Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltregler an Solarpanel


von Bastler (Gast)


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Hi.

Ich habe ein Solarpanel mit 36 Volt Nennspannung.
Wenn ich nun damit einen 12V Akku aufladen möchte, habe ich ja 2 
"einfache" Möglichkeiten.

1. Einen klassischen Shuntregler benutzen

2. Einen Spannungsregler mit Komparator selbst bauen
Bei dem Spannungsregler wird das Panel direkt mit dem Akku verbunden, 
und bei Erreichen der Ladeschluss-Spannung von 13,8 V vom Akku getrennt.

Der Akku zieht das Panel schon runter. Ich bin dann zwar weit vom MPP 
entfernt. Aber das System lädt auch schon bei relativ schwachen 
Lichtverhältnissen, da viel Spannungsreserve vorhanden ist.


3. Schaltregler als Spannungsregler benutzen:
Ich nehme einen DCDC Wandler, der die Panelspannung auf 13,6 Volt 
Konstantspannung umsetzt.
Eine MPP Regelung habe ich dann immer noch nicht.

Aber ich kann dann bei geeigneten Lichtverhältnissen den Verbraucher 
direkt über das Panel betreiben. Die Spannung läuft mir dann nicht 
unzulässig weit hoch. Und der Akku wird nebenbei mitgeladen.

von MaWin (Gast)


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4. unpassendes Panel umtauschen

Step Down Schaltregler am Panel sind zwar einfacher als Step Up,
aber meist sind die Verluste höher als der Gewinn.

> Aber ich kann dann bei geeigneten Lichtverhältnissen den
> Verbraucher direkt über das Panel betreiben.

Warum sollte man so einen Unfug wollen ?
Die Spannung dort ist maximal instabil.
Hingegen hat man einen stabilen Akku.

von Bastler (Gast)


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MaWin schrieb:
> 4. unpassendes Panel umtauschen
>
> Step Down Schaltregler am Panel sind zwar einfacher als Step Up,
> aber meist sind die Verluste höher als der Gewinn.
>
>> Aber ich kann dann bei geeigneten Lichtverhältnissen den
>> Verbraucher direkt über das Panel betreiben.
>
> Warum sollte man so einen Unfug wollen ?
> Die Spannung dort ist maximal instabil.
> Hingegen hat man einen stabilen Akku.

Also der Verbraucher muss natürlich über Entkopplungsdioden mit am Akku 
hängen, sonst macht das logischerweise keinen Sinn.

Eine Möglichkeit wäre noch, das ganze System auf 24 V auszubauen.
Dann hätte ich 27,6 V Ladespannung, da passt das Panel ohne Wandler 
perfekt.
Ich muss nur mit Hilfe eines Komparators das Panel weg schalten, wenn 
die Ladeschluss-Spannung erreicht ist.

Ich könnte es auch noch so machen, dass ich den Kühlschrank mit einem 
Relais direkt auf das Panel schalte, wenn die Akkus voll sind. Damit die 
Energie nicht verloren geht.
Der Kühlschrank ist zwar für 12/24 V. Der Heizwiderstand ist aber so 
niederohmig, dass er das Panel schon weit genug runter zieht. Und selbst 
wenn er ein bisschen mehr bekommt, brennt der nicht gleich durch.
Und die 36V sind ja auch nur die Leerlaufspannung vom Panel.
Je mehr Sonne da ist, desto mehr Leistung hat dann auch der Kühlschrank. 
Passt doch :)
Erst wenn das Panel z.B. unter 12V fällt, schalte ich wieder auf den 
Akku.

von Klaus R. (klara)


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Hallo MaWin,

> Step Down Schaltregler am Panel sind zwar einfacher als Step Up,
Dem könnte ich zustimmen.

>aber meist sind die Verluste höher als der Gewinn.
Das musst Du aber näher erläutern.

Gruss Klaus.

von Bastler (Gast)


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Also der Kühlschrank ist auf eine thermische Nenn-Leistung von 140 Watt 
ausgelegt.
Die hat er an 230 V AC.
Wenn man ihn mit 12 oder 24V betreibt, hat er jedoch nur ca 80 Watt.
(Also ca 3,6 Ohm bzw 1,8 Ohm, jenachdem wie man die Brücke setzt)

Er muss aber auch die Ladespannung einer Lichtmaschine (also 14+ bzw 28+ 
V) dauerhaft überstehen. Erst bei knapp 16 bzw 32 V kommt er dann an 
seine Leistungsgrenze von 140 Watt.
Habe das grade mal berechnet.

Und selbst 140 W dürfte noch nicht das Maximum sein, denn im 230V AC 
Betrieb muss man auch noch die Netztoleranz berücksichtigen, also muss 
er locker mal 165 Watt thermische Leistung aushalten.

Da die 36V ja sowieso nur die Leerlaufspannung des Panels sind, sollte 
da nix passieren.

von Bastler (Gast)


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also wenn die Brücke auf 24V steht muss er rechnerisch einen Widerstand 
von 7,2 Ohm und nicht 3,6 Ohm haben.
Hatte eben nen Rechenfehler drin.

Habe den Kühlschrank nicht vor Ort, sonst würde ich einfach mal messen.
Habe nur die Betriebsanleitung hier, habe es aufgrund der 
Leistungsangaben ausgerechnet.

von MaWin (Gast)


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> Das musst Du aber näher erläutern.

Na ja, die Effizienz eines Schaltreglers liegt, auf Grund von 
Eigenverbrauch und Diodenspannungsabfall, meist so bei 70-90%,
mit 85% ist man schon gut.
Leider sind Eigenverbrauch und Diodenspannungsabfall fast konstant,
die Solarleistung liegt aber häufig nur bei 10% der Nennleistung,
beim deutschen Sommer sogar bei 1%.
Also ist die Effizienz oft unter 50%, so schlecht sind Solarzellen
nicht mal im ungünstigen Betriebspunkt.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Bastler schrieb:
> Ich habe ein Solarpanel mit 36 Volt Nennspannung.
Bastler schrieb:
> Da die 36V ja sowieso nur die Leerlaufspannung des Panels sind
Sind es 36V Nenn- oder Leerlaufspannung?

Bastler schrieb:
> Der Kühlschrank ist zwar für 12/24 V. Der Heizwiderstand ist aber so
> niederohmig,
Ein Kühlschrank mit Heizwiderstand?

von Harald W. (wilhelms)


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von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Kenne ich, haben viele Wohnwägen. Aber das lohnt sich nur mit einer 
Gasheizung.

Diese Kette ist relativ ineffizient:
Solarzelle -> Strom -> Wärmewiderstand -> Absorberkühlschrank
           20%  *  100%        *       20%                       = 4%

Besser wäre:
Solarzelle -> Strom -> Kompressorkühlschrank
           20%  *  200%                       = 40%

Sowieso wird man mit einer Solarzelle mit geschätzt 100 Watt keinen 
"normalen" Einbaukühlschrank betreiben können. Angenommen der 
Kühlschrank braucht 100 kWh (150 Liter A++) pro Jahr, dann würde in 
unseren Breiten theoretisch ein 100W Modul reichen um diese Energiemenge 
zu produzieren. Perfekte Ausrichtung, keine Beschattung, etc. 
vorrausgesetzt. Allerdings scheint auch mal für einige Tage die Sonne 
nicht. Will man diese Zeit mit einem Akku überbrücken, dann ist dessen 
Wirkungsgrad einzurechnen. Zusätzlich der des Ladereglers.

von Bastler (Gast)


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Ich habe den Absorberkühlschrank genommen, weil ich ihn eigentlich mit 
Gas betreibe. Der Energiegehalt einer normalen Gasflasche ist einfach 
unschlagbar hoch.
Die Gasanlage versorgt auch einen Warmwasserbereiter, einen Gasherd und 
einen kleinen Stromgenerator.
Eine einzige Gasflasche ermöglicht weit über 10 komplette Nutzungstage 
in der Gartenlaube.

Ich habe zwar auch einen normalen Haushaltskühlschrank und einen 
Wechselrichter in der Gartenlaube, aber nicht genug Akkukapazität, um 
den Haushaltskühlschrank länger als ein paar Stunden zu versorgen.
Hab nur ca 160 AH Akkukapazität in Form einer Starterbatterie und 24 AH 
AGM.

Die Solaranlage ist eigentlich für Licht  Radio-TV  Laptop.
Aber irgendwann sind die Akkus voll.
Bevor ich die Leistung ungenutzt verkommen lasse, speise ich sie lieber 
in den Kühlschrank ein.

Oder ich gehe über einen Schaltregler und Diodenentkopplung direkt auf 
das Stromnetz.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Bastler schrieb:
> Ich habe den Absorberkühlschrank genommen, weil ich ihn eigentlich mit
> Gas betreibe. Der Energiegehalt einer normalen Gasflasche ist einfach
> unschlagbar hoch.

Das stimmt, und Gas ist noch dazu billig.

> Die Solaranlage ist eigentlich für Licht  Radio-TV  Laptop.
> Aber irgendwann sind die Akkus voll.
> Bevor ich die Leistung ungenutzt verkommen lasse, speise ich sie lieber
> in den Kühlschrank ein.

Gut, dann macht das Sinn. Aber du musst in diesem Fall den Regler vom 
Kühlschrank überlisten, damit dieser dann auch kühlt, obwohl es evtl. 
schon kalt genug ist.

> Oder ich gehe über einen Schaltregler und Diodenentkopplung direkt auf
> das Stromnetz.

Es gibt Regler, die die Solarzelle nicht abklemmen, sondern nur noch 
sehr wenig Strom auf die Akkus geben.


Was du brauchst ist nur eine intelligente Steuerung.
Wenn der Akku nicht mehr geladen wird, Kühlschrank einschalten. Dann 
laufend prüfen, ob Energie aus den Akkus entnommen wird. In diesem Fall 
Kühlschrank wieder ausschalten.

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