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
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Hi, es gibt Mehrfachumschalter wie diese hier. https://www.reichelt.de/Drehschalter/2/index.html?ACTION=2&LA=2&GROUPID=8133 da kannste mal gucken ob du ein passenden findest. Wenn du dir das einfacher machen willst, würde ich vorschlagen ein Boost Converster hinter den Zellen zu schalten. Da kann die Eingangsspannung varieren bei konstanter Ausgangsspannung. https://www.banggood.com/DC-DC-Boost-Buck-Adjustable-Step-Up-Step-Down-Automatic-Converter-XL6009-Module-p-1087346.html?rmmds=buy&cur_warehouse=USA Input Range: 3.8V - 32V Output Range: 1.25V - 35V *der soll nur als Beispiel dienen. Weiß nicht ob der für deine Anforderungen passend ist. Evtl musste paar Mark mehr ausgeben. MfG M.V
> 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.
1 | Diode |
2 | +------+--|>|------+----------+--------+---+---+-----+ |
3 | | | | | | | | | |
4 | | | R12 | R23 10k | | |
5 | | | | +---------+ | | | |S |
6 | | | +-R13-|Out2 Out1|---)---+---(----|I P-MOSFET |
7 | | | N-MOSFET | | | | | | |
8 | + | I|----+-----(-----|Hys2 Hys1|---+ | | |
9 | Solarmodul S| | | | | | | + | |
10 | - | | | | | ICL7665 | R22 Akku | |
11 | | | | | | | | | - | |
12 | | | 10k +-----|Set2 Set1|---+ | | |
13 | | | | | +---------+ | | | + |
14 | | | | R11 | R21 | Verbraucher |
15 | | | | | | | | | - |
16 | +------+-----+-----+----------+--------+-------+-----+ |
17 | Ladebegrenzung Tiefentladeschutz |
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.
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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.
Sorry war beim letzten Beitrag nicht korrekt angemeldet.
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.
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