger dauert, geht halt irgendwann nichts 
mehr.

Mir gehts hauptsächlich um die Überbrückung kürzerer Stromausfälle.
Wir haben sehr oft Stromausfälle von ca 0,5 Sekunden bis ca 10 Minuten.

Mein Mini ITX Fileserver läuft übrigens mit 12 V, und auch Kabelmodem, 
Router usw könnte ich direkt über DC-DC Wandler dranhängen.
Für den Mini ITX Server müsste ich mir was bauen, das den Server 
herunter fährt, wenn der Strom länger als ein paar Minuten weg ist.
Z.B. ne uC Schaltung, die dann den "power Taster" des Servers "betätigt" 
und das Linux so konfigurieren, dass es dann einen Shutdown macht.
Über die uC Schaltung kann ich die Akkuspannung überwachen und bei 
Unterschreiten einer bestimmten Spannung Modem, Hausanschlussverstärker, 
Router, Telefonanlage usw abschalten.

Für meine PC Anlage habe ich wegen der kurzen Stromausfälle schon länger 
eine USV von APC.
Nicht um bei längeren Stromausfällen noch den PC nutzen zu können, 
sondern um die kurzen Stromausfälle zu überbrücken und den Rechner 
kontrolliert herunter zu fahren, wenn der Strom länger als 4-5 Minuten 
weg ist.

Fragt sich nur, ob Kabel Deutschland seine Netztechnik wie CTMS und 
Verstärker auch gegen Stromausfälle geschützt hat.
Die CTMS wird wohl ne USV haben, weil die wohl ehr an nem zentralen 
Punkt installiert ist.
Aber bei den Verstärkern, die "draussen in der Linie" sind bin ich mir 
da nicht so sicher. Weiß da jemand bescheid?

Autor: mhh (Gast)
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Klaus schrieb:
> Aber bei den Verstärkern, die "draussen in der Linie" sind bin ich mir
> da nicht so sicher. Weiß da jemand bescheid?

Strom weg - Bild weg - Internet weg.

Autor: oszi40 (Gast)
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Wenn in jedem Hausverteiler ein Akku wärE, dan hätte der Service nach 2 
Jahren viel zu tauschen. Kein Akku ist für die Ewigkeit.

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