Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verschaltung Solarzellen


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von Hannes H. (hannesf)


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Hallo,

ich habe eine Frage zum verlöten von solarpanelen:

Verlötet werden sollen 54x C60 Sunpower Zellen. Jede dieser zellen 
liefert laut datenblatt 0,578V und 3,34W (mit sicherheit absolut 
sportliche angaben die in reallife niemals erreicht werden).

Der plan ist, sie folgendermaßen zusammenzulöten:

20 stück in reihe, von denen 7 jeweils mit einem 2. panel parallel 
geschaltet sind d.h. 20*0,6V = 12V / und 27*3,34W ~90W und das ganze 2x 
parallel.
also 12V und 180W.

Als Laderegler kommt ein Steca 3030 PR Laderegler zum Einsatz. Nun frage 
ich mich grad ob es da eine minimale Spannung für den Laderegler gibt! 
Leider finde ich dazu nichts in den Datenblättern!

Die Frage ist also nun - sollte ich vielleicht die beiden 12V hälften in 
reihe schalten um höhere Spannungen zu erreichen oder werden die 
Batterien auch geladen wenn ich mit dem Panel nur Spannung unter der 
Ladespannung erreichen kann?

Vielen Dank schonmal im Voraus!!!

Gruß!

: Verschoben durch Moderator
von Blackbird (Gast)


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Bei meinen "12V"-Panelen sind 36 Zellen in Reihe geschaltet. Sind dann 
ca. 17 bis 21V. Damit bringen sie auch noch genug Spannung bei weniger 
Licht.

Blackbird

von Hannes H. (hannesf)


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Hi, danke! Die Frage ist ja dann eigentlich: brauch ich die spannung, 
wenn bei weniger licht ja auch viel viel weniger Leistung kommt.
Also im Moment sieht das ganze so aus (anhang).

Gibt es da meinungen zu? Oder sollte doch einfach alles in reihe 
geschaltet werden?

Gruß und Dank!

von Sascha_ (Gast)


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Rechne mal mit 0,5V im Mpp. 0,6V heisst: Draussen ist es eiskalt aber 
gleichzeitig strahlender Sonnenschein im 90° Winkel auf das Modul.

Und wenn du nen Bleiakku laden willst, brauchst du etwa 14V.

Sind also 28 Zellen in Reihe. Wenn du nen Laderegler hast, kannst du 
aber auch gern mehr in Reihe schalten, so 30.

Der Steca kann bis zu 47V Leerlaufspannung, du kannst also einfach alle 
54 Zellen in Reihe schalten. Der macht daraus dann die richtige 
Ladespannung für den Akku, das ist seine Aufgabe.

von Sascha_ (Gast)


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Zu deinem Anhang: Reihen- und Parallelschaltung gemischt ist völliger 
Kappes. Die Parallelgeschalteten in der Mitte tragen überhaupt nicht zur 
Leistung bei, die sind völlig nutzlos.

Solarzellen sind vom Verhalten her Stromquellen mit Spannungsbegrenzung.

von Blackbird (Gast)


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Die Parallelschaltung  eines Teils der Zellen bringt keinen Gewinn. Der 
doppelte Strom kann nicht fliessen, weil die anderen Zellen, denen keine 
2. Zelle parallel geschaltet ist, diesen Strom begrenzt.

Blackbird

von Hannes H. (hannesf)


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Ok, das heisst dass Laderegler (im speziellen der Steca 3030) keinen 
step-up converter o.ä. haben?

Die einfachste lösung wäre dann: alle in reihe hintereinander schalten 
und gut ist..?

Gruß

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Hannes H. schrieb:
> Jede dieser zellen
> liefert laut datenblatt 0,578V und 3,34W (mit sicherheit absolut
> sportliche angaben die in reallife niemals erreicht werden).

Ein solides Datenblatt wird sich auf eine Einstrahlung von 1000W/m² bei 
25°C Zelltemperatur beziehen. Wie bei dir die Ausrichtung und die 
Atmosphärentransparenz ist, hängt von deiner Aufstellung und deinem 
Standort ab. An der Oberkannte der Atmosphäre wird jedenfalls 
irgendetwas um die 1367W/m² ankommen.

von Sascha_ (Gast)


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Hannes H. schrieb:
> Ok, das heisst dass Laderegler (im speziellen der Steca 3030)
> keinen
> step-up converter o.ä. haben?
>
> Die einfachste lösung wäre dann: alle in reihe hintereinander schalten
> und gut ist..?
>
> Gruß

Das sind in der Regel Step-Down. Step-Up hab ich mal einen gebaut, das 
geht auch. Aber sinnvoller ist die Reihenschaltung.
Man hat den Nachteil dass die Abschattung einer Zelle den Strom in allen 
Zellen verringert, aber das muss man dann einfach über Bypassdioden und 
entsprechende Ausrichtung zur Sonne vermeiden.
Daher wirst du an diversen Häusern auch neben dem Schornstein kein 
Solarmodul sehen, obwohl der Rest des Daches voll damit ist.

von Hannes H. (hannesf)


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Ok, das heisst ich muss mindestens die Ladespannung der Batterie 
erreichen um überhaupt die Chance zu haben die Batterien voll zu laden!?
Also so wie im Anhang?
Die Verschattung einzelner Zellen ist erstmal zu vernachlässigen... das 
kann in dem Falle nicht passieren

: Bearbeitet durch User
von Sascha_ (Gast)


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Alle in Reihe, ja. Du musst nicht ALLE in Reihe schalten um 14V zu 
erreichen, dafür reichen 28 Stück.

Aber du hast 54, und du willst die vollen 180W haben wenn ich dich 
richtig verstehe?

Dann ist es am Besten die in Reihe zu verschalten und den Laderegler 
einfach machen zu lassen.

Du hast dann Umpp von etwa 27V und Ull von etwa 32,5V. Der Laderegler 
gibt vermutlich 14V aus (ist ggf. einstellbar, im Pufferbetrieb hätten 
viele Bleiakkus gern eher 13,5V) die er aus der Solar-Eingangsspannung 
per stepdown generiert.

Ist der Akku voll, sinkt der Ladestrom entsprechend.

Bei 1000W/m² (Hochsommer) würde ich mit etwa 3W pro Zelle rechnen.

Bei der momentanen Jahreszeit bei Sonnenschein grob die Hälfte davon, 
bei Nebel und/oder Bewölkung vielleicht 10%.

von Hannes H. (hannesf)


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Ok, wie verhält es sich dann mit dioden? Muss ich auf irgendetwas 
achten, wenn ich 54 Zellen in Reihe schalte?

Gruß

von Sascha_ (Gast)


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Bypassdioden nimmt man, wenn es die Gefahr gibt, dass eine einzelne 
Zelle abgeschattet wird. Beispielsweise ein fallendes Blatt.

12V Inselsysteme sind meistens so klein, dass man Sie
a) leicht reinigen kann
b) meistens große Teile des Moduls abgeschattet werden und nicht nur 
einzelne Zellen.

Wenn du das Ding so stellst, dass da Blätter von nem Kastanienbaum drauf 
landen können, dann sind Bypassdioden angebracht. Sonst kann man drauf 
verzichten.

von Hannes H. (hannesf)


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Danke! Verschattung ist in dem falle ausgeschlossen.

Gruß

von Hannes H. (hannesf)


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Hey, ich melde mich nocheinmal zu dem Solarvorhaben...

Ich habe mich nun entschieden, die 54 Panele in 2 Hälften in reihe zu 
schalten (also je 2x 27 in reihe geschaltete Zellen). Lt. Datenblatt 
(http://www.sun-life.com.ua/doc/sunpower%20C60.pdf) liefern diese Zellen 
0,574V. Das sind dann also 0,574V*27= 15,5V. Reicht das überhaupt um 
eine 12V Bleigel Batterie 100% zu laden? Mir ist gesagt worden, ich 
brauche mind. 3V mehr als die Batterie braucht um 100% geladen zu 
werden.

Danke schonmal für Meinungen!

Gruß

von Sascha_ (Gast)


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Du brauchst 14V plus den minimalen Spannungsabfall des Ladereglers. 15V 
ist ungefähr richtig.

Warum hast du dich für die 2 Stränge entschieden?

von Hannes H. (hannesf)


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Hallo, das ganze ist für ein Bootsprojekt... oder eher eine kleine 
solarbetriebene vollautomatische Drohne.
Da die Idee ist, dem ganzen wenigstens etwas Redundanz zu geben 2 
Hälften.
(btw: hier ist das Projekt: axatlantic.com)

Sollten da noch weitere Hinweise zum Solarpanel sein ;) immer raus 
damit!

Grüße,

JF

von heavybyte (Gast)


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Wenn du dir einen gescheiten MPPT-Laderegler zulegst, brauchst du dir um 
die Ladespannung keine Gedanken zu machen.

Diese Solarbatterien werden eben nicht mit Konstantspannung/strom 
geladen, sondern mit Impulsen.
Je tiefer die Batteriespannung, umso breiter und höher sind die Impulse.
Mit Annäherung an die max. U der Batterie, meist 13,8V, werden die 
Impulse schmäler und kleiner.

Sollte die Panelspannung unter die Ladespannung fallen, sorgt ein 
step-up-wandler dafür, daß auch der letzte Rest von Solarenergie bei den 
Batterien ankommt.

Wie gesagt, bei einem "gescheiten" MPPT-Wandler.

Gruß

von Bugle (Gast)


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Watt muttu mit dem Strom der über is?

von A.E. (Gast)


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Bugle schrieb:
> Watt muttu mit dem Strom der über is?

Schneller fahren?

von Richard B. (r71)


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Hannes H. schrieb:
> das ganze ist für ein Bootsprojekt...

Ah, du bist das... Ich dachte es ist dir mittlerweile klar,
das diese so wie du das vorgestellt hast, nicht geht.
Das haben wir schon geklärt.

Hast du es mittlerweile ausgerechnet wie viel Energie du brauchst,
um zb Strömung und Wind auszugleichen?

Dein jetztiges Vorhaben ist höchstens Baggersee tauglich.

Freundliche Grüße,
Richard

von Hannes H. (hannesf)


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A.E. schrieb:
> Schneller fahren?

Genau das ist der Plan. Den Strom bekommt man schon weg...

heavybyte schrieb:

> Wie gesagt, bei einem "gescheiten" MPPT-Wandler.

ist das ein "gescheiter" MPPT Regler: http://shrl.paddd.de/803 ?

Richard B. schrieb:
> Ich dachte es ist dir mittlerweile klar,
> das diese so wie du das vorgestellt hast, nicht geht.

Hmm, verstehe ich nicht...
vllt schaust du dir das Projekt nochmal an? http://axatlantic.com/blog/


Gruß und Dank für die Antworten!

: Bearbeitet durch User
von Richard B. (r71)


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Hannes H. schrieb:
> vllt schaust du dir das Projekt nochmal an?

Das habe ich bereits...

von THOR (Gast)


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Hannes H. schrieb:
> A.E. schrieb:
>> Schneller fahren?
>
> Genau das ist der Plan. Den Strom bekommt man schon weg...
>
> heavybyte schrieb:
>
>> Wie gesagt, bei einem "gescheiten" MPPT-Wandler.
>
> ist das ein "gescheiter" MPPT Regler: http://shrl.paddd.de/803 ?

Ja, aber für ganz andere Solarpanele. Du kommst doch nichtmal 
ansatzweise an 30 Ampere.

Egal ob alle Zellen in Reihe oder 2 Stränge, ein steca 1010PR würde 
reichen.
Und ja: Das ist ein ordentlicher MPPT Laderegler.

Das komische Geschwurbel von wegen Pulsbreite kommt mir vor, als wäre es 
absichtlich kompliziert formuliert worden damit sich MPPT nach schwarzer 
Magie anhört. Isses nicht, kann man man Teilen für 5€ selbst bauen.

von heavybyte (Gast)


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THOR schrieb:
> Das komische Geschwurbel von wegen Pulsbreite kommt mir vor, als wäre es
> absichtlich kompliziert formuliert worden damit sich MPPT nach schwarzer
> Magie anhört. Isses nicht, kann man man Teilen für 5€ selbst bauen.

Dann viel Spaß beim Nachbau.

Wenn dir der Begriff "Pulsbreite" zu "magisch" oder "kompliziert" 
erscheint, hätte ich auch den Begriff "PWM-Regelung" verwenden können, 
vielleicht ist das für dich verständlicher.

von Richard B. (r71)


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THOR schrieb:
> Das komische Geschwurbel von wegen Pulsbreite kommt mir vor, als wäre es
> absichtlich kompliziert formuliert worden damit sich MPPT nach schwarzer
> Magie anhört. Isses nicht, kann man man Teilen für 5€ selbst bauen.

...und dann bist du aufgewacht...
...du kannst aber gerne eine Schaltung für MPPT und 30A posten.

von THOR (Gast)


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Richard B. schrieb:
> THOR schrieb:
>> Das komische Geschwurbel von wegen Pulsbreite kommt mir vor, als wäre es
>> absichtlich kompliziert formuliert worden damit sich MPPT nach schwarzer
>> Magie anhört. Isses nicht, kann man man Teilen für 5€ selbst bauen.
>
> ...und dann bist du aufgewacht...
> ...du kannst aber gerne eine Schaltung für MPPT und 30A posten.

Und warum sollte ich Captain Offensichtlich eine Schaltung schuldig 
sein? Mein Step Up MPPT läuft. Bau dir selbst einen.

von Richard B. (r71)


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THOR schrieb:
> Und warum sollte ich Captain Offensichtlich eine Schaltung schuldig sein?

Weil du hier nur Märchen verbreitest.
Nochmal: MPPT Lader mit 30A für 5€.

THOR schrieb:
> Bau dir selbst einen.

Ich habe genug MPPT Laderegler gebaut.
Kein einziger hat weniger als 5€ gekostet.

Du kannst aber auch ein Messprotokoll samt Bild vom Aufbau posten.
So ein 5 EUR MPPT 30A Laderegler könnte dir sehr viel Geld und Ruhm 
einbringen.

von Bernd K. (bmk)


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Eigentlich wurde die wesentliche Frage nach der Anzahl Zellen
für die Ladung eines 12V Bleiakkus schon im 2. Beitrag beantwortet.

Warum sind denn so gut wie alle sogenannten 12V Panels mit
36 Zellen ausgestattet? Hier Hintergrunginformationen:

http://makeable.de/mlab/makeable/solarbox/

von Hannes H. (hannesf)


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Stimmt.

Aber vllt hat jemand noch eine Idee, wie ich das mit 54 Zellen 
hinbekomme? und am besten redundant. (also 2x unabhängig)

Gruß!

PS.: danke für den Link!!

: Bearbeitet durch User

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