Hi Zusammen, wir machen auf der Arbeit grad ein Azubi Projekt. Es geht darum, ein USB Port(5V) mit Solarzellen zu versorgen. Die Idee dahinter ist einfach, dass man im Urlaub oder beim Wandern Handy, Kamera, Akku, etc. über den USB Port laden kann. Wir möchten am USB Ausgang ca. 800 mA ziehen können. Das Problem vor dem wir stehen ist folgendes: Wir haben verschiedene Beschaltungen, also Kombinationen aus Reihe und Paralell, mit den Solarzellen die uns zur Verfügung stehen ausprobiert. Die maximale Leistung bekommen wir bei sechs Zellen in Reihe (ca 4,3W). Wir kriegen damit bei maximaler Lesitung nur noch eine Ausgangsspannung von 2 V aus den Solarzellen. Nun möchten wir einen Step up mit einem Schaltregler IC bauen, haben hier in der Firma aber keine die mit so einer geringen Spannung arbeiten. Weder wenn wir den Step up selbst bauen, noch wenn er integriert ist. Die Frage ist ob jemand von euch so nen Schaltregler kennt der mit so einer kleinen Spannung arbeiten kann. Im Internet such ich mich irgendwie grad dumm und dusselig! Viele Grüße, Max
Max1993 schrieb: > Wir kriegen damit bei maximaler Lesitung nur noch eine Ausgangsspannung > von 2 V aus den Solarzellen. Das macht keinen Sinn. Ihr braucht wenigstens soviele Solarzellen, das die Ausgangsspannung (5V) sicher überschritten wird. Sonst habt ihr im Wandler soviele Verluste, das selbst eine MPP-Regelung keinen Vorteil mehr bringt. Gruss Harald
Max1993 schrieb: > Wir möchten am USB Ausgang ca. 800 mA ziehen können. Das sind 4W Ausgangsleistung Max1993 schrieb: > Die maximale Leistung bekommen wir bei sechs Zellen in Reihe (ca 4,3W). Sehr sportlich bei 4W gewünschter Ausgangsleistung. Ihr müsst euch Gedanken machen was das Teil machen soll, wenn sich eine Wolke vor die Sonne schiebt, dann habt ihr ganz schnell nur noch 1W oder weniger.
> http://www.b-kainka.de/bastel36.htm > http://en.wikipedia.org/wiki/Joule_thief Och nö, sind so früh nur dumme Trolle unterwegs ? Den mühsam mit Solar erzeugten Strom mit einer absolut miserablem Schaltung mit deutlich unter 50% Wirkungsgrad verpuffen zu lassen ? Da kämen aus 4.3W niemals 5V/800mA=4W raus. Thema also verfehlt, 6, setzen (oder besser in eine Ecke verkriechen und in Grund und Boden schämen für den geistigen Dünnschiss den ihr abgelassen habt und der keinem hilft). 4W bei 2V erfordert einen geschalteten Strom von 3A, also tut es kein LT1302, der liefert nur 300mA. Ein TPS63002 würde es schaffen, ist aber schwer zu beschaffen und zu verarbeiten, für dich vermutlich zu schwer. Auch sind step up Wandler an Solarzellen prinzipiell ein Problem, sie würgen die Solarzelle meist ab wenn man keine saubere under voltage lockout Regelung baut. Einfacher sind MPP maximum power point Regler zu verwenden, sozusagen für Solarzellen gemacht. Der LT3652 arbeitet aber nur mit höheren Spannungen, der BQ25504 hat zu wenig Leistung, der SPV1040 ist genau für den Job gemacht hat aber auch weniger Leistung als du dir wünscht, daher habe ich keine passende Chip-Typennummer zur Hand.
> Thema also verfehlt, 6, setzen Das war auch mehr als Anregung gedacht. Er wird keinen passenten Schaltregler finden da ein Stepup-Regler mit 2V Eingangsspannung und bis zu 3A Eingangsstrom von den Verlusten her ein Unsinn ist. Da verwendet man in der Praxis 10-12 0,5V 800mA Solarzellen und einen Schuntregler. http://www.conrad.de/ce/de/product/191293/Conrad-Miniatur-Solarzellen-Monokristallin-Nennspannung-05-V-Nennstrom-800-mA Außerdem > Wir kriegen damit bei maximaler Lesitung nur noch eine Ausgangsspannung > von 2 V aus den Solarzellen. Das kann so nicht stimmen, 6 Solarzellen in Reihe haben ihre max. Leistung irgentwo zwischen 2,7V und 3,3V je nach Typ und Beleuchtungsstärke. Grüße Löti
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Hallo nochmal ! Unser Ausbiler meint, dass wir mit wahrscheinlich ca 20% Leistungsverlust über der Schaltung rechnen müssen. Das sind bei 4,3 W Eingangsleistung der Solarzellen ca 3,44 W Ausgangsleistung. Bei 5V entspricht dass ca 700mA. Damit können wir auch noch leben ! Lothar S. schrieb: > Außerdem >> Wir kriegen damit bei maximaler Lesitung nur noch eine Ausgangsspannung >> von 2 V aus den Solarzellen. > > Das kann so nicht stimmen, 6 Solarzellen in Reihe haben ihre max. > Leistung irgentwo zwischen 2,7V und 3,3V je nach Typ und > Beleuchtungsstärke. Es ist so, wir haben mehrere Messreihen aufgenommen diese Woche. Wir haben immer das Wetter dokumentiert. Mal war es bewölkt, mal hat die Sonne prall geschienen. Es wurde jeden Tag sowohl morgens ca 10 Uhr und Nachmittags 15 Uhr gemessen. Es ist tatsächlich so, dass wir pro Zelle nicht mehr als 0,5-0,6V Messen können, egal bei welchem Wetter. Bei 6 Zellen haben wir maximal 3,5V gemessen und konnten dabei mit einer Last bis zu 4 Ampere ziehen. Die Spannung ist natürlich Stück für Stück eingebrochen. Wir haben dann ein Diagramm erstellt und gesehen, dass wir bei einer Ausgangslast von 2,1 Ampere und 2,05V Ausgangsspannung die höchste Leistung aus den Zellen rausholen können.( Das war um 11 Uhr, 15c° und leicht bewölkt) Harald Wilhelms schrieb: > Das macht keinen Sinn. Ihr braucht wenigstens soviele Solarzellen, > das die Ausgangsspannung (5V) sicher überschritten wird. Sonst > habt ihr im Wandler soviele Verluste, das selbst eine MPP-Regelung > keinen Vorteil mehr bringt. > Gruss > Harald Deshalb wollen wir ja einen Step up bauen. Es macht doch keinen Sinn wenn wir von den Solarzellen mehr als 5V bekommen oder? Dann müssten wir ja keinen Step up bauen sondern einen Spannungsregler, der uns die Spannung fest auf 5V regelt. Das mit dem MPP werden wir uns mal angucken, vielen Dank für den Hinweis!
Max1993 schrieb: > Unser Ausbiler meint, dass wir mit wahrscheinlich ca 20% > Leistungsverlust über der Schaltung rechnen müssen. Meinungen zählen da wenig. Die Erfahrung sagt, das bei einem 2V-Stepup der Wirkungsgrad wesentlich schlechter ist. Er ist typisch auch wesentlich schlechter, als der im Datenblatt stehende Wert für das jeweilige IC. > Es ist tatsächlich so, dass wir pro Zelle nicht mehr als 0,5-0,6V Messen > können, egal bei welchem Wetter. Typisch sind m.W 0,45V bei belasteter Zelle. > Bei 6 Zellen haben wir maximal 3,5V > gemessen und konnten dabei mit einer Last bis zu 4 Ampere ziehen. Die > Spannung ist natürlich Stück für Stück eingebrochen. Wir haben dann ein > Diagramm erstellt und gesehen, dass wir bei einer Ausgangslast von 2,1 > Ampere und 2,05V Ausgangsspannung die höchste Leistung aus den Zellen > rausholen können. Dann stimmt irgendetwas mit euren Messungen nicht. Bei 2V seid ihr jedenfalls weit vom MPP-Punkt entfernt. >> Das macht keinen Sinn. Ihr braucht wenigstens soviele Solarzellen, >> das die Ausgangsspannung (5V) sicher überschritten wird. Sonst >> habt ihr im Wandler soviele Verluste, das selbst eine MPP-Regelung >> keinen Vorteil mehr bringt. > Deshalb wollen wir ja einen Step up bauen. Es macht doch keinen Sinn > wenn wir von den Solarzellen mehr als 5V bekommen oder? Dann müssten wir > ja keinen Step up bauen sondern einen Spannungsregler, der uns die > Spannung fest auf 5V regelt. Nein, dann könntet Ihr einen Step-Down verwenden. Der funktioniert bei einer solchen Anwendung wesentlich besser als ein StepUp. Dazu kommt noch, das 2V sowieso die unterste Grenze für einen sinnvollen Stepup darstellen. Ich denke nicht, das Ihr unbedingt Grundlagenforschung auf diesem Bereich machen wollt. Sinnvoll wäre es sowieso, das ganze mit einem 6V-Bleiakku zu puffern und die Solarzellen auf diese Spannung auszulegen. Die ganze Regelung wäre dann wesentlich einfacher. Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: > Dann stimmt irgendetwas mit euren Messungen nicht. Bei 2V seid ihr > jedenfalls weit vom MPP-Punkt entfernt. Wir haben die Solarzellen stinke einfach belastet, die Spannung ist eingebrochen, je mehr wir belastet haben (siehe Diagramm). Ganz einfach hochzurechnen dass wir bei 2A last und 2V Ausgangsspannung dann auch 4W haben. Spannung misst man paralell und Strom in reihe right? :) und Messfehler haben wir keine Eingebaut. Es gibt aber doch auch verschieden effektive Zellen oder nicht?
Das problem mit mehr als 5V von den Solarzellen ist halt, dass wir nicht unendlich viele benutzen wollen, da das Ding nur größer und größer wird... Klar wenn wir mehr als 5V Eingangsspannung benutzen ist das kein Problem aber dann brauchen wir auch um die 10 Zellen und das ist halt zuviel.
Max1993 schrieb: > Wir haben die Solarzellen stinke einfach belastet, die Spannung ist > eingebrochen, je mehr wir belastet haben (siehe Diagramm). Ja, und das Diagramm zeigt ja eigentlich deutlich, das der MPP-Punkt bei ca. 3,5 liegt. > Es gibt aber doch auch verschieden effektive Zellen oder nicht? Das sollte bei einem Panel nicht passieren. Denn das Panel kann nur soviel Strom liefern wie die schwächste Zelle. Wie schon Mawin geschrieben hat, ist ein typisches Szenario für Euch, das z.B. am Ausgang 700mA fliessen und sich eine Wolke vor die Sonne schiebt. Dann kann das Panel den nötigen Strom nicht mehr liefern und die Spannung bricht zusammen. Das ver- anlasst den Regler dazu, noch mehr Strom zu ziehen, um die nötige Ausgangsleistung zu liefern. Die Spannung bricht dann noch mehr zusammen und verharrt dann möglicherweise auf einem Arbeitspunkt, aus dem das Panel nicht wieder herauskommt, auch wenn die Sonne wieder da ist. Nicht ohne Grund arbeiten alle diese Systeme mit einer Akkupufferung. Aber auch dann muss man obiges Verhalten vermeiden, indem man z.B. nicht wie sonst die Ausgangsspannung, sondern eher die Eingangsspannung regelt. > Das problem mit mehr als 5V von den Solarzellen ist halt, dass wir > nicht unendlich viele benutzen wollen, da das Ding nur größer und > größer wird. Nun, wenn sich herausstellt, das ein Konzept falsch ist, ist es nur selten hilfreich, es mit aller Gewalt irgendwie hinzubiegen, sondern es ist besser, die Anfangsbedingungen neu zu definieren. Ihr hättet von verherein doppelt soviele Solarzellen mit halber Grösse gebraucht. Da Ihr die bestehenden Zellen ja nicht wegwerfen wollt, bleibt m.E. nur noch der Weg, neue dazuzukaufen. Ich denke, das wird auch euer Ausbildungsleiter verstehen, wenn er diesen Thread liest. Gruss Harald
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Harald Wilhelms schrieb: >> Wir haben die Solarzellen stinke einfach belastet, die Spannung ist >> eingebrochen, je mehr wir belastet haben (siehe Diagramm). > > Ja, und das Diagramm zeigt ja eigentlich deutlich, das der MPP-Punkt > bei ca. 3,5 liegt. Du liest das Diagramm falsch... Die Blaue Linie zeigt die Spannung bei der unterschiedlichen Last. Im Diagramm auf der Linken und unteren Achse. Die Rote Linie zeigt ausschließlich die Leistung bei einem gewissen Strom. Auf den Achsen unten und rechts. D.h. wir haben bei 2A 4W (rote linie) und an diesem Punkt ist unsere Spannung bei ca. 2 V (blaue linie). Zum genaueren Verständnis die Messtabelle im Anhang
> Es ist so, wir haben mehrere Messreihen aufgenommen diese Woche.
Der Innenwiderstand ist echt bescheiden... .
Grüße Löti
Ein paar Gedanken dazu. Kennlinie Solarzelle http://de.wikipedia.org/wiki/Maximum_Power_Point Mit der Messreihe kann ich leider nichts anfangen. Abmessungen einer Zelle 5 Zoll ? ISC / Kurzschlussstrom max 6 A ? Volle Sonne möglichst Senkrecht auf Zellen um 13h wg Sommerzeit. Sicher ganze Zellen kosten weniger pro W als halbe Zellen. Überschaubar wäre, was auch andere vorschlagen, z.B 12V 10W ? PV-Modul mit Step-Down. USB 5V 0.8A hängt normal an der Steckdose, es könnte Probleme mit den Geräten geben wenn der erwartete Strom nicht da ist.
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