Hallo, ich bin neu hier und bitte um Ideen zum lösen meines Problems.
Für mein Heimnetz nutze ich 6V Akkus und lade diese vorrangig mit
Solarzellen. Das funktioniert ganz gut, außer das es immer Aussetzer bei
Wolken gibt und bei zu viel Sonne wird nicht ausreichend Strom in die
Batterie geschickt.
Habe mir eine Schaltung dafür bereits überlegt, wo ich manuell
umschalte, wenn es wenig Sonne oder eben viel gibt. Automatisches
Umschalten wäre natürlich klasse - wer Ideen hat, her damit (außer MPPT
Laderegler).
Anbei mein Aufbau von 9 kleinen Solarzellen. Jede dieser Zellen gibt bei
bester Sonne 2,5V ab. Habe drei als Reihenschaltung miteinander
verbunden. Im Verbund sind also maximal 7,5V möglich.
Meine Frage:
Wie verbinde ich mit einem (mehrpoligen) Schalter so, dass ich alle in
Reihenschaltung habe und beliebig immer einen Block parallel
dazuschalten kann? Möchte ja gern die 7,5V nicht überschreiten wollen
und lieber mehr Ladestromstärke.
Hab unzählige Schalter dank Pollin (Schaltersortiment) hier rumliegen.
Vielleicht geht auch die Umschaltung automatisch mit irgendeinem
elektrischem Bauteil? Die Schaltung soll nicht zu kompliziert sein und
klein bleiben. Ich sitz gern mal mit dem Multimeter davor.
Wen es interessiert: Habe 4 x 6V Batterien parallel zur Stromversorgung
meines Computers (Raspberry Pi) und nutze auch LEDs zur Beleuchtung
meines Arbeitszimmers damit.
lg, Marcus
> und bei zu viel Sonne wird nicht ausreichend Strom in die Batterie> geschickt.
den Satz kannst vllt. mal selber überdenken, weil doch recht unlogisch?
Welche Leistung hat denn eine solche Zelle?
Man sollte die ganzen Zellen in Reihe schalten und dahinter denn einen
Schaltregler.
Natürlich müssen alle gleichmäßig bestrahlt werden und das Umgeschalte
übernimmt dann der Step-Down-Regler aka Schaltwandlermit einer
konstanten Ausgangs-U.
Und wenn dieser Schaltregler dann noch möglichst wirkungsvoll arbeiten
soll landen wir beim? Rrrrischitsch! MPPT Regler.
Der die Ideallösung für dieses Problem ist..
Marcus schrieb:> Wie verbinde ich mit einem (mehrpoligen) Schalter so, dass ich alle in> Reihenschaltung habe und beliebig immer einen Block parallel> dazuschalten kann?
Gar nicht, lerne erst mal Grundlagen über Solarzellen.
Die liefern einen STROM. Wenig bei wenig Licht, viel bei viel Licht.
Wenn niemand den Strom abnimmt, steigt die Spannung BIS der Strom
fliesst.
Erreicht die Spannung 0.65V (je nach Temperatur) pro Zelle fliesst der
Strom innerhlabn der Solarzelle durch die in Leitrichtung geschaltete
Diodenstrecke ungenutzt ab.
Deine einzige Aufgabe ist es also, einen Verbraucher dranzuklemmen, der
den ganzen Strom abnimmt bei nur so 0.5V/Zelle. Das geht mit einem
Bleiakku recht gut, der darf ja gar nicht über 6.8V geladen werden, man
braucht also so 12 oder 13 Zellen in Reihe. Deine "pro Zelle 2.5V" sagt
wohl, daß in deinen "Zellen" (Modulen) schon 5 Zellen in Reihe sind,
oder sind völlig falsch.
Es ist komplett überflüssig und sinnlos, eine Solarzelle die nicht mal
mehr unbelastet 0.5V bringt, nun in Reihe zu schalten um mehr Spannung
zu bekommen - sie liefert sowieso keinen relevanten Strom mehr, so oder
so.
Marcus schrieb:> und bei zu viel Sonne wird nicht ausreichend Strom in die Batterie geschickt
?!? Gerade bei viel Sonne kommt Strom in Massen.
Unterscheide bei Solarzellen die LEERLAUFSPANNUNG (so 0.7V/Zelle) und
die NENNSPANNUNG des maximalen Wirkungsgrads (meist so 0.55V/Zelle, da
die realen Werte sowieso temperaturabhängig sind, kommt es nicht so
genau drauf an), und wenn sich Nachts nicht der Akku in die Solarzellen
entladen soll kommt noch eine Diode in Leitrichtung zwischen Solarzelle
und Akku. Haben deine Solarzellen-Stränge tatsächlich 7.5V NENNspannung,
schliesse eine Diode an und 6.8V kommen am Akku an, sein Maximum bei
Zyklenladung, passt also. Haben deine Solarzellen-Stränge 7.5V
LEERLAUFSPANNUNG, sind sie ungünsig, sie sollten eher um 9V
Leerlaufspanung haben, schliesse also je ein weiteres 2.5V Modul in
Reihe (dummerweise bleibt dann eins übrig, Pech).
Zusammen mit eime Überladeschutz für den Akku hast du damit alles getan,
was für eine gute Sonnenernte sinnvoll ist. EIn MPP maximum power point
Regler würde noch ein paar Prozent mehr herausholen, aber bei der
kleinen Dimension deiner Anlage ist eine weiterer Solarzellen-Strang
billiger als ein MPP Regler.
Und deine Akkus werden in ihrer Lebensdauer niemals die Energie (in €)
zwischenspeichern können, die sie gekostet haben, das funktioniert
einfach nicht.
Warum man es trotzdem machen kann: Spielerei oder abseits des
Stromnetzes, bei beidem spielen wirtschaftliche Überlegungen keine
Rolle.
Ansonsten wurde alles schon gesagt, schau dir mal die Kennlinien an.
Danke für die vielen Antworten und Ideen.
Nun muss ich noch etwas detailierter mein aktuelles Setup aufzeigen, mit
dem ich seit 4 Jahren arbeite.
Eine von mir beschriebe Solarzelle (stimmt nicht, sind schon mehrere
zusammengeschaltet, wie Michael Bertrandt (laberkopp) erkannt hat),
sieht im etwa so aus:
https://www.amazon.de/Solarzelle-250mAh-Solar-Solarmodul-Kleine/dp/B00CI7GDM2/
Habe insgesamt 10 solcher Dinger vor einigen Jahren mal geschenkt
bekommen (ich nutze aktuell nur 9). Ein solches Modul liefert bei mir im
Schnitt 2V und 80mA am Tag ohne direkte Sonneneinstrahlung. Bei Sonne
sind es 2,5V - 2,7V etwa und 200mA.
Zur Zeit sind 3 x 3 Module in Reihe (6V, 80mA .... 8V, 200mA) parallel
zu den anderen Strängen (Wie in meinem Bild oben). Natürlich habe ich
eine Diode verbaut! 1N4007 (3A).
Mein Ziel wäre, einen (und ggf. auch den zweiten) solchen Strang in
Reihe zu schalten, statt parallel. Das wäre dann vorallem bei trüben
Tagen sinnvoll. Daher war die Schalterlösung meines erachtens nach am
sinnvollsten. Da nicht so viel Strom fließt, halten das auch die
Schalter aus. Die MPPT Laderegler sind entweder teuer, oder sind nach
recht kurzer Zeit Schrott. Für meine kleine Heimanlage preislich nicht
gerechtfertigt.
Meine Aussage: "...und bei zu viel Sonne wird nicht ausreichend Strom in
die Batterie geschickt." ... meine ich natürlich so, dass es mehr sein
könnte, wenn man den die hohe Spannung durch die richtige
Parallelschaltung dann in Ampere umbrechten könnte.
Es ist schade das manche Kommentare nicht sachlich bleiben und man sich
immer rechtfertigen oder erklären muss. Ich habe einen technischen Beruf
mit Elektronik als Nebenfach (KFZ!) gelernt und mein Arbeitszimmer hat
einfach kein Strom - benötige und will ich auch gar nicht, da es mit
Solar und den Akkus gut funktioniert. Die Kosten der "Anlage" sind
mehrfach rein.
Zur Diskussion steht also eine günstige (nicht monetäre) Verschaltung
meiner maximal 10 Module.
H.Joachim S. schrieb:> Und deine Akkus werden in ihrer Lebensdauer niemals die Energie (in €)> zwischenspeichern können, die sie gekostet haben, das funktioniert> einfach nicht.
Prämisse 1: Zugang zu billigen Strom. Ohne jeden Stromzugang ist die
Batterie Gold wert.
Prämisse 2: Grenzwert des Strompreises/ break even. Bei 6V Akkuspannung,
500 Ladezyklen und 2Ah Kapazität bleiben wir noch unter 2€ (wenn die kWh
nicht wesentlich über 25 Cent kommt). Da fehlen noch 1-2 Euro zum kpl.
Akku. Aber mit etwas betriebswirtschaftlichem Trimmen wird das schon.
Bei 50-100W Panelleistung wird es interessant.
Was den Umschaltaufwand anbelangt: wie misst du den in die Zellen
abgegebenen Strom und wie schnell kannst du am Schalter sein und
umsteuern? Sicher blinkt die Sonne nicht katastrophal, aber wenn ich mal
bei bewölkten Himmel auf Toilette sitze, das Forum durchzulesen,
verpasse ich vielleicht 10-12min plötzlichen Sonn'schein einzig auf
meine Solaranlage.
@Boris Ohnsorg (bohnsorg)
Danke, meine Akkus haben mehr als 500 Ladezyklen - aber weder komplett
leer oder ganz voll geladen. Weiß nicht, ob man da von einem richtigen
Ladyzyklus sprechen kann. Ich verwende 4x 6V 4Ah Blei-Gel Akkus.
Das schnelle umschalten ist nicht unbedingt erforderlich, aber sitze
täglich viele Stunden im Arbeitszimmer und da bin ich immer am Schalter.
Tut auch nichts groß zur Sache.. die Anlage soll einfach etwas
effektiver einstellbar sein wenn wie jetzt bei uns 3 Wochen fast keine
Sonne scheint. Da musste ich bereits mit Netzstrom mal nachladen (nach 4
Jahren einmal!).
Spannung und Strom messe ich mit einem eingebauten Voltmeter.
Einzelspannung hin und wieder mit dem Multimeter.
@Michael V. (michael89)
Die Konverter sind nicht schlecht, habe auch einen China Step-Down
Wandler. Die Ausgangsspannung schwankt da jedoch mit der
Eingangsspannung. Wenn es konstante Ausgangsspannung wäre, wäre das
natürlich ein mögliches Bauteil, wenn ich einen für 6V finde.
Habe mir eine Schaltung per Schalter ausgedacht, die ich, sobald
komplett fertig, hier noch zeigen werde. Da hier einige E-Freaks sind,
lasse ich mich aber gern eines Besseren / Effektiveren belehren.
Marcus schrieb:> Mein Ziel wäre, einen (und ggf. auch den zweiten) solchen Strang in> Reihe zu schalten, statt parallel. Das wäre dann vorallem bei trüben> Tagen sinnvoll.
Nein.
Schalte je 5 in Reihe, die beiden Reihen parallel, und gut is.
Mehr Performance holst du nicht sinnvoll raus.
Ausserdem hast du immer nch nicht den Unterschied zwischen
Leerlaufspannung und Nennspannung verstanden.
Marcus schrieb:> Die MPPT Laderegler sind entweder teuer
Richtig.
Marcus schrieb:> Es ist schade das manche Kommentare nicht sachlich bleiben und man sich> immer rechtfertigen oder erklären muss.
Da Du anscheinend von völlig falschen Voraussetzungen über das
Verhalten von Solarzellen ausgehst, musst Du es Dir gefallen
lassen, das man Dich da korrigiert. Mit eine Serienschaltung per
Schalter wirst Du bestenfalls nur soviel Energie zusätzlich
einladen können, das sich der Aufwand nicht lohnt. Wesentlich
mehr gewinnen könntest Du beispielsweise, wenn Du die ungeeignete
1N4007 durch eine Schottkydiode ersetzen würdest.
Michael B. schrieb:> Marcus schrieb:>> Mein Ziel wäre, einen (und ggf. auch den zweiten) solchen Strang in>> Reihe zu schalten, statt parallel. Das wäre dann vorallem bei trüben>> Tagen sinnvoll.>> Nein.
@Michael B.
Wieso Nein?
Ist es nicht so das gerade bei trüben Tagen die 3 Soloarzellen nicht
ausreichend Spannung haben so das dann KEIN Ladesterom zustande kommt?
Sofern Spannung angehoben wird (durch Reihenschaltung z.B.) kommt es
zumindest zu einem geringen Ladestrom. Er wird icht sehr groß sein, aber
in der Situation ist auch eingeringer Ladestrom vielmehr als NIX.
Ich kann das Anliegen von Markus gut nachvollziehen.
Lieber 3 trübe Tage mt geringem Ladestrom als 3 Tage ohne jegliche
Ladung und wenn möglich an sonnnigen Tagen (nach Umschaltung) einen
möglichst hohen Ldestrom.
Gruss Volker
Volker K. schrieb:> Wieso Nein?
Du wurdest von 3 Leuten aufgefordert, deine falschen Vorurteile über
Solarzellen durch Nachlesen der Grundlagen zu korrigieren, und bekamst
den Hinweis duch über Leerlaufspannung und Nennspannung schlau zu machen
nd du hast NICHTS gemacht.
> Ist es nicht so das gerade bei trüben Tagen die 3 Soloarzellen nicht> ausreichend Spannung haben so das dann KEIN Ladesterom zustande kommt?
Es ist nicht so. Auch an hellen Tagen liegt die Leerlaufspannung
deutlich über der Nennspannung und sollte die Nennspannug etwas über der
vollen Akkuspannung liegen, denn nur bei Nennspannung kommt Strom mit
maximalem Wirkungsgrad aus der Solarzelle, bei Leerlaufspannung kommt eh
nchts mehr raus. Wenn dann an trüben Tagen nicht mal mehr die
Lerlaufspannung reicht, kommt aus deiner Solrzelle sowieso kein Strom
mehr.
Deine Solarzellen haben sogar 3V Nennspannung sollten also 3.8V
Leerlaufspannung bringen und nicht bloss 2.5V. Das tun sie offenbar
nicht. Entweder ist deine volle Sonne bloss eine volle
Schreibtischlampe, oder die Dinger sind eher Betrug als seriös.
Gut, ich habe mich natürlich schon schlau gemacht, was Leerlauf- und was
Nennspannung sind. Meines erachtens tut das hier nichts zur Sache an der
Schaltung meiner Zellen. Die genannten Zellen vom Amazon-Link war ein
Beispiel - meine habe ich so noch nirgends wieder gefunden. Diese haben
die 2,7V LEERLAUFSPANNUNG, es fließen durchschnittlich 80mA am Tag ohne
direkte Sonne. Im Schnitt stehen 6h Sonne maximal an meinem Fenster zur
Verfügung.
Ich denke die Diskussion verläuft sich zu sehr und ich bezweifel nun,
dass es sinnvoll war diesen Beitrag zu starten. Es wird nicht richtig
gelesen und davon ausgegangen, dass ich blutiger Anfänger bin. Ich
wollte nur Ideen, wie ihr das machen würdet. Belehrungen lasse ich mir
gern gefallen und es ist auch wichtig das der, der mehr weis, etwas
klarstellt. Es ist aber unherzliches predigen mit Vorwürfen ohne
konkrete Darstellung von faktisch beitragendem Wissen. Zumindest
teilweise. Ich werde mich selbst mehr belesen, um dann gar kein Forum
nutzen zu müssen. Scheinbar ist dies das Ziel einiger Verfasser.
Den anderen Danke ich für die Hinweise und Ratschläge.
Michael B. schrieb:> Volker K. schrieb:>> Wieso Nein?>> Du wurdest von 3 Leuten aufgefordert, ...
niemand hat mich aufgefordert.
>>> Ist es nicht so das gerade bei trüben Tagen die 3 Soloarzellen nicht>> ausreichend Spannung haben so das dann KEIN Ladesterom zustande kommt?>> Es ist nicht so. ....
So, so ... dann frag ich mich warum du das vorschlägst:
Michael B. schrieb:> Schalte je 5 in Reihe, die beiden Reihen parallel, und gut is.
Meine Solarzellen stehen hier nicht zu debatte, es geht doch wohl um die
Solarzellen von Autor: Marcus (Gast)
> Deine Solarzellen haben sogar 3V Nennspannung sollten also 3.8V> Leerlaufspannung bringen und nicht bloss 2.5V. Das tun sie offenbar> nicht. Entweder ist deine volle Sonne bloss eine volle> Schreibtischlampe, oder die Dinger sind eher Betrug als seriös.
@ Autor: Marcus (Gast)
Baue eine Umschaltung, nur so kanst du auch bei schlechterem Wetter auch
noch einen Ertrag erzielen und bei gutem Wetter einen maximalen Ertrag.
Den Beitrag über die Nutzung von Schotkydioden sollte auch einiges
bringen.
ps.: Vob mir wird es keine weiteren Beiträge in diesem Trööt geben ...
es wurde alles gesagt.
Ich muss meinen Vorrednern zustimmen (bezüglich Umschalten=Quatsch)
Möchte aber noch anmerken das das der dunkelste Winter seit 70 Jahren
war :) Das ist jetzt hoffentlich rum :))
Falls die MPP-Spannung nicht für deine 6V Batterien ausreicht (und nur
dann) kannst du auch einen simplen Step-Down (Buck) Wandler an 2x5
betreiben. Da ist die Ausgangsspannung normalerweise einstellbar und
konstant. Der sollte einen XLSEMI China-Chip haben und eine stromfeste
Induktivität (dicker Kupferdraht auf Kern).
Der Wandler kostet aber min. 5% gegenüber der nackten Zelle mit
passender MPP-Spannung.
solar-ladeeinheit.png
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