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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mit Solarmodul kleine Akkus laden


Autor: Peter W. (derpeter13)
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Hallo.
Ich habe noch ein paar Teile "übrig", die im Schrank verstauben und, 
vermutlich wie so einige, viele Akkus, die Regelmäßig nach-geladen 
werden müssen.

Vor allem habe ich mehrere "kleine" Akkus, als Knopfzelle (vorwiegend 
aus alten PCs). D.h. 3V, ca. 100mAh

Dazu ein mini Solarmodul mit folgenden Daten:
1W
9V-5%
112mA-5%
110mm x 80mm x 3.2mm

Dann noch ein paar DC/DC Wandler, und zwar diese: 
https://www.amazon.de/LM2596-DC-Wandler-Step-Down-...

Nun meine Idee: Wandler an die Solarzelle, auf 3V eingestellt und ran an 
die kleinen Akkus. Theoretisch sollte es doch dann laden, oder?
Oder ist der Ladestrom zu hoch, weil der ja nicht durch den DC/DC 
wandler geregelt wird?

: Bearbeitet durch User
Autor: Werner H. (werner45)
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Die Knopfzellenpakete aus PCs haben 3,6V und 60mAh, Ladung über 14 
Stunden mit 6 mA.
Nimm einen Vorwiderstand statt eines Wandlers.

Gruß   -   Werner

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

vielleicht sollte man erst den Begriff "Knopfzelle" klären.
Bei mir sind Knopfzellen die heute üblichen CR2032 Li-Zellen, diese 
haben 3V und sind nicht aufladbar.
3,6V mit meist 60mAh waren NiCd-Akkupakete mit 3 Zellen, die ich aber 
komplett nicht als Knopfzelle bezeichnen würde. Ich bezweifle aber, das 
von denen auf grund des Alters noch irgendwas nutzbar ist.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Dirk D. (onemintyulep)
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Peter W. schrieb:
> Vor allem habe ich mehrere "kleine" Akkus, als Knopfzelle (vorwiegend
> aus alten PCs). D.h. 3V, ca. 100mAh

Das sind normalerweise keine Akkus. Für die Bios-Uhr reicht eine 
Li-Primärzelle für ein paar Jahre.

Wenn du etwas anderes aufladen willst kannst du es mit dem Wandler 
versuchen. Ein kleiner Widerstand am Ausgang verhindert das die Spannung 
zusammenbricht wenn der Akku zuviel Strom zieht.

Auf keinen Fall Lithium-Akkus nur über einen Widerstand laden, es ist 
wichtig die Ladespannung nicht zu überschreiten (normalerweise 
4.2V/Zelle)

Autor: Peter W. (derpeter13)
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Also es sind Zellen, wie eine 2032, aber doppelt so dick. und haben 
Lötfähnchen.
Da steht 3V und "RECHARGABLE" drauf graviert. Sonst nichts. Kein 
Hersteller o.ä. Ich bin jetzt einfach mal davon ausgegangen, dass es 
Litium Zellen sind. Und obwohl die etwas älter sind, halten die noch 
recht gut. Also (kurzzeitig) Messgerät dran gehalten, zeigen die immer 
noch anfangs 70 mA an und das fällt in wenigen Sekunden auf 20-30 mA.

Spannung ist soweit ja kein Problem. Die kann ich über den DC/DC Wandler 
einstellen wie ich lustig bin und der "frisst" kaum etwas. Am Netzteil 
getestet: 3,5V OUT voreingestellt bricht die Spannung erst bei 4,5V IN 
zusammen.
Ich hatte mir nur Gedanken um Strom gemacht. Man sagt ja als Faustregel 
1/20 bis 1/10 der Kapazität sollte man als Ladestrom haben. Werner sagt 
ja auch, 6 mA.
Wenn ich jetzt mal von sagen wir 80 mAh Gesamtkapazität ausgehe, sollte 
es eben ca. 4 mA Ladestrom sein.
Und angenommen die Solarzelle liefert auch nur 1/3 der angegebenen 
Leistung, bin ich immer noch bei knapp 40 mA ...

Autor: Werner H. (werner45)
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Ich sprach von den Dreierpaketen auf alten Mainboards, 386er usw.
Das waren NiCd-Akkus, wurden auch Knopfzellen genannt. Einige von denen 
leben bei mir immer noch, es gibt aber noch frische bei ebay.

Gruß   -   Werner

Autor: Dirk D. (onemintyulep)
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Nach kurzem googlen gibt es tatsächlich 3V rechargeable 
Lithiumknopfzellen, allerdings mit 1-stelligen mAh Kapazitäten? 
Vielleicht kann man die auch laden indem man sie anhustet??
Ich würde als erstes sie zB. bei Mouser identifizieren um ein Datenblatt 
zu erhalten. Ladespannung scheint wohl 3.1V zu sein.
Was hättest du denn damit vor. Eine LED einmal kurz aufblitzen lasssen?

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Peter W. schrieb:
> Nun meine Idee: Wandler an die Solarzelle

Warum kommen die Kinder immer auf soclhe blödsinnigen Ideen ?

DC/DC Wandler taugen an Solarzellen nichts, weil Solarzellen keine 
Spannungsquellen sondern Stromquellen sind.

Vergiss deine Wandler, die brauchen sowieso schon für sich alleine so 
viel Strom, daß vom Solarzeellenstrom nichts mehr für den Akku übrig 
ist.

Peter W. schrieb:
> Vor allem habe ich mehrere "kleine" Akkus, als Knopfzelle (vorwiegend
> aus alten PCs). D.h. 3V, ca. 100mAh

Glaubst du, daß auch nur EINE davon noch geht ? Immerhin werden es also 
3.6V NiMH sein mit 3 Zellen.

100mAh Akkus und Solarzellen mit 112mA Nennstrom passen einfach 
zusammen:
    +----------+
    |          |
Solarzelle    Akku
    |          |
    +----------+
Dank der 9V (vermutlich Leerlaufspannung) der Solarzelle kann man sich 
sogar die Rückstromdiode sparen, die nachts verhindern soll daß der Akku 
sich in die Solarzelle entlädt. Andererseits macht er bei der 
Spannungsüberschuss auch nichts aus, der reicht sogar noch für eine 
zweiten Akku in Reihe und damit 7.2V (wobei der Rückstrom dann störend 
wäre, die Diode also nötig).
      1N4148
    +---|>|----+
    |          |
    |        Akku
Solarzelle     |
    |        Akku
    |          |
    +----------+
Die Schaltung ist sogar als Dauerladung geeignet, wenn die Solarzelle im 
Zimmer bleibt (10000 lux) und nicht nach draussen kommt (100000 lux), 
zumach es nachts dunkel ist.

Der Verbraucher kann einfach an den Akku geklemmt werden.
      1N4148
    +---|>|----+---------+
    |          |         |
Solarzelle    Akku   Verbraucher
    |          |         |
    +----------+---------+

Autor: Dirk D. (onemintyulep)
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Michael B. schrieb:
> DC/DC Wandler taugen an Solarzellen nichts, weil Solarzellen keine
> Spannungsquellen sondern Stromquellen sind.

Das stimmt so nicht. Lediglich Step-Up/Boost Wandler funktionieren 
prinzipbedingt nicht. Step-Down Wandler funktionieren sehr gut! Wenn die 
Solarzelle so klein ist sollte man überlegen ob das Sinn macht, da hast 
du recht.

Man darf nie eine Lithiumzelle ohne Spannungsbegrenzung an eine 
Solarzelle mit 9Voc hängen. Die Zellen werden durch Überspannung 
beschädigt, egal wie gering der Strom ist.
Das Mindeste ist eine Zenerdiode. Dann braucht man aber auf jeden Fall 
auch die Rückstromdiode, sonst entlädt die Zenerdiode den Akku.

Autor: Stephan (Gast)
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Dirk D. schrieb:
> Das stimmt so nicht. Lediglich Step-Up/Boost Wandler funktionieren
> prinzipbedingt nicht. Step-Down Wandler funktionieren sehr gut!

Einspruch.

Ein 12V/10W Modul liefert im MPP ca. 18V und 0.55A (1000W/qm). 
Kurzschluss 0.65A oder weniger.
2 Fahrradlampen parallel über Step-Down (6V) versorgt ziehen bei 6V 1A 
(6W). Bei 5V 0.8A. Bei 4V 0.72A. Bei 3V 0.64A. (Verbrauchswerte nur grob 
geschätzt)

Bei voller Mittagssonne angeschlossen klappt das. Bis zum nächsten 
morgen oder ner dicken Wolke (100W/qm)...
Max. Leistung des Moduls nur noch 1W, Spannung fällt, Max.-Strom des 
Moduls bei Kurzschluss nur noch < 0.1A (100W/qm). Der Step-Down schaltet 
permanent durch.

Da kommt eine dumme Versorgung von sich aus nie mehr raus. Wandler ist 
voll durchgeschaltet, Spannung initial 2V, 1000W/qm, Kurzschlussstrom 
des Moduls 0.65A, Modulspannung bleibt bei 3V hängen.

Erst wenn der Wandler leidlich schlau ist kommt er da wieder raus.
z.B.
- unter 12V Eingangsspannung abschalten (aussichtslos)
- großer Pufferkondensator und jede Minute für 2 Sekunden den Wandler 
abschalten (Modulspannung erholen lassen)
- MPP

Autor: Dirk D. (onemintyulep)
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Ich hatte mal StepDown am grossen Solarpanel. Das hat einwandfrei 
funktioniert. Keinesfalls ist der in irgendeinem Spannungsloch hängen 
geblieben. Ich glaube deine Überlegung geht von einem unbegrenzten 
Ausgangsstrom aus. Dass man den Ausgangsstrom begrenzen muss habe ich 
glaube ich ganz oben schon geschrieben. Wenn man einen Akku laden will 
sollte man deshalb einen Wandler mit Strombegrenzung nehmen, aber das 
kann man auch extern machen.
Sollte im Kleinen genauso sein. Genau genommen habe ich sowas rumliegen, 
dass ist eine Solarlampe mit dem Wandler aus einer USB ladbaren 9V 
Lithium-Blockbatterie an einer 6V Solarzelle. Also 7.5V->4,2V. 
Funktioniert prima.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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Stephan schrieb:
> Da kommt eine dumme Versorgung von sich aus nie mehr raus. Wandler ist
> voll durchgeschaltet, Spannung initial 2V, 1000W/qm, Kurzschlussstrom
> des Moduls 0.65A, Modulspannung bleibt bei 3V hängen.

Ja, ein Stepdown hinter einer Strombegrenzung wird dieses Verhalten 
zeigen wenn die Last auf Kante genäht ist. Selber schon erlebt mit ner 
zu knapp dimensionierten Einschaltstrombegrenzung vor einem LED-Treiber 
bei einer Lampe die für einen großen Eingangsspannungsbereich gedacht 
war. War die Spannung zu niedrig hat die Schaltung auf der Primärseite 
mehr Strom gezogen als die Strombegrenzung hergeben wollte -> plopp, 
Schaltregler bleibt stehen und Strombegrenzung regelt den Strom -> 
Spannung dahinter kommt nicht mehr hoch.

Der Trick dabei ist normalerweise dafür zu sorgen daß die Schaltung auch 
bei kleinster Eingangsspannung und auch wenn der Schaltregler 
durchgeschaltet ist nicht mehr Strom ziehen wird als die Quelle liefern 
kann. Da so eine Überdimensionierung der Quelle aber bei Solarmodulen 
leider in ungenutzter brach liegender teurer Fläche resultieren würde 
braucht man etwas ausgeklügelteres um diesen Betriebszustand zu handlen.

Die Leute denen das noch nicht passiert ist haben einfach noch nicht 
genug Last drangehängt, bzw. lasten ihre Module nur ineffizient aus.

Autor: Dirk D. (onemintyulep)
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Bernd K. schrieb:
> Der Trick dabei ist normalerweise dafür zu sorgen daß die Schaltung auch
> bei kleinster Eingangsspannung und auch wenn der Schaltregler
> durchgeschaltet ist nicht mehr Strom ziehen wird als die Quelle liefern
> kann.

Hier geht es ja um Akku-Laden. Ein Akku zieht ja nicht unbegrenzt Strom, 
sondern nur wenn die Ladespannung entsprechend überschritten wird und 
dann proportional dazu. Kann das sein dass das der "Trick" ist?
Ich hab das jedenfalls nie beobachtet, obwohl mein Solarpanel eher 
unterdimensioniert war.

Autor: Stephan (Gast)
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Dirk D. schrieb:
> Genau genommen habe ich sowas rumliegen,
> dass ist eine Solarlampe mit dem Wandler aus einer USB ladbaren 9V
> Lithium-Blockbatterie an einer 6V Solarzelle. Also 7.5V->4,2V.
> Funktioniert prima.

Dann hat der Wandler vmtl. eine passende Einschaltlogik (z.B. 
Unterspannungsabschaltung und Einschaltverzögerung), oder das Solarmodul 
ist überdimensioniert (Modul-Kurzschluss-Strom > Ladestrom).

Dirk D. schrieb:
> Ein Akku zieht ja nicht unbegrenzt Strom,
> sondern nur wenn die Ladespannung entsprechend überschritten wird und
> dann proportional dazu. Kann das sein dass das der "Trick" ist?

Wenn ich ein 12V/10W-Modul habe und damit einen LiPo laden will, dann 
will ich ja die 10W bei optimaler Beleuchtung/Temperatur auch nutzen.
Strombegrenzung also ca. 2.4A@4.2V.
Die kann ich mir aber auch sparen, weil das Modul eh nicht mehr liefern 
kann und die Begrenzung nur im Falle optimaler Beleuchtung greifen kann. 
Beim Einstecken des Akkus könnte es dann noch kurz einen höheren Strom 
(Pufferkondensatoren) geben, das dürfte dem Akku aber kaum was 
ausmachen.

Wenn der blöde Akku aber nun mal bei 4.2V 2.4A aufnimmt (Annahme mit 
Strombegrenzung), das Modul aber max. 0.6A Kurzsschlusstrom liefert, 
dann bleibt die Ladespannung irgendwo unter 4.2V hängen, Ladestrom nahe 
Kurzscchlusstrom (je nach Beleuchtung, max. 0.6A). Den Step-Down kann 
ich mir dann auch gleich sparen.

Erst wenn der Wandler auf den MPP regelt oder auch nur immer wieder mal 
ein Päuschen macht klappt das ganze. Dann kann die Spannung am Modul 
ansteigen und die Sache kann in den Tritt kommen.

Oder halt ein Regler mit Power Good / Under Voltage LockOut und evtl. 
SoftStart.
Wandler erst ab 12V starten (z.B. für ein 12V-Modul). Bei Bewölkung wird 
daraus dann ein Hickup-Mode:
- Spannung < 12V, Wandler aus
- Spannung steigt ... bis 12V + Hysterese
- Wandler wird aktiv, Spannung steigt derweil noch etwas weiter
- Akku wird geladen (evtl. 1-2 Sekunden)
- Spannung am Eingangskondensator fällt unter 12V - Hysterese
- Wandler schaltet ab
- und von vorne

Autor: Ingo S. (Firma: privat) (nisus)
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wenn ich mit einem Solarpanel mit Lerrlaufspannung von 2,5 Volt
/ Leerlaufstrom 20 mA
eine Li-Po-Zelle laden möchte, wäre auch mein Gedanke, dafür einen 
Step-up-Wandler zu nutzen.
Ich stelle mir das so vor, den Step-up auf 7,2 Volt zu regeln und über 
ene 3 Volt Zenerdiode den Akku zu laden. Dabei kann die Spannung des 
Step-up nicht unter 3 Volt sinken. Der geringe Strom der
Solarzelle verlangt natürlich nach einer hochohmigen Induktivität im 
Step-up, um den Spannungszusammenbruch zu vermeiden.
Dabei entsteht aber für den Akku nur ein minimaler Ladestrom von etwa 10 
mA...und ich weiß nicht, ob ein Li-Po damit geladen werden kann.
Als Spannungsbegrenzung würde ich über den Akku  eine 4,2 Volt 
Zenerdiode setzen. Die verheizt dann die überschüssige Energie, wenn der 
Akku voll ist.
Kann das funktionieren ?
(...)

Autor: Dieter (Gast)
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ZD Und Diode haben fuer Li Akku eine zu hohe Temperaturdrift.

Autor: Hmm (Gast)
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Hallo,

schau dir den LTC4070 an:
http://www.analog.com/media/en/technical-documenta...

Damit kann man selbst 1µA sinnvoll noch verwursten.

Der IC kann Lithium-Akkus laden, kann eine Akku-Temperaturmessung und 
kann auch eine Unterspannungsabschaltung umsetzen. Also alles was nötig 
ist, um eine Lithium-Akku sicher zu betreiben.
Weil man die Ladeschlussspannung einstellen kann, kann man mehr 
Lebensdauer auf Kosten der Ladung erreichen.

Autor: Ingo S. (Firma: privat) (nisus)
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schöner Chip...
aber der benötigt was um die 4 Volt und das gibt ne 2,5 Volt Solarzelle 
nicht her.
Würde ich den hinter den Step-up klemmen, bekäme der Hochfrequenz ab, 
wobei ich aus dem Datenblatt nicht ersehen kann, ob das für den Chip 
geeignet ist.
Der Temperaturdrift von einer Zener-Diode verursacht mit zunehmender 
Temperatur eine bessere Leitfähigkeit, womit also der Akku höchstens 
tiefenentladen werden könnte...dazu muss er aber schon fast brennen, um 
den Drift von 4,2 Volt unter 3 Volt zu bekommen.
Die Zuleitungs-Zener-Diode würde natürlich auch besser leiten, womit 
aber ein Spannungseinbruch an der Solarzelle die Folge ist und der 
Step-up daraus resultierend weniger Ausgangsspannung hätte.
Die Solarzelle selber verliert auch an Leistung, wenn ihre Temperatur 
steigt.
Alles in allem müssten die Temperaturverteilungen derart ungünstig 
liegen, daß nur unter äußerer Einflußnahme zielstrebig ein "Unfall" 
verursacht würde.
Ich frage mich nur - lädt der Akku auch mit unter 10 mA ?

Autor: Joachim B. (jar)
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Dirk D. schrieb:
> Nach kurzem googlen gibt es tatsächlich 3V rechargeable
> Lithiumknopfzellen, allerdings mit 1-stelligen mAh Kapazitäten?

nicht ganz, eine LiR2032 hat 53mAh und wird in RTC Module mit Diode und 
Rv 201 (200Ohm) geladen, die CR2032 hat 230mAh und das Modul sollte 
unbestückt von Diode und R ausgeliefert werden, manche Lieferanten 
halten sich dran, andere nicht.

Ich habe immer nachgefragt ob die LiR im Lieferumfang ist (die Bilder 
gelten nicht, üblicherweise werden sie oft mir LiR gezeigt), wenn ja 
dann kamen die LiR in extra verschweissten Tütchen, einige Händler 
meinten sie dürfen sie nicht mehr per China Post verschicken was wohl so 
nicht stimmt.
Jedenfalls LiR hier nachkaufen kostet ein vielfaches vom RTC Modul und 
die Diode und/oder R runterlöten ist nicht für jeden Bastler geeignet.

: Bearbeitet durch User
Autor: Günter Lenz (Gast)
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Dirk D. schrieb:
>Bernd K. schrieb:
>> Der Trick dabei ist normalerweise dafür zu sorgen daß die Schaltung auch
>> bei kleinster Eingangsspannung und auch wenn der Schaltregler
>> durchgeschaltet ist nicht mehr Strom ziehen wird als die Quelle liefern
>> kann.
>
>Hier geht es ja um Akku-Laden. Ein Akku zieht ja nicht unbegrenzt Strom,

Ein Schaltregler, der die Spannung am Ausgang konstanthalten will
funktioniert an ein Solarmodul nicht. Das Problem ist was der
Regler am Eingang haben will. Wenn die Spannung am Eingang
kleiner wird, will der Regler zum Ausgleich mehr Strom haben,
die Folge ist, daß die Spannung noch kleiner wird. Dieser
Teufelskreis geht dann bis zum Kurzschluß und das Solarmodul
kann garkeine Energie mehr liefern.

Autor: Ingo S. (Firma: privat) (nisus)
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Günter Lenz schrieb:
> Ein Schaltregler
...
> funktioniert an ein Solarmodul nicht
...
> Regler zum Ausgleich mehr Strom
...
> Folge ist
...
> Spannung noch kleiner

deswegen schlage ich für einen Step-up eine genügend hochohmige 
Induktivität vor.

Autor: Günter Lenz (Gast)
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Ingo S. schrieb:
>deswegen schlage ich für einen Step-up eine genügend hochohmige
>Induktivität vor.

Das hilft aber auch nicht. Der Regler darf nicht die Spannung
konstanthalten wollen und auch nicht den Strom konstanthalten
wollen, man braucht einen Regler der eine Leistungsanpassung
herstellt oder man macht es ohne Regler und schließt das
Solarmudul direkt an, und parallel dazu eine Spannungsbegrenzung.

Peter W. schrieb:
>Nun meine Idee: Wandler an die Solarzelle, auf 3V eingestellt und ran an
>die kleinen Akkus.

Wenn die Zelle 3V hat und die Ladequelle auch 3V, dann fließt
überhaupt kein Ladestrom.

Autor: Hyperpower (Gast)
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Günter Lenz meinte im Beitrag #5452955:
> Der Regler darf nicht die Spannung
> konstanthalten wollen und auch nicht
> den Strom konstanthalten wollen...

Es funktioniert nicht einmal dann sicher, wenn der Regler beides 
konstant halten wollen kann / können will, also bei konstanter Ausgangs- 
Leistung - sofern nicht diese Ausgangsleistung in jedem Falle weniger 
ist, als das PV-Modul gerade liefern könnte ...

Allgemein gesagt ist halt ein "stinknormaler" Wandler (Regelung des 
Ausgangs) i.A. entweder gar nicht, oder nur schlecht, geeignet. Man muß 
nun mal auf die eine oder andere Weise dafür sorgen, daß die Spannung 
und/oder der Strom am Eingang des Reglers "im grünen Bereich bleibt" - 
und das am besten unabhängig vom aktuellen Zellen-Betriebspunkt, also 
dahingehend variabel.

"Spitze" ist echtes MPPT = Maximum Power Point Tracking. Welches nun 
mal immer die aktuell gerade maximal mögliche Leistung "ziehen kann", 
indem beide Parameter am Wandler-Eingang, also U und auch I, über ihr 
Produkt bewertet und festgelegt werden.

Damit muß ein "normaler" Controller überfordert sein. Obwohl bestimmte 
Annäherungen an den MPP möglich sind, wenn man Messungen der aktuellen 
Werte (U, I) Zelle wenigstens in die Regelung / den Betrieb 
miteinbezieht.


Die Diskussion über (durchaus teils mögliche) Funktion ohne, oder mit 
nur marginalen, solchen v.m.g. Sicherheits- Vorkehrungen (welche man 
völlig unterschiedlich realisieren kann - mit untersch. Eigenschaften) - 
bzw. das Posten jener Möglichkeiten in Form von Tipps - finde ich, 
ohne auf die exakten Un-Möglichkeiten dabei zu verweisen, wenig 
sinnvoll.

(Sorry, das ist hier ja nicht das Thema. Aber wurde halt gemacht!  ;-)

Autor: Dirk D. (onemintyulep)
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Günter Lenz schrieb:
> Wenn die Spannung am Eingang
> kleiner wird, will der Regler zum Ausgleich mehr Strom haben

Das gilt für einen Step-Up Wandler, deshalb funktioniert der 
grundsätzlich nicht. Bei Step-Down gibt es unterschiedliche Meinungen 
bzw. Erfahrungen, wie hier diskutiert.

Autor: Hyperpower (Gast)
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Hyperpower schrieb:
> und das am besten unabhängig vom aktuellen Zellen-Betriebspunkt

...das am besten abhängig vom aktuellen PV-Betriebspunkt...

Verzeihung, ich hoffe, das verwirrt nicht zu sehr.

Dirk D. schrieb:
> Günter Lenz schrieb:
>> Wenn die Spannung am Eingang
>> kleiner wird, will der Regler zum Ausgleich mehr Strom haben
>
> Das gilt für einen Step-Up Wandler, deshalb funktioniert der
> grundsätzlich nicht. Bei Step-Down gibt es unterschiedliche Meinungen
> bzw. Erfahrungen, wie hier diskutiert.

Nein, das gilt für beide. Natürlich (!) zieht auch ein Boost am Eingang
mehr Strom, wenn man die V_in verringert. Da unterliegst Du einem 
Mißverständnis. Welchem, würde ich gerne ergründen, um es zu "töten".

Autor: Stephan (Gast)
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Günter Lenz schrieb:
> Das hilft aber auch nicht. Der Regler darf nicht die Spannung
> konstanthalten wollen und auch nicht den Strom konstanthalten
> wollen, man braucht einen Regler der eine Leistungsanpassung
> herstellt (#1) oder man macht es ohne Regler und schließt das
> Solarmudul direkt an, und parallel dazu eine Spannungsbegrenzung (#2).

Oder (#3) nen ordentlichen Kondensator an das Modul und den Wandler im 
"Hickup-Mode" betreiben: Unter einer "sinnvollen" Spannung schaltet der 
Wandler ab und erst nach deutlichem Spannungsanstieg wieder ein.

Leistungsanpassung (#1) ist optimal, manchmal aber zu kompliziert.
Spannunngsbegrenzung aka Shunt-Regler (#2) funktioniert super wenn die 
gewünschte Spannung nahe dem typischen MPP liegt.
#3 lässt sich deutlich einfacher bauen als #1 und ist gegenüber #2 im 
Vorteil wenn die Zielspannung deutlich (Faktor 2) von der Spannung im 
MPP abweicht.

Die Spannung im MPP hängt zwar von Temperatur und Bestrahlungsstärke ab. 
Glücklicherweise ist die Temperatur bei geringer Bestrahlungsstärke aber 
idR niedrigere. Die Effekte kompensieren sich also teilweise.

Für ein 12V-Modul, z.B. bei 14V Wandler aus, bei 16.5V Wandler ein.
Der MPP (ca. 17.5V) wird bei 1000W/qm und 20°C Modultemperatur damit 
zwar nie erreicht, das Modul wird aber sehr schnell wärmer sein und der 
MPP kommt in die Region um 16.5V.
Die Einschaltschwelle muss halt auch bei mäßiger Bestrahlung (>100W/qm 
und 35°C Modultemperatur) zuverlässig erreicht werden. Alternativ auch 
den Wandler 1 Sek. nach dem abschalten wieder einschalten obwohl die 
Einschaltspannung noch nicht erreicht wurde.

Autor: Hyperpower (Gast)
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Hyperpower schrieb:
> Natürlich (!) zieht auch ein Boost am Eingang
> mehr Strom, wenn man die V_in verringert.

...auch ein Buck! ...

Ich sollte nach den Feierabendbieren evtl. nicht mehr posten.  ;-)

Autor: Ingo S. (Firma: privat) (nisus)
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Mit einem Sperschwinger lassen sich problemlos höhere Ausgangsspannungen 
erzeugen, als es die Eingangsspannung ist. Das Prinzip kommt einem 
Step-up schon recht nahe und findet auch Anwendung. Z.B. in diesen 
Solar-Balkonleuchten und in diversen LED-Taschenlampen.
Natürlich spielt dabei Leistungsanpassung keine Rolle...aber was soll 
bei einer 40 x 40 mm Solarzelle mit 2,5 Volt Leerlaufspannung an 
Leistung angepasst werden ?
Ich möchte nur wissen, ob ein so geringer Strom von wenigen Milliampere 
überhaupt geeignet ist, einen LiPo-Akku zu laden, oder ob der davon 
Schaden nimmt.

Autor: Dirk D. (onemintyulep)
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Ingo S. schrieb:
> Ich möchte nur wissen, ob ein so geringer Strom von wenigen Milliampere
> überhaupt geeignet ist, einen LiPo-Akku zu laden, oder ob der davon
> Schaden nimmt.

Da gilt "every little helps". Es schadet auch nicht die Zelle an der 
Ladespannung zu lassen, aussr die Zellen um die es hier geht sind anders 
als andere LiIons.

Autor: Dirk D. (onemintyulep)
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Hyperpower schrieb:
> Da unterliegst Du einem
> Mißverständnis. Welchem, würde ich gerne ergründen, um es zu "töten".

Es ist so dass ich andere Erfahrungen gemacht habe. Im Moment bin ich 
immer noch der Meinung das liegt daran dass ein Li-Akku weder beliebig 
viel noch unabhängig von der Ladespannung Strom zieht. Der Strom geht ja 
bei Ladespannung=Ruhespannung gegen Null.
Akzeptiert habe ich inzwischen lediglich dass ab einem gewissen Punkt 
keine Wandlung mehr stattfindet :)

Autor: Karl (Gast)
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Hyperpower schrieb:
> Nein, das gilt für beide. Natürlich (!) zieht auch ein Boost am Eingang
> mehr Strom, wenn man die V_in verringert...

LT3652.

Autor: batman (Gast)
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Hyperpower schrieb:
>> Das gilt für einen Step-Up Wandler, deshalb funktioniert der
>> grundsätzlich nicht. Bei Step-Down gibt es unterschiedliche Meinungen
>> bzw. Erfahrungen, wie hier diskutiert.
>
> Nein, das gilt für beide. Natürlich (!) zieht auch ein Boost am Eingang
> mehr Strom, wenn man die V_in verringert. Da unterliegst Du einem
> Mißverständnis. Welchem, würde ich gerne ergründen, um es zu "töten".

Dann such es mal bei dir.
Die Eingangsspannung wird am durchgeschalteten Stepdown nicht unter die 
Ausgangsspannung fallen. Wenn da also ein 12V-Akku dranhängt, kann das 
Panel auch nicht unter 12V gezogen werden.

Allerdings kann man sich den Wandler imo dann auch sparen, da er sowieso 
meist durchgeschaltet sein wird, also praktisch nix macht?

Autor: Günter Lenz (Gast)
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Ingo S. schrieb:
>Natürlich spielt dabei Leistungsanpassung keine Rolle...aber was soll
>bei einer 40 x 40 mm Solarzelle mit 2,5 Volt Leerlaufspannung an
>Leistung angepasst werden ?

Mit einer Leistungsanpassung will man erreichen, daß eine
Quelle die maximal mögliche Leistung an eine Last abgibt.
Es gibt zwei Betriebszustände wo die Leistungsabgabe Null ist.
Einmal bei Kurzschluß, da fließt ein maximaler Strom, aber
die Spannung ist Null, deshalb ist auch die Leistung Null.
Und bei Leerlauf, da ist die Spannung maximal aber es fließt
kein Strom, da ist die Leistung auch Null. Dazwischen wird
Leistungs abgegeben. Leistungsanpassung herscht dann, wenn der
der Innenwiderstand der Quelle gleich dem Lastwiderstand ist.
Nun ist es aber bei einem Solarmodul so, das sich Spannung
und Innenwiderstand dauernd ändern, je nach dem wie stark
die Sonne draufscheind. Ohne Transformation kann dein
Solarmodul, wenn es 2,5V liefert keine Leistung an dein 3V
Akku abgeben.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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batman schrieb:
> Die Eingangsspannung wird am durchgeschalteten Stepdown nicht unter die
> Ausgangsspannung fallen. Wenn da also ein 12V-Akku dranhängt, kann das
> Panel auch nicht unter 12V gezogen werden.

Er kommt aber unter Umständen nicht mehr hoch wenn die Sonne wieder 
zurückkommt weil er bei 12V mehr Strom ziehen muss als das Panel je 
hergeben kann und das Panel knickt ein auf 12V und bleibt da. Würde er 
mal kurz weniger Strom ziehen um dem Panel zu erlauben auf sagen wir mal 
20V hochzugehen bräuchte er auf der Primärseite weniger Strom für die 
selbe Leistung.

Auf die Idee beim Strom nachzulassen damit die Spannung hochgeht kommt 
er aber nicht von selbst weil er nicht ahnen kann daß er weniger ziehen 
muss um am Ende mehr rauszubekommen, das ist nicht Teil seines 
Regelkreises.

Du brauchst mindestens einen Schaltwandler der versucht am Eingang 
ebenfalls eine bestimmte Spannung zu halten.

Autor: Karl (Gast)
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batman schrieb:
> Die Eingangsspannung wird am durchgeschalteten Stepdown nicht unter die
> Ausgangsspannung fallen. Wenn da also ein 12V-Akku dranhängt, kann das
> Panel auch nicht unter 12V gezogen werden.

Der Stepdown weiss aber beim Ansteigen der Eingangsspannung noch nicht, 
welche Ausgangsspannung er liefern soll. Daher schalten übliche 
Stepdowns wie der LM2576/2596 beim Hochfahren der Eingangsspannung schon 
bei wenigen Volt durch und ziehen dann den vollen Strom, was zum 
beschriebenen Effekt führt: Die Solarzelle kommt nicht hoch.

Und eine langsam steigende Eingangsspannung ist nunmal dass Kennzeichen 
einer Solarzelle, wenn morgens die Sonne aufgeht.

Eventuell kann man das verhindern, wenn man den Enable-Pin des 
LM2576/2596 mit einer Unterspannungsabschaltung versieht, die in etwa 
auf dem MPP-Punkt liegt. Oder man nimmt halt gleich einen dafür 
geeigneten Lade-IC: LT3652. Der hat Ladestrombegrenzung, 
Ladeendabschaltung, Erhaltungsladung und sogar einen Temparaturwächter 
für den Akku.

Autor: batman (Gast)
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Karl schrieb:
> beschriebenen Effekt führt: Die Solarzelle kommt nicht hoch.

Wie hoch soll sie denn kommen? Sie fällt wie gesagt nicht unter die 
Akkuspannung und wenn man sie vernünftig dimensioniert, ist der MPP 
davon nicht weit entfernt und es gibt kein wirkliches Problem.

Autor: Günter Lenz (Gast)
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Noch ein paar Gedanken dazu.

Ingo S. schrieb:
>Natürlich spielt dabei Leistungsanpassung keine Rolle...aber was soll
>bei einer 40 x 40 mm Solarzelle mit 2,5 Volt Leerlaufspannung an
>Leistung angepasst werden ?

Belaste mal deine Solarzelle die 2,5V Leerlaufspannung hat,
mit einen einstellbaren Widerstand, und stelle ihn so ein,
daß die Spannung um die Hälfte zurück geht. Es herscht nun
Leistungsanpassung. Der nun eingestellte Widerstand
entspricht dem Innenwiderstand der Solarzelle.
Du kannst nun auch ausrechnen wieviel Leistung die
Solarzelle liefert. Wenn du nun damit einen 3V Akku laden
willst, brauchst du einen kleinen Wechselrichter der im
Leerlauf 6V erzeugt, er darf keine Regelfunktion haben.
Bei angeschlossenen Akku geht die Spannung auf 3V zurück.
An der Solarzelle geht die Spannung auf 1,25V zurück.
Es geht nun Leistung in den Akku rein.

Autor: Ingo S. (Firma: privat) (nisus)
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Günter Lenz schrieb:
> Ohne Transformation kann dein
> Solarmodul, wenn es 2,5V liefert keine Leistung an dein 3V
> Akku abgeben

 Die transformation geschieht mindestens über einen Sperrschwinger oder 
eben ein Step-up ( mit meinetwegen 100 Ohm / 10 uH Induktivität ).
An die Solarzelle eine Leistungsregelung über einen MPP dran zu hängen, 
wird bei den mini-Zellen nicht funktionieren, weil der MC mit 2 Volt 
wahrscheinlich nix macht...falls er doch schon arbeitet, würde er aber 
den gesamten Energieertrag im rechnen erschöpfen und es bliebe wiederum 
keine "Leistung" für den Akku übrig, da die Zelle u.U. maximal 40 mW 
liefert.

Autor: Karl (Gast)
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Günter Lenz schrieb:
> daß die Spannung um die Hälfte zurück geht. Es herscht nun
> Leistungsanpassung. Der nun eingestellte Widerstand
> entspricht dem Innenwiderstand der Solarzelle.

Das gilt nur für Spannungsquellen mit linearem Innenwiderstand. Ein 
Solarmodul hat keinen linearen Innenwiderstand. Schau Dir bitte mal 
diverse Kennlinien an.

Die MPP Spannung liegt bei etwa 70 bis 80% der Leerlaufspannung.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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batman schrieb:
> und wenn man sie vernünftig dimensioniert, ist der MPP
> davon nicht weit entfernt und es gibt kein wirkliches Problem.

Dann brauchst Du auch keinen DCDC-Wandler wenn auch ein 
stehengebliebener Wandler keinen Unterschied macht. Dann kannst Du ihn 
durch ein Stück Draht ersetzen und hast höhere Ausbeute.

Und um ne einzelne Spielzeug-Zelle mit Spielzeug-Panel zu laden würd ich 
einfach das Panel so dimensionieren daß MPP ungefähr bei der 
Ladeschlussspannung ist und die Zelle direkt anschließen, zusammen mit 
ner Diode und nem Shuntregler. Dann bist Du immer irgendwo nördlich von 
90%, besser wirds dann mit nem Schaltregler auch nicht, nur 
komplizierter.

Und wenn das Problem groß genug ist (in Watt gemessen oder in Euros) 
oder die Energieausbeute irgendeine Rolle spielt dann werden wohl noch 
die paar Euro übrig sein irgendwo einen ordentlichen MPPT Laderegler 
aufzutreiben oder zumindest einen mit einstellbarer geregelter 
Eingangsspannung, oder einen zu bauen anstatt irgeneinen beliebigen 
China-Schaltregler zu nehmen der gar nicht für sowas vorgesehen ist weil 
er nicht wissen kann wieviel Strom er ziehen darf *und welche 
Eingangsspannung er mindestens halten soll*.

Autor: batman (Gast)
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Das schrieb ich ja auch schon, etwas knapper.
So ein Buck vor den Akku gesetzt, ist vielleicht nur ein billiger 
Überladeschutz. Wenn der Akku voll ist, und parallel Verbraucher 
betrieben werden, dürfte der Buck aber effizienter sein als ein 
Shuntregler, der Energie verheizt.

Naja, machen würd ich das auch nicht so. Ich mag diese Elektrosmogger 
nicht.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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batman schrieb:
> als ein
> Shuntregler, der Energie verheizt.

Solange der Akku nicht ganz voll ist bleibt der Shuntregler kalt! Und je 
mehr Verbraucher noch mit dranhängen desto weniger oft oder lange ist 
der Akku voll und der Shuntregler bleibt noch öfter kalt.

Der Shuntregler soll eigentlich nur den Akku schützen und die Energie 
verbraten die nicht abgenommen wird. Also je mehr Energie Du brauchst 
desto weniger hat der Schuntregler zu heizen.

Und er sorgt wahrscheinlich auch noch dafür daß das Panel bei 
Nichtnutzung etwas kühler bleibt.

Autor: batman (Gast)
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Ein leerlaufendes Panel wird durch Kurzschluß der Ausgänge gekühlt, 
sicher?

Autor: Dirk D. (onemintyulep)
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batman schrieb:
> Allerdings kann man sich den Wandler imo dann auch sparen, da er sowieso
> meist durchgeschaltet sein wird, also praktisch nix macht?

Er begrenzt die Spannung und idealerweise den Strom. Das ist beim 
Akkuladen das wichtigste.

Was ich gar nicht nachvollziehen kann ist warum der Wandler nicht mehr 
hochkommen sollte. Er kommt auf die Spannung bei der der Ladestrom den 
Solarstrom x den Wandlungsfaktor nicht übersteigt.

Natürlich bedeutet das wenn Vmpp >> Ladespannung ist einen grossen 
Verlust. Das ist kein geeignetes Szenario, da braucht man halt MPPT.

Aber es ist ausreichend um einen Akku zu laden mit einer Solarzelle 
deren Vmpp wenige V über der Ladespannung liegt und deren Voc 
entsprechend zu hoch ist.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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batman schrieb:
> Ein leerlaufendes Panel wird durch Kurzschluß der Ausgänge
> gekühlt,
> sicher?

17% der eingestrahlten Sonnenenergie wird in elektrische umgewandelt. 
Wenn man die nicht entnimmt muss sie doch irgendwo anders bleiben.

Autor: batman (Gast)
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Elektrische Energie, ohne daß Strom fließt? Dann hab ich was verpaßt.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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Dirk D. schrieb:
> Was ich gar nicht nachvollziehen kann ist warum der Wandler nicht mehr
> hochkommen sollte.

Weil die Panelspannung unter der zu hohen Strombelastung in die Knie ist 
und erst wieder ansteigen wird wenn der Wandler endlich mal kurz 
aufzuhören würde mehr Strom ziehen zu wollen als das Panel selbt in der 
Mittagssonne zu liefern imstande wäre.

Aber warum sollte der Wandler auch nur eine Millisekunde lang den Hahn 
zudrehen wollen? Für seine Regelschleife ist "länger auf == mehr Saft", 
er bekommt noch nicht genug Saft, also noch länger auf. Was, schon am 
Anschlag? Egal, lassen wirs am Anschlag und warten auf mehr Saft. Aber 
der kann niemals kommen. Es sei denn Du verringerst die Last und der 
Wandler beschließt es ist jetzt genug und macht zu. Dann schnalzt die 
Spannung am Panel wieder hoch.

Deshalb nimmt man da keinen normalen Wandler sondern einen der für so 
etwas gedacht ist, der kann dann zusätzlich auch die Spannung an seinem 
Eingang regeln und macht zu wenn sie tiefer als der Sollwert fällt und 
lässt lieber den Ausgang einbrechen.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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batman schrieb:
> Elektrische Energie, ohne daß Strom fließt? Dann hab ich was
> verpaßt.

Hol Dir nen Kaffee und lies es nochmal ganz langsam und in Ruhe 
sinnentnehmend.

Ich helf Dir mal indem ich ein Wort hinzufüge:

> 17% der eingestrahlten Sonnenenergie wird in elektrische umgewandelt.
> Wenn man die nicht entnimmt muss die Energie doch irgendwo anders bleiben.

Besser jetzt?

: Bearbeitet durch User
Autor: Hmm (Gast)
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Also wenn ich eines sagen kann, dann, dass man bei winzigen Leistungen 
selten mit Leistungsanpassung fährt. Bei wenigen µA muss man eine MPPT 
erst einmal hinbekommen - die darf ja nicht mehr brauchen, als Energie 
erzeugt wird ;-)

Als Alternative zum LTC4070 kann ich noch den hier anbieten: LTC3105:
http://www.analog.com/en/products/power-management...
Ich habe mal einen Goldcap-Charger damit umgesetzt. Der hat eine Art 
pseudo-MPPT, und kann mit winzigen Spannungen und Strömen umgehen.
Das Teil hat eigentlich nur eine Eingangsspannungsregelung, die man auf 
jede Solarzelle anpassen kann, und eine einstellbare Ausgangsspannung. 
Die Auslegung ist etwas aufwändiger.

Die Lösung mit dem LTC4070 ist gleichwertig, nur muss man hier eben die 
Solarzelle auf den Akku anpassen.
Dafür ist die Schaltung Simpler. und alles was über 500nA geht, landet 
im Akku. das heißt: Schon ab 0,6µA (!) wird der Akku geladen. Das 
schafft keine Boost-Schaltung.

Manchmal ist es halt einfacher, eine Solarzelle mit mehr Spannung zu 
nehmen, als sich das Gehampel mit dem Step-Up anzutun.

Autor: batman (Gast)
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Bernd K. schrieb:
>> 17% der eingestrahlten Sonnenenergie wird in elektrische umgewandelt.
>> Wenn man die nicht entnimmt muss die Energie doch irgendwo anders bleiben.
>
> Besser jetzt?

Äh, nö. Richtig wäre wohl, bis zu 17% KANN in elektrische Energie 
umgewandelt werden. Dazu muß aber Strom fließen, sonst ist E = UIt = 0.

Autor: Karl (Gast)
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batman schrieb:
> Wenn der Akku voll ist, und parallel Verbraucher
> betrieben werden, dürfte der Buck aber effizienter sein als ein
> Shuntregler, der Energie verheizt.

Entweder die Solarzelle liefert gerade ausreichend Strom, um die 
Schaltung zu versorgen. Dann schaltet der Regler auf Durchgang - oder 
auf 95% DC, weil viele der Regler darauf begrenzt sind. Dann kannst Du 
aber auch einen Draht dazwischenschalten.

Oder die Solarzelle liefert mehr Strom als die Schaltung benötigt. Dann 
kommt die Solarzelle aus der Begrenzung raus und der Regler wandelt*. 
Nur wofür? Es ist ja ausreichend Strom vorhanden. Ob der in der 
Solarzelle verheizt wird oder in einem Shuntregler ist egal.

*) Das gilt nicht für das Akkuladen mit möglichst hohem Strom, siehe 
oben.

Autor: Ingo S. (Firma: privat) (nisus)
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Auf meinem Fensterbrett lädt eine
Spielzeug-Solarzelle einen Superkondensator.
Der Kondensator ist mit C = 5 Farad
ausgewiesen und einem
Serienwiderstand von R = 3 Ohm.
Die Solarzelle liefert im Leerlauf eine
Spannung von U = 2,5 Volt
und erzeugt bei Sonneneinstrahlung
einen Kurzschlussstrom von 25 mA .
Der Kondensator wird über eine
Schottky-Diode ( BAT48 ) geladen.
Nach etwa 40 Minuten ist der Kondensator auf eine
Spannung von U = 2,28 Volt
aufgeladen. Diese Spannung bleibt seit 5 Tagen konstant, während dessen 
der gesamte Aufbau unverändert in der Sonne liegt.

Jetz ist es so, daß die Solarzelle garantiert mindestens einmal während 
des Ladezyklus ihren MPP durchlaufen muss.

Die Ladezeit für den Kondensator errechnet sich aus
tau = R * C mit
 3 Ohm * 5 Farad zu 15 s
Nach 5 * tau ist der Kondensator nahezu vollständig geladen. Das 
entspricht also 75 s Ladezeit.
( Das bezieht sich aber nur auf das Laden mit einer Spannungsquelle mit 
genügend Leistung
bei U = 2,28 Volt)
Aus der U/I-Ladekurve des Kondensators lässt sich ableiten,
daß bei 2 * tau der Kondensator die größte Leistung auf nimmt.
Die Spannung zum Zeitpunkt 2tau ( = 30 sekunden )
beträgt U = 1,97 Volt .
Dabei fließt ein Ladestrom von I = 103 mA
( der Serienwiderstand des Kondensators begrenzt den anfänglichen 
Kurzschlussstrom
beim Laden auf 760 mA )

Bei der Spielzeug-Solarzelle fließt ein Kurzschlussstrom von 25 mA, was 
einem Widerstand ( bei U = 2,28 Volt von )
von R = 91,2 Ohm entspricht. Dazu addiert sich der Serienwiderstand des 
Kondensators
mit R = 3 Ohm zu
insgesamt R = 94,2 Ohm.
Das daraus errechenbare tau entspricht
tau = 94,2 Ohm * 5 Farad = 471 s
Die Gesamtladezeit beträgt also
5 * 471 s = 2355 Sekunden ( ~ 39 Minuten ! )

Auch hierbei gilt, daß nach 2* tau das Leistungsmaximum in den 
Kondensator gelagt, wobei die Spannung eben U = 1,97 Volt beträgt.
Der dabei fließende
Ladestrom entspricht I = 3,4 mA

So ergibt sich für das Spielzeug-panel
ein MPP von  Pmpp = 6,7 mW ,
weil es physikalisch bedingt so sein muss, daß
die Solarzelle dann ihre höchste Leistung abgibt, wenn der Kondensator 
seine höchste Leistung auf nimmt.

Autor: Karl (Gast)
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batman schrieb:
> Ein leerlaufendes Panel wird durch Kurzschluß der Ausgänge gekühlt,
> sicher?

Nein, nicht durch Kurzschluss. Aber durch Belastung.

batman schrieb:
> Elektrische Energie, ohne daß Strom fließt? Dann hab ich was verpaßt.

Der Strom fließt in der Solarzelle. Schau Dir mal das Ersatzschaltbild 
an.

batman schrieb:
> Richtig wäre wohl, bis zu 17% KANN in elektrische Energie
> umgewandelt werden.

Es wird immer 17% in elektrische Energie umgewandelt. Nur wird diese bei 
Leerlauf oder bei Kurzschluss innerhalb der Zelle verbraucht.

Ich hab das mal bei Qcells nachgefragt, weil mir das auch erst komisch 
vorkam: Eine Solarzelle wandelt ja einen Teil der Lichtenergie in 
elektrische Energie und einen Teil in Wärme um. Belaste ich die Zelle, 
entnehme ich Energie. Wo bleibt diese Energie, wenn ich die Zelle nicht 
belaste?

Folgende Möglichkeiten:
1. Es wird weniger Licht absorbiert. Dann müsste eine unbelaste Zelle 
heller erscheinen. Das ist offensichtlich nicht der Fall.
2. Die Quantenausbeute ändert sich signifikant, nämlich von 17% auf 0%. 
Da müsste sich das Halbleitermaterial verändern. Das ist offensichtlich 
nicht möglich.
Bleibt nur:
3. Es wird mehr Energie in Wärme umgewandelt, sprich eine unbelastete 
Zelle ist wärmer als eine belastete Zelle. Da sich die Absorption nicht 
ändert - sonst würde die Zelle dunkler werden - kann das nur über den 
Umweg der elektrischen Energie geschehen.

Und tatsächlich ist es so, dass eine belastete Zelle kühler ist als eine 
unbelastete oder kurzgeschlossene Zelle.

Beim Kurzschluss ist klar: Es wird extern keine Energie umgesetzt, die 
zusätzliche Erwärmung erfolgt über den Stromfluss durch den 
Innenwiderstand der Zelle.

Bei Leerlauf ist es etwas schwerer zu verstehen: Die Zellenspannung 
steigt an, bis die Durchlassspannung des PN-Überganges erreicht ist. 
Dann fließt ein Strom innerhalb der Zelle, welcher einen weiteren 
Spannungsanstieg verhindert und gleichzeitig die Zelle erwärmt. 
Physikalisch: Die durch den inneren photoelektrischen Effekt getrennten 
Ladungsträger rekombinieren in der PN-Zone wieder.

Autor: batman (Gast)
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Karl schrieb:
> Oder die Solarzelle liefert mehr Strom als die Schaltung benötigt. Dann
> kommt die Solarzelle aus der Begrenzung raus und der Regler wandelt*.
> Nur wofür? Es ist ja ausreichend Strom vorhanden.

Ob genug Strom vorhanden ist, hängt aber auch vom Wandlerverhalten ab. 
Deshalb nimmt man ja MPPT. Ein Wandler kann sich dem MPP nähern, da er 
eine variable Eingangsspannung hat. Wenn z.B. eine Lastphase auf eine 
Leerlaufphase folgt, wird der Buck hier die optimale Eingangsspannung 
einstellen, der Shuntregler kann das nicht.
Wieviel das unterm Strich bringt, ist ne andere Frage.

Autor: Jemand (Gast)
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Hallo

"Bei Leerlauf ist es etwas schwerer zu verstehen: Die Zellenspannung
steigt an, bis die Durchlassspannung des PN-Überganges erreicht ist.
Dann fließt ein Strom innerhalb der Zelle, welcher einen weiteren
Spannungsanstieg verhindert und gleichzeitig die Zelle erwärmt.
Physikalisch: Die durch den inneren photoelektrischen Effekt getrennten
Ladungsträger rekombinieren in der PN-Zone wieder."

Wäre dann nicht eigentlich möglich und sinnvoll ein "Sandwich" aus 
Photovoltaik aka "Solarzelle" und (nicht optimalen) Solarkollektor zu 
bauen?
Nicht optimal weil es die Solarzelle halt gern kühl hat und zusätzliche 
thermische Isolation kontraproduktiv wären - aber die sowieso 
entstehende störende Erwärmung könnte doch mit einer Wasserkühlung (aber 
Pumpenenergie notwendig...)genutzt werden der Wirkungsgrad der 
Solarzelle steigt ein wenig und das Kühlwasser wird für sinnvolle 
Verwendung erhitzt.

Da ich bestimmt nicht der erste mit dieser Idee bin muss es in der 
Praxis aber Hindernisse geben die gegen ein "Sandwich" sprechen.

Negative Energiebilanz? (Pumpe benötigt Energie)
Zu geringe Wassererwärmung? - Aber doch schon eine Erwärmung von z.B. 
15°C auf 30°C würde doch schon was bringen - oder müssen es aus 
technologischen Gründen immer direkt 60°C und mehr sein?

Oder liegt es ganz simpel daran das es zu teuer ist?

Jemand

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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batman schrieb:
> Wenn z.B. eine Lastphase auf eine
> Leerlaufphase folgt, wird der Buck hier die optimale Eingangsspannung
> einstellen, der Shuntregler kann das nicht.

Idealerweise legst Du die Anlage so aus daß zu jedem Zeitpunkt immer die 
maximale Leistung aus dem Panel entnommen wird die dieses herzugeben 
vermag. Notfalls indem ein dicker Akku geladen wird der niemals ganz 
voll ist.

In den Phasen in denen Du überhaupt keine Verwendung für die Energie 
hast ist der Wirkungsgrad des Panels oder anderer Komponenten vollkommen 
Banane. Leerlauf muss man also gar nicht betrachten. Bestenfalls das 
Verschieben des MPP bei unterschiedlicher Sonneneinstrahlung.

Es gibt also immer nur exakt genau 2 Zustände:

* Vollast (möglichst nah am MPP)
* oder Energie im Überfluss, Wirkungsgrad belanglos.

: Bearbeitet durch User
Autor: batman (Gast)
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Hmm, daß du eine Teilbelastung oder wechselnde Last jeglicher 
Solaranlage generell ausschließt, halte ich für wenig realistisch, aber 
egal.

Fakt ist doch, daß ein Panel mit Wandler mehr Strom liefern kann als mit 
bloßem Shuntregler bei gleicher Ausgangsspannung. Prinzip MPPT. Nimmt 
man einen Buck, wird er im Worst Case immer auf die Ausgangsspannung 
runterziehen. Das entspricht dann der Effizienz mit Shuntregler. 
Ansonsten ist der Buck im Vorteil.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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batman schrieb:
> Hmm, daß du eine Teilbelastung oder wechselnde Last jeglicher
> Solaranlage generell ausschließt, halte ich für wenig realistisch, aber
> egal.

Tu ich doch gar nicht? Teillast ist mit Fall 2 abgedeckt: "Energie im 
Überfluss, Wirkungsgrad belanglos"

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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batman schrieb:
> Das entspricht dann der Effizienz mit Shuntregler.
> Ansonsten ist der Buck im Vorteil.

Im "Ansonsten"-Fall ist der Vorteil aber belanglos weil in diesem 
Betriebszustand der Wirkungsgrad sowieso keine Rolle spielt.

Der Shunt-Regler hat nur den Nachteil daß er extrem viel Wärme 
produziert. Aber diese Wärme ist zum Glück vollkommen kostenlos, jedes 
einzelne Joule ist ein Joule das Du eh nicht gebraucht hättest, ob Du es 
jetzt im Panel verheizt oder im Shunt spielt in dem Moment keine Rolle. 
Jedoch hat er den Vorteil das Panel bei Teillast oder Nichtbenutzung 
kühler zu halten so daß es mehr leistet wenn man danach wieder auf 
Vollast geht.

Und wenn Du wirklich alles rauskitzeln willst besorgst Du Dir einen 
richtigen MPTT Wandler mit >90% Wirkungsgrad, einen der richtig 
trackt, kein pseudo mit fest eingestellter Spannung.

: Bearbeitet durch User
Autor: batman (Gast)
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Bernd K. schrieb:
> Im "Ansonsten"-Fall ist der Vorteil aber belanglos weil in diesem
> Betriebszustand der Wirkungsgrad sowieso keine Rolle spielt.

Welcher Betriebszustand? Wenn die Eingangsspannung höher ist als die 
Ausgangsspannung und der Wandler runterwandelt um den Strom zu erhöhen, 
ist das so ziemlich der normalste Betriebszustand einer Solaranlage.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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batman schrieb:
> Welcher Betriebszustand?

Der Betriebszustand in dem Du keine Verwendung mehr für die 
überschüssige Energie hast, der Betriebszustand in dem Du 100W abnimmst 
und 900W ungenutzt auf dem Dach verheizt werden. Spreche ich chinesisch?

: Bearbeitet durch User
Autor: Bernd K. (prof7bit)
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batman schrieb:
> Wandler runterwandelt um den Strom zu erhöhen,
> ist das so ziemlich der normalste Betriebszustand einer Solaranlage.

Ich spreche von einer Anlage bei der die Panelspannung so dimensioniert 
ist daß sie zur Akkuspannung passt. Da muss man gar nix wandeln und 
erreicht nahe 100%. Vor allem bei kleinen Anlagen wie denen um die es 
hier im Thread geht wo der Wandler allein schon den halben Strom frißt 
den das winzige Spielzeugpanel liefert und dann trotzdem nicht wandeln 
sondern nur durchschalten würde weil er die Eingangsspannung nicht 
halten kann weil der falsche Typ von Wandler gekauft wurde.

Von so einer Anlage spreche ich.

Da machst Du einen Shuntregler dran und fertig ist die Laube.

: Bearbeitet durch User
Autor: batman (Gast)
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Es ging ja um eine Prinzipfrage, die von der Größe der Anlage unabhängig 
ist.

Aber gut, isses eben egal, weil die Anlage so klein ist, kann ich mit 
leben.

Autor: Karl (Gast)
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Jemand schrieb:
> Wäre dann nicht eigentlich möglich und sinnvoll ein "Sandwich" aus
> Photovoltaik aka "Solarzelle" und (nicht optimalen) Solarkollektor zu
> bauen?

Nein. Den Grund hast Du schon selbst geliefert. Mein Kollektor liegt 
momentan bei 80°C, trotz bewölktem Himmel. Ist der Speicher fast voll, 
geht auch bis 100°C hoch. Deine Solarzelle will das nicht.

Deswegen packen sich die Leute auch diese häßlichen Aufdach-Module aufs 
Dach, weil Indach schlechter hinterlüftet und damit gekühlt wird.

Autor: Jobst Q. (joquis)
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batman schrieb:
> Welcher Betriebszustand? Wenn die Eingangsspannung höher ist als die
> Ausgangsspannung und der Wandler runterwandelt um den Strom zu erhöhen,
> ist das so ziemlich der normalste Betriebszustand einer Solaranlage.

Du gehst von der falschen Annahme aus, dass ein Solarpanel eine 
Spannungsquelle ist. Es ist aber eine Stromquelle, deren Strom von der 
Beleuchtungsstärke abhängt. Sie dir mal die Kennlinien von Solarzellen 
an.

Die Leerlaufspannung ist fast unabhängig von der Beleuchtung, nützt aber 
nichts, da sie im Leerlauf nichts bringt. Die Spannung unter Stromabgabe 
wird von der Last bestimmt, beim Laden von Akkus von deren Ladezustand.

Wenn die Ladeendspannung des Akkus im richtigen Verhältnis (70-80%)zur 
Leerlaufspannung des Panels steht, ist ein Wandler unnötig und bringt 
nur Verluste.

Autor: Karl (Gast)
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batman schrieb:
> Fakt ist doch, daß ein Panel mit Wandler mehr Strom liefern kann als mit
> bloßem Shuntregler bei gleicher Ausgangsspannung. Prinzip MPPT.

Erstens: Musst Du dann auch einen richtigen MPPT nehmen und nicht 
einen stino Schaltregler, weil dieser genau wieder das Problem des 
Runterziehens hat. Und zweitens ist das nur sinnvoll, wenn man die 
Leistung auch verwerten kann, sprich damit einen Akku laden. Oder irgend 
einen beliebigen Speicher, z.B. auch einen Warmwasserspeicher.

Aber übliche Elektronik verlangt eine spezifische Leistung, und wenn 
diese Leistung nicht geliefert werden kann, gehts halt nicht, auch nicht 
mit MPPT, wenn diese Leistung geliefert werden kann gehts, und dann 
kannste die überschüssige Leistung verheizen.

Es gibt einen kleinen Zwischenbereich, bei dem ein MPPT Regler bei 17V 
Solarspannung genug Strom liefern könnte, um die 12V Schaltung zu 
betreiben, aber ein Shuntregler, der die Zelle auf 12V runterzieht nicht 
genug Strom liefern würde. Allerdings ist dieser Bereich verglichen mit 
dem Leistungsbereich der Zelle von bewölktem Himmel bis voller Sonne so 
vernachlässigbar, dass man darauf nicht vernünftig dimensionieren kann.

Autor: Ingo S. (Firma: privat) (nisus)
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Jobst Q. schrieb:
> Wenn die Ladeendspannung des Akkus im richtigen Verhältnis (70-80%)zur
> Leerlaufspannung des Panels steht, ist ein Wandler unnötig und bringt
> nur Verluste

Da stelle ich die Frage, wann denn ein Akku schneller die 
Ladeschlussspannung erreicht.
Mit MPPT - oder ohne ?

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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Ingo S. schrieb:
> Da stelle ich die Frage, wann denn ein Akku schneller die
> Ladeschlussspannung erreicht.
> Mit MPPT - oder ohne ?

Kommt auf den Wirkungsgrad des Wandlers an. Er müsste wohl schon 
deutlich besser als 95% sein und den MPP wirklich perfekt tracken um da 
noch minimal was rauszureißen oder wenigstens Gleichstand zu erreichen.

Autor: Karl (Gast)
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Ingo S. schrieb:
> Da stelle ich die Frage, wann denn ein Akku schneller die
> Ladeschlussspannung erreicht.
> Mit MPPT - oder ohne ?

In dem Fall mit MPPT natürlich, sofern der Wandler den Akku mit beliebig 
Strom zuknallen kann.

Das war aber nicht die ursprüngliche Aussage von batman. Da ging es um 
einen stino Buckregler, und der bringt hier nichts, weil er das Panel 
eben nicht auf dem MPP hält, sondern versucht so viel Strom wie möglich 
zu liefern und dabei das Panel runterzieht. Hier ist er dann nicht 
effizienter als ein Shuntregler.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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Karl schrieb:
> Hier ist er dann nicht
> effizienter als ein Shuntregler.

Er wäre sogar wesentlich ineffizienter denn wenn Du einen geeigneten 
(MPPT) Buck-Regler nehmen willst verschaltest Du die Solarzellen so daß 
die Panelspannung (der MPP) auch im ungünstigsten Fall immer etwas höher 
ist als die Akku ladeschluß-Spannung (wegen Buck!), du schaltest also 
deutlich mehr Solarzellen in Reihe.

Wenn dann der Regler sich als doch nicht solarfähig entpuppt und voll 
durchschaltet ist das Endergebnis schlechter als wäre die Panelspannung 
schon von vornherein an den Akku angepasst gewesen und der Akku würde 
direkt dranhängen.

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Autor: Jobst Q. (joquis)
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Ingo S. schrieb:
> Da stelle ich die Frage, wann denn ein Akku schneller die
> Ladeschlussspannung erreicht.
> Mit MPPT - oder ohne ?

Das hängt zum einen vom Wirkungsgrad des MPPT ab,wie Bernd schon sagte. 
Zum anderen aber auch vom Akku. Bei einem Akku mit großer 
Spannungsdifferenz (zB Blei)lohnt sich ein MPPT eher als bei einem mit 
relativ konstanter Spannung wie LiFePO4.

In der Praxis ändert sich die MPP-Spannung abhängig von der Einstrahlung 
nur wenig. Bei gleicher Temperatur ist sie bei geringer Beleuchtung 
etwas kleiner. Das wird aber durch die Temperaturabhängigkeit mehr oder 
weniger aufgehoben, das Panel bleibt kühler, das erhöht die 
MPP-Spannung.

Autor: Ingo S. (Firma: privat) (nisus)
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Karl schrieb:
>> Mit MPPT - oder ohne ?
>
> In dem Fall mit MPPT

Bernd K. schrieb:
> Er wäre sogar wesentlich ineffizienter

so denke ich auch.
Bei einer Regelung zum MPP wird bei konstanter Sonneneinstrahlung auch 
ein konstanter Ausgangsstrom aus dem ( idealen )Regler kommen.
Das hat einen linearen Anstieg der Akkuspannung zur Folge.
Beim Laden ohne MPP verläuft die Lade-Spannungskurve des Akkus 
parabolisch.
Die Flächendifferenz unter den beiden Funktionsgrafen entspricht daher 
dem Verlust an zugeführter Energie je Zeit.
Es gilt zu berücksichtigen, daß der Akku ENERGIE speichert - aber nicht 
Leistung.
Deshalb lädt ein Akku ohne MPPT schneller, weil er keinen Verbraucher 
darstellt.
Einzig die Verlustleistung des Innenwiderstandes nimmt Einfluss auf die 
Bilanz.

Autor: Karl (Gast)
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Ingo S. schrieb:
> Deshalb lädt ein Akku ohne MPPT schneller, weil er keinen Verbraucher
> darstellt.

Wow, das ist ja mal eine interessante Schlussfolgerung.

Autor: Günter Lenz (Gast)
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Ingo S. schrieb:
>Deshalb lädt ein Akku ohne MPPT schneller, weil er keinen Verbraucher
>darstellt.

Dieser Satz ist unverständlich.
Nach deiner Meinung haben also MPPT keinen Nutzen?
Und warum werden sie dann hergestellt?

Hier ist es ganz gut erklärt.

https://de.wikipedia.org/wiki/Maximum_Power_Point_Tracking

Autor: batman (Gast)
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Ingo S. schrieb:
> Das hat einen linearen Anstieg der Akkuspannung zur Folge.
> Beim Laden ohne MPP verläuft die Lade-Spannungskurve des Akkus
> parabolisch.

Der Denkfehler bzw. Erfahrungsmangel ist wohl hier, daß in der Praxis 
des Solarladens die Akkuspannung sich kaum bewegt. Es geht darum, den 
(viel größeren) Hub des MPP zu kompensieren.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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Ingo S. schrieb:
> Es gilt zu berücksichtigen, daß der Akku ENERGIE speichert - aber nicht
> Leistung.
> Deshalb lädt ein Akku ohne MPPT schneller, weil er keinen Verbraucher
> darstellt.
> Einzig die Verlustleistung des Innenwiderstandes nimmt Einfluss auf die
> Bilanz.

Ich glaub Du brauchst erst noch schnell nen Crashkurs in Elektrotechnik 
denn das was Du da geschrieben hast ergibt nicht den geringsten Sinn. 
Und zwar weder vorwärts noch rückwärts gelesen. Und auch nicht auf dem 
Kopf stehend, nein auch dann nicht.

Autor: batman (Gast)
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Karl schrieb:
> Das war aber nicht die ursprüngliche Aussage von batman. Da ging es um
> einen stino Buckregler, und der bringt hier nichts, weil er das Panel
> eben nicht auf dem MPP hält, sondern versucht so viel Strom wie möglich
> zu liefern und dabei das Panel runterzieht.

Da liegt anscheinend dein Irrtum. Ein Buck versucht nicht, soviel Strom 
wie möglich zu ziehen, sondern eine Sollspannung zu erreichen. Ist diese 
erreicht, wird der Strom gedrosselt. So kann die Panelspannung zumindest 
zeitweilig näher am MPP liegen als ohne Regler, was einen Vorteil 
darstellt.

Autor: Karl (Gast)
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batman schrieb:
> Da liegt anscheinend dein Irrtum. Ein Buck versucht nicht, soviel Strom
> wie möglich zu ziehen, sondern eine Sollspannung zu erreichen.

Ähm, wenn Du einen AKKU laden willst, dann liegt die Akkuspannung 
logischerweise unter der Sollspannung, denn sinnvollerweise wählt man 
die Sollspannung entsprechend der Ladeendspannung.

Und dann zieht ein üblicher Buck wie der 2576 / 2596 natürlich so viel 
Strom wie möglich bzw. wie seine interne Strombegrenzung hergibt, denn 
er soll ja möglichst schnell auf die Sollspannung kommen. Und dabei 
zieht er natürlich das Panel runter bzw. hält es unten, wenn die 
Spannung am Panel langsam ansteigt.

Der Buck kommt erst in den MPP, wenn der Akku so voll ist, dass die 
Sollspannung erreicht wird und weniger Strom fließt. Dann isses aber 
auch egal.

Das Gleiche gilt auch für andere Verbaucher als Akkus. Auch hier wird 
der Buck versuchen, den Ladekondensator möglichst schnell vollzuknallen 
um auf die Sollspannung zu kommen. Und dabei zieht er maximal möglichen 
Strom.

Genau das macht der LT3562 anders: Er liefert genau so viel 
Ausgangsstrom, dass der Eingang im MPP bleibt, dabei maximal den 
eingestellten Ladestrom und maximal bis zur Ladeendspannung. Es kann 
durchaus sein, dass dabei bei Bewölkung nur 10% des Ladestroms fließen, 
aber dafür mit optimaler Ausnutzung der Zelle im MPP.

Autor: batman (Gast)
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Du begrenzt dich da auf eine spezielle Solaranwendung und Konfiguration. 
Davon kannst du aber eben keine allgemeine Aussage ableiten, die für 
alle gilt.

Mal ein anderes Gegenbeispiel:
Jemand kommt auf die Idee, sein Mobilgerät mit einem Solarpanel zu laden 
(ja, soll es schon gegeben haben). Auf seinem Handy steht 5V/1A, auf 
seinem Panel 9V. Kannst auch bel. andere Werte einsetzen.

Versuch 1)
Er schließt das Panel direkt ohne Wandler an.
Das Handy sagt MÖÖÖÖP! :-(
Reicht offenbar nicht zum Laden.

Versuch 2)
Nun klemmt er einen 5V-Buck-Wandler zwischen Handy und Panel.
Oh, das Handy lädt, obwohl nicht mehr Sonne scheint als vorher.
Ein Wunder? Oder gibt es vielleicht doch eine technische Erklärung?

Oder ist es vielleicht gar kein Vorteil, weil er mit einem geladenen 
Handy bloß seine Zeit verdatteln wird? :)

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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batman schrieb:
> Da liegt anscheinend dein Irrtum. Ein Buck versucht nicht, soviel Strom
> wie möglich zu ziehen,

In der Konfiguration als Laderegler (Konstantspannung) wird er in der 
Hauptladephase versuchen soviel Strom zu ziehen wie die Quelle hergibt, 
koste es was es wolle, er wird voll durchschalten weil er mit aller 
Gewalt den halbvollen Akku auf 4.2V hochheben will (und es nicht 
erreicht). Die Strombegrenzung macht dann das Panel. Die Akkus sind so 
ausgelegt daß sie den Strom aushalten. Der Buck-Regler kann während 
dieser Ladephase durch ein Stück Draht ersetzt werden (das würde auch 
weniger Eigenverbrauch haben).

Der Einzige Vorteil den dieser Aufbau gegenüber Shunt- oder Längsregler 
hat ist der daß wenn der Akku in die letzte Ladephase eintritt wo der 
Buck langsam runter regeln muss weil die Sollspannung am Akku schon mit 
weniger Strom erreicht wird ist der daß beim Schaltregler kein Bauteil 
heiß wird. Erst wenn wir in diese Ladephase eintreten wird der 
(nicht-MPPT-)Buck überhaupt anfangen zu takten und zu regeln, vorher 
nicht.

Der Nachteil ist der daß der Buck unter Umständen mehr Eigenverbrauch 
hat als ein LTC4070 Shuntregler, gerade bei so kleinen Panels wie hier 
bei denen man jedes Milliampere zweimal umdrehen möchte.

In beiden Fällen dimensionierst Du es so daß MPP die meiste Zeit über 
bei ungefähr 4V liegt oder einem Vielfachen davon je nach Verschaltung 
der Li-Ion-Zellen.

Wenn Du es mit 3 bis 4 stelligen Watt zu tun hast fängst Du an über 
richtige gute MPPT mit hohem Wirkungsgrad nachzudenken weil 
Shunt-Laderegler dann langsam unhandlich wird. Und billige 
PWM-Laderegler¹ machen die Li-Ion kaputt.


__
¹ Billiger PWM-Laderegler == Buck-Konverter bei dem man vergessen hat 
die Induktivität und die Schottky einzubauen und deswegen nur ein 
drittel so viel kostet, aber dafür dreckige Rechtecke am Ausgang 
produziert deren Scheitelwert die Spezifikation von Li-Ion-Akkus 
verletzt.

: Bearbeitet durch User
Autor: Bernd K. (prof7bit)
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batman schrieb:
> Mal ein anderes Gegenbeispiel:
> Jemand kommt auf die Idee, sein Mobilgerät mit einem Solarpanel zu laden
> (ja, soll es schon gegeben haben). Auf seinem Handy steht 5V/1A, auf
> seinem Panel 9V.

Wenn er das ohne Schaltregler anschließen will braucht er ein Panel mit 
MPP bei 5V.

Wenn es mit einem 9V Panel und einem normalen Buck funktioniert nutzt er 
nicht die volle Leistung des Panels, bestenfalls die Hälfte davon. Wenn 
er die Last langsam hochdreht kommt er ganz kurz mal am MPP vorbei und 
dann machts "schwupp" und der Buck schaltet voll durch und kommt da erst 
wieder raus wenn Du die Last abklemmst.

Oder Du bist bei 80%, Spannug noch leicht über dem MPP, eine Wolke kommt 
und "schwupp": Eingebrochen und kommt nicht mehr hoch.

Probiers aus.

Wenn Du auf Teufel komm raus einen Schaltregler willst dann brauchst Du 
einen der die Eingangsspannung regelt. Passende Bausteine wurden schon 
vorgeschlagen. Alles andere geht nicht stabil oder nur extremst 
ineffizient weil Du nur die halbe Leistung entnehmen kannst bevor er 
instabil wird und Du also doppelt soviel Panelfläche brauchst als 
eigentlich nötig.

--

Vielleicht kann sich ja mal jemand erbarmen und eine Simulation 
erstellen wo man das schön sehen kann.

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Autor: batman (Gast)
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Bernd K. schrieb:
> Wenn er das ohne Schaltregler anschließen will braucht er ein Panel mit
> MPP bei 5V.

Es gibt aber in der Realität leider kein Panel mit einem konstanten MPP. 
Das scheint auch das kleine aber entscheidende Detail zu sein, das in 
deinen ganzen Beiträgen als Grundlage fehlt.

Der MPP eines 9V-Panels kann im Winter oder bei bewölktem Himmel, also 
in unseren Breiten die meiste (Tages-)Zeit um 5V liegen. Bei guter 
Bestrahlung vielleicht um 7,5V. Also was nehmen wir?

Autor: Karl (Gast)
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batman schrieb:
> Ein Wunder? Oder gibt es vielleicht doch eine technische Erklärung?

Oder hast Du das einfach nur erfunden? Wäre die naheliegendste 
Erklärung.

batman schrieb:
> Der MPP eines 9V-Panels kann im Winter oder bei bewölktem Himmel, also
> in unseren Breiten die meiste (Tages-)Zeit um 5V liegen. Bei guter
> Bestrahlung vielleicht um 7,5V.

Schau Dir doch bitte einfach mal die Kennlinien von Solarzellen an, 
bevor Du hier weiter Werte erfindest.

Wenn der MPP auf 5V runter ist, liefert das Panel nur so wenig Strom, 
dass Du damit eh kein Handy laden kannst. Du kannst bestenfalls den Akku 
einer Powerbank ganz langsam laden, und dann daraus Dein Handy füllen.

Sorry, vielleicht könntest Du einfach mal den Gedanken akzeptieren, dass 
Du Dich mit Deiner Theorie zum Buckregler verfahren hast, statt immer 
neue abstrusere Ideen zu fabrizieren.

Autor: batman (Gast)
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Karl schrieb:
> atman schrieb:
>> Ein Wunder? Oder gibt es vielleicht doch eine technische Erklärung?
>
> Oder hast Du das einfach nur erfunden? Wäre die naheliegendste
> Erklärung.

Äh ja, erwischt. Ein Beispiel, das ich "erfunden" habe. :)

Damit willst du wohl sagen, daß es für dich tatsächlich ein Wunder wäre 
und du sonst keine Erklärung dafür finden würdest - trotz seitenlanger 
Hilfestellung. Ok, dann ist da wohl Hopfen und Malz verloren aber man 
kann nicht sagen, daß ich es nicht versucht hätte.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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batman schrieb:
> Äh ja, erwischt. Ein Beispiel, das ich "erfunden" habe. :)
>
> Damit willst du wohl sagen, daß es für dich tatsächlich ein Wunder wäre
> und du sonst keine Erklärung dafür finden würdest

Wie sollte er auch wenn Du physikalisch unmögliche Geschichten 
erfindest?

> - trotz seitenlanger
> Hilfestellung. Ok, dann ist da wohl Hopfen und Malz verloren aber man
> kann nicht sagen, daß ich es nicht versucht hätte.

Streng dich mehr an, mach Versuchsaufbauten, systematische Messungen, 
notfalls auch Simulationen um es besser zu verstehen, noch ist nicht 
Hopfen und Malz verloren, versuch es weiter, eines Morgens wachst Du auf 
und hast es verstanden.

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Autor: Jobst Q. (joquis)
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Ingo S. schrieb:
> Bei einer Regelung zum MPP wird bei konstanter Sonneneinstrahlung auch
> ein konstanter Ausgangsstrom aus dem ( idealen )Regler kommen.
> Das hat einen linearen Anstieg der Akkuspannung zur Folge.

Ein Akku ist kein Kondensator. Was mit einem konstanten Strom linear 
ansteigt,ist nicht die Spannung, sondern der Ladezustand. Bei LiFePO4 zB 
ist die Spannung über einen breiten Bereich des Ladezustands fast 
konstant. Siehe Ladekennlinie.

> Beim Laden ohne MPP verläuft die Lade-Spannungskurve des Akkus
> parabolisch.

Bei gleicher Einstrahlung ist eine Solarzelle eine Konstantstromquelle 
und hat damit denselben Effekt. Eine Wirkung hat der MPP-Regler nur bei 
Änderung der MPP-Spannung und die ist relativ selten.

Autor: Ingo S. (Firma: privat) (nisus)
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Günter Lenz schrieb:
> Nach deiner Meinung haben also MPPT keinen Nutzen?

sowas habe ich nirgends auch nur Ansatzweise erwähnt !

batman schrieb:
> Denkfehler bzw. Erfahrungsmangel

Ja.

Bernd K. schrieb:
> brauchst erst noch schnell nen Crashkurs in Elektrotechnik

Durchaus. Deswegen bin ich hier
 - um was zu lernen.

Jobst Q. schrieb:
> Was mit einem konstanten Strom linear ansteigt,ist nicht die Spannung,
> sondern der Ladezustand

Ja stimmt. Da Strom mal Zeit der zugeführten Ladungsmenge entspricht. 
Diesen meinen Denkfehler habe ich zu spät bemerkt.

Jobst Q. schrieb:
> Bei gleicher Einstrahlung ist eine Solarzelle eine Konstantstromquelle
> und hat damit denselben Effekt.

Wenn es also nur darum geht, einen Akku zu laden, hat es keinen Einfluss 
auf die Ladezeit, ob nun mit oder ohne MPPT geladen wird ?
Bzw. mit MPPT lädt der Akku schneller?

Autor: Günter Lenz (Gast)
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Ingo S. schrieb:
>Bzw. mit MPPT lädt der Akku schneller?

Ja, daß ist ja der Sinn, sonst brauchte man
ihn ja nicht. Er stellt eine Leistungsanpassung
zwischen Solarmodul und Akku her. Der Punkt
wo das Solarmodul seine maximal mögliche
Leistung abgibt ändert sich ja ständig,
abhängig von der Sonneneinstrahlung.

Autor: Dirk D. (onemintyulep)
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Der MPP ändert sich nur wenig. Bei spannungsmässig passenden Panels geht 
das nur um 5% oder so. MPPT braucht man wenn die Vmpp der Panels >> der 
Ladespannung ist, um das hier diskutierte Problem zu lösen. Bei 
schlechtem Wetter fält der MPPT besser eh auf PWM zurück.
Ausserdem hilft ein guter MPPT bei Teilverschattung, aber dazu muss er 
schnell das beste von mehreren Leistungsmaxima finden.
Zur Erinnerung, ich hatte schon Step-Down, PWM und MPPT am selben 
Panel...
PS: Mir ist aber keine MPPT-Lösung bekannt um mit einem kleinen 
Solarmodul einen kleinen Akku zu laden, um was es hier eigentlich 
geht...

: Bearbeitet durch User
Autor: Jobst Q. (joquis)
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Ingo S. schrieb:
> Wenn es also nur darum geht, einen Akku zu laden, hat es keinen Einfluss
> auf die Ladezeit, ob nun mit oder ohne MPPT geladen wird ?
> Bzw. mit MPPT lädt der Akku schneller?

Ein MPPT lohnt sich vor allem bei großen Anlagen, wenn man jede 
eingestrahlte Energie verkaufen kann. Also gerade dann, wenn die Sonne 
voll da ist.

Wenn ein Akku geladen werden soll, um ein Gerät mit durchschnittlich 
konstanter Leistung zu versorgen, ist es wichtiger, auch bei bedecktem 
Himmel genug zu bekommen. Mehr als genug Sonne ist dann Überschuß, der 
ruhig in einfachen Shuntreglern verheizt werden kann. Der Eigenbedarf 
eines Shuntreglers unterhalb der Schwelle ist sehr gering.

Da lohnt es sich eher, statt in einen teuren MPPT-Regler in mehr 
Solarzellenfläche oder in mehr Kapazität oder mehr Qualität des Akkus zu 
investieren.

Autor: Ingo S. (Firma: privat) (nisus)
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hallo

wie viele Kondensatoren mit einer Kapazität
von C = 1000 uF
kann ich mit einer Solarzelle mit
I = 0,1 A  ( U = 5 Volt )
in einer Sekunde voll laden ?

Da Die Ladungsmenge aus der Solarzelle
Q = 0,1 C entspricht
und die Kapazität zu
C = Q/U ( = A*s/V )
berechnet wird,
würde ich für die Kapazität
C = 0,1 A / 5 V = 0.02 F
erhalten.
Also entspricht diese Ladungsmenge
0,02 F / 0,001 F = 20
voll geladenen 1000 uF Kondensatoren.

betrachte ich jetzt aber die Energiemenge
E = U*I*t = 5 V * 0,1 A * 1 s
E = 0,5 Ws
und berechne die gespeicherte Energiemenge eines
1000 uF Kondensators bei 5 Volt mit
E = (C * U^2)*1/2
zu
E = (0,001 F * (5 V)^2) * 1/2
E = 0,0125 Ws
erhalte ich
0,5 Ws / 0,0125 Ws = 40
voll geladene 1000 uF Kondensatoren.

Welche Menge ist denn die richtige?

Autor: Günter Lenz (Gast)
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Ingo S. schrieb:
>wie viele Kondensatoren mit einer Kapazität
>von C = 1000 uF
>kann ich mit einer Solarzelle mit
>I = 0,1 A  ( U = 5 Volt )
>in einer Sekunde voll laden ?

Wenn eine Sekundelang konstant 0,1A fließt
sind damit 20000µF auf 5V aufgeladen

Autor: Ingo S. (Firma: privat) (nisus)
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cool :D

danke für die schnelle Antwort.

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