mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Solar -> Stepupregler -> Bleiakku


Autor: Norbert S. (norberts)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Moin,

Ich hatte vorhin eine Idee und wollte mich mal rückversichern, daß das 
nicht zu simpel gedacht ist und ich ev. was übersehen habe.

Hintergrund: Privatbastelei, muss nicht optimal sein, Teile sind alle so 
vorhanden (Projekt soll aus der Bastelkiste realisiert werden wenn es 
irgendwie geht).

Ich möchte einen 12V 10Ah Bleiakku laden, der bei gutem Wetter ein paar 
Stunden pro Tag eine Pumpe mit 12V und ca. 1A betreiben soll. Das wird 
per µC geregelt (Tiefentladeschutz), das ist hier nicht das Thema.

Problem ist der Solargenerator, der nunmal vorhanden ist und die Daten 
wie im Bild notiert hat. Die Spannung reicht nicht.
Es fliegen hier auch noch Stepupmodule rum. Es war nur die Frage, wie 
betreibe ich die sinnvoll mit dem Solarmodul, ohne es unter den MPP 
abzuwürgen.
So kam mir die Idee zur Schaltung im Anhang und ich meine, das müsste so 
gehen. T1 bekommt einen Kühli, beim Rest sollte es passen.
Kommt mir aber fast zu einfach vor.
Was sagt die Gemeinde?

Gruß,
Norbert

: Verschoben durch Moderator
Autor: THOR (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das könnte klappen und ist gar nicht mal so doof.

Autor: THOR (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
T1 ist suboptimal, der wird vermutlich recht oft im Linearbetrieb 
rumhängen.

Den Feedback-Pin vom Step-Up Modul anzapfen ist die deutlich bessere 
Lösung.

Autor: Norbert S. (norberts)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
THOR schrieb:
> T1 ist suboptimal, der wird vermutlich recht oft im Linearbetrieb
> rumhängen.

Das ist der Plan, deswegen Kühli. Mehr als 1-2W wird der aber nicht 
verbraten müssen.

THOR schrieb:
> Den Feedback-Pin vom Step-Up Modul anzapfen ist die deutlich bessere
> Lösung.

Ja, wenn ich Lust hätte, mich mit der Regelung des Moduls rumzuärgern. 
Das wird bei den ersten Versuchen schwingen oder sostwas machen. Ich 
habe auch keinen Schaltplan von dem Modul. Das ist wie erwähnt ein 
Einzelstück und Privatbastelei. Professionell würde ein entsprechend 
geregelter Stepup alles machen.
Etwas Suboptimalität ist hier akzeptabel, da das so einfach umzusetzen 
ist.

Für ein "Produkt" würde ich das aber auch nicht so machen. Da gebe ich 
Dir Recht.

Gruß,
Norbert

Autor: Michael B. (laberkopp)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Norbert S. schrieb:
> Ich hatte vorhin eine Idee und wollte mich mal rückversichern, daß das
> nicht zu simpel gedacht ist und ich ev. was übersehen habe.

Nun, du hast zumindest verstanden, daß ein normaler step up eine 
Solarzelle abwürgen kann, und dann reicht auch nicht mehr Sonne, um 
wieder Leistung zu erzeugen.

Dein Konzept regelt analog den T1 bis wenig genug Strom fliesst um die 
Solarzelle nicht unter 11V abzuwürgen. Es wird also gerade in dem 
Moment, wo Sonne eh knapp ist, erheblich Leistung verbraten.

Das Verfahren ist also das Gegenteil des guten Wirkungsgrades von MPP.

Einfacher ist, wenn die Solarzelle eine Leerlaufspannung hat die unter 
der Akkuspannung liegt, eine einfache Transformation, ein step up ohne 
Regelung sondern mit festem Tastverhältnis (entsprechend dem 
Transformationsverhältnis z.B. von 10V auf 15V) durch einen NE555.

Das ist dann so gut oder so schlecht wie ein Solarzelle aus passend 
vielen Zellen.

Autor: THOR (Gast)
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Michael B. schrieb:
> Das Verfahren ist also das Gegenteil des guten Wirkungsgrades von MPP.

Das Statement ist komplett übertrieben.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Norbert S. schrieb:
> Das wird per µC geregelt, das ist hier nicht das Thema.
Ich würde es trotzdem noch aufgreifen: wenn du schon einen uC hast, 
warum lässt du den nicht gleich richtig auf den MPP regeln? Ich fände 
das zumindest elegant und würde mir so die lineare Solarheizung 
sparen...

Autor: Norbert S. (norberts)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Michael B. schrieb:
> Es wird also gerade in dem
> Moment, wo Sonne eh knapp ist, erheblich Leistung verbraten.
>
> Das Verfahren ist also das Gegenteil des guten Wirkungsgrades von MPP.

Moin,

Wie kommst Du denn darauf? Da ist ein Bleiakku dran, der hat dann 
vielleicht 12V wenn er recht leer ist. Wenn ich von 14V aus dem Wandler 
auf diese 12V runterregle um den Strom zu begrenzen verheize ich 14% der 
verfügbaren Leistung nach dem DC-DC, wobei fast 1/3 schon durch die 
Diode entsteht.
Wenn der Akku bei Ladestrom 13V hat, sind das nur noch 7%, 
zusammengenommen mit angenommenen 90% beim Wandler sind das ca. 84% 
Wirkungsgrad der ganzen Mimik. Das ist in dem Leistungsbereich für eine 
Bastelei auf Lochraster schon sehr gut.

Michael B. schrieb:
> Einfacher ist, wenn die Solarzelle eine Leerlaufspannung hat die unter
> der Akkuspannung liegt, eine einfache Transformation, ein step up ohne
> Regelung sondern mit festem Tastverhältnis (entsprechend dem
> Transformationsverhältnis z.B. von 10V auf 15V) durch einen NE555.

Das ist nun kompletter Unsinn. Was soll ich dann Deiner Meinung nach mit 
den 15V anfangen? Einfach den Bleiakku damit überladen? Oder auch wieder 
linear verheizen?
Wenn der Akku leer ist, ziehe ich damit das Modul auf 8V runter. Da geht 
die Leistung des Moduls dann auch schon gut in die Knie.
Oder noch höher wandeln, wobei man dann zwingend noch eine 
Ladeschlussregelung bräuchte? Die brauche ich bei meiner Lösung nicht 
noch extra. MPP-Fest, Strombegrenzung und Ladeschluss, alles in meinem 
Entwurf drin.
Nee, sorry, ziemliche Schnapsidee mit dem festen Tastgrad.

Michael B. schrieb:
> Das ist dann so gut oder so schlecht wie ein Solarzelle aus passend
> vielen Zellen.

Auch nicht richtig. Wenn das ein Modul mit ausreichender Spannung (Vmpp 
16-17V) wäre, dann käme da ein PB136 hin und gut. DAS wäre gut.
In dem Leistungsbereich wäre ein Wandler den Aufwand auch im 
professionellen Bereich nicht wert.

Gruß,
Norbert

Autor: Norbert S. (norberts)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Lothar M. schrieb:
> Ich würde es trotzdem noch aufgreifen: wenn du schon einen uC hast,
> warum lässt du den nicht gleich richtig auf den MPP regeln? Ich fände
> das zumindest elegant und würde mir so die lineare Solarheizung
> sparen...

Moin,

Grundsätzlich gebe ich Dir Recht - wenn ich denn bei Null anfangen 
würde.

Das rechnet sich bei der Leistung einfach nicht. Zumindest nicht bei 
diesen Voraussetzungen. Das ist eine Einzelbastelei und soll simpel 
sein.
Das Boost-Modul habe ich fertig rumliegen und kostet nix. Den 
Wirkungsgrad bekommt man auch nicht mal eben so hingebastelt.
Ich habe auch einfach keinen Bock einen Wandler zu frickeln, auch wenn 
das eleganter wäre und ich mit sowas auch meine Brötchen verdiene. Am 
Ende kommt da gegenüber meiner Lösung auch kaum mehr Wirkungsgrad herum, 
selbst wenn man mit einem Wandler 90% hinbekommt, was auf Lochraster 
illusorisch ist.
So viel verheize ich doch auch gar nicht, wie ich in meinem letzten 
Beitrag vorgerechnet habe. Dafür ist die Lösung bestechend einfach und 
das hat hier Priorität.

Gruß,
Norbert

Autor: noreply@noreply.com (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Norbert S. schrieb:
> Ich habe auch einfach keinen Bock einen Wandler zu frickeln, auch wenn
> das eleganter wäre und ich mit sowas auch meine Brötchen verdiene. Am
> Ende kommt da gegenüber meiner Lösung auch kaum mehr Wirkungsgrad herum,
> selbst wenn man mit einem Wandler 90% hinbekommt, was auf Lochraster
> illusorisch ist.

Ich würde es einfach mal probieren. Ich mir auch solche XL6009-Module 
besorgt.

Meine haben auf der "Eingangs-Seite" den Enable-Eingang rausgeführt. 
Wenn das Abwürgen der Solarmodule ein Thema ist, kann man auch mal 
versuchen, mit einen Spannungsteiler vom Solarmoduleingang den 
Enable-Eingang zu verwenden. Dann kann man die Schaltung von Oben 
vielleicht vereinfachen.

Autor: noreply@noreply.com (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Und den Vmpp  würde ich überprüfen und gegebenenfalls tiefer legen. 
Außer die Pumpe soll syncron zur Sonneneinstrahlung betrieben werden. Es 
gab hier mal einen langen Thread über Degeneration von Solarmodulen.

Autor: Norbert S. (norberts)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
noreply@noreply.com schrieb:
> Ich würde es einfach mal probieren. Ich mir auch solche XL6009-Module
> besorgt.

Moin,

Lötstation gerade eingeschaltet ;-)

noreply@noreply.com schrieb:
> Meine haben auf der "Eingangs-Seite" den Enable-Eingang rausgeführt.
> Wenn das Abwürgen der Solarmodule ein Thema ist, kann man auch mal
> versuchen, mit einen Spannungsteiler vom Solarmoduleingang den
> Enable-Eingang zu verwenden. Dann kann man die Schaltung von Oben
> vielleicht vereinfachen.

Das würde mich ja nicht weiterbringen. Abschalten wäre ja wie abwürgen. 
Das Ding macht die eingestellten 14V (oder was auch immer) ums 
Verrecken, bis es unter 5V Eingangsspannung abschaltet (siehe 
Datenblatt).
Man müsste dann einen pulsenden Betrieb hinbekommen und das wäre 
Laden/Entladen von vielen 100µF. Quer durch alle Betriebszustände und 
mit ungewisser Frequenz.
Nee, ich bin immer mehr von meiner analogen Lösung überzeugt.
Ach ja, meine Module haben den EN nicht herausgeführt (wobei das jetzt 
nicht das Hindernis wäre).

Gruß,
Norbert

Autor: noreply@noreply.com (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Norbert S. schrieb:
> Das würde mich ja nicht weiterbringen. Abschalten wäre ja wie abwürgen.

Bei sagen wir mal 9 Volt Generatorspannung wird über den Enable-Eingang 
der Step-Up eingeschaltet. Danach macht der Step-Up bei geeigneten 
Bedingungen den Akku dermaßen voll, das der Step-Up eher den Akku 
schützt.

Autor: Norbert S. (norberts)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
noreply@noreply.com schrieb:
> Und den Vmpp  würde ich überprüfen und gegebenenfalls tiefer legen.
> Außer die Pumpe soll syncron zur Sonneneinstrahlung betrieben werden. Es
> gab hier mal einen langen Thread über Degeneration von Solarmodulen.

Nachdem ich zuerst die Pumpe direkt betreiben wollte und gesehen habe, 
wie schlecht sie dafür geeignet ist, habe bin ich auf Batteriebetrieb 
umgeschwenkt. 3 12V 10Ah Akkus über aus dem E-Bike, nachdem ich das auf 
Li-Po umgerüstet habe.
Für das Thema Solarmodule und den Betrieb von Pumpen damit brauche ich 
aber wirklich keine Hilfe. Bitte nehmt das einfach mal so hin.

Das hier ist aber eine reine Bastelei und es ging mir eigentlich nur um 
die obige Frickelschaltung, die professionell nie einer braucht.
Die Pumpe soll ein paar Stunden am Tag einen kleinen Poolinhalt (1-2m³) 
durch den Filter drücken. Bei Sonne besteht da mehr Bedarf und das 
war's.
Alles Pi x Auge dimensioniert.

Es ging mir nur um die Schaltung.

THOR schrieb:
> Das könnte klappen und ist gar nicht mal so doof.

Das macht Mut und ich werde das so probieren.
Alle anderen Einwände kann ich zumindest für mich entkräften und denke 
nicht, daß ich da einen grundsätzlichen Denkfehler begangen habe.

Gruß,
Norbert

Autor: batman (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Norbert S. schrieb:
> Das ist nun kompletter Unsinn. Was soll ich dann Deiner Meinung nach mit
> den 15V anfangen? Einfach den Bleiakku damit überladen? Oder auch wieder
> linear verheizen?

Ja, letzteres, mit Z-Diode o.ä, wie das in der Situation (Akku voll, 
Sonne pulst) völlig i.O. und Usus bei simplen Kleinanlagen ist - wo die 
Leerlaufspannung der Panels auch normalerweise über der Ladespannung 
liegt.

In der Situation ist die Effizienz irrelevant. Bei Bewölkung ist sie 
umso  wichtiger.

Der ganze verlustreiche Pfusch lohnt sich imo nicht. Es ist nicht 
wirklich ein Problem, einen Stepup über PWM zu regeln.

Autor: Norbert S. (norberts)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
batman schrieb:
> Ja, letzteres, mit Z-Diode o.ä, wie das in der Situation (Akku voll,
> Sonne pulst) völlig i.O. und Usus bei simplen Kleinanlagen ist - wo die
> Leerlaufspannung der Panels auch normalerweise über der Ladespannung
> liegt.

Moin,

Falsch, bei Kleinanlagen wird bei Überschreiten der Ladeschlussspannung 
mal kurz der Solargenerator kurzgeschlossen.
Da wird nix linear verheizt.
Was sollte mir das eigentlich sagen?

batman schrieb:
> Der ganze verlustreiche Pfusch lohnt sich imo nicht. Es ist nicht
> wirklich ein Problem, einen Stepup über PWM zu regeln.

Das ist ein fertiges Modul und ich müsste an dem Feedback 
rummanipulieren. Für ein Einzelstück. Eine Bastelei. Wenn Du meinst, das 
sei simpel, dann hast Du es noch nie gemacht oder einfach Schwein 
gehabt. Ich erwarte nicht, daß das auf Anhieb funktioniert.
Hatte ich erwähnt, daß ich einen DC-DC-Regler zwar durchaus bauen könnte 
aber hier bitteschön den fertigen Step-Up nehmen will? Ich glaube ja.

Gruß,
Norbert

Autor: batman (Gast)
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Wow, was du alles könntest, wenn du nur wolltest hehe.

Natürlich nimmt man da Fertig-Module, die auch nur ein paar € kosten. 
Wenn man ein bischen Ahnung hat, ist da der Feedback-Kreis schnell 
gefunden und analysiert.

Norbert S. schrieb:
> Falsch, bei Kleinanlagen wird bei Überschreiten der Ladeschlussspannung
> mal kurz der Solargenerator kurzgeschlossen.
> Da wird nix linear verheizt.
> Was sollte mir das eigentlich sagen?

Wie schon oben geschrieben, daß die Ladeeffizienz bei 100% SOC keine 
Rolle spielt. Anscheinend willst du nix verstehen, was dir nicht paßt.

Autor: Michael B. (laberkopp)
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Norbert S. schrieb:
> Das ist nun kompletter Unsinn.

Na dann ist's ja gut, dann bau mal munter drauflos.

batman schrieb:
> Anscheinend willst du nix verstehen, was dir nicht paßt.

Ist halt so bei manchen Gehirnen, da kannst nix machen.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.