Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik mppt für solar regler erforderlich?


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von Domenic (Gast)


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Hallo Zusammen

Ich bin Lehrling im 3. Lehrjahr somit fehlt es mir Teils Wissen.
Meine Mutter arbeitet als Werklehrerin in der Unterstufe (5/6 Klasse). 
Nun macht sie immer etwas mit elektronik, was im Moment etwas mit Solar. 
Wenn nun ein ungesteuertes Solarboot oder Auto gebaut wird, landen 
leider, wenn die Schuler sie nach Hause nehmen durfen, schon die ersten 
in dem erstbesten Abfalleimer...
Nun war meine Idee, ihr etwas "vorzubereiten", an was warscheinlich 
alle(auch Mädchen) freude haben zu machen und nicht im Müll landet. Da 
kam die Idee eines Solar Handyladers. Da Bausätze viel zu teuer und dazu 
meist nicht sonderlich effektiv sind und eine Fertige Schaltung nicht in 
Frage kommt, würde ich eine Leiterplatte mit hauptsächlich THT Bauteilen 
machen und bei PCBWay für rund 1Chf. pro Stuck bestellen.

Nun kommt die Frage: wenn man an eine Solarzelle einen Einfachen Buck 
Boost Converter hängt(meine Wahl ware: TPS63002 
http://www.ti.com/product/tps63002/description), würde dieseer nicht 
Strom Saugen wollen und die Spannung zusammenreissen?
auf der anderen Seite ist ein Buck Boost Converter mit einstellbarem 
MPPC(LTC3130-1), was zwar nicht geregelt ist also somit nicht ein MPPT 
ist. aber somit eigentlich die Sannung nicht zusammen resist.

Die  Solarzellen werden warscheinlich bei 
http://www.tueftler.ch/solarbauteile/solarmodule.html
bezogen.(warscheinliche 3x1V).

Nun wollte ich Fragen, ob das so überhaut funktioniert und wenn ja ob es 
ohne MPPC geht oder ob man das Braucht? unterscheiden tun sie sich 
hautsächlich in Maximalstrom und Preiss, wobei Maximalstrom 
vernachlässigt warden kann, da die Module nicht genug Strom liefern um 
das auszureizen.
(Layout bei beiden nach Datenblatt)


Mfg Domenic

: Verschoben durch Moderator
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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MPP Regler verwendet man, um die Solarzelle optimal auszunutzen. Kann 
man auch drauf verzichten.

Allerdings eignen sich nicht alle Regler für Solarzellen. Manche kommen 
nicht damit zurecht, dass die Ausgangsspannung der Solarzelle je nach 
Lichtverhältnissen bei Belastung stark einbricht.

Dann solltest du noch bedenken, dass die meisten Smartphone eine 
halbwegs stabile Spannung zu Laden brauchen. Wenn die wegen zu wenig 
Licht immer wieder einbricht, melden viele Smartphones "Ladegerät 
defekt" und laden dann eben nicht mehr. Kommerzielle Geräte laden daher 
mit der Solarzelle zuerst einen Akku auf und mit dem Akku laden sie dann 
das Smartphone.

Haben die Solarzellen überhaupt genug Leistung? Bei 3V sollten sie 
mindestens 2A liefern können, damit hinten 5V 500mA raus kommen. Und 
zwar nicht nur am Äquator um 12:00 Mittags.

von Milan R. (Gast)


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Man kann ja zuerst einen kleinen internen Akku laden?

Dann kann der Lader ohne Handy in der Sonne liegen und später wird in 
den Handyakku umgeladen. So müssen die Kids ihr Smartphone nicht 
stundenlang aus der Hand legen.

von Domenic (Gast)


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Milan R. schrieb:
> Man kann ja zuerst einen kleinen internen Akku laden?

Das hab ich mir auch überlegt, aber das Sprengt sehr schnell die 
Preisslichen Limiten: LiPo würde ich nicht ohne unter und 
überladungsschutzrausgeben(es muss immer nich zu den Kids Nach hause und 
ein Haus will ich auch nicht auf dem Gewissen haben) dazu kommt, das die 
Aakkus aleine schon fast zu teuer sind.

Was noch in Frage kommen würde, wären 2 Zellen NiMH Akkus. sind 
einigermassen Preisswert und haben ein bisschen kapazität. Aber würde 
ich das Laden des Akkus nicht mit dem MPPC beissen?

von THOR (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> MPP Regler verwendet man, um die Solarzelle optimal auszunutzen.
> Kann
> man auch drauf verzichten.

Wenns nur das wäre. Ab welcher Spannung läuft ein typischer Step-Up an, 
3V? Wenn das zufällig die MPP-Ausgangsspannung des Solarmoduls ist, ist 
alles gut. Das ist dann aber schon so ne Art MPPT, nämlich die 
Konstantspannungsmethode.

Nehmen wir an, der Step-Up läuft schon bei 0,7V an, dann Liefert das 3V 
Solarmodul nur noch 23% der maximalen Leistung.

Verzichten: Lieber nicht.

> Allerdings eignen sich nicht alle Regler für Solarzellen. Manche kommen
> nicht damit zurecht, dass die Ausgangsspannung der Solarzelle je nach
> Lichtverhältnissen bei Belastung stark einbricht.

Der Strom sackt stark ein, die Spannung kaum. Die Spannung sackt bei zu 
starker Belastung ein. Lässt sich aber leicht verwechseln, wenn man ne 
Solarzelle ohmsch belastet und die Beleuchtungsstärke ändert. Dann 
ergibt sich das von dir beschriebene Verhalten, die Erklärung dazu ist 
aber falsch.

> Dann solltest du noch bedenken, dass die meisten Smartphone eine
> halbwegs stabile Spannung zu Laden brauchen. Wenn die wegen zu wenig
> Licht immer wieder einbricht, melden viele Smartphones "Ladegerät
> defekt" und laden dann eben nicht mehr. Kommerzielle Geräte laden daher
> mit der Solarzelle zuerst einen Akku auf und mit dem Akku laden sie dann
> das Smartphone.

Meine HTC Geräte meckern alle, laden aber trotzdem. Problematischer ist, 
dass die Dinger alle erstmal die Hintergrundbeleuchtung einschalten um 
den Benutzer sehen zu lassen, dass jetzt geladen wird. Dadurch ziehen 
die ggf. mehr Strom, als reingeht.

> Haben die Solarzellen überhaupt genug Leistung? Bei 3V sollten sie
> mindestens 2A liefern können, damit hinten 5V 500mA raus kommen. Und
> zwar nicht nur am Äquator um 12:00 Mittags.

Im Winter kann man das eh vergessen, aber dafür ist son Solarlader ja 
auch kaum gedacht.

Ich hab mir mal ein 5V 4A Modul selbstgebaut (realistisch 15-18W). Im 
Sommer weiss man nicht wohin mit dem ganzen Strom, im Winter musste ich 
jetzt 2 Mal an der Steckdose laden. Und das auch mit Zwischenpuffer.

Also man kann sich das aussuchen: Im Sommer Strom verschwenden, im 
Winter zuwenig Strom haben oder dritte Alternative: Pufferakku riesig 
auslegen.

Didaktisch wertvoll, in Hinblick auf Energiewende und 
Energiespeicher-Diskussion.

von Domenic (Gast)


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THOR schrieb:
> Wenns nur das wäre. Ab welcher Spannung läuft ein typischer Step-Up an,
> 3V?

Der TPS63002(ohne mppc) ab 1.8V
Der LTC3105 (mit mppc) ab 0.225V
Ich ging mal davon aus, dass bei einer (wahrscheinlich) Nennspannung von 
3V schon rund 2 V bei rum kommen sollten


THOR schrieb:
>> Dann solltest du noch bedenken, dass die meisten Smartphone eine
>> halbwegs stabile Spannung zu Laden brauchen. Wenn die wegen zu wenig
>> Licht immer wieder einbricht, melden viele Smartphones "Ladegerät
>> defekt" und laden dann eben nicht mehr. Kommerzielle Geräte laden daher
>> mit der Solarzelle zuerst einen Akku auf und mit dem Akku laden sie dann
>> das Smartphone.
>
> Meine HTC Geräte meckern alle, laden aber trotzdem

naja bei der Android Fraktion habe ich nicht so angst. Doch Leider gibt 
es auch noch Apfel Handys, wobei ich mehr angst habe, da ich mir sagen 
haben lasse, das die bei nicht genauen Spannungen Mekern.

Stefan U. schrieb:
> Haben die Solarzellen überhaupt genug Leistung? Bei 3V sollten sie
> mindestens 2A liefern können, damit hinten 5V 500mA raus kommen. Und
> zwar nicht nur am Äquator um 12:00 Mittags.

Das ist mir klar aber zur errinerung: das ist etwas für rund 11 jährige, 
welche keine Ahnung von Elektronik haben(im sinne von sie sind nicht 
direct daran interesiert), da reicht es meiner Meinung schon, wenn es 
einmal leuchtet, das es lädt. Wäre es für mich und wäre meht geld zur 
verfügung als max 30 Chf. würde das anders aussehen.

Ich habe aber gerade noch eine preiswerte Zelle gefunden:
http://www.lemo-solar.de/shop/solarmodule.php#id1299006700
Nennspannung 6 Volt, Leerlaufspannung 10,5 Volt, Kurzschlussstrom 390 
mA, Leistung 2100 mW. Sie ist zwar gross aber für 14 Euro ganz ok.

Damit könnte man einen mehr oder weniger genauen mpp beim mppc 
einstellen. laden würde es zwar nur langsam aber es ist immerhin etwas.


Wie schon gesagt, würden Preisslich gesehen schon nur die Ni Akkus in 
Frage kommen. Da wollte ich Fragen, ob man diese ohne gross überwachung 
an der Solarzelle laden kann?

von Pandur S. (jetztnicht)


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Eher nicht. Der akku kann ueberladen und kaputtgehen.

von THOR (Gast)


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Bei Pollin bekommt man alte Handyakkus nachgeworfen. Sind einerseits von 
der Spannung her günstiger, andererseits haben die Protection Circuits 
mit drin.

Sowas in der Art:
http://www.pollin.de/shop/dt/NTIwOTI3OTk-/Stromversorgung/Akkus/Kameraakkus/Ersatz_Akku_fuer_Mini_DV_Camcorder_PMDV85.html

Alternativ ne Powerbank: 
http://www.pollin.de/shop/dt/NjIzODQ2OTk-/Stromversorgung/Akkus/Powerbanks_Zusatzakkus/USB_Powerbank_INTENSO_2600_mAh_pink.html

Ohne UVLO, Überladeschutz und stabilem Gehäuse würde ich gar nichts 
verwenden.

Die Akkus haben natürlich alle den Nachteil, dass der Lerneffekt "Sonne 
scheint, Handy lädt" wegbleibt.

Man kann sich auch ne Solarzelle mit 9-10 Zellen bauen und da das Handy 
direkt dranhängen. Das macht man dann mit nem alten Handy und nem 
Baustrahler. Damit der Zusammenhang klar wird. Zusätzlich vielleicht 
noch Drehspul-Messinstrumente und den Abstand zum Baustrahler vergrößern 
und verringern.

Je nachdem was jetzt das Ziel der Veranstaltung sein soll. Begeisterung 
wecken? PV erklären? Angrybirds?

von THOR (Gast)


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*Solarmodul mit 9-10 Zellen

von Homo Habilis (Gast)


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THOR schrieb:
> Je nachdem was jetzt das Ziel der Veranstaltung sein soll. Begeisterung
> wecken? PV erklären? Angrybirds?

Ziel: Keine Demonstrations-Veranstaltung, sondern eine Art simpler 
(recht leicht verständlicher), aber natürlich perfekt und sinnvoll 
funktionierender Bausatz, den sich jeder nach der Fertigung nach Hause 
mitnehmen kann.

Was mich zweifeln läßt, daß man für wenig genug Geld und auf wenig genug 
Platz da was hinkriegt.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> Nennspannung 6 Volt, Kurzschlussstrom 390 mA

Das reicht nicht aus, damit kannst du kein normales Smartphone laden. 
Nichtmal bei idealen Lichtverhältnissen.

von MaWin (Gast)


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Domenic schrieb:
> wenn man an eine Solarzelle einen Einfachen Buck
> Boost Converter hängt(meine Wahl ware: TPS63002
> http://www.ti.com/product/tps63002/description), würde dieseer nicht
> Strom Saugen wollen und die Spannung zusammenreissen?

Ja.

> Nun wollte ich Fragen, ob das so überhaut funktioniert

Nein.

> Die  Solarzellen werden warscheinlich bei
> http://www.tueftler.ch/solarbauteile/solarmodule.html
> bezogen.(warscheinliche 3x1V).

Der billigste Schrott, wie in 1 EUR Gartenwegleuchten.

Nehmen wir an das Handy zieht an 5V bis 500mA ohne besondere Codierung, 
und du hast Solarzellen die 500mA liefern können, also 2.5 Watt, besser 
etwas mehr.
Das funktionier nur am hellsten Sommertag, den hat man aber fast nie. 
Soll es auch an normalen Tagen funktionieren, braucht man schon 25 Watt 
Panels. Und soll es gar in einem Raum funktionieren eher 250 Watt 
Module.

Das ist so gross und so teuer, vbergiss deine Idee gleich wieder.

Solarstrom ist NICHT billig. Jedes Ladegerät in der Steckdose ist 
billiger. Und nein, Powerbänke sind keine Lösung, die meisten 
chinesischen haben nicht die beworbene Kapazität.

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