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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LiPo Laderegler mit Solarpaneel nutzbar?


Autor: Harald (Gast)
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Hallo an Alle!!!

Ich bin neu hier und ich habe eine Frage bezüglich eines LiPo 
Ladereglers.

Kann man diesen Laderegler:

http://www.elv-downloads.de/service/manuals/62118_...

auch mit einer Solarzelle betreiben bei Nennspannung der Solarzelle ca. 
8,5V und Nennstrom ca. 2A um einen 2zelligen Lipo Akku zu laden?

Oder muss da immer ein konstanter Strom fließen, der bei der Solarzelle 
ja nicht konstant ist.

Der Akku Ausgang des Bausets hat nur ein + und ein -, obwohl man bis zu 
4Zellen laden könnte und ein 2zelliger Akku schon 3Polig ist?

Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen.

Besten Dank im Voraus!!!

Harald

Autor: Julian Baugatz (julinho)
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Hallo Harald!

Du kannst den LiPo-Regler mit einem Solarmodul (bestehend aus mehreren 
Solarzellen) betreiben, allerdings mußt Du einige Dinge beachten.

1. Die Solarmodulspannung muß größer als die Ladeendspannung des 
Akkupacks sein, da der vorgeschlagene Laderegler  einen Stepdown-Wandler 
enthällt.

2. Die Solarmudulleistung (tatsächliche abgegebene Leistung) muß größer 
als die Ladeleistung des Akkus sein, damit sich ein vernünftiger 
Arbeitspunkt am Solarmodul einstellt:

Hintergrund: Ein Solarmudul hat einen Arbeitspunkt, bei dem es maximale 
Leistung abgibt. Trifft man diesen Punkt nicht, kann die abgegebene 
Leistung stark abnehmen.

Du benötigts also eigentlich einen Laderegler, der neben der Ladereglung 
auch noch eine MPP-Regelung macht.

3. Der Ladestrom wird nur konstant sein, wenn die Eingangleistung höher 
als die Ladeleistung ist, das ist aber eigentlich kein Problem.

4. Die Akkus mußt Du in Rehe schalten, Du solltes aber darauf achten, 
daß Deine Zellen gut balanciert sind. Gute LI-Lader überwachen jede 
einzelne Zelle.

Gruß Julinho

Autor: Harald (Gast)
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Danke für deine rasche Antwort!

Naja so einen MPP Tracker habe ich für so kleine Leistungen nicht 
gefunden. Müsste ich wohl selber bauen aber das ist zu kompliziert denke 
ich.

Kann ich einfach auf + - einen Balancer anhängen, der das gleichmäßige 
Aufladen der Zellen ermöglicht? Die gibt es schon in kleiner Bauweise.

Beste Grüße
Harald

Autor: MaWin (Gast)
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> Der Akku Ausgang des Bausets hat nur ein + und ein -, obwohl man bis zu
> 4 Zellen laden könnte und ein 2zelliger Akku schon 3Polig ist?


Die Schaltung enthält idiotischerweise kein Balancing, erwartet also 
Akkupacks mit eingebauter Schutzschaltung, denn an der Gesamtspannung 
eines Akkupacks kann man nicht erkennen, ob eine einzelne Zelle schon 
ihre maximale Ladespannung überschritten hat, man muß Zellen einzeln 
messen und am Besten balancen.

Wenn dein Akkupack allerdings eine Schutzschaltung besitzt, brauchst du 
bei Solarmodulen keine Ladeschaltung mehr, der Akku trennt sich von 
selbst ab wenn er voll ist, und wenn das Solarmodul halbwegs passend zur 
Akkuspannung ausgelegt ist, ist die Leerlaufspanung noch nicht schädlich 
(notfalls tut es eine Z-Diode als Begrenzung zu hoher 
Leerlaufspannungen).

> u benötigts also eigentlich einen Laderegler, der neben der Ladereglung
> auch noch eine MPP-Regelung macht.

Bleibt also die Frage, welchen Nutzen so ein Lademodul hat. Zwar könnte 
man glauben, eine MPP maximum power point Anpassung würde was bringen,
aber im Normalfall sind Solarmodule sowieso überdimensioniert. Nur an 
ganz wenigen seltenen Situationen würde durch MPP knappes Sonnenlicht 
gerade eben das entscheidende bischen besser genutzt werden können, so 
daß der Akku nicht vorzeitig leer ist sondern gerade eben die Zeit 
übersteht. Das sind 0.1% der Situationen. Dafür lohnt sich MPP nicht, 
investiere das Geld lieber in etwas mehr Solarpanelfläche.

Autor: Julian Baugatz (julinho)
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> Wenn dein Akkupack allerdings eine Schutzschaltung besitzt, brauchst du
> bei Solarmodulen keine Ladeschaltung mehr, der Akku trennt sich von
> selbst ab wenn er voll ist, und wenn das Solarmodul halbwegs passend zur
> Akkuspannung ausgelegt ist, ist die Leerlaufspanung noch nicht schädlich
> (notfalls tut es eine Z-Diode als Begrenzung zu hoher
> Leerlaufspannungen).
>

Die Schutzschaltung als Ladereglung zu verwende halte ich für 
gefährlich, zumal sie erst über der empfohlenen Ladeendspannung 
anspricht.

>
> Bleibt also die Frage, welchen Nutzen so ein Lademodul hat. Zwar könnte
> man glauben, eine MPP maximum power point Anpassung würde was bringen,
> aber im Normalfall sind Solarmodule sowieso überdimensioniert. Nur an
> ganz wenigen seltenen Situationen würde durch MPP knappes Sonnenlicht
> gerade eben das entscheidende bischen besser genutzt werden können, so
> daß der Akku nicht vorzeitig leer ist sondern gerade eben die Zeit
> übersteht. Das sind 0.1% der Situationen. Dafür lohnt sich MPP nicht,
> investiere das Geld lieber in etwas mehr Solarpanelfläche.

Bei kleinen Solarmodulen kostet das Watt ab 5 Euro aufwärts, ein 
MPP-Tracker kann mann mit wenigen Euro realisieren. Solarmodule sind 
immer noch das teuerste an einen solchen System, d.h. ein Tracker hilft 
die Kosten für das Solarmodul zu reduzieren.

Wenn man ein Modul von der Stange nimmt, paßt meist die Modulspannung 
nicht zur Akkuspannung, in diesem Fall ist sogar ein Faktor 4 in der 
Ausgangsspannung (1-4 Zellen). Dann ist ein Tracker(DC-Wandler) sowieso 
angesagt.

Einen Tracker selber zu bauen ist aus finazieller Sicht nicht sinnvoll, 
dann kann man sich lieber ein völlig überdimensioniertes Modul kaufen.

Gruß Julinho

Autor: MaWin (Gast)
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> Die Schutzschaltung als Ladereglung zu verwende halte ich für
> gefährlich, zumal sie erst über der empfohlenen Ladeendspannung
> anspricht.

In allen mehrzelligen Akkus wird die Schutzschaltung als
Laderegleung verwendet, weil über 2 pole gar nicht feststellbar
ist, wann der Akku überladen wird.

Autor: Julian Baugatz (julinho)
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Eine cccv Ladung wird damit allerdings nicht realisiert, d.h. der Akku 
wird maximal 80% voll.

Autor: MaWin (Gast)
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> der Akku wird maximal 80% voll.

Was ja im Zuge der Erhaltung seiner Lebensdauer nicht schlecht sein 
soll.

CC (constant current) braucht man übrigens bei konventionellen (doppelt 
gemoppelten) Ladeschaltungen nur aus 1 Grund: Da der Übergangswiderstand 
der Kontakte und Innenwiderstand des Akkupacks mit seinem eingebautem 
Shunt und MOSFETs erheblich ist, kann man bei hineinfliessendem 
Ladestrom die reale Akkuspannung nicht messen, also muß man den Strom 
auf vernachlässigbare Werte reduzieren um genau genug die Spannung 
erreichen zu können.

Da man trotzdem nicht die Spannung pro Zelle, sondern nur die 
Gesamtspannung sieht, taugt das Verfahren allerdings nur für 
Einzelzellenpacks oder für Akkupacks mit Balancer der so kräftig ist 
auch bei Ladestrom zu balancen. Da das eher grössere Kühlkörper im 
Akkupack erfordert, gibt's so was nicht.

Autor: Julian Baugatz (julinho)
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In der cc-Phase wird der Ladestrom begrenzt, um die Lebensdauer des 
Akkus zu erhöhen, das hat mit dem Shunt etc. nichts zu tun.

In der cv-Phase wird der Akkustrom gedrosselt, um die Ladeendspannung 
besser erfassen zu können.

Clevere Leute schalten die Ladung einfach kurz ab und messen die 
Akkuspannung.

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