Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MPPT für maximale Leistungsabgabe an Verbraucher


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von Dussel (Gast)


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Moin,

gibt es fertige Schaltungen, die aus einer Solarzelle einfach nur die 
maximale Leistung an einen Verbraucher (mit monoton steigender 
Strom-Spannungs-Kennlinie) abgeben? (Widerstand, Motor, Kühlmodul…)
Das wäre ja eigentlich etwas, was ein MPPT macht, aber wenn ich danach 
suche, finde ich nur Laderegler mit MPPT.

Wonach muss ich da suchen? Oder kann man einen MPPT-Laderegler dafür 
benutzen? Laderegler haben ja Lade- und Schutzschaltungen für Akkus, die 
für die Anwendung nicht gebraucht würden.
Als Größenordnung nenne ich mal so 20 W/12 V.

von Stephan (Gast)


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Für was soll das in der Praxis gut sein?

Peltier-Kühlbox: ok, meinetwegen

Motor (z.B. Ventilator): hmm. Wenn er denn erstmal läuft. Den 
Anlaufstrom packt die Solarzelle vmtl. nicht ohne Puffer, braucht also 
eine abgestimmte Lösung mit Kondensator und Anlauf erst ab Spannung X.

Widerstand (also Heizen) ist Unfug. Glühlampe auch.

LED-Lampe geht wenn die Lampe die Maximalleistung des Moduls verträgt. 
Dann kann auch der Vorwiderstand / Vorschaltgerät (das muss) weg.
Mit angepasster Spannung kann die LED aber auch direkt ans Panel. Also 
auch kein Anwendungsfall.

Alles komplexere wie z.B. Handy laden wird nicht funktionieren.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Stephan schrieb:
> Motor (z.B. Ventilator): hmm. Wenn er denn erstmal läuft.
Ich könnte mir da eine solarbetriebene Wasserpumpe in einem 
Entwicklungsland oder eine Teichpumpe bei uns hier vorstellen. Die pumpt 
dann immer so viel, wie die Sonne gerade hergibt.

: Bearbeitet durch Moderator
von Dussel (Gast)


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Stephan schrieb:
> Für was soll das in der Praxis gut sein?
Alles, was nicht dauerhaft auf Vollleistung laufen muss.
Die genannte Kühlbox, (Brunnen)pumpe, Elektrolysebad…

Ich habe noch vergessen, dass die Ausgangsspannung kleiner als die 
Eingangsspannung sein darf. Die Schaltung muss die Spannung also nicht 
hochsetzen können.

von Praktiker (Gast)


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hallo

man kann es auch so sagen:

Das Solarmodul liefert "immer" nur eine gering Leistung - sieh dir mal 
ein 100W Modul an - das ist schon recht groß und nicht billig.
Und diese 100W sind meist nur theoretische Werte, welche bei direkter 
senkrechter Sonneneinstrahlung und (bitte selbst überprüfen ob die Werte 
jetzt stimmen) 1kW Sonneneinstrahlung pro m² gelten. Auch senkt ein 
Warmes Modul zusätzlich den Wirkungsgrad.
Dementsprechend, ist abgesehen von "Spielzuganwendungen" wie ein 
Miniventilator, Taschenrechner usw. immer ein Puffer, also Akku 
notwendig. Der kann wenn ausreichend geladen halt auch große Leistungen 
abgeben.

Der MPPT Lader sorgt nun dafür das immer die maximale Leistung welche 
das Solarmodul unter den augenblicklichen Bedienungen liefern kann für 
die Ladung zur Verfügung steht.

Sollte de Akku aber mal vollständig geladen sein kann augenblicklich 
leider die teuer erkaufte Solaranlage nicht sinnvoll genutzt werden.

Autarke und zuverlässige Inselnetze, und sei es "nur" für einen kleinen 
Kühlschrank sind immer sehr teuer und nur dort sinnvoll wo wirklich 
keine andere belastbare Energiequelle wenigsten Zeitweise zur Verfügung 
steht.
Denn - Sommer viel Energie aus den Solarmodule und wenig Verbrauch => 
Solarenergie verpufft sinnlos da die Akkus schnell geladen sind und mehr 
Energie "produziert" als "verbraucht" wird und zusätzlicher Puffer 
(Akkus) eben sehr teuer ist und viel Platz benötigen (und auch nach 
wenigen Jahren defekt ist)
Winter und Schlechtwetterperioden: Wenig Energieertrag - große und teure 
Akkus und viel Solarfläche ist notwendig um trotzdem einen sicheren 
Betrieb zu gewährleisten.


Was anderes sind meist große Systeme welche mit den Stromnetz gekoppelt 
sind - dort wirkt das Netz gleichzeitig als Verbraucher und Puffer.
Verbrennung von Energieträgern (Nachts, kein Wind) wird auch in Zukunft 
wohl noch ein (der?) wichtige Bestandteil der Elektrischen 
Energieerzeugung sein, Speichermöglichkeiten sind halt begrenzt, und 
auch nicht Problemfrei(Stauseen) und/oder extrem teuer 
(Akkutechnologien, Salzschmelzen, Druckluft...)

Praktiker

von Dussel (Gast)


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Es geht nur um Spaß und Interesse. Es muss nicht sinnvoll sein und es 
geht nicht darum, damit das Jahr über irgendwas Lebenswichtiges zu 
betreiben oder ein Inselsystem zu bauen, sondern nur, die maximale 
Leistung aus der Solarzelle rauszuholen.

von Stephan (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Ich könnte mir da eine solarbetriebene Wasserpumpe in einem
> Entwicklungsland oder eine Teichpumpe bei uns hier vorstellen.

Die Teichpumpe soll in der Regel Luft ins Wasser bringen. Plätschern 
nutzt da nichts. Puffern und in Intervallen arbeiten wäre besser.

Die Pumpe im Entwicklungsland muss auch erst mal anlaufen (bei geringer 
Einstrahlung). Unter einer Leistung X pumpt die auch gar nichts. Auch 
hier besser Intervalle.

Dussel schrieb:
> Kühlbox

Die Kühlbox mit 20W Nennleistung wird mit dem durchschnittlichen Ertrag 
in DE kaum noch kühlen. Tagesmittel im Sommer vielleicht 4W bei 20Wp. 
Besser puffern und nur bei Bedarf einschalten.

Dussel schrieb:
> Elektrolysebad

Echte Anwendung aber so exotisch, dass sich ein Standardprodukt dafür 
sicher nicht lohnt.

Dussel schrieb:
> Es geht nur um Spaß und Interesse.

Bestehende MPPT-Lader-Projekte lassen sich sicher so abspecken.
Du suchtest aber ja nach fertigen (kaufbaren) Lösungen. Dafür ist die 
Sache m.E. zu exotisch.

Es gilt ja immer auch die Übel gegeneinander abzuwägen. Akku, 
Verbraucher, Solarpanels, alles kostet Geld.
Du lässt den Akku weg, musst den Verbraucher aber so auslegen, dass er 
die Maximalleistung der Solarzelle verträgt und er auch bei geringen 
Leistungen noch Nutzen bringt. Das erhöht die Kosten des Verbrauchers 
und reduziert evtl. den Wirkungsgrad bei hoher Sonneneinstrahlung.
Alternativ kannst du die Solarzelle stärker auslegen, lässt damit aber 
in Spitzenzeiten Leistung ungenutzt. Erhöht die Kosten der Zelle.

Wenn du damit experimentieren willst ist selber bauen angesagt.
Die Zusatzkosten in der Serie das ganze als Batterielader auszulegen 
sind minimal. Der Markt für Lösungen mit Ladefunktion aber >1000x größer 
als ohne. Die Ladelogik wird dir aber für deine Experimente sicher im 
Weg sein.

von Peter D. (peda)


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Dussel schrieb:
> Es geht nur um Spaß und Interesse.

Wenn es Dir Spaß macht, Geräte durchbrennen zu sehen.
Eine 230V Birne will nun mal 230V sehen und nicht 400V.

von Dussel (Gast)


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Peter D. schrieb:
> Dussel schrieb:
>> Es geht nur um Spaß und Interesse.
>
> Wenn es Dir Spaß macht, Geräte durchbrennen zu sehen.
> Eine 230V Birne will nun mal 230V sehen und nicht 400V.
Normalerweise hätte ich das als Trollbeitrag angesehen, aber du bist ja 
ganz vernünftig.
Erstens bin ich nicht ganz dumm und zweitens frage ich mich, wie du mit
Dussel schrieb:
> Als Größenordnung nenne ich mal so 20 W/12 V.
eine 230V-Birne durchbrennen willst. ;-)

Es geht natürlich um Verbraucher, die mit der maximalen Spannung einer 
12V-Zelle zurechtkommen.

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