Hallo zusammen, da mein neu erworbener Solar-Laderegler - obwohl eigentlich besser als der alte wegen uC-Steuerung - nicht so funktioniert, wie es vorher mit dem alten war, suche ich eine Lösung. Die Situation: Ein kleiner Pufferakku hängt am 12V-Solar-Laderegler, eine 60W-Solarzelle am Eingang und am Ausgang eine Arduino-Steuerung mit diversen Funktionen, z.B. zum automatischen Laden von Geräten in Abhängigkeit vom Sonnenschein. Das Problem: Wenn die zu ladenden Geräte kaum mehr Strom aufnehmen (~<0,5A) steigt die Spannung der Solarzelle am Eingang des Ladereglers auf bis zu 20V bei voller Sonne. Das war zuvor nie ein Problem, aber der neue Regler ist so schlau, die Solarzelle dann fast ganz abzudrehen (geht wohl in den Erhaltungsladezustand über) und die angeschlossenen Geräte stattdessen aus dem Akku zu speisen. Das ist natürlich Blödsinn. Sobald jedoch die Sonne weniger scheint, sinkt die Solarspannung z.B. auf ca. 15V und der Regler lässt den Strom zum Arduino wieder korrekt durch, ohne aus dem Akku Saft zu ziehen. Ich kann das gut ablesen, da ich an allen diesen Stellen jeweils Strom und Spannung messe und am Arduino per Display anzeige. Nun suche ich einen Weg, die Spannung der Solarzelle immer auf 15 bis 18V (muss ich ausprobieren) zu begrenzen. Quasi einen Spannungs-Überlauf. Wie löst man sowas am einfachsten? 20 Dioden und ein Widerstand in Reihe wäre vielleicht ein Weg, aber geht das nicht eleganter? V.a. habe ich grad nicht so viele Dioden in der Stärke (bis 3A Dauerlast) da. Vielen Dank für ein paar Tipps.
Dafür gibts Überspannungsdioden aus dem KFZ-Bereich, 18V 100A oder so. Erhältlich via Reichelt für cents. Es ist aber nicht schlau die kostbare Energie zu verheizen. Besser ist ein besserer Solarregler, der diesem Umstand gerecht wird. Die Technik steckt noch in den Kinderschuhen sozusagen. Schlimmer finde ich die Spannungsspitzen, die ein Solarregler und auch die Verbraucher produzieren. Die Ströme sind um eine Größenordnung höher als bei 220 Volt, dementsprechend auch der "Zündspuleneffekt". Dafür sind dann besagte "Dioden" bestimmt. Halbleiterverbraucher wie Laptop und Radio werden gerne dabei gegrillt.
Vielen Dank. Wie nennen sich diese Dioden denn genau bzw. kennst Du auswendig einen Typ, nach dem ich suchen kann?
Andreas F. schrieb: > Vielen Dank. Wie nennen sich diese Dioden denn genau bzw. kennst Du > auswendig einen Typ, nach dem ich suchen kann? Artikel-Nr.: 1,5KE 18CA im www.reichelt.de für 0,27 cents. 18V/200A. An jeder Stelle (Steckdose ?), wo ein Verbraucher angeschlossen wird sollte eine solche Diode angebracht werden. Damit wird der "Rückschlag", der beim Ausschalten erzeugt wird begrenzt. Auf die Polung muss man achten. In Flussrichtung ist es eine normale Diode mit 0,6 bis 1 Volt Begrenzung. In Sperr- Richtung ist es dann die Begrenzerdiode. Die 200A dürfen auch nur kurzzeitig verstanden werden. So eine Diode verkraftet etwa 5 Watt auf die Dauer.
Angehängte Dateien:
-
PV_clamp.PNG
3,9 KB
Dr. Google schrieb: > Artikel-Nr.: 1,5KE 18CA im www.reichelt.de für 0,27 cents. 18V/200A. Diese Diode ist zwar gut für Spannungsspitzen, aber der TO möchte ja (im Zweifelsfall) dauerhaft die überschüssige Leistung der Solarzelle "verheizen", indem der die Spannung am Ausgang der Zelle auf 15 Volt begrenzt. Mal davon abgesehen, dass ein MMP-Tracker mit einstellbarer Ausgangsspannung wohl am effizientesten wäre, habe ich eine alternative im Anhang, die die Spannung auf U_Zener + U_eb begrenzt. Alles was darüberliegt wird verheizt. Zu beachten ist lediglich, das P_tot des PNP nicht überschritten wird (Kühlkörper!), der Verstärkungsfaktor groß genug ist, damit I_b (somit auch I_Zener) nicht zu groß wird, dass die BE-Strecke oder die Zener-Diode sterben. Und, dass die Ausgangsspannung von der Temperatur des Transistors abhängt. Es ist keine hochpräzise Lösung, aber um die Spannung in einem groben Rahmen zu halten ausreichend und simpel. Ich habe die Schaltung selbst an einem PV-Panel im einsatz. Grüße, Alex
Alex, genau sowas meinte ich, vielen Dank. Du verbrätst also alles über 19V, oder? Der d45vh10g würde mir locker reichen, denn der kann 15A ab, bei mir sind es maximal 3. Ich brauch also bloß eine andere Zehner für meine Schwelle. Ja, ein MMPT wäre toll, gibts inzwischen für erstaunliche 30 €, aber das hier ist Bastelei und ich habe ja gerade erst einen neuen Regler erworben. Der Witz ist, dass der alte, den ich schlauerweise schon verkauft habe, ganz einfach aufgebaut war und problemlos funktionierte und noch dazu billiger war. Aber so ist das Leben.
keine 19V. Es sind 12V Zenerspannung + ca. 1V U_be des Trnsistors, je nach Temperatur auch mal mehr. Verheizt wird alles über ca. 13V. Am Labornetzteil hab ich den Transistor mal ohne KK auf ungesunde Temperaturen geheizt um zu sehen, wo die Spannung hinwandert...ging dann richtung 13,8V bis 14V. Aber so warm wollte ich ihn im betrieb nicht werden lassen :-) Für die Ausgangsspannung musst du eben mit Zener-Werten spielen, ggf. noch ein paar Standard-Dioden in Flussrichtung für 0,6V Schritte.
Hm, versteh nicht ganz: Im Datenblatt stehen ja 7V für U_eb, wieso ist das dann am Ende nur 1V? Oder ist das die Maximalspannung, die das Ding überlebt? Dann ists klar.
Alexander B. schrieb: > die Spannung auf U_Zener + U_eb begrenzt upps...sollte natürlich U_be sein! also die Spannung, die die Basis-Emitter-Strecke zum Durchschalten bruacht
:
Bearbeitet durch User
Noch eine andere Frage: Kann man da nicht einfach einen Widerstand mit reinschleifen, der dann die meiste Wärme ableitet statt dem PNP? Ich habe hier noch einen TIP42C da, der müsste von der Leistung her auch reichen. Muss mir dann nur noch eine Zener besorgen.
:
Bearbeitet durch User
Achte im Datenblatt auf's Power-Derating: Der kann bei 25°C 65W ab. Das sinkt aber auf z. B. nur noch 40W bei 75°C. Deine Solarzelle hat 60W, wenn deine Verbraucher also keine Leistung brauchen, und die Sonne voll auf die Zelle knallt, wird das schon eng. 60W über nen KK abführen ist ne Menge Holz. Ggf wäre ein Lüfter am KK nicht schlecht. Spannung hast du ja genug zur verfügung :-) Was den Vorschlag mit dem Widerstand angeht: Die spannung am Widerstand hängt ja vom fließenden Strom ab. Somit hast du keine konstante Ausgangsspannung. Und die Spannung nur über die Zenerdiode zu begrenzen erzeugt magischen Rauch, außer du hast eine richtig fette Zenerdiode. Deshalb der Trick mit dem Transistor. Der wirkt in dieser Schaltung wie eine fette Zenerdiode. vgl. https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/powzen.htm Da hab ich die Grundidee auch vor Jahren selbst gefunden und für diesen vereinfachten Fall mit PNP angepasst.
:
Bearbeitet durch User
Ich hab eben noch alte Zener gefunden, einmal 10V und mehrmals 6,8V. Da könnte ich mir mit 2x 6,8V in Reihe plus 1-2 normale Dioden ja schon was basteln. Den Widerstand wollte ich natürlich zusätzlich zum PNP einbauen, also nicht allein mit den Zenern. Dass da unterschiedlich viel Spannung abfällt ist klar, aber das ist im Grunde egal, da das ja unterhalb ~15V eh nicht greift. Drüber soll einfach nur ca. 15V maximiert werden. Was die Leistung angeht: Es müssen zwar 3A verbraten werden, aber nur 5V, nicht die vollen 20V, sodass wir also nicht von 60W reden. Oder ist der Denkansatz falsch? Im Grunde würden doch nur 5V (20V minus 15V Zener-PNP) mal 3A verheizt werden. Stimmt das? Und wenn ich dann noch einen 3 Ohm Widerstand in Reihe mit dem PNP schalte, würden dort rechnerisch 9V abfallen, was ja nicht geht. Die Frage ist, was passiert in so einer Schaltung dann?
Vergiss den Widerstand. Dein PNP ist der (variable) Widerstand. Leistungstechnisch liegen beim "Verheizen" 15V über dem Transistor. Denn das ist ja deine gewünschete Ausgansspannung. Du sagst, es wären maximal 3A => 15V * 3A = 45W die der Transistor verheizen muss
Verstehe, dann wird das u.U. knapp mit dem TIP42C. Kann man denn die Zener mit einem Widerstand vor zuviel Stromfluss schützen?
Angehängte Dateien:
-
sol_shunt.png
18 KB
Andreas F. schrieb: > Verstehe, dann wird das u.U. knapp mit dem TIP42C. Kann man denn die > Zener mit einem Widerstand vor zuviel Stromfluss schützen? Um die Zener mußt du dir keine Sorgen machen. Eher zu berücksichtigen wären: * SOA - TIP42C verträgt 20V bei 3A, D44H11 max. 10V * Kühlkörper Tu=50°, Tj=150°C, Rthjc=1.67°C/W Rthkk=(Tj-Tu/Pv)-Rthjc Pv=45W: Rthkk=0.5°C/W Pv=15W: Rthkk=5°C/W Die Auswahl wird größer, wenn man die Leistung aufteilt.
Habe es eben mal schnell zusammengelötet: Funktioniert, ~15-16V mit zusätzlicher Diode. Aber leider nur wenige Sekunden, dann kann ich den Kühlkörper nicht mehr anfassen. Mein Versuch, ein dickeres Stahlstück dranzuschrauben, schlug fehl. Am besten wäre hier ein Ventilator, der gut Strom zieht, aber hab sowas leider auch nicht da. Was meinst Du mit "Die Auswahl wird größer, wenn man die Leistung aufteilt"?
:
Bearbeitet durch User
Andreas F. schrieb: > Was meinst Du mit "Die Auswahl wird größer, wenn man die Leistung > aufteilt"? Naja, die Auswahl an Kühlkörpern mit passendem Rth wird größer, da der interne Rhjc n-mal parallel geschltet wird. Aber vergiss die oben angehängte Schaltung. Die Emitterwiderstände reichen nicht, um das Ding thermisch stabil zu kriegen. Da war ich wohl etwas zu optimistisch.
Ach so, Du meintest Parallelschaltung mehrerer Transistoren. Ich such mal, ob ich einen starken Lüfter finde, der den übrigen Strom verbrät und damit gleichzeitig noch kühlen kann.
ja zur verlustleistung ist ja schon was gesagt worden.. hier anbei noch nen schaltungsvorschlag.. seite 9 "Charge Monitoring Circuit" https://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0ahUKEwiBvu3VrYHUAhVSJlAKHd46BGoQFggtMAA&url=http%3A%2F%2Fwww.holtek.com.tw%2Fdocuments%2F10179%2F11842%2FHT70xxA_1v230.pdf&usg=AFQjCNGlUYlCK7Q9AFcTRQsK-p9ifP0JfQ&cad=rja
Dr. Google schrieb: > Es ist aber nicht schlau die kostbare > Energie zu verheizen. Besser ist ein besserer Solarregler, der diesem > Umstand gerecht wird. Die Technik steckt noch in den Kinderschuhen > sozusagen. Sind das Regler, die eine Nullpunktenergiesenke haben? In meinen, zugegebenermaßen recht alten Büchern steht nämlich etwas von begrenzter Kapazität, d.h. wenn der Energiespeicher voll ist und man weiter Energie reinpumpt, wird irgendetwas erst ziemlich warm und dann geht dieses Irgendwas auch manchmal kaputt. Was nämlich noch fehlt ist eine Form von Schaltplan, da ein Solarladeregler an einem 12V-Akku keine 5V für einen Arduino bereitstellt, sondern eben 12V (und mehr) für die Akkuladung. Bei vollem Akku brauchts also irgendeine Form von Umschaltung, den Akku zu schonen und stattdessen einfach die Solarmodulspannung auf 5V herunterzuregeln. Der vorgeschlagene sog. Shunt-Regler kann mit Widerständen, vor dem Kollektor oder bei geschickter Dimensionierung (Spannung über den Widerständen <5V) nach dem Emitter entlastet werden. Rechnerisch sollte die Hälfte der Leistung in den Widerständen stecken, d.h. 30W, bei 3A, d.h. näherungsweise 10V.
Die ganze Anlage ist wie gesagt nicht neu, sondern läuft schon länger. Wandler für 12->5V bzw. 3,3V und die gesamte Steuerung sind alle vorhanden und in Betrieb. Mir geht es nur darum, den Reststrom irgendwie loszuwerden, wie anfangs beschrieben.
Alex, ich muss nochmal nachfragen: Bin bisher nicht wirklich weitergekommen, da ich das pure Verheizen nicht hinbekomme, Transistor wird einfach zu heiß. Daher würde ich am liebsten einen anderen Verbraucher bei Überschreiten der Spannung einschalten, z.B. dicke Kfz-Glühbirne oder Lüfter. Doch wenn ich die Last in Reihe mit dem T2 Deiner Schaltung schalte, passiert nichts, d.h. Lampe leuchtet nicht, sondern nur der T2 wird glühend heiß. Wie müsste ich denn die Schaltung abändern, damit das geht? Muss die Last zwischen Masse und Kollektor statt zwischen Plus und Emitter? Oder muss ich einen weiteren Transistor einbauen, der von der Z-Diode getriggert wird und damit erst den T2 schält? Vielen Dank.
Wenn der Transistor zu heiß wird, braucht er einen größeren Kühlkörper. Der sollte dann auch möglichst nicht von der Sonne vorgeheizt werden, sonst ist der Transistor vielleicht schon vorm Einschalten glühend heiß.
Das war leider nicht meine Frage, denn selbstverständlich ist mir das vollkommen klar. Ich suche daher nach der eben beschriebenen Lösung.
Andreas F. schrieb: > Das war leider nicht meine Frage, denn selbstverständlich ist mir das > vollkommen klar. Ich suche daher nach der eben beschriebenen Lösung. Bei dieser Schaltung: sol_shunt.png liegen immer 13V zwischen C und E. Diese ergeben immer eine Leistung die vom Strom und der CE-Spannung abhängt. Wenn du die Leistung über eine Lampe oder so abfackeln willst dann solltest du zwischen C und E eine möglichst keine Spannung haben (0.3V oder so). Bau dir eine Schaltung die das bewerkstelligt. NPN, E an Masse, Lampe zwischen C und Eingangsspannung. Z-Diode an Eingangsspannung, über einen R an Basis, und ein weiterer R um Leckströme gegen GND abzuleiten. Sobald der Transistor durchschaltet (Z leitet) brennt die Lampe und am Transistor wird 0.3V x Amp in Wärme umgesetzt. Gehen Schwingen sollte noch was getan werden, also eine Hystereseschaltung eingesetzt. Kurt Nachtrag: der Transistor sollte im Schaltbetrieb betrieben werden, also ein/Aus .
:
Bearbeitet durch User
Schwierig. Einfach einen alten CPU-Kühler/Lüfter. Da sind 100W wie weggeblasen.
Andreas F. schrieb: > da mein neu erworbener Solar-Laderegler - obwohl eigentlich besser als > der alte wegen uC-Steuerung - nicht so funktioniert, wie es vorher mit > dem alten war, suche ich eine Lösung. > > Die Situation: Ein kleiner Pufferakku hängt am 12V-Solar-Laderegler, > eine 60W-Solarzelle am Eingang und am Ausgang eine Arduino-Steuerung mit > diversen Funktionen, z.B. zum automatischen Laden von Geräten in > Abhängigkeit vom Sonnenschein. > > Das Problem: > Wenn die zu ladenden Geräte kaum mehr Strom aufnehmen (~<0,5A) steigt > die Spannung der Solarzelle am Eingang des Ladereglers auf bis zu 20V > bei voller Sonne. Das war zuvor nie ein Problem, aber der neue Regler > ist so schlau, die Solarzelle dann fast ganz abzudrehen (geht wohl in > den Erhaltungsladezustand über) und die angeschlossenen Geräte > stattdessen aus dem Akku zu speisen. > Das ist natürlich Blödsinn. Natürlich nicht. > > Sobald jedoch die Sonne weniger scheint, sinkt die Solarspannung z.B. > auf ca. 15V und der Regler lässt den Strom zum Arduino wieder korrekt > durch, ohne aus dem Akku Saft zu ziehen. Ich kann das gut ablesen, da > ich an allen diesen Stellen jeweils Strom und Spannung messe und am > Arduino per Display anzeige. > > Nun suche ich einen Weg, die Spannung der Solarzelle immer auf 15 bis > 18V (muss ich ausprobieren) zu begrenzen. Quasi einen > Spannungs-Überlauf. Wie löst man sowas am einfachsten? 20 Dioden und ein > Widerstand in Reihe wäre vielleicht ein Weg, aber geht das nicht > eleganter? V.a. habe ich grad nicht so viele Dioden in der Stärke (bis > 3A Dauerlast) da. Dein Solarregler ist völlig in Ordnung, bei vollem Akku belastet der die Solarzelle nicht mehr woraufhin sie auf Leerlaufspannung geht, die am Akku angeschlossenen Geräte ziehen ihren Strom zwar aus dem Akku aber der wird sofort nachgeladen, bleibt also voll bei konstanten 13.8V Es gibt keinen Grund, bloss wegen ddines Missverstänfnisses der Schaltunv nun die Leerlaufspannung der Solarzelle zu begrenzen bloss weil dein alter Solarlader wohl bei vollem Akku die Solarzelle kurzgeschlossen hat, was genau so gut war.
MaWin schrieb: > Dein Solarregler ist völlig in Ordnung, bei vollem Akku belastet der die > Solarzelle nicht mehr woraufhin sie auf Leerlaufspannung geht, die am > Akku angeschlossenen Geräte ziehen ihren Strom zwar aus dem Akku aber > der wird sofort nachgeladen, bleibt also voll bei konstanten 13.8V Wenn es denn nur so wäre... leider nicht. Der alte Regler hat den Saft wunderbar am Akku, wenn er voll war, vorbei zum Ausgang geschaltet, der neue hat offenbar irgendwelche nicht wirklich sinnvollen Hysteresen einprogrammiert. > Es gibt keinen Grund, bloss wegen ddines Missverstänfnisses der > Schaltunv nun die Leerlaufspannung der Solarzelle zu begrenzen bloss > weil dein alter Solarlader wohl bei vollem Akku die Solarzelle > kurzgeschlossen hat, was genau so gut war. Der alte Lader hat nichts kurzgeschlossen, sondern den vollen Akku einfach weiter gepulst. Das Problem ist nämlich: Ziehe ich am Ausgang einen relativ hohen Strom, der laut den aktuellen Messdaten aus der Solarzelle aufgrund der hohen Spannung vorhanden sein müsste und deshalb vom Ausgang "erlaubt" bzw. eingeschaltet wird, geht der relativ kleine Akku mitunter schnell so weit in die Knie, dass der Laderegler die Abschaltung des Ausgangs vornimmt (Entladeschwellspannung), obwohl die Solarzelle auf 20V in praller Sonne steht. Sobald ich dann richtig Saft ziehe und unter 16V komme, fängt sich der Regler und macht das, was er soll. Daher ja die Idee, dieses Problem mit einem "Spannungsüberlauf" zu beheben, denn solange von der Solarzelle 15-16V maximal kommen, ist das Verhalten korrekt: Akku voll -> Solarstrom wird 1:1 an den Ausgang durchgeleitet. Mir kommt das fast so vor, dass der Regler bei 20V glaubt, er hätte es mit einem 24V System zu tun, das noch zu wenig Ladespannung bekommt und daher die Solarzelle nicht anzapft. Kurt, das ist genau das, was ich meinte, Danke. Aber eine Frage: Worin besteht hier der Unterschied zum obersten Schaltbild? Das ist ja lediglich spiegelverkehrt und NPN statt PNP. Wenn ich an der erstgenannten Schaltung die Last zwischen Masse und Kollektor lege, hätte das dann nicht denselben Effekt? Oder wie hast Du Dir die Schaltung genau vorgestellt?
Angehängte Dateien:
-
sol_shunt1.png
24 KB
Boris O. schrieb: > Der vorgeschlagene sog. Shunt-Regler kann mit Widerständen, vor dem > Kollektor oder bei geschickter Dimensionierung (Spannung über den > Widerständen <5V) nach dem Emitter entlastet werden. Die einfachste Lösung ist in diesem Fall wohl auch die Beste ;=) Widerstand im Emitterzweig ist allerdings nicht so gut, da er die Spannungsregelung direkt beeinflußt. Am Kollektor führt er nur dazu, dass ein bestimmter Punkt erreicht werden kann, ab dem der Transistor nicht mehr weiter öffnen kann und der Strom über BE- und Z-Diode stark ansteigt - ist aber eher theoretischer Natur, da die Solarzelle ohnehin nicht mehr hergibt. Verlustleistung/Temperatur an der Z-Diode sollte man dennoch prüfen, da sie bei höherer Temperatur des Transistors (Stromverstärkung sinkt) steigt. Kann aber auch sein, dass hier nur das Transistor-Modell etwas konservativ ist. Die Parallelschaltung der Widerstände ist nur ein Beispiel wenn man die mit ausreichend langen Anschlüssen in Luft bertreiben will. Ansonsten kann man es auch mit einem 50W-Typ im Alugehäuse auf entsprechend großem Kühlkörper lösen.
Ah, vielen Dank. D.h. ich muss zwischen Masse und Kollektor die Last hängen statt zwischen Plus und Emitter. Daher hat das im Test also nicht geklappt. Werde ich mal ausprobieren.
Andreas F. schrieb: > Der alte Regler hat den Saft wunderbar am Akku, wenn er voll war, vorbei > zum Ausgang geschaltet, Sicher nicht, die Spannung wäre hochgradig instabil, schwankend zwischen Akkuspannung und Leerlaufspannung des Panels. > der neue hat offenbar irgendwelche nicht > wirklich sinnvollen Hysteresen einprogrammiert. Sehr sinnvoll, damit er nicht im linearen Zustand vrrharrt. Andreas F. schrieb: > Der alte Lader hat nichts kurzgeschlossen, sondern den vollen Akku > einfach weiter gepulst Also mit Hysterese das Panel dran und weggeschaltet, nicht anders als der akuelle. Ob weschalten per Kurzschluss oder abklemmen passiert ist letztlich egal. Es bleibt dabei: Deine Auffassung übrr die Untslauglichkeit des neuen Laders ist unsinnig, drine Abhilfe per Leerlaufspannungsbegrenzung ebenfalls.
Naja, was hätte von Dir auch anderes kommen können als Rechthaberei. Schade. Komm vorbei und schau Dir das Verhalten in der Realität an, wenn Du alles besser weißt.
Andreas F. schrieb: > Das Problem ist nämlich: Ziehe ich am Ausgang einen relativ hohen Strom, > der laut den aktuellen Messdaten aus der Solarzelle aufgrund der hohen > Spannung vorhanden sein müsste und deshalb vom Ausgang "erlaubt" bzw. > eingeschaltet wird, geht der relativ kleine Akku mitunter schnell so > weit in die Knie, dass der Laderegler die Abschaltung des Ausgangs > vornimmt (Entladeschwellspannung), obwohl die Solarzelle auf 20V in > praller Sonne steht. Sobald ich dann richtig Saft ziehe und unter 16V > komme, fängt sich der Regler und macht das, was er soll. Ist da vielleicht versehentlich die Software für eine Kaffeemaschine auf dem Ladecontroller?
Naja, trinken Chinesen Kaffee? Wenn ja, wissen wir Bescheid. Ist halt so ein Billigteil. Hätte aber nicht gedacht, dass das schlechter ist als das noch billigere Billigteil von zuvor. Das hier ist das Ding: http://www.ebay.de/itm/272629479219 Immerhin, was man auf dem Display des Ladereglers ablesen kann in Sachen Ladespannungen des Akkus, die korrekt eingehalten werden, und die Möglichkeit, die Schwellspannungen einzustellen, ist ganz nett. Hatte hier im Forum einen ewig langen Faden zum Akkuladen gelesen, da kann man so die Akkus je nach Typ am besten betreiben. Leider aber offenbar nur, wenn man Kaffeetrinker ist ;) Wie gesagt, ich habe das Gefühl, dass da was mit den Schwellen nicht stimmt. Bis etwa 16V tut es korrekt, darüber nicht mehr. Aber ich will ungern die Solarzelle bei Sonnenwetter in den Schatten stellen ;)
Ich habe eher das Gefühl, daß da was falsch angeklemmt ist. Das BATTERIE-Terminal wird bei Überspannung (14,7V) getrennt. Da sollte man nicht das Panel dranhängen.
Da ist nix falsch angeklemmt. Bin ja nicht ganz blöd. Der Akku wird bis 14,5V geladen, danach auf 13,8V gepulst. Was für ein Panel soll so drangehängt sein?
Andreas F. schrieb: > Kurt, das ist genau das, was ich meinte, Danke. Aber eine Frage: Worin > besteht hier der Unterschied zum obersten Schaltbild? Das ist ja > lediglich spiegelverkehrt und NPN statt PNP. Es geht auch mit PNP, dann halt alles "auf den Kopf gestellt". > Wenn ich an der > erstgenannten Schaltung die Last zwischen Masse und Kollektor lege, > hätte das dann nicht denselben Effekt? Oder wie hast Du Dir die > Schaltung genau vorgestellt? Eigentlich schon, die Emitterwiderstände gehören dann weg. Der Z-Diode ist noch ein Widerstand beizusteuern denn sonst fliesst ungebremster Strom vom + über EB-Strecke und Z-Diode gegen Masse. Kurt (bei kleinen Strömen ist die Belastung der Transistoren höher als bei grossem. Grund: die Transistoren befinden sich dann im "Analogbetrieb", sind also nicht durchgeschaltet.) .
Andreas F. schrieb: > Da ist nix falsch angeklemmt. Bin ja nicht ganz blöd. > > Der Akku wird bis 14,5V geladen, danach auf 13,8V gepulst. Was für ein > Panel soll so drangehängt sein? Kann ich schlecht sehen aber wenn du schon selbst von Hysterese redest, die gibts auch nur am Batterieterminal. Das Solarterminal ist durchgehend bis 50V offen. Daß da was nicht stimmt, ist ja offensichtlich.
Angehängte Dateien:
-
sol_shunt_npn.png
24 KB
Kurt B. schrieb: > Es geht auch mit PNP, dann halt alles "auf den Kopf gestellt". Jepp. > Der Z-Diode ist noch ein Widerstand beizusteuern denn sonst fliesst > ungebremster Strom vom + über EB-Strecke und Z-Diode gegen Masse. Nö, das würde das Regelverhalten verschlechtern. Eine Solarzelle ist ja keine Spannungsquelle mit niedrigem Innenwiderstand. Hier stellt sich durch Belastung mit dem Kollektorstrom genau die Z-Spannung (+ Vbe des Transistors) ein, wobei der Basisstrom - also auch der durch die Z-Diode - dem durch die Stromverstärkung geteilten Kollektorstrom entspricht. Erst wenn die Zellenspannung beim maximal möglichen Strom der Schaltung (im Beispiel ca. 3.8A) über der Z-Spannung liegt, ist die gefährdet.
hna32 schrieb: > Kurt B. schrieb: >> Es geht auch mit PNP, dann halt alles "auf den Kopf gestellt". > Jepp. > >> Der Z-Diode ist noch ein Widerstand beizusteuern denn sonst fliesst >> ungebremster Strom vom + über EB-Strecke und Z-Diode gegen Masse. > Nö, das würde das Regelverhalten verschlechtern. > > Eine Solarzelle ist ja keine Spannungsquelle mit niedrigem > Innenwiderstand. Hier stellt sich durch Belastung mit dem Kollektorstrom > genau die Z-Spannung (+ Vbe des Transistors) ein, wobei der Basisstrom - > also auch der durch die Z-Diode - dem durch die Stromverstärkung > geteilten Kollektorstrom entspricht. > Erst wenn die Zellenspannung beim maximal möglichen Strom der Schaltung > (im Beispiel ca. 3.8A) über der Z-Spannung liegt, ist die gefährdet. Bedenke die Lampe zwischen Kollektor und Masse. Kurt
MaWin hat vollkommen recht. Auf der Akkuseite ist lediglich ein Überladeschutz notwendig, der die Solarspeisung unterbricht oder runterregelt, wenn der Akku sein U_max erreicht. Der Verbraucher kann immer am Akku hängen, überwacht von einem Tiefentladeschutz. Mehr braucht es nicht, weil sich der Rest von alleine "regelt"...
Niemand widerspricht diesem Prinzip. Aber der Regler regelt das leider nicht richtig. Probiert es doch einfach selbst aus, wenn Ihr mir nicht glaubt und alles aus der Ferne besser wissen wollt.
hna32 schrieb: > Kurt B. schrieb: >> Es geht auch mit PNP, dann halt alles "auf den Kopf gestellt". > Jepp. > >> Der Z-Diode ist noch ein Widerstand beizusteuern denn sonst fliesst >> ungebremster Strom vom + über EB-Strecke und Z-Diode gegen Masse. > Nö, das würde das Regelverhalten verschlechtern. > > Eine Solarzelle ist ja keine Spannungsquelle mit niedrigem > Innenwiderstand. Hier stellt sich durch Belastung mit dem Kollektorstrom > genau die Z-Spannung (+ Vbe des Transistors) ein, wobei der Basisstrom - > also auch der durch die Z-Diode - dem durch die Stromverstärkung > geteilten Kollektorstrom entspricht. > Erst wenn die Zellenspannung beim maximal möglichen Strom der Schaltung > (im Beispiel ca. 3.8A) über der Z-Spannung liegt, ist die gefährdet. Hab erst jetzt deine Schaltung gesehen. Auch wenn das Regelverhalten nicht mehr so gut ist, "man macht es einfach nicht", das mit der Z_Diode zwischen (im Endeffekt + und -) Jede kleine Störung, Transient, Überlast, würde diese ins Nirwana, und damit auch den Transistor gleich mit, schicken. Der Transistor braucht ja auch seine "Zeit" bis er anspricht, indessen übernimmt die Z den Strom der dann auch noch über die BE-Strecke läuft. Stress für alle Beteiligten, ein R löst das alles auf. Kurt
@Andreas "Sobald jedoch die Sonne weniger scheint, sinkt die Solarspannung z.B. auf ca. 15V und der Regler lässt den Strom zum Arduino wieder korrekt durch, ohne aus dem Akku Saft zu ziehen...." Ich schätze mal, dass es nicht an der solaren Einstrahlleistung oder gar an der Panelspannung liegt, sondern einfach daran, ob das Verhältnist von Solarleistung zu entnommener Leistung positiv oder negativ ist. Und wenn der Regler dann durchschaltet, wenn aufgrund eines negativen Verhältnisses die Akkuspannung unter die Erhaltungssschwelle abzusinken beginnt, ist nix faul, sondern genau das erwünschte Verhalten gegeben.
P.S. was du beobachtest, ist meiner Ansicht nach eher so, dass nicht zuerst die Panelspannung abfällt und dann der Regler einschaltet, sondern dass der Regler aus oben genanntem Grund durchschaltet und damit zeitgleich die Panelspannung runter zieht...
Letzteres mag schon sein, aber das funktioniert nur bei Spannungen unter 16V. Vielleicht ist das Ding auch schlicht defekt?
:
Bearbeitet durch User
Andreas F. schrieb: > Niemand widerspricht diesem Prinzip. Aber der Regler regelt das > leider > nicht richtig. Und du hast gerne Geräte, die nicht richtig funktionieren oder warum reklamierst du das Ding nicht einfach?
Wenn ich wüsste, ob es defekt ist oder schlicht falsch programmiert, aber das kann ich bisher nicht sagen. Werde mir wohl das alte wieder beschaffen, da der Workaround nicht tut.
Wenn der Akku voll ist, und nur minimale Verbraucher aktiv sind, ist es doch normal, dass die Panelspannung nahe zur Leerlaufspannung hoch geht. Ist bei jedem nahezu unbelasteten Panel so, dazu muss noch nicht mal die Sonne ungezügelt draufknallen. Da muß nix mit technischen Verrenkungen verheizt werden, wenn ein Regler auch nur einigermaßen das macht, was ein Solarregler zu tun hat. Die Panelspannung ist nicht das Kriterium, wann bzw. inwieweit der Regler die Solarleistung durchzuschalten hat, sondern die Verbrauchs- oder Akkuspannung. Leg mal gezielt Verbraucher an den Akku, bzw. deinen Ausgang und beobachte das Verhalten des Systems. Wenn es dann unlogisches oder ineffizientes Verhalten zeigt, ist evtl. der Regler tatsächlich kaputt oder eine Fehlentwicklung. Beides wären für mich Gründe, das Teil zurückzuschicken. Falls am Regler irgendwelche Parameter (Schaltschwellen, Hysterese...) vom User angepasst bzw. programmiert werden können, wäre dort natürlich zuerst anzusetzen...
Ich habe es ja schon beschrieben oben. Aber z.B. einige Zahlen: Akku ist voll, Last zieht ca. 1,5A, Solar hat 19,5V, liefert 0,3A und aus dem Akku werden knapp 1A gezogen. Das ergibt keinen Sinn. Wenn bei derselben Last die Sonne etwas schwächelt und die Zelle nur 15V hat, dann zieht der Regler 1,5A vom Panel, das deshalb auf 15V sinkt.
Wie benimmt sich der Regler, wenn du das Modul kurzzeitig kurzschließt in dem Moment wo ca. die Leerlaufspannung anliegt?
:
Bearbeitet durch User
Angehängte Dateien:
-
sol_shunt2_dc.png
24 KB -
sol_shunt2_ac.png
26 KB
Kurt B. schrieb: > Auch wenn das Regelverhalten nicht mehr so gut ist, "man macht es > einfach nicht", das mit der Z_Diode zwischen (im Endeffekt + und -) > Jede kleine Störung, Transient, Überlast, würde diese ins Nirwana, und > damit auch den Transistor gleich mit, schicken. Wenn du die Z-Diode gegen dauerhafte Überlast schützen willst, wäre bei Pz=3W, Uz=15V, Usolar=20V ein Widerstand von 25Ω nötig. Dieser Betriebszustand wird statisch sicher nicht auftreten und man konnte damit die gewünschte Spannungsbegrenzung nicht mehr einhalten (sol_shunt2_dc.png). Die Z-Diode kann aber einmalige Impulse ziemlich gut ab (100µs Rechteck ca. 200W), limitierend wäre hier der Ibe des Transistors, zu dem es jedoch keine dynamischen Angaben gibt. Für Ibe(DC)=2A, Usolar=20V, Uz=15V käme man grob auf 2.5Ω. Dieser geringe Widerstand ändert die Spannung, aber auch den Schutz bei "Störung, Transient, Überlast" tatsächlich nur wenig (sol_shunt2_ac.png). Wie dem auch sei, Solarzellen bzw. deren Verschattung ändern sich nicht im kHz-Bereich. Das einzige Problem könnte sich aus dem Stromripple des Ladereglers oder einer eventuellen Rückspeisung aus seinen Eingangskondensatoren ergeben. Ich habe aber weder Lust, die Validität der Spice-Modelle im Frequenzbereich zu überprüfen, noch ein Modell für Zelle oder Regler zu erstellen. Das läßt sich im praktischen Versuch in wesentlich kürzerer Zeit ermitteln - und es ist vor allem nicht mehr mein Problem >:). Man könnte natürlich auch eine bessere Version - besser in erster Linie bei der hier weniger relevanten Spannungsstabilität - zusammenzimmern. z.B. https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/powzen.htm Ich bezweifle aber, das sich damit der dynamische Widerstand über einen nennenswert höheren Frequenzbereich erstreckt. Vor allem aber würden energiereiche Transienten beide Schaltungen mit links meucheln - zumindest ohne dahingehend ausgelegte externe Schutzbeschaltung.
Waldemar Z. schrieb: > Wie benimmt sich der Regler, wenn du das Modul kurzzeitig kurzschließt > in dem Moment wo ca. die Leerlaufspannung anliegt? Wenn ich die Spannung etwas runterdrücke (von ~20V Maximalwert auf ca. 15/16V), schält der Regler den Solarstrom auf den Ausgang durch anstatt ihn vom Akku zu holen. Daher ja die Idee, die Spannung zu begrenzen. Irgendwie geht der Regler ab etwa 16V in einen Modus, in dem er das Panel nicht richtig auf den Ausgang schält. Das funktioniert daher nur, wenn entweder noch wenig Sonne auf das Panel scheint oder ich es bei voller Sonne schaffe, soviel Strom am Ausgang zu ziehen, wie das Panel liefert, damit die Spannung unter 16V sinkt.
> Wenn ich die Spannung etwas runterdrücke (von ~20V Maximalwert auf ca. 15/16V),
schält der Regler den Solarstrom auf den Ausgang durch anstatt ihn vom Akku zu
holen.
Das habe ich schon verstanden.
Mir geht es darum, ob der Regler nach dem Kurzschluss wieder normales
verhalten zeigt, oder landet das Panel danach wieder bei 20V?
Andreas F. schrieb: > > Irgendwie geht der Regler ab etwa 16V in einen Modus, in dem er das > Panel nicht richtig auf den Ausgang schält. Er wird halt versuchen in "24V" zu arbeiten. Kurt
Waldemar Z. schrieb: > Mir geht es darum, ob der Regler nach dem Kurzschluss wieder normales > verhalten zeigt, oder landet das Panel danach wieder bei 20V? Hab das nicht explizit probiert mit dem Kurzschließen, aber wenn die Last sinkt und die Sonne voll scheint, beginnt das obige Verhalten wieder, d.h. der Saft kommt überwiegend aus dem Akku. Kurt B. schrieb: > Er wird halt versuchen in "24V" zu arbeiten. Das hatte ich mir ja auch schon gedacht, aber 16-17V als Schwellspannung für die 24V-Erkennung wäre ja schon arg daneben. Es wäre immerhin eine Erklärung für das Verhalten. Wobei ich eigentlich davon ausgehe, dass diese Erkennung allein anhand der Akkuspannung getroffen werden kann.
Nachtrag: Inzwischen habe ich einen anderen einfachen Laderegler. Bei dem kann man interessanterweise einstellen, ob er die Erkennung 12/24V selbst vornehmen soll oder man manuell 12 oder 24V einstellen möchte. Die automatische Erkennung beginnt dort laut Handbüchlein bei 18V. Sprich, hat der Akku > 18V, geht der Lader von einem 24V System aus. Das machte garantiert auch mein alter Regler so, bei dem man das aber nicht manuell einstellen konnte. Eigentlich kann der 12V-Akku niemals 18V haben. Ich kann mir nur vorstellen, dass das Auslesen der Akkuspannung irgendwie nicht sauber gelöst wurde, sodass da die Solarspannung mit reinfließt und er dann ständig zwischen 12 und 24V hin- und herschält. Seit dem neuen Gerät ist jedenfalls Ruhe und alles läuft wieder wie zuvor gewohnt.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.