Liebe Mikrocontroller-Gemeinschaft,
Ich bin ein absoluter Laie im Bereich der Elektronik und werde im
Folgenden deshalb vielleicht blöde Fragen stellen oder komische Ideen
haben. Nehmt es mir also bitte nicht übel. :-) Ich hab auch keine
Ahnung, ob ich in dieser Forums-Kategorie richtig bin.
Zu meinem Problem:
Ich habe an meinem Gartenhäuschen Solarpanels mit 310 Wp Leistung. Der
Einfachheit halber und um weniger Verluste zu haben, habe ich die 4
Panels in Reihe geschaltet (ca. 80 V) und via MPPT Laderegler an meinen
12 V Akku angehängt. Die 310 Wp brauche ich nur für Winter, Frühling und
Herbst. Im Sommer habe ich viel zu viel Strom. Den überschüssigen Strom
möchte ich nutzen, um damit Wasser zu heizen, das ich nach einem
arbeitsreichen Tag für eine warme Dusche gebrauchen kann. Dabei möchte
ich aber auf keinen Fall den Akku belasten, sondern nur überschüssige
Energie aus den Solarpanels verheizen.
Ich habe folgende Idee:
1. Ich messe am Eingang zum Laderegler den Stromfluss. Nehmen wir an, es
ist die Erhaltungsladung von ca. 0.4 A bei ca. 13.5 V am Akku, also
0.4*13.5/80 = 0.0675 A, welche bei 80 V fliessen. Wenn ich das richtig
verstehe, fliesst der restliche Strom einfach nicht (er wird z.B. nicht
am Laderegler verheizt). Das habe ich aber noch nicht nachgemessen.
2. Der tatsächlich mögliche Stromfluss ist eigentlich viel höher. Sagen
wir, es ist das Maximum, was geht. 310W/80V = 3.875 A.
3. Die Differenz daraus möchte ich in Wärme umwandeln. Zur Sicherheit
gönne ich dem Laderegler noch 10% mehr, als er braucht. Also verheize
ich 3.875 - 1.10*0.0675 = 3.80075 A
4. Die 3.80075 leite ich weiter zu einer Heizspirale, welche immer
genausoviel heizt, wie sie Strom bekommt. Der Einfachheit halber
funktioniert sie bei 80 V. Ansonsten wäre vielleicht noch ein
Wechselrichter und step-up auf 230V nötig, damit ich jede beliebige
Heizspirale verwenden kann. Dann entstehen aber Konversionsverluste, was
ich eher vermeiden möchte.
5. Wenn die Spannung der Panels unter 70 V fällt, dann fliesst ohnehin
so wenig Strom, dass das System nich arbeiten soll.
Nun Frage ich mich, wie ich das machen soll... Kann mir jemand einen
Tipp geben, was für Bauteile ich brauche?
Für folgende Punkte brauche ich nach Forum-Recherchen folgende Sachen
(sorry, wenn's überhaupt nicht stimmt):
1. Eine Art Amperemeter. Evt. ein Shunt und AVR?
2. Ebenso. Shunt und AVR. Um die maximale Stromstärke zu berechnen,
zweige ich den Strom einfach kurz komplett in die Heizspirale ab.
3. Irgendetwas, was die Differenz berechnet und entsprechend viel Strom
abzeigt??
4. Heizspirale.
5. Keine Ahnung...
Das ganze würde ich zeitlich versetzt machen. Denn Messung 1 und 2 kann
nicht gleichzeitig stattfinden. Auch Punkt 3 muss erst später erfolgen.
Also würde ich verschiedene Intervalle wählen
1. 05 ms bis 15 ms ab Start der Periode --> Messung des Stromflusses
zum Laderegler
2. 15 ms bis 20 ms ab Start der Periode --> Messung des maximalen
Stromflusses
3. 20 ms bis 60000 ms ab Start der Periode --> Verheizen der Differenz.
--> neue Periode
Vielen Dank für hilfreiche Tipps!
Daniel
Spass am basteln? Lohnen wird es sich nie.
Dein 310WP-Modul bringt so 1,4kWh an einem Sommertag. Für deinen
üblichen Strombedarf brauchst du also 0,5kWh (das wäre im März bzw
Oktober-Ertrag)
Bleibt dir also 1kWh. Und das reicht bei 100% Wirkungsgrad für 25l
Warmwasser. Dafür musst du aber etliches investieren, Auch wenn es weh
tut - schmeiss den überflüssigen Strom weg und bestelle bei Ali express
so eine 100l-Passivanlage für 100$ und stelle sie neben die Solarmodule.
Bringt mehr und kostet weniger.
Es geht mir weniger darum, ob es sich lohnt oder nicht, sondern eher um
die Umsetzung und die Herausforderung. Ich könnte damit auch eine kleine
Heizplatte erwärmen, auf die sich die Katze im Fühling und Herbst legen
kann, wenn sie friert. :-) Dann natürlich in Kombination mit einem
Thermoschalter damit sie nicht gegrillt wird.
Hallo Daniel,
ein interessantes Projekt, was du dir da ausgesucht hast.
Mich würde in dem Zusammenhang mal interessieren, welchen Maximalstrom
dein Laderegler abgeben kann. Wenn der nämlich genug Strom treiben kann,
könntest du auch den Akku als Puffer verwenden und an dessen Ausgang
eine 12V-Heizung anschließen und musst dir dann nur noch Gedanken um
eine Abschaltung bei Unterspannung machen, wenn die Akku-Spannung z.B.
auf 11,5V gefallen ist, weil die Panele nicht mehr genug Energie
liefern. Damit würdest du zwar den Akku immer ein wenig belastet haben
und dessen Spannung würde immer knapp unter der Ladespannung liegen,
aber das könnte die einfachste Lösung sein, ohne dass du den Strom
explizit aufteilen musst.
Gruß
Florian
Hallo Florian,
Vielen Dank für deinen Hinweis! Mein Laderegler geht bis 40 A. Ich
verstehe deinen Ansatz aber noch nicht so ganz. Wie erkenne ich denn
ohne die beiden Stromflüsse, wie viel ich tatsächlich verheizen kann?
Wenn ich ab Akku z.B. 20 A ziehe, das Panel aber nur 10 A liefert,
könnte es ja sein, dass die Spannung des Akkus von 13.5 V Ladespannung
auf ca. 12.5 V fällt (wegen der Belastung. Der Akku ist aber noch voll).
Danach sinkt die Spannung kontinuierlich. Die Heizung schaltet erst bei
11.5 V ab, wenn der Akku schon fast leer ist (also viel zu spät ?).
Kannst du deinen Ansatz noch ein bisschen genauer eklären?
Danke!
Daniel H. schrieb:> Vielen Dank für hilfreiche Tipps!
Vergiss deine Stromberechnungen.
Wenn der Akku voll ist (13.8V erreicht), geht die Leistung in einen
Heizwuderstand (mit weniger als 3 Ohm, damit die Spannung an ihm immer
geringer als die Akkuspannung ist, dann fliesst der Strom schon von
alleine in die Heigung).
Man braucht dann nur einen spannungsabhängigen Schalter, beispielsweise
ICL7665.
Wenn er nicht jeden Tag im Gartenhäuschen Duscht/Badet, und einen gut
isolierten und ausreichend großen Speicher hat, reicht auch 1KW zum
Heizen.
Ob ein ausgesprochener Laie aber etwas mit MaWin's Zeichnung anfangen
kann...
Hat nichts mit "geht"/"geht nicht" zutun.
Ja, bei der Interpretation des Schaltplans habe ich so meine Probleme!
ô.O
Ich werd mich in den nächsten Tagen mal dahinterklemmen und versuchen,
es zu verstehen. Auf jeden Fall möcht ich dir herzlich danken, MaWin! So
eine Zeichnung habe ich gesucht.
Ach und eine Frage habe ich noch:
Gibt es hier im Forum irgendwo eine Übersetzung der Buchstaben-Symbole
in "richtige" Symbole bzw. Bauteilbezeichnungen? Das wäre für den Anfang
vielleicht nicht schlecht...
Hallo Daniel,
ich hab dir das, was MaWin mit Tastatursymbolen gezeichnet hat, mal eben
mit Eagle nachgebaut. Ob die Anschlüsse so korrekt sind, müsste MaWin
noch mal drübergucken.
Zur Auslegung der einzelnen Widerstände Rx, sofern nicht angegeben (10k
Pull-up/down), musst du dir das Datenblatt vom ICL7665 anschauen.
Gruß
Florian
Florian W. schrieb:> Ob die Anschlüsse so korrekt sind
Sieht richtig aus. HYST wird für den MOSFET verwendet, damit die
Stromaufnahme bei Tiefentladungsabschaltung niedriger ist.
