Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik NiMH-Akku mit kleiner Solarzelle laden


von Jens (Gast)


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Hallo allerseits,

bei meinem aktuellen Projekt (akkubetriebene Uhr mit Thermometer) habe 
ich das Problem, dass die durchschnittliche Stromaufnahme durch µC, 
LCD-Display und Temperatursensor bei ca. 1,5mA liegt. Da bei dieser 
STromaufnahme ein Netzteil m.M.n. unsinnig ist, möchte ich die Uhr über 
3 NiMH-Akkus betreiben und diese über eine kleine Solarzelle 
"erhaltungsladen". Der mögliche Spannungsbereich geht von 3,3-5V. Bei 
der Suche nach geeigneten Zellen bin ich auf diese gestoßen: Conrad 
191321 - 62 (5V, 81mA). Allerdings bin ich mir nicht sicher, ob die 
Akkus diese zyklische Erhaltungsladung verkraften und ob die 5V 
überhaupt ausreichen, um genügend Ladestrom (10mA würden glaube ich 
reichen) zu erzeugen.

Wie seht ihr das? Ich bin auf eure konstruktiven Antworten gespannt.

Danke und Gruß Jens

von Anon Y. (avion23)


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3* NiMh entspricht 3,6V Nominalspannung und 4,65V maximaler 
Ladespannung. Deine 5V passen also sehr gut dazu. In Reihe musst du noch 
eine Schottky Diode (~0.3V) schalten damit die Solarzellen nicht nachts 
anfangen zu leuchten.

Erhaltungsladung für NiMh ist C/10. Bei realistischen 2Ah wären das 
200mA. Da deine Solarzelle 81mA maximal liefert und das auch nur für 
~8h/Tag bleibst du weit von diesem Grenzwert entfernt. Die Akkus werden 
dir das also nicht übel nehmen.

Eine Tiefentladung solltest du vermeiden, eine Zelle wird sich dabei 
umpolen. Achte also auf das Energiemanagement. Bei Schnee, Regen und 
Sturm wird kaum Energie eingefangen. 400mAh/Tag als Ertrag wären schon 
ein gutes Ergebniss.

von Werner (Gast)


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Anon Ymous schrieb:
> 400mAh/Tag als Ertrag wären schon ein gutes Ergebniss.
Das ist mehr als optimistisch. Im Jahresmittel kannst du etwa mit einer 
Leistung entsprechend von 10% der Nennleistung rechnen, d.h. bestenfalls 
200mAh/Tag

von Jens (Gast)


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Danke für die schnellen Antworten.

Die  Schottky Diode hätte ich garantiert vergessen und mich dann 
gewundert, warum die Akkus so schnell leer sind. Ich werde mir mal so 
eine Solarzelle kaufen und dann von den Ergebnissen hier berichten. Wenn 
ich soviel Energieausbeute habe, dass Tagesverbrauch und 
Selbstentladung, geschätzt ca. 50mAh, kompensiert werden, bin ich 
zufrieden.

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Jens schrieb:
> bei meinem aktuellen Projekt (akkubetriebene Uhr mit Thermometer) habe
> ich das Problem, dass die durchschnittliche Stromaufnahme durch µC,
> LCD-Display und Temperatursensor bei ca. 1,5mA liegt.

Genau hier liegt das Problem. Controller in den Sleep-Mode schicken, 
Temperatursensor bei Nichtgebrauch abschalten, LCD nur wenn nötig 
refreshen und/oder sparsames LCD verwenden. Ein durchschnittlicher 
Heizungsregler kommt beispielsweise mit 30µA aus, bei laufendem Display, 
Temperaturmessung und Uhrzeit/Datum. Damit reichen 2 AA-Batterien 3 
Jahre, dann sind sie ohnehin durch Selbstentladung aufgebraucht.

von Tobias Schlegel (Gast)


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Ich bin auch so ein kleiner Bastler, der von nix die finger lassen kann 
:P
Ich hatte den Rest einer digitalen Armbanduhr an meinem Fahrrad 
befestigt. Dann war aber die kleine Knopfzelle da drin leer. Ich habe 
zwei 2/3 AA Akkus mit 300 mAh und eine Solarzelle, bei der mir die 
genauen Daten nicht bekannt sind. Für ne LED reicht sie :-P (Ich 
schlachte jede Solarlampe aus XD)
Jetzt zu meinem Plan:
Ich will die beiden Akkus parallel schalten, sodass ich insgesamt 600 
mAh habe. Die Solarzelle soll die Akkus tagsüber laden. Wenn ich auf 
Arbeit bin, steht das Fahrrad sowieso den ganzen Tag im Tageslicht. Es 
hat also genügend Zeit zum Laden.
Kann man auch eine "stinknormale" Diode nutzen, damit "die Solarzelle 
nicht leuchtet"? XD

von Stefan F. (Gast)


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> Kann man auch eine "stinknormale" Diode nutzen

Pass bei der Diode auf, dass sie einen geringen Strom in Sperrichtung 
hat. Manche Dioden sind diesbezüglich überraschend schlecht.

Nicht, dass deine Solarzelle dem Akku bei Dunkelheit mehr Energie 
entzieht, als bei Tageslicht geladen wurde.

von Wolle G. (wolleg)


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Tobias Schlegel schrieb:
> Kann man auch eine "stinknormale" Diode nutzen

Da man gerade bei Solar unnötige Verluste vermeiden sollte, ist auch auf 
geringe Flußspannung zu achten. Dabei sind in der Regel Schottky Dioden 
die bessere Wahl.

von npn (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Nicht, dass deine Solarzelle dem Akku bei Dunkelheit mehr Energie
> entzieht, als bei Tageslicht geladen wurde.

Ist die Solarzelle nicht selbst eine Diode und sperrt bei Dunkelheit? 
Somit dürfte sich doch ein Akku nicht über die Solarzelle entladen 
können.
Eine Ausnahme bilden die Solarpaneele, bei denen Dioden zum Schutz gegen 
partielle Abdunkelung verbaut sind...
Bitte korrigiere mich, wenn ich falsch liege!

von Harald W. (wilhelms)


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wolle g. schrieb:

> Da man gerade bei Solar unnötige Verluste vermeiden sollte, ist auch auf
> geringe Flußspannung zu achten. Dabei sind in der Regel Schottky Dioden
> die bessere Wahl.

Nicht unbedingt. Siehe hier:
Beitrag "Re: NiMH-Akku mit kleiner Solarzelle laden"

von eric (Gast)


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Tobias Schlegel schrieb:
> Die Solarzelle soll die Akkus tagsüber laden.

Bei netto und anderen Discountern gab es vor 1 Jahr und letzten Sommer 
für -.99 ct eine Gartenleuchte mit

Solarzelle,
Spannungswandler,
NiMH-Akku ,
blauer LED,
Plastikgehäuse
und rostfreiem Bodenstab.

Da lohnt selber basteln wirklich nicht mehr. Ich hab mir darum gleich 
ein paar mitgenommen.
Bei irgendeinem 1€-Händler hab ich die Dinger auch gesehen.

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