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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Laderegler für gleichzeitiges Laden von Lithium-Akkus mit Solarpanel und Windrad benötigt


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Autor: Henry K. (sammx)
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Hallo zusammen,

ich habe ein privates Projekt, bei dem ich ein Wemos D1 mini und ein 
Arduino Pro Mini 24/7 autark betreibe(n möchte).

Für den Betrieb habe ich insgesamt 12x 18650 geschütze Lithium-Akkus, 
die 4-fach in Reihe geschalten sind. Neben dem 5V Ausgang für die 
Microcontroller habe ich zudem einen 12V-Ausgang für Motoren.

Die Stromversorgung besteht derzeit aus einem 12V 30W Solarpanel. Da 
gerade in den Wintermonaten oftmals 5-15 Tage am Stück keine 
nennenswerten Erträge erziehlt werden und bis dahin die Akkus leer sind, 
möchte ich gerne ein Windrad als Stromlieferant hinzufügen, da der Wind 
meist dann ausreichend stark ist, wenn die Sonne nicht scheint oder zu 
wenig Kraft hat. Das Windrad möchte ich gerne selbst nach folgender 
Vorlage bauen: https://www.thingiverse.com/thing:2851306
Die Rotoren treiben einen 2-phasigen Schrittmotor (ACT 17HS5425L20P1-X2) 
an. Der Output wird mit 2 Gleichrichtern und Kondensatoren 
gleichgerichtet. Das Windrad schafft in etwa 1800 Umdrehungen bei 
starken Wind.

Die Herausforderung/Mein Problem besteht darin, dass ich gerne den Strom 
aus beiden Quellen zur Ladung der Akkus verwenden möchte. Was wäre hier 
die beste Variante, die beiden Spannungsquellen zu kombinieren? Auf 
teuren Ladereglern würde ich gerne, wenn möglich, verzichten, gerade 
einige oft nur die sträkere Spannungsquelle durchschalten. Überschüssige 
Energie würde ich an ein Heizelement (5V oder 12V) abgeben.

Danke für eure Antworten/Lösungen!

Autor: Tastenklopper (Gast)
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Spannungsquellen per Dioden zusammenfassen/verodern, davon direkt an die 
Akkus (4S3P lacht über den kombinierten Ladestrom nur)

Du sagst "protected". Hoffentlich nicht mit 12 einzelnen 
Schutzschaltungen, sondern nur mit einer 4S-Schaltung.


 Zum Festlegen der Ladeendspannung den Balancer/Equalizer entsprechend 
Potent auslegen, damit der den gesamten Ladestrom an den Zellen 
vorbeileiten kann. Je nach Lebensdauerwunsch auf z.B 4.1V pro Zelle 
einstellen.

Zusätzlich/Optional: Batteriespannung per eh vorhandenem uC überwachen, 
ggfs Solarzellen/Windrad vor den Dioden kurzschließen.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Henry K. schrieb:

> Die Herausforderung/Mein Problem besteht darin, dass ich gerne den Strom
> aus beiden Quellen zur Ladung der Akkus verwenden möchte.

Das ist technisch überhaupt kein Problem. Beide Quellen werden
einfach über seperate Laderegler an den Akku angeschlossen. Ein
Problem ist allerdings Dein aus Schrottteilen zusammengesetzter
"Windgenerator". Dafür musst Du Dir einen passenden Laderegler
wohl selbst ausdenken. Normalerweise verwendet man regelbare
Generatoren für solche Zwecke. Ein typisches Beispiel dafür
sind Autolichtmaschinen. Dort ist der Regler bereits im Gehäuse
eingebaut und KFZ-Lichtmaschinen können über einen grossen Dreh-
zahlbereich eine konstante Spannung liefern.

Autor: Henry K. (sammx)
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> Spannungsquellen per Dioden zusammenfassen/verodern, davon direkt an die
> Akkus (4S3P lacht über den kombinierten Ladestrom nur)

Würde theoretisch eine Reihenschaltung der Spannungsquellen 
funktionieren?

> Du sagst "protected". Hoffentlich nicht mit 12 einzelnen
> Schutzschaltungen, sondern nur mit einer 4S-Schaltung.

Sowohl, als auch. Die Zellen besitzen einen  fest verbautes Schutzmodul 
und sind über einen Balancer in Reihe geschalten.

>  Zum Festlegen der Ladeendspannung den Balancer/Equalizer entsprechend
> Potent auslegen, damit der den gesamten Ladestrom an den Zellen
> vorbeileiten kann. Je nach Lebensdauerwunsch auf z.B 4.1V pro Zelle
> einstellen.

Ich kann an meinem derzeitigen Balancer keine Einstellungen vornehmen. 
Endpannung liegt bei 4.2V.

> Zusätzlich/Optional: Batteriespannung per eh vorhandenem uC überwachen,
> ggfs Solarzellen/Windrad vor den Dioden kurzschließen.

Überwachung inklusive Batterie- sowie Ladespannung und -strom ist 
bereits in Betrieb. Entsprechende Schaltungen müsste ich allerdings erst 
umsetzen.

> Das ist technisch überhaupt kein Problem. Beide Quellen werden
> einfach über seperate Laderegler an den Akku angeschlossen. Ein
> Problem ist allerdings Dein aus Schrottteilen zusammengesetzter
> "Windgenerator". Dafür musst Du Dir einen passenden Laderegler
> wohl selbst ausdenken. Normalerweise verwendet man regelbare
> Generatoren für solche Zwecke. Ein typisches Beispiel dafür
> sind Autolichtmaschinen. Dort ist der Regler bereits im Gehäuse
> eingebaut und KFZ-Lichtmaschinen können über einen grossen Dreh-
> zahlbereich eine konstante Spannung liefern.

Meines Wissens - ich lasse mich gerne berichtigen - regeln 
Lichtmaschinen den Verbraucherstrom über den Zustrom in die 
Erregerspule. Somit müsste ich erst Energie in den Generator stecken, 
bevor dieser Strom liefert, was wiederum bedeutet, dass es keinen 
Ladestrom gibt, wenn die Akkus leer sind.
Die Ausgangsspannung einer Lichtmaschine liegt meist bei 14V und ist zu 
niedrig für meine 16.8V Ladeendspannung, ich müsste diese also zudem mit 
einem Spannungsregler boosten.
Die Ausgangsspannung des Schrittmotors hätte ich vermutlich mit einem 
Step up -down Spannungsregler auf ein einigermaßen konstantes Niveau 
gebracht. Ein Laderregler einer Lichtmaschine verrichtet vermutlich auch 
nichts anderes.

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Autor: Harald W. (wilhelms)
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Henry K. schrieb:

> Die Ausgangsspannung des Schrittmotors hätte ich vermutlich mit einem
> Step up -down Spannungsregler auf ein einigermaßen konstantes Niveau
> gebracht.

Das funktioniert nicht so ohne weiteres.

> Ein Laderregler einer Lichtmaschine verrichtet vermutlich auch
> nichts anderes.

Doch. Lichtmaschinen sind regelbar, Dein Schrittmotor nicht.

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Henry K. schrieb:
> Das Windrad schafft in etwa 1800 Umdrehungen bei starken Wind.

Das klingt schön, ist aber für den Laderegler vollkommen irreleant. Wie 
sind denn die elektrotechnischen Daten?

Warum versuchst du einen Akku-Pack der 12-17V hat mit einem 12V 
Solarpanel zu laden? Das ist unnötig aufwändig.

Wenn du ein Solarpanel mit einer Leerlaufspannung deutlich über 18V 
verwendest, und dein Windrad ebenfalls mehr als 18V liefern kann, wird 
es viel einfacher. Dann kannst du die beiden Quellen über Dioden 
zusammenführen und die überschüssige Energie ggf. in einem Shunt-Regler 
(google danach) verheizen.

Bedenke, dass Lithoum Akkus schnell verschleissen, wenn man sie 
rappelvoll hält. Besser ist es, den Ladevorgang bei "voll" zu beenden 
und erst wieder nachzuladen, wenn er von "voll" weit entfernt ist.

Autor: Henry K. (sammx)
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> Das klingt schön, ist aber für den Laderegler vollkommen irreleant. Wie
> sind denn die elektrotechnischen Daten?

Zum Schrittmotor habe ich derzeit nur ein paar technische Daten (s. 
Bild).
Für Weitere müsste ich ihn erst testen.

> Warum versuchst du einen Akku-Pack der 12-17V hat mit einem 12V
> Solarpanel zu laden? Das ist unnötig aufwändig.

Das Solarpanel liefert 21V Leerlaufspannung und ca. 18V bei ca. 25W. Es 
wird nur als 12V-Solarpanel vermarktet.

> Dann kannst du die beiden Quellen über Dioden
> zusammenführen und die überschüssige Energie ggf. in einem Shunt-Regler
> (google danach) verheizen.

Und mit zusammenführen meinst du in Reihe schalten?
Das Solarpanel verfügt bereits über eine eingebaute Diode.

> Bedenke, dass Lithium Akkus schnell verschleissen, wenn man sie
> rappelvoll hält. Besser ist es, den Ladevorgang bei "voll" zu beenden
> und erst wieder nachzuladen, wenn er von "voll" weit entfernt ist.

Das könnte man mit Schaltungen noch bewerkstelligen. Oder gibt es einen 
anderen Akkutyp, der geeigneter wäre?

Autor: Paule, Bademeister (Gast)
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Stefanus F. schrieb:
> Henry K. schrieb:
>> Das Windrad schafft in etwa 1800 Umdrehungen bei starken Wind.
>
> Das klingt schön

Finde ich nicht. 1800 Umdrehungen sind eine echt überschaubare 
Lebensdauer...




Was für ein sinnloses Vorhaben! Mit selbstgedrucktem Rotor, Schrittmotor 
und komplett ohne Ahnung?! Und die Hälfte der Antworten sind auch noch 
Quatsch. Sorry, aber das wird nie was, reine Zeitverschwendung für alle.

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Henry K. schrieb:
> Das Solarpanel liefert 21V Leerlaufspannung und ca. 18V bei ca. 25W.

Gut

> Und mit zusammenführen meinst du in Reihe schalten?

Nein, parallel schalten:
                              Akku
Quelle 1 o---|>|----+----------||--------+------| GND
                    |                    |
Quelle 2 o---|>|----+-------[=====]------+
            Dioden         Shunt Regler

Pass auf, das Windrad und Solarzelle zusammen nicht mehr Ladestrom 
liefern, als der Akku verträgt.

> Oder gibt es einen anderen Akkutyp, der geeigneter wäre?

Bleiakkus fühlen sich wohl wenn sie voll gehalten werden, nehmen es 
einem aber übel, zu tief entladen zu werden. Und sie wollen nach 
Gebrauch gerne möglichst bald wieder aufgeladen werden.

Irgendwo ist leider immer ein Haken.

: Bearbeitet durch User
Autor: Dieter (Gast)
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Henry K. schrieb:
> Und mit zusammenführen meinst du in Reihe schalten?
> Das Solarpanel verfügt bereits über eine eingebaute Diode.

Nein, Parallelschaltung, wenn beide jeweils mindestens 4,2V*4+2V liefern 
können.

Ansonsten müßtest Du Dich mit sowas anfreunden, dazwischenzuschalten:
https://www.watterott.com/de/Pololu-12V-Step-Up/Step-Down-Voltage-Regulator-S18V20F12

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Dieter schrieb:
> Ansonsten müßtest Du Dich mit sowas anfreunden, dazwischenzuschalten:
> 
https://www.watterott.com/de/Pololu-12V-Step-Up/Step-Down-Voltage-Regulator-S18V20F12

Vorsicht, das ist kein spezieller MPPT Wandler. Wenn die Sonne zu 
schwach scheint, wird der Wandler die Solarzelle überfordern. Ihre 
Ausgangsspannung sackt dann ab, wodurch der Wandler noch mehr 
Eingangs-Strom aufnimmt. Die Spannung sackt noch weiter ab. Am Ende 
schwingt das ganze womöglich. Ob dann die Spannungsregelung überhaupt 
noch funktioniert, ist ungewiss.

Ausserdem ist fraglich, ob dieser Spannungswandler die eingestellte 
Ausgangsspannung langfristig genau genug einhält. Nur 0,1V zu viel kann 
bei LiIo Akkus einen Hausbrand verursachen.

Apropos Spannung: Es muss schon ein Regler mit der richtigen Spannung 
sein. 12V wäre für alle Akkutypen falsch.

Und noch was: Der Shunt Regler wird hinter diesem Spannungswandler nicht 
funktionieren. Shunt Regler erfordern eine Stromquelle, deren 
Ausgangsspannung unter Last absinkt. Normale DC/DC Spannungswandler 
versuchen aber genau dies zu verhindern.

: Bearbeitet durch User
Autor: Henry K. (sammx)
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> Nein, parallel schalten:
>
>
>                               Akku
> Quelle 1 o---|>|----+----------||--------+------| GND
>                     |                    |
> Quelle 2 o---|>|----+-------[=====]------+
>             Dioden         Shunt Regler
> 

Bei unterschiedlichen Spannungen lädt die Quelle mit der Größeren und 
die andere Quelle wird gesperrt, oder?

> Bleiakkus fühlen sich wohl wenn sie voll gehalten werden, nehmen es
> einem aber übel, zu tief entladen zu werden. Und sie wollen nach
> Gebrauch gerne möglichst bald wieder aufgeladen werden.
>
> Irgendwo ist leider immer ein Haken.

Was geeigneter ist, werde ich erst dann sehen, wenn Stromverbrauch und 
-ertrag abschätzbar sind.

> Vorsicht, das ist kein spezieller MPPT Wandler. Wenn die Sonne zu
> schwach scheint, wird der Wandler die Solarzelle überfordern. Ihre
> Ausgangsspannung sackt dann ab, wodurch der Wandler noch mehr
> Eingangs-Strom aufnimmt. Die Spannung sackt noch weiter ab. Am Ende
> schwingt das ganze womöglich. Ob dann die Spannungsregelung überhaupt
> noch funktioniert, ist ungewiss.
>
> Ausserdem ist fraglich, ob dieser Spannungswandler die eingestellte
> Ausgangsspannung langfristig genau genug einhält. Nur 0,1V zu viel kann
> bei LiIo Akkus einen Hausbrand verursachen.

Deshalb schützt zusätzlich der Balancer die Zellen und diese sich 
selbst.

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Henry K. schrieb:
> Bei unterschiedlichen Spannungen lädt die Quelle mit der Größeren und
> die andere Quelle wird gesperrt, oder?

Ja. Bedenke dass die Spannung unter Last absackt, so dass irgendwann der 
Punkt kommt, wo beide Quellen jeweils einen Teil des Stromes liefern 
werden.

> Deshalb schützt zusätzlich der Balancer die Zellen und diese sich
> selbst.

Sicher? Balancer und Schutzschaltungen sind meiner Meinung nach zwei 
separate Dinge. Und viele LiIo Schutzschaltungen schützen nur einmal, 
danach sind sie kaputt.

: Bearbeitet durch User
Autor: Henry K. (sammx)
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> Und noch was: Der Shunt Regler wird hinter diesem Spannungswandler nicht
> funktionieren. Shunt Regler erfordern eine Stromquelle, deren
> Ausgangsspannung unter Last absinkt. Normale DC/DC Spannungswandler
> versuchen aber genau dies zu verhindern.

Wie könnte man eine niedrige Spannung des Generators pushen? Gibt es 
hierfür spezielle Spannungswandler?

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Henry K. schrieb:
> Wie könnte man eine niedrige Spannung des Generators pushen? Gibt es
> hierfür spezielle Spannungswandler?

Auch dafür gibt es Spannungswandler, aber die üblichen sind hier sehr 
schlecht geeignet. Wähle Generator und Akkus passend zueinander aus, 
alles andere ist Käse.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Henry K. schrieb:

> Bei unterschiedlichen Spannungen lädt die Quelle mit der Größeren und
> die andere Quelle wird gesperrt, oder?

Da beide Quellen mehr Strom- als Spannungsquellen sind, steigt
die Spannung dann an.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Henry K. schrieb:

> Was geeigneter ist, werde ich erst dann sehen, wenn Stromverbrauch und
> -ertrag abschätzbar sind.

Naja, für Lithiumakkus gilt: Es war schon immer etwas teurer,
einen besonderen Geschmack zu haben.

Autor: Henry K. (sammx)
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Wäre folgende Schaltung möglich?

Solarpanel            MPPT-Regler      Diode
  >---------------------||||||----------|>|---+
                                              |
                   Spannungswandler    Diode  |  Akku
Generator            +--||||||----------|>|---+---||---+
  >-----<>-----------|                                 |---| GND
   Gleichrichter     +------------[=====]--------------+
   & Kondensator                    Shunt Regler                
                  

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Nein, so kann der Shunt Regler nicht funktionieren.

Was nützt der Shunt Regler, wenn der Spannungsregler letzendlich 
bestimmt, wie viel an der Batterie ankommt?

Shunt Regler und Spannungsregler kombiniert man nicht miteinander.

Man benutzt Shunt Regler zusammen mit Quellen, die einen begrenzten 
Strom liefern. Der Shunt Regler regelt die Spannung, indem er 
überschüssige Energie verheizt. Ich habe das weiter oben schon korrekt 
skizziert.

Wie gesagt musst du dafür sorgen, dass beide Quellen im Leerlauf eine 
Spannung erzeugen, die deutlich höher ist, als die Batteriespannung.

: Bearbeitet durch User
Autor: Henry K. (sammx)
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Stefanus F. schrieb:
> Nein, so kann der Shunt Regler nicht funktionieren.
>
> Was nützt der Shunt Regler, wenn der Spannungsregler letzendlich
> bestimmt, wie viel an der Batterie ankommt?
>
> Shunt Regler und Spannungsregler kombiniert man nicht miteinander.
>
> Man benutzt Shunt Regler zusammen mit Quellen, die einen begrenzten
> Strom liefern. Der Shunt Regler regelt die Spannung, indem er
> überschüssige Energie verheizt. Ich habe das weiter oben schon korrekt
> skizziert.
>
> Wie gesagt musst du dafür sorgen, dass beide Quellen im Leerlauf eine
> Spannung erzeugen, die deutlich höher ist, als die Batteriespannung.

Der Generator wird aber auch Spannungen liefern, die kleiner als die 
benötigte Spannung ist. Will ich die Energie trotzdem nutzen, muss ich 
die Spannung boosten, wodurch der Shunt-Regler nicht mehr funktioniert. 
"Werf" ich die erzeugte Energie mit zu geringer Spannung "weg", muss ich 
die ja irgendwie abführen können.

Kann man den Shuntregler durch eine digitale Komponente ersetzen?

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Henry K. schrieb:
> Kann man den Shuntregler durch eine digitale Komponente ersetzen?

An was dachtest du da?

Du willst wohl eine Kombination aus MPPT Boost-Wandler und Laderegler 
haben. keine Ahnung, ob man so etwas fertig kaufen kann. Habe ich noch 
nie gesehen.

Autor: Henry K. (sammx)
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> An was dachtest du da?
>
> Du willst wohl eine Kombination aus MPPT Boost-Wandler und Laderegler
> haben. keine Ahnung, ob man so etwas fertig kaufen kann. Habe ich noch
> nie gesehen.

Es gibt Hybrid-Laderegler, allerdings sind diese für 12V Akkus 
konzipiert und nebenbei auch recht kostspielig (Wahrscheinlich zurecht).

Die gleichgerichtete Spannung des Generators muss ich auf einen 
konstanten Wert bringen, gleichzeitig muss ich aber auch überschüssige 
Energie vom Generator verbrauchen.
Gibt es hierfür tatsächlich keine "einfache" Lösung?

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Henry K. schrieb:
> Gibt es hierfür tatsächlich keine "einfache" Lösung?

Doch: Einen passenden Generator besorgen.

Autor: Henry K. (sammx)
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Stefanus F. schrieb:
> Henry K. schrieb:
>> Gibt es hierfür tatsächlich keine "einfache" Lösung?
>
> Doch: Einen passenden Generator besorgen.


Was wäre ein passender Generator?
Synchrongenerator mit Erregerspule? Den Regler müsste ich ebenfalls 
selbst entwerfen, da ich keinen gefunden habe, der die benötigte 
Spannung regelt (Ich lasse mich gern eines  Besseren belehren).

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Henry K. schrieb:
> Was wäre ein passender Generator?

Das hast du doch selbst schon erkannt!

Henry K. schrieb:
> Die Ausgangsspannung einer Lichtmaschine liegt meist bei 14V und ist zu
> niedrig für meine 16.8V Ladeendspannung

Stefanus F. schrieb:
> Wenn du ein Solarpanel mit einer Leerlaufspannung deutlich über 18V
> verwendest, und dein Windrad ebenfalls mehr als 18V liefern kann, wird
> es viel einfacher.

Du brauchst einen Generator, der im Leerlauf mehr als 18V liefert und 
ausreichend Leistung abgibt, um die Batterie schnell genug zu laden.

Autor: Henry K. (sammx)
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> Du brauchst einen Generator, der im Leerlauf mehr als 18V liefert und
> ausreichend Leistung abgibt, um die Batterie schnell genug zu laden.

Hat jemand eine Händler-Empfehlung für einen Generator dieser Art?

Autor: Karl K. (karl2go)
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Harald W. schrieb:
> Ein typisches Beispiel dafür
> sind Autolichtmaschinen.

Ja, weil Kfz Lichtmaschinen auch so einen überragenden Wirkungsgrad 
haben...

Autor: Karl K. (karl2go)
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Henry K. schrieb:
> Was wäre ein passender Generator?

Eigentlich ein Nabendynamo. Diese sind gute Konstantstromquellen, die 
Spannung geht bis 18V hoch. Schaltungen, wie man mit Nabendynamos Akkus 
lädt gibts in der Fahrradszene genug. Und es sind Langsamläufer, die mit 
100-200rmp durchaus zufrieden sind.

Nur leider haben die keine 50W, um die 10-25W kannst Du da rechnen.

Dafür bringen sie schon den ganzen Kladderadatsch wie Lager, Regenschutz 
usw. mit. Ich würd mir überlegen, da einen H-Rotor dranzubauen. Deutlich 
unempfindlicher gegen Böen, Windrichtung egal - und es gibt auch welche 
aus dem 3D-Drucker... ;-)

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Henry K. schrieb:

> Was wäre ein passender Generator?

Wie schon gesagt, ein regelbarer.

Autor: Henry K. (sammx)
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> Eigentlich ein Nabendynamo. Diese sind gute Konstantstromquellen, die
> Spannung geht bis 18V hoch. Schaltungen, wie man mit Nabendynamos Akkus
> lädt gibts in der Fahrradszene genug. Und es sind Langsamläufer, die mit
> 100-200rmp durchaus zufrieden sind.

Das klingt gut!

> Nur leider haben die keine 50W, um die 10-25W kannst Du da rechnen.

Ich bin mit 10W - 20W schon durchaus zufrieden.

> Dafür bringen sie schon den ganzen Kladderadatsch wie Lager, Regenschutz
> usw. mit. Ich würd mir überlegen, da einen H-Rotor dranzubauen. Deutlich
> unempfindlicher gegen Böen, Windrichtung egal - und es gibt auch welche
> aus dem 3D-Drucker... ;-)

Eine vertikaler Rotor war auch meine erster Versuch, allerdings benötigt 
dieser wesentlich mehr Platz bei gleicher Leistung

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Karl K. schrieb:
> Nur leider haben die keine 50W, um die 10-25W kannst Du da rechnen.

????

Auf meinem steht "6V 1,3W" drauf.

Autor: Karl K. (karl2go)
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Stefanus F. schrieb:
> Auf meinem steht "6V 1,3W" drauf.

Die einfachsten Felgenläufer vor 50 Jahren haben 3W, schon allein die 
Frontleuchte war mit 2,4W, die Rückleuchte mit 0,6W vorgeschrieben.

Der Witz bei Nabendynamos ist: Sie sind "von Gesetz wegen" so ausgelegt, 
dass sie an 12ohm 3W bringen - und das bei 15 oder 20km/h. Weil das der 
festgelegte Wert der Glühlampen war.

Da man die Spannung bei wechselnder Drehzahl schlecht konstanthalten 
kann, baut man Nabendynamos so, dass sie einen nahezu konstanten Strom 
liefern - bedingt durch Magnetfeld und magnetischen Fluß. An den 12ohm 
stellen sich dann die 3W und 6V ein.

Dabei geht aber bei höherer Drehzahl viel Leistung in den Dynamos 
verloren, meist um die 6-10W. Läßt man jetzt zu, dass die Spannung 
weiter ansteigt, kann man diese Leistung auch entnehmen.

Da ein Nabendynamo sich als Stromquelle zwar nicht gleich, aber sehr 
ähnlich einem Solarmodul verhält, müsste sich zum Akkuladen eigentlich 
ein MPPT Regler wie der LT3652 gut eignen.

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Karl K. schrieb:
> Die einfachsten Felgenläufer vor 50 Jahren haben 3W, schon allein die
> Frontleuchte war mit 2,4W, die Rückleuchte mit 0,6W vorgeschrieben.

Das war der Stand vor 2017.


> Der Witz bei Nabendynamos ist: Sie sind "von Gesetz wegen" so
> ausgelegt, dass sie an 12ohm 3W bringen

Nein. Mein Fahrrad hat wie gesagt einen 1,3W Dynamo. Das ist schon 
länger als 2017 die Standard Ausstattung.

Der aktuelle Gesetzestext schreibt keine konkreten Watt-Zahlen mehr vor 
und lässt sogar Batterien als Stromquelle zu.

https://www.bgbl.de/xaver/bgbl/start.xav?startbk=Bundesanzeiger_BGBl#__bgbl__%2F%2F*%5B%40attr_id%3D%27bgbl117s1282.pdf%27%5D__1547502704860

: Bearbeitet durch User
Autor: Karl K. (karl2go)
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Stefanus F. schrieb:
> Der aktuelle Gesetzestext schreibt keine konkreten Watt-Zahlen mehr vor
> und lässt sogar Batterien als Stromquelle zu.

Kann ja sein, ändert nix dran dass Du Nabendynamos auch gern älterer 
Ausführung kaufen kannst, die entsprechende Leistung bringen.

Es gab mal jemanden, der hat die Dynamos ausführlich getestet und auch 
entnehmbare Leistungen aufgeführt. Ich find grad die Seite nicht...

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Karl K. schrieb:

> Es gab mal jemanden, der hat die Dynamos ausführlich getestet und auch
> entnehmbare Leistungen aufgeführt. Ich find grad die Seite nicht...

Steht alles in der Fahrradbeleuchtungsbibel:
http://www.enhydralutris.de/Fahrrad/Beleuchtung/index.html

Autor: Stefanus F. (stefanus)
Datum:

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Karl K. schrieb:
> Kann ja sein, ändert nix dran dass Du Nabendynamos auch gern älterer
> Ausführung kaufen kannst, die entsprechende Leistung bringen.

In diesem Fall würde ich auch empfehlen, darauf zu achten, dass der 
Dynamo keine Spannungsbegrenzung (meistens zwei Zenerdioden mit ca. 7V) 
enthält.

Autor: Henry K. (sammx)
Datum:

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> Da ein Nabendynamo sich als Stromquelle zwar nicht gleich, aber sehr
> ähnlich einem Solarmodul verhält, müsste sich zum Akkuladen eigentlich
> ein MPPT Regler wie der LT3652 gut eignen.

Der LT3652 ist für 2A Ladestrom ausgelegt. Somit könnte dieser 
überlastet sein, wenn Solarpanel und Generator "volle" Leistung liefern. 
Um die Regler parallel schalten zu können, sollte ich zwei baugleiche 
Regler verwende, damit es zu weniger Synchronisationsproblemen kommt, 
richtig?

> Steht alles in der Fahrradbeleuchtungsbibel:
> http://www.enhydralutris.de/Fahrrad/Beleuchtung/index.html

Da hab ich erstmal ordentlich Lesestoff.

> In diesem Fall würde ich auch empfehlen, darauf zu achten, dass der
> Dynamo keine Spannungsbegrenzung (meistens zwei Zenerdioden mit ca. 7V)
> enthält.

Danke für den Tipp.

> Nur leider haben die keine 50W, um die 10-25W kannst Du da rechnen.

Um mehr Leistung zu erhalten wäre die Verwendung von zwei Nabendynamos 
eine Möglichkeit.


Kann mir jemand noch eine konkrete Schottky-Diode empfehlen, die man für 
die Schaltung verwenden kann/sollte.
Stefanus F. schrieb:
> Akku
> Quelle 1 o---|>|----+----------||--------+------| GND
>                     |                    |
> Quelle 2 o---|>|----+-------[=====]------+
>             Dioden         Shunt Regler
Wäre der TL431 als Shunt-Regler geeignet?

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Henry K. schrieb:
> Um mehr Leistung zu erhalten wäre die Verwendung von zwei Nabendynamos
> eine Möglichkeit.

Wie willst du diese synchronisieren?

> Wäre der TL431 als Shunt-Regler geeignet?

Schau mal nach, wie viel Strom der verträgt. Er muss so viel aufnehmen 
können, wie Solarzelle und Generator zusammen maximal liefern.

Außerdem darfst du ihn nicht an einen vollen Akku anschließen, weil er 
sonst den Akku entlädt und dabei unbegrenzt viel Strom fließen würde.

: Bearbeitet durch User
Autor: BM (Gast)
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Wie wäre es darüber nachzudenken, den Stromverbrauch zu senken.
Ich betreibe auch 2 dieser Module an 1 LiPo-Zelle (1500mAh) per 
Solarladung.
In den Pausen sind sie aber deaktiviert um Energie zu sparen.
Das läuft mit null Sonne 3 Wochen lang.
Selbst im Winter ist es nicht 3 Wochen am Stück bewölkt.

Autor: Henry K. (sammx)
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BM schrieb:
> Wie wäre es darüber nachzudenken, den Stromverbrauch zu senken.
> Ich betreibe auch 2 dieser Module an 1 LiPo-Zelle (1500mAh) per
> Solarladung.
> In den Pausen sind sie aber deaktiviert um Energie zu sparen.
> Das läuft mit null Sonne 3 Wochen lang.
> Selbst im Winter ist es nicht 3 Wochen am Stück bewölkt.

Ich kann den Wemos nicht schlafen lassen, da dieser als Webservice 
fungiert. Der Arduino ist bereits optimiert und benötigt nur wenige uA.

Des weiteren würde ich gerne - wenn ich konstantere Erträge habe - einen 
leistungstärkeren Controller verwenden.

> Wie willst du diese synchronisieren?

Muss ich diese synchronisieren? kann ich einen weiteren Generator nicht 
auf die selbe Weise anschließen (Diode)

> Außerdem darfst du ihn nicht an einen vollen Akku anschließen, weil er
> sonst den Akku entlädt und dabei unbegrenzt viel Strom fließen würde.

Den vollen Akku als Quelle?

Autor: Karl K. (karl2go)
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Henry K. schrieb:
> Der LT3652 ist für 2A Ladestrom ausgelegt. Somit könnte dieser
> überlastet sein, wenn Solarpanel und Generator "volle" Leistung liefern.

Häh? Natürlich nicht so.

Wenn der MPPT regeln soll braucht jede Quelle einen eigenen Regler. Und 
die Summe der Ladeströme sollte für den Fall, dass sie mal gleichzeitig 
auftreten den Akku nicht überfordern.

Autor: Henry K. (sammx)
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Ist bei folgender Schaltung ein Shunt-Regler überhaupt noch notwendig?
            MPPT
Solar-------||||------+
                      |
                      |
Naben-      MPPT      |  Diode   Akku
dynamo------||||------+---|>|----| |----|GND
#1                    |
                      |
Naben-      MPPT      |
dynamo------||||------+
#2


Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Henry K. schrieb:
>> Wie willst du diese synchronisieren?
>
> Muss ich diese synchronisieren? kann ich einen weiteren Generator nicht
> auf die selbe Weise anschließen (Diode)

Da kommt ja Wechselstrom heraus. Um die Spannung zu verdoppeln würde ich 
zwei Generatoren in Reihe schalten. Die müssen dann aber synchron 
laufen, damit beide gleichzeitig die positiven und negativen Halbwellen 
ausspucken.

Ob die Reihenschaltung hinter Gleichrichtern funktioniert, weiß ich 
nicht.

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Henry K. schrieb:
> Ist bei folgender Schaltung ein Shunt-Regler überhaupt noch notwendig?

Natürlich, irgendwer muss verhindern, dass der Akku mit zu viel Spannung 
überladen wird.

Die Schaltung ist aber fehlerhaft, du schließt die Generatoren 
gegeneinander kurz.

Die Solarzelle liefert Gleichspannung, braucht aber eine Diode um 
Rückfluss bei Dunkelheit zu verhindern. Die Generatoren brauchen 
Gleichrichter, jeder einen eigenen. Wenn das alles vorhanden ist, 
brauchst du dahinter keine weitere Diode (zum Akku hin).

Ich bin unsicher, ob so ein Fahrrad-Dynamo genug Spannung liefert. Sie 
sind für 6V ausgelegt. Ich weiß dass sie im Leerlauf mehr Spannung 
abgeben und mit steigender Drehzahl sicher noch mehr. Aber ob die an die 
benötigten ca. 20V heran kommen, würde ich ausprobieren, bevor ich dazu 
viel Geld verschwende.

: Bearbeitet durch User
Autor: Harald W. (wilhelms)
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Stefanus F. schrieb:

> Ich bin unsicher, ob so ein Fahrrad-Dynamo genug Spannung liefert. Sie
> sind für 6V ausgelegt.

Nein, 12V sind bei normalen Dynamos (=Stromquellen) kein Problem.

Autor: Karl K. (karl2go)
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Henry K. schrieb:
> Ist bei folgender Schaltung ein Shunt-Regler überhaupt noch notwendig?

Nein, die Spannungsbegrenzung machen die MPPT-Regler.

Die Diode ist unnötig und kontraproduktiv, wie soll der MPPT die 
Akkuspannung messen.

Stefanus F. schrieb:
> Natürlich, irgendwer muss verhindern, dass der Akku mit zu viel Spannung
> überladen wird.

Macht der MPPT.

> Die Schaltung ist aber fehlerhaft, du schließt die Generatoren
> gegeneinander kurz.

Stört den MPPT nicht.

> Die Solarzelle liefert Gleichspannung, braucht aber eine Diode um
> Rückfluss bei Dunkelheit zu verhindern.

Macht der MPPT. Aufs Datenblatt achten.

Autor: Henry K. (sammx)
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Ist die Reihenschaltung der Generatoren nach Gleichrichtung möglich? 
Dadurch würde sich bereits bei niedrigeren Umdrehungen genügend Spannung 
ergeben.

Eine Synchronisation der Generatoren stell ich mir sehr/zu schwierig 
vor.

Autor: Karl K. (karl2go)
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Henry K. schrieb:
> Ist die Reihenschaltung der Generatoren nach Gleichrichtung möglich?

Willst Du nicht erstmal ausprobieren, welche Spannung der Generator 
überhaupt liefert?

Stefanus F. schrieb:
> Ich bin unsicher, ob so ein Fahrrad-Dynamo genug Spannung liefert.

Reichen 50V?

http://www.led-treiber.de/html/quellen.html

Unten bei DH-3N80. Man beachte den schön konstanten Strom von 500mA und 
das lineare Ansteigen der Spannung mit der Geschwindigkeit.

20V sind bei einer Geschwindigkeit von 20km/h erreicht. Bei 2.2m 
Radumfang sind das 150rpm, mit denen das Windrad laufen muss.

Mit einer Schnelllaufzahl von 2 für einen H-Darrius und einem 
Rotordurchmesser von 60cm erreichst Du diese Drehzahl bei 10m/sec. Das 
ist der Nachteil am Darrius: Die geringe Schnelllaufzahl. Mit einem 
Dreiflügler erreichst Du diese Drehzahl schon bei 3m/sec.

Autor: Henry K. (sammx)
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>Willst Du nicht erstmal ausprobieren, welche Spannung der Generator
>überhaupt liefert?

Natürlich! Doch ich möchte gerne mögliche Optionen kennen, bevor ich in 
einen Nabendynamo investiere. Liefert der zum Beispiel zu wenig Spannung 
(zu geringe Geschwindigkeit), hätte ich gern eine Lösung dafür.

> Mit einer Schnelllaufzahl von 2 für einen H-Darrius und einem
> Rotordurchmesser von 60cm erreichst Du diese Drehzahl bei 10m/sec. Das
> ist der Nachteil am Darrius: Die geringe Schnelllaufzahl. Mit einem
> Dreiflügler erreichst Du diese Drehzahl schon bei 3m/sec.

Das ist auch der Grund gewesen, warum ich statt eines Vertikal- einen 
Horizontalläufer verwenden möchte. Zudem lässt sich mit der 
Pitchverstellung die Drehzahl nach oben begrenzen.

: Bearbeitet durch User
Autor: Karl K. (karl2go)
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Henry K. schrieb:
> Das ist auch der Grund gewesen, warum ich statt eines Vertikal- einen
> Horizontalläufer verwenden möchte.

Naja, das ist eigentlich kein Grund. Die höhere Drehzahl der Dreiflügler 
hat natürlich auch den Nachteil des höheren Verschleisses, höhere 
Geräuschentwicklung.

Normalerweise passt man den Generator an den Rotor an.

Ich würde das etwas anders angehen:

LiIon Zelle mit 3.7V für die Versorgung des Wemos und Arduino über 
MAX884. Die kannst Du auch bei geringer Solar- oder Windleistung 
nachladen.

Akku 12V für die Motoren wird nachgeladen, wenn genug Wind oder Solar zu 
Verfügung steht.

Das kann man einfach erreichen, indem man für die LiIon-Zelle einen MPPT 
Regler nimmt, dessen MPPT-Punkt* etwas unter dem vom Regler für den 12V 
Akku liegt. Damit lädt erstmal dieser Regler, auch bei Unterspannung, 
solange diese über der Akkuspannung liegt. Ist der 3.7V Akku voll, macht 
dessen Regler zu und der andere Regler greift und lädt den 12V Akku.

Das ist jetzt eine theoretische Überlegung, müsste man probieren ob das 
praktisch geht.

*) Dazu muss man wissen, dass MPPT "Regler" wie der LT3652 nicht 
wirklich MPPT regeln, sondern annehmen, dass es einen MPPT 
Spannungspunkt gibt, bei dem das Solarmodul optimal Leistung abgibt. 
Dieser Punkt verschiebt sich bei veränderter Einstrahlung nur wenig, so 
dass diese Annahme für kleine Solarmodule ausreichend genau ist. Und 
diesen Punkt gibt man beim LT3652 per Spannungsteiler vor. Näheres siehe 
Datenblatt.

Autor: Henry K. (sammx)
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Karl K. schrieb:
> Ich würde das etwas anders angehen:
>
> LiIon Zelle mit 3.7V für die Versorgung des Wemos und Arduino über
> MAX884. Die kannst Du auch bei geringer Solar- oder Windleistung
> nachladen.
>
> Akku 12V für die Motoren wird nachgeladen, wenn genug Wind oder Solar zu
> Verfügung steht.
>
> Das kann man einfach erreichen, indem man für die LiIon-Zelle einen MPPT
> Regler nimmt, dessen MPPT-Punkt* etwas unter dem vom Regler für den 12V
> Akku liegt. Damit lädt erstmal dieser Regler, auch bei Unterspannung,
> solange diese über der Akkuspannung liegt. Ist der 3.7V Akku voll, macht
> dessen Regler zu und der andere Regler greift und lädt den 12V Akku.
>
> Das ist jetzt eine theoretische Überlegung, müsste man probieren ob das
> praktisch geht.
>
> *) Dazu muss man wissen, dass MPPT "Regler" wie der LT3652 nicht
> wirklich MPPT regeln, sondern annehmen, dass es einen MPPT
> Spannungspunkt gibt, bei dem das Solarmodul optimal Leistung abgibt.
> Dieser Punkt verschiebt sich bei veränderter Einstrahlung nur wenig, so
> dass diese Annahme für kleine Solarmodule ausreichend genau ist. Und
> diesen Punkt gibt man beim LT3652 per Spannungsteiler vor. Näheres siehe
> Datenblatt.

Der Vorteil deiner Schaltung wäre die Priorisierung der Verbraucher, was 
in meinem Anwendungsfall auch Sinn ergeben würde. Da ich die MPPT-Regler 
so oder so benötige, wäre es sicherlich gut, das ganze auszuprobieren. 
Benötige ich dann immer 2 MPPT-Regler je Spannungs/Stromquelle?
Kann man fertige LT3652-Platinen wie diese hier 
Ebay-Artikel Nr. 332690096785
verwenden, oder ist es sinnvoller, die Schaltung selbst aufzubauen?

Autor: Karl K. (karl2go)
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Henry K. schrieb:
> Benötige ich dann immer 2 MPPT-Regler je Spannungs/Stromquelle?

Für die Solarzelle ja. Für den Dynamo reichen eventuell zwei Laderegler 
mit Eingangsstrombegrenzung.

> Kann man fertige LT3652-Platinen wie diese hier
> Ebay-Artikel Nr. 332690096785
> verwenden,

Für die 3.7V ja, für die 12V fehlt eine Diode, aber das kann man 
eventuell ändern.

Auch müssten ein paar Widerstände angepasst werden. 2A Ladestrom sind 
sicher auch zu viel für Deinen Akku.

> oder ist es sinnvoller, die Schaltung selbst aufzubauen?

Hab ich gemacht, macht keinen Spass den LT3652 zu löten. Da ist es 
einfacher auf der fertigen Leiterplatte ein paar Widerstände zu 
tauschen.

Autor: Henry K. (sammx)
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>> Kann man fertige LT3652-Platinen wie diese hier
>> Ebay-Artikel Nr. 332690096785
>> verwenden,
>
> Für die 3.7V ja, für die 12V fehlt eine Diode, aber das kann man
> eventuell ändern.
>
> Auch müssten ein paar Widerstände angepasst werden. 2A Ladestrom sind
> sicher auch zu viel für Deinen Akku.

Ich würde den Akku wie folgt aufteilen: Akku mit 3.7V mit 6 Zellen 
parallel und (11,1V) 3x3,7V mit je 2 Zellen.
Theoretisch verkraftet jede Zelle 1A Ladestrom, weshalb
die 2x2A bei 3,7V kein Problem wären. Der 11,1V Akku benötigt dann 
jedoch eine Strombegrenzung. Liefert der LT3652 permanent 2A (wenn 
verfügbar) oder ist er mit dem Strom am Limit und regelt 
(temperaturbedingt) runter?

Karl K. schrieb:
> Für den Dynamo reichen eventuell zwei Laderegler mit
> Eingangsstrombegrenzung

Kann ich vor dem MPPT einen großen Widerstand packen der das ganze 
passend begrenzt?

Karl K. schrieb:
> Hab ich gemacht, macht keinen Spass den LT3652 zu löten. Da ist es
> einfacher auf der fertigen Leiterplatte ein paar Widerstände zu
> tauschen.

Das Löten wäre kein Problem, allerdings müsste ich die Bauteile erst 
kaufen, da ich solch  leistungsstarke noch nicht habe.

Autor: Karl K. (karl2go)
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Guck bitte mal ins Datenblatt zum LT3652, das beantwortet viele Deiner 
Fragen.

Autor: Henry K. (sammx)
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Ich hab mir einen ersten Schaltplan nach karl2go s Vorschlag skizziert. 
Beim Nabendynamo bin ich von einem konstanten Strom von 500mA 
ausgegangen. Da die Eingangsspannung des LT3652 bis max. 32V empfohlen 
ist, habe ich noch eine Z-Diode zur Spannungsbegrenzung eingebaut.

Problematisch an der Schaltung ist, dass ich nicht die gesamte erzeugte 
Energie verwenden kann. Die minimale Spannung der Akkus schränken 
zusammen mit der 2A-Ladestromgrenze des LT3652 die Ladeleistung stark 
ein.
Würde ich nur einen großen 3-Zellen-Akku mit 4x 3,7V LiIon verwenden - 
wie ich es aktuell nutze - könnte ich fast den gesamten Strom in die 
Akkus laden und brächte dazu auch nur 2 MPPT-Regler, richtig?

Autor: Karl K. (karl2go)
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Henry K. schrieb:
> Würde ich nur einen großen 3-Zellen-Akku mit 4x 3,7V LiIon verwenden -
> wie ich es aktuell nutze - könnte ich fast den gesamten Strom in die
> Akkus laden

Vom Solarpanel ja. Vom Windrad erst, wenn der Generator mehr als die 
Akkuspannung plus 3V für den Regler liefert und dafür brauchst Du halt 
Drehzahl sprich Wind.

Für die Nutzung geringer Windgeschwindigkeiten bräuchte das Windrad 
einen Sepic-Regler (kann sowohl aufwärts als auch abwärts wandeln) mit 
Eingangsstrombegrenzung.

Das mit den Vorwiderständen ist Quatsch. Was sollen die da begrenzen?

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Balancer schaltet man immer parallel zu den Zellen, nicht in Reihe.

Bedenke, dass jeder Spannungswandler und Widerstand signifikante 
Verluste mit sich bringt. Ich halte es immer noch für wesentlich klüger, 
Spannungen und Ströme der Quellen mit den Akkus abzustimmen, so dass du 
nur noch überschüssige Energie verheizen musst.

Autor: Henry K. (sammx)
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Stefanus F. schrieb:
> Balancer schaltet man immer parallel zu den Zellen, nicht in Reihe.

Das hab ich auch, ist nur falsch eingezeichnet.

> Bedenke, dass jeder Spannungswandler und Widerstand signifikante
> Verluste mit sich bringt. Ich halte es immer noch für wesentlich klüger,
> Spannungen und Ströme der Quellen mit den Akkus abzustimmen, so dass du
> nur noch überschüssige Energie verheizen musst.

Verluste sind so oder so unvermeidbar.
Passe ich die Akkuspannung dem Panel an, kann ich nur einen Teil der 
Energie aus Windkraft nutzen und muss "hinter" den Akkus die Spannung 
herunterwandeln.
Passe ich die Akkuspannung der Windkraft an (z.B. einen großen 3,7V 
Akku) muss ich die  Spannung des Solarpanels herunterwandeln und hinter 
den Akkus wieder hoch.
Verwende ich als Generator eine Lichtmaschine, könnte ich einen 4-Zellen 
(11,1V) Akku verwenden, bräuchte zur Energieerzeugung allerdings einen 
Erregerstrom. Des Weiteren bin ich mir nicht sicher, ob eine 
Lichtmaschine bei wenig Umdrehungen überhaupt nennenswert Strom erzeugt. 
Eine Lichtmaschine ist in der Regel auf  >700U/min ausgelegt.


Karl K. schrieb:
> Für die Nutzung geringer Windgeschwindigkeiten bräuchte das Windrad
> einen Sepic-Regler (kann sowohl aufwärts als auch abwärts wandeln) mit
> Eingangsstrombegrenzung.
>
> Das mit den Vorwiderständen ist Quatsch. Was sollen die da begrenzen?

Wie würdest du eine Eingangsstrombegrenzung umsetzen?

Autor: Karl K. (karl2go)
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Henry K. schrieb:
> Des Weiteren bin ich mir nicht sicher, ob eine
> Lichtmaschine bei wenig Umdrehungen überhaupt nennenswert Strom erzeugt.

Eine Lichtmaschine hat um die 1-3kW. Die bekommst Du mit Deinem Windrad 
nichtmal angedreht.

Henry K. schrieb:
> Wie würdest du eine Eingangsstrombegrenzung umsetzen?

Für Solar: Gar nicht. Den maximalen Strom bestimmt die Solarzelle bzw. 
die Lichteinstrahlung. Der LT3652 entnimmt genau soviel Strom, dass sich 
der gesetzte MPP einstellt. Wird der MPP nicht erreicht, wird mit 
weniger Strom geladen, wird der gesetzte Ladestrom erreicht, wird der 
MPP bis zur Leerlaufspannung der Solarzelle überschritten.

Welcher der beiden Solarlader lädt, bestimmst Du über den gesetzten MPP. 
Es lädt erst der mit dem niedrigeren MPP, oder beide. Ist ein Akku voll, 
zieht dieser Regler keinen Strom mehr, die Solarspannung steigt und der 
andere Regler lädt mit mehr Strom. Über den Shut-Down kannst Du 
festlegen, dass ein Regler unter einer bestimmten Solarspannung gar 
nicht regeln soll.

Für Wind: Hängt vom Dynamo ab. Hat der Dynamo eine "weiche Kennlinie" 
ähnlich einer Solarzelle, dann wie bei Solar. Hat er eine "harte" 
Kennlinie wie der oben verlinkte, wo der Strom bei 500mA begrenzt ist 
(durch die Magnetisierung) und die Spannung linear steigt, braucht man 
einen Schaltregler dessen Eingangsstrom sich auf etwas unter 500mA 
begrenzen läßt.

Der MC34063 kann sowas, aber den will wohl keiner mehr verwenden. 
Ansonsten hast Du das Problem, dass viele der modernen Schaltregler in 
sehr lötunfreundlichen Gehäusen daherkommen.

ABER: Ich bin da letztens über den LT8490 gestolpert. Das ist ein 
Buck-Boost-Regler mit "echtem" MPPT für Solarzellen. Und der kann sowohl 
aufwärts als auch abwärts wandeln. Damit kannst Du Deinen 12V-Akku auch 
aus 6V bei langsam drehenden Dynamo laden, dann halt nur mit 200mA, aber 
es geht. Der Regler ist zwar mit 10A Ladestrom total überdimensioniert, 
aber die 10A musst Du ja nicht ausnutzen.

Problem: Das Gehäuse ist wieder mal bescheiden zu löten.

Lösung: Es gibt ein fertiges Board auf Aliexpress. Leider habe ich es 
bisher nur da gesehen. (Ok, es gibt auch ein Eval-Board, aber das ist 
mal wieder nicht erhältlich.)

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Karl K. schrieb:

> Das mit den Vorwiderständen ist Quatsch. Was sollen die da begrenzen?

Den Wirkungsgrad?

Autor: Henry K. (sammx)
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> Für Solar: Gar nicht. Den maximalen Strom bestimmt die Solarzelle bzw.
> die Lichteinstrahlung. Der LT3652 entnimmt genau soviel Strom, dass sich
> der gesetzte MPP einstellt. Wird der MPP nicht erreicht, wird mit
> weniger Strom geladen, wird der gesetzte Ladestrom erreicht, wird der
> MPP bis zur Leerlaufspannung der Solarzelle überschritten.

Alles klar.

> Welcher der beiden Solarlader lädt, bestimmst Du über den gesetzten MPP.
> Es lädt erst der mit dem niedrigeren MPP, oder beide. Ist ein Akku voll,
> zieht dieser Regler keinen Strom mehr, die Solarspannung steigt und der
> andere Regler lädt mit mehr Strom. Über den Shut-Down kannst Du
> festlegen, dass ein Regler unter einer bestimmten Solarspannung gar
> nicht regeln soll.

> Für Wind: Hängt vom Dynamo ab. Hat der Dynamo eine "weiche Kennlinie"
> ähnlich einer Solarzelle, dann wie bei Solar. Hat er eine "harte"
> Kennlinie wie der oben verlinkte, wo der Strom bei 500mA begrenzt ist
> (durch die Magnetisierung) und die Spannung linear steigt, braucht man
> einen Schaltregler dessen Eingangsstrom sich auf etwas unter 500mA
> begrenzen läßt.
>
> Der MC34063 kann sowas, aber den will wohl keiner mehr verwenden.

Wenn ich das richtig verstehe, benötige ich einen Step-Down Regler, bei 
welchem man neben der Spannung auch die Stromstärke begrenzen kann? 
Solch einen Regler hätte ich nämlich bereits.
(https://de.aliexpress.com/item/300W-DC-DC-Buck-Converter-Step-Down-Module-Voltage-Regulator-Adjustable-Power-Supply-Module-7V-40V/32855143894.html?spm=a2g0x.10010108.1000016.1.5c824e224i7tjr&isOrigTitle=true)

> ABER: Ich bin da letztens über den LT8490 gestolpert. Das ist ein
> Buck-Boost-Regler mit "echtem" MPPT für Solarzellen. Und der kann sowohl
> aufwärts als auch abwärts wandeln. Damit kannst Du Deinen 12V-Akku auch
> aus 6V bei langsam drehenden Dynamo laden, dann halt nur mit 200mA, aber
> es geht. Der Regler ist zwar mit 10A Ladestrom total überdimensioniert,
> aber die 10A musst Du ja nicht ausnutzen.
>
> Problem: Das Gehäuse ist wieder mal bescheiden zu löten.
>
> Lösung: Es gibt ein fertiges Board auf Aliexpress. Leider habe ich es
> bisher nur da gesehen. (Ok, es gibt auch ein Eval-Board, aber das ist
> mal wieder nicht erhältlich.)

Bei diesen fertigen Boards ist mir jedoch nicht ganz klar, wie ich die 
Spannung und den MPPT-Punkt einstellen kann ... Muss ich hierzu 
bestimmte Widerstände umlöten/wechseln? Im Datenblatt des ICs ist auch 
leider kein Schaltplan für LiIon 14,8V dabei. Diesen müsste ich mir also 
auch erst selbst zusammenstellen/abändern.
Nebendem fallen 19% vom Kaufpreis zusätzlich als Einfuhrumsatzsteuer an.
Bei dem Preis (ca.60-70€) sollten die Komponenten in jedem Fall passen.
*Hat hier jemand schon Erfahrungen mit dem LT8490 gemacht?*

Autor: Karl K. (karl2go)
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Henry K. schrieb:
> Solch einen Regler hätte ich nämlich bereits.
> 
(https://de.aliexpress.com/item/300W-DC-DC-Buck-Converter-Step-Down-Module-Voltage-Regulator-Adjustable-Power-Supply-Module-7V-40V/32855143894.html?spm=a2g0x.10010108.1000016.1.5c824e224i7tjr&isOrigTitle=true)

Leider nein. Du brauchst einen, bei dem Du den Eingangsstrom einstellen 
kannst, sonst zieht der Regler den Dynamo bei schwachen Wind in die 
Knie. Normale Schaltregler haben die unangenehme Eigenschaft, beim 
Einschalten und bei niedriger Eingangsspannung einen hohen Eingangsstrom 
zu ziehen. Deswegen lassen sie sich auch selten für Solarmodule 
verwenden, weil sie die Solarmodule bei wenig Licht auf einer niedrigen 
Spannung halten.

Henry K. schrieb:
> Bei dem Preis (ca.60-70€) sollten die Komponenten in jedem Fall passen.

Ja, ich habs auch gesehen, die Dinger sind ganz schön teuer. Aber auch 
verständlich, der Chip kostet schon 15 Eur und scheint schwer erhältlich 
zu sein. Es gibt ein paar Selbstbauprojekte, aber löten möchte ich das 
Ding nicht. Zumal er zwar ziemlich genial ist mit dem Buck-Boost-Design, 
aber eigentlich auch überdimensioniert für Deinen kleinen Generator.

Ich könnte so ein Teil auch gerade gut gebrauchen, mal noch ein bißchen 
rumsuchen...

Autor: Henry K. (sammx)
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> Ja, ich habs auch gesehen, die Dinger sind ganz schön teuer. Aber auch
> verständlich, der Chip kostet schon 15 Eur und scheint schwer erhältlich
> zu sein. Es gibt ein paar Selbstbauprojekte, aber löten möchte ich das
> Ding nicht. Zumal er zwar ziemlich genial ist mit dem Buck-Boost-Design,
> aber eigentlich auch überdimensioniert für Deinen kleinen Generator.
>
> Ich könnte so ein Teil auch gerade gut gebrauchen, mal noch ein bißchen
> rumsuchen...

Nach etwas ausgedehnter Suche bin ich zwar auf weitere mögliche 
Controller gestoßen, allerdings waren alle mindestens genauso teuer wie 
der LT8490 und meist nicht auf einem Board zu haben.


Um die Kosten nicht unnötig in die Höhe schnellen zu lassen, sehe ich 
nur eine Lösung:

Einen großen Akkupack mit 12 parallelgeschalteten 18650-Zellen mit einem 
Spannungsbereich zwischen 2,5V und 4,2V. Die Ladung erfolgt über je 
einen MPPT-Regler am Solarpanel und Fahrraddynamo. Hierfür würde ich 
zwei BQ24650 einsetzen. Meine Microcontroller würde ich direkt mit dem 
Akku verbinden. Der Spannungsbereich ist hierfür ja ausreichend. Für 
meine 12V-Motoren würde ich einen Step-up/Boost-Converter einsetzen, den 
eventuell der Mikrocontroller zuschaltet, wenn der Akku genügend geladen 
ist.
Was meint ihr dazu?

Um die Eingangspannung/-stromstärke am MPPT-Regler zu begrenzen, 
benötige ich noch einen Schaltregler. Da der MC34063 offenbar veraltet 
ist, bin ich auf den LM2596HV gestoßen, der eine maximale 
Eingangsspannung von 60V unterstützt. Wäre dieser für den 
Anwendungszweck geeignet? Gibt es bessere Alternativen in einen 
vergleichbaren Preissegment?

Autor: Willi S. (ws1955)
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Angeregt durch euren Thread habe ich bei etwas Recherche jedenfalls 
schon mal gelernt, dass nicht alles MPPT ist, wo MPPT drauf steht. 
Besonders enttäuscht mich mein IC-Liebling Linear Technology mit dem 
LT3652: Was macht der IC effektiv in puncto so benanntem MPPT ? Man kann 
eine untere Vin Grenze per Spannungsteiler vorgeben, unter der dann der 
Ladestrom begrenzt wird. That's All. Lerneffekt: Bei jedem Produkt (auch 
für Haus, Wohnmobile etc) ganz genau hinschauen, wie die Dinger arbeiten 
oder glaubhafte Testberichte finden.

@Henry K.

Zwischen Solarpanel und MPPT-Laderegler noch ein Ding ? Nein!

Zum Thema Windradl würde ich den Überlastfall durch eine 
elektromechanische Bremse lösen. Ein Shunt-Regler zum Verheizen wäre so 
ziemlich das allerletzte, was mir einfallen würde. Wenn die 
Generatorenergie nicht gebraucht wird, dann soll das Ding stehen 
bleiben. Verstellbare Flügel gehen natürlich billigst nicht. Oder im 
Modellflugbereich umschauen ?

Nur meine Meinung, ohne Gewähr.

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Henry K. schrieb:
> Die Rotoren treiben einen 2-phasigen Schrittmotor (ACT 17HS5425L20P1-X2)
> an.

Ach du Scheisse.

Stefanus F. schrieb:
> Akku
> Quelle 1 o---|>|----+----------||--------+------| GND
>                     |                    |
> Quelle 2 o---|>|----+-------[=====]------+
>             Dioden         Shunt Regler

So baut man das.

Karl K. schrieb:
> Eigentlich ein Nabendynamo

Vernünftig.

Henry K. schrieb:
> Wäre der TL431 als Shunt-Regler geeignet

Für LiIon muss man auf 0.5% genau abregeln, ein normaler TL431 ist nicht 
genau genug, aber ein TL431B. Da Solar und Wind SICHER mehr als 50mA 
liefern, muss man natürlich den TL431 mit einem externen Transistor 
verstärken.

Henry K. schrieb:
> Wäre folgende Schaltung möglich?

Auf jeden Fall unsinnig.

Henry K. schrieb:
> Ist bei folgender Schaltung ein Shunt-Regler überhaupt noch notwendig?

Nein, dieser Unsinn explodiert auch so.

(wie kommt man eigentlich auf solchen Schwachsinn ?)

Henry K. schrieb:
> Um die Eingangspannung/-stromstärke am MPPT-Regler zu begrenzen,
> benötige ich noch einen Schaltregler

Es wird immer abstruser und ahnungsloser.

Ein paar Grundlagen:

STROMquellen als Generator wie Solar und Dynamo bringen schon kaum noch 
Leistung wenn ihre Spannug unter die Nennspannung zusammenbricht. Ein 
MPP Regler holt also i.A. weniger heraus als er selbst kostet.

Die Lösung

Stefanus F. schrieb:
> Quelle 1 o---|>|----+----------||--------+------| GND
>                     |                    |
> Quelle 2 o---|>|----+-------[=====]------+
>             Dioden         Shunt Regler

reicht völlig aus, wenn der Shunt-Regler die maximale Leistung auch 
verbraten kann (also Solar PLUS Wind-Leistung). Er muss sie verbraten 
wenn der Akku voll ist, weil man dein billiges Windrad nicht regeln kann 
(Blattverstellung oder Generatorerregerwicklungregelung oder aus dem 
Wind drehen), und man kann es auch nicht kurzschliessen, dann dreht es 
im Sturm nämlich zu hoch und fliegt auseinander.

Da dein Akku aus 4 LiIon in Reihe besteht, muss natürlich JEDE LiIon 
einen shunt-Regler haben, 4 braucht man.

: Bearbeitet durch User
Autor: Willi S. (ws1955)
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Kurzschließen vom Schrittmotor(bipolar) wäre simpel machbar.
Aber obs hilft ?

Autor: Henry K. (sammx)
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> Die Lösung
>
> Stefanus F. schrieb:
>> Quelle 1 o---|>|----+----------||--------+------| GND
>>                     |                    |
>> Quelle 2 o---|>|----+-------[=====]------+
>>             Dioden         Shunt Regler
>
> reicht völlig aus, wenn der Shunt-Regler die maximale Leistung auch
> verbraten kann (also Solar PLUS Wind-Leistung). Er muss sie verbraten
> wenn der Akku voll ist, weil man dein billiges Windrad nicht regeln kann
> (Blattverstellung oder Generatorerregerwicklungregelung oder aus dem
> Wind drehen), und man kann es auch nicht kurzschliessen, dann dreht es
> im Sturm nämlich zu hoch und fliegt auseinander.
>
> Da dein Akku aus 4 LiIon in Reihe besteht, muss natürlich JEDE LiIon
> einen shunt-Regler haben, 4 braucht man.

> STROMquellen als Generator wie Solar und Dynamo bringen schon kaum noch
> Leistung wenn ihre Spannug unter die Nennspannung zusammenbricht. Ein
> MPP Regler holt also i.A. weniger heraus als er selbst kostet.

Quelle 2 lädt nur, wenn die Spannung >= der Spannung des 
Akkus/Ladespannung des Solarpanels ist und bei 4 in Reihe geschalteten 
LiIon-Zellen nutze ich viel zu wenig Energie.
Wenn die Akkuspannung niedriger ist - beispielsweise nur eine 
LiIon-Zelle - benötige ich einen MPPT-Regler mit Step down, da dieser 
verhindert, dass die Spannung des Solarpanels zu stark abfällt, oder?

Autor: Willi S. (ws1955)
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Fundsache beim Googeln nach mppt buck boost
Selbstbauprojekt mit Atmel MCU

https://krakkus.com/mppt-buck-boost-controller/

Autor: Willi S. (ws1955)
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Vorschlag.

Vmax vom Solarpanel ist eine ziemlich feste Größe und braucht es keinen 
Shuntregler, auch wenn die Last ganz weg ist.

Eine zweite Ladestromquelle am Akku darf es nicht geben, weil damit der 
Laderegler 1 mit MPPT und sonstigen Intelligenzien ausser Tritt kommt.

Die Lösung heisst also, dass das Windradl quasi ein zweites Solarpanel 
ist. Nur muss man die Spannung "inetwa" limitieren und die nicht 
abgenommene Energie verheizen. Eine Art Leistungszenerdiode reicht.

Autor: Karl K. (karl2go)
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Willi S. schrieb:
> Was macht der IC effektiv in puncto so benanntem MPPT ?

Es reicht aus. Schau Dir die Kennlinien eines Solarmoduls an, dann 
siehst Du dass sich die MPP-Spannung nicht sooo nennenswert ändert. Bei 
den niedrigen Leistungen, die der LT3652 sinnvoll verarbeiten kann, sind 
die Schaltverluste schon höher als dass, was man durch ein "echtes" 
Tracking gewinnen könnte. Dafür lohnt sich der Aufwand eines "echten" 
Trackers nicht.

Dann vergleiche einfach mal den Preis und Bauteilaufwand eines LT3652 
mit dem eines "echten Trackers". Er ist einfach ein guter Kompromiss.

Auch bei einem LM2596 kann man Enable so beschalten, dass der Regler 
erst bei Erreichen der MPP-Spannung anspringt. Dann zieht er aber - um 
seine Ausgangsspannung möglichst schnell hochzubekommen - maximalen 
Strom, was das Modul sofort in die Knie zwingt. Das ist zum Laden nicht 
geeignet.

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Michael B. schrieb:
> Für LiIon muss man auf 0.5% genau abregeln, ein normaler
> TL431 ist nicht genau genug, aber ein TL431B.

Das kommt ganz drauf an, welche Ladeschluss-Spannung man wählt. Im 
Interesse der Lebensdauer der Akkus würde ich sowieso nicht das Maximum 
ausreizen, sondern auf 3,6V gehen. Dann hat man praktischerweise 3% 
Toleranz und braucht sich auch keine Sorgen machen, ob das eigene 
Multimeter genau genug arbeitet.

: Bearbeitet durch User
Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Henry K. schrieb:
> da dieser verhindert, dass die Spannung des Solarpanels zu
> stark abfällt, oder?

Warum willst du das denn verhindern? Der Solarzelle ist es völlig egal, 
die darfst du sogar kurzschliessen, wenn du willst.

: Bearbeitet durch User
Autor: Mehmet K. (mkmk)
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Willi S. schrieb:
> Vmax vom Solarpanel ist eine ziemlich feste Größe und braucht es keinen
> Shuntregler, auch wenn die Last ganz weg ist.

Beachte, dass Solar-Panel einen negativen TK haben. Meist so um die 
-0,35%/C
Die Angaben Voc, Pmax etc. beziehen sich auf 25C.

Autor: Willi S. (ws1955)
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Mehmet K. schrieb:
> Willi S. schrieb:
>> Vmax vom Solarpanel ist eine ziemlich feste Größe und braucht es keinen
>> Shuntregler, auch wenn die Last ganz weg ist.
>
> Beachte, dass Solar-Panel einen negativen TK haben. Meist so um die
> -0,35%/C
> Die Angaben Voc, Pmax etc. beziehen sich auf 25C.

Ja klar,
es ging hier nur um die Spannungsfestigkeit des Ladereglers.

Autor: Henry K. (sammx)
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Willi S. schrieb:
> Vorschlag.
>
> Vmax vom Solarpanel ist eine ziemlich feste Größe und braucht es keinen
> Shuntregler, auch wenn die Last ganz weg ist.
>
> Eine zweite Ladestromquelle am Akku darf es nicht geben, weil damit der
> Laderegler 1 mit MPPT und sonstigen Intelligenzien ausser Tritt kommt.
>
> Die Lösung heisst also, dass das Windradl quasi ein zweites Solarpanel
> ist. Nur muss man die Spannung "inetwa" limitieren und die nicht
> abgenommene Energie verheizen. Eine Art Leistungszenerdiode reicht.

Der Nabendynamo kann jedoch die Energie schon verheizen. Die Spannung 
richtet sich - meiner Recherche nach - nach der anliegenden Last. Ist 
der Akku geladen, verheizt der Dynamo den Strom. Muss der Akku geladen 
werden, liegt eine Last an und die Ausgangsspannung ist der 
Drehgeschwindigkeit entsprechend.

Karl K. schrieb:
> Auch bei einem LM2596 kann man Enable so beschalten, dass der Regler
> erst bei Erreichen der MPP-Spannung anspringt. Dann zieht er aber - um
> seine Ausgangsspannung möglichst schnell hochzubekommen - maximalen
> Strom, was das Modul sofort in die Knie zwingt. Das ist zum Laden nicht
> geeignet.
Der LM2596HV wäre jedoch nicht am Solarmodul sondern am Dynamo 
angeschlossen

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Henry K. schrieb:
> Ist der Akku geladen, verheizt der Dynamo den Strom.

Das hängt von der Art der Regelung ab. Bei einem Shunt Regler (auch 
Z-Diode) verheizt der Dynamo ungefähr die eine Hälfte und der Shunt 
Regler die andere.

Wenn bei vollem Akku die Verbindung zum Dynamo getrennt wird, fliesst 
kein Strom mehr, also kommt keine Leistung zustande, die irgendwo 
verheizt wird (denn Leistung = Spannung ∙ Strom).

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Stefanus F. schrieb:
> Das kommt ganz drauf an, welche Ladeschluss-Spannung man wählt. Im
> Interesse der Lebensdauer der Akkus würde ich sowieso nicht das Maximum
> ausreizen, sondern auf 3,6V gehen.

Warum genau willst du ihn LEER lassen ?

Wozu dannn überhaupt einen Akku einbauen ?

Ja, offiziell sind noch 50% Restladung im Akku bei dieser Nennspannung 
von 3.6V, aber real hängt das mit der Temperatur und 
Ladestrom/Entladestrom zusammen ob es nur 20% oder schon 70% sind. LADEN 
wird man den Akku damit nicht.

Autor: Henry K. (sammx)
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Willi S. schrieb:
> Vorschlag.
>
> Vmax vom Solarpanel ist eine ziemlich feste Größe und braucht es keinen
> Shuntregler, auch wenn die Last ganz weg ist.
>
> Eine zweite Ladestromquelle am Akku darf es nicht geben, weil damit der
> Laderegler 1 mit MPPT und sonstigen Intelligenzien ausser Tritt kommt.
>
> Die Lösung heisst also, dass das Windradl quasi ein zweites Solarpanel
> ist. Nur muss man die Spannung "inetwa" limitieren und die nicht
> abgenommene Energie verheizen. Eine Art Leistungszenerdiode reicht.

Stefanus F. schrieb:
> Henry K. schrieb:
>> Ist der Akku geladen, verheizt der Dynamo den Strom.
>
> Das hängt von der Art der Regelung ab. Bei einem Shunt Regler (auch
> Z-Diode) verheizt der Dynamo ungefähr die eine Hälfte und der Shunt
> Regler die andere.
>
> Wenn bei vollem Akku die Verbindung zum Dynamo getrennt wird, fliesst
> kein Strom mehr, also kommt keine Leistung zustande, die irgendwo
> verheizt wird (denn Leistung = Spannung ∙ Strom).

Wenn der Dynamo 12W Leistung liefert, also 24V bei 0,5A, verheizt der 
18V-Shuntregler ca. 3W, sodass eine Ausgangsspannung von 18V und 0,5A 
herrscht?
Oder zieht der MPPT-Regler(Buck-Boost) die Spannung durch die Last um 
mindestens 6V (bei mind. 0,67A) herunter?

: Bearbeitet durch User
Autor: Willi S. (ws1955)
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Karl K. schrieb:
> Willi S. schrieb:
>> Was macht der IC effektiv in puncto so benanntem MPPT ?
>
> Es reicht aus. Schau Dir die Kennlinien eines Solarmoduls an, dann
> siehst Du dass sich die MPP-Spannung nicht sooo nennenswert ändert. Bei
> den niedrigen Leistungen, die der LT3652 sinnvoll verarbeiten kann, sind
> die Schaltverluste schon höher als dass, was man durch ein "echtes"
> Tracking gewinnen könnte. Dafür lohnt sich der Aufwand eines "echten"
> Trackers nicht.
>
> Dann vergleiche einfach mal den Preis und Bauteilaufwand eines LT3652
> mit dem eines "echten Trackers". Er ist einfach ein guter Kompromiss.

Ja, da hast du schon recht und inzwischen habe ich an vielen Quellen 
gesehen, dass es das übliche Verfahren ist.

Autor: Willi S. (ws1955)
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Das mit 18V Shuntregler/Zener war von mir etwas unüberlegt.
Richtig wäre, die Spannung auf Vin max des Ladereglers
anzupassen. Wenn dieser 35/40V aushält, dann nimmt man
eine 27..33V Zener o.ä.

Autor: Willi S. (ws1955)
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Include
Dump Loader Resistance

Wir sind auf dem richtigen Weg (...)

: Bearbeitet durch User
Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Michael B. schrieb:
> Warum genau willst du ihn LEER lassen ?

Du laberst. Niemand ausser du behautet, dass ein Lithium Akku mit 3,6V 
(fast) leer sei.

Autor: Willi S. (ws1955)
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Zum Thema MPPT, Temperaturabhängigkeit.

Wie die IC das kompensieren, ohne die Paneltemperatur zu wissen, weiß 
ich noch nicht (...)

Autor: Karl K. (karl2go)
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Stefanus F. schrieb:
> Wenn bei vollem Akku die Verbindung zum Dynamo getrennt wird, fliesst
> kein Strom mehr, also kommt keine Leistung zustande, die irgendwo
> verheizt wird (denn Leistung = Spannung ∙ Strom).

Die Leistung wird durch Wirbelstromverluste im Dynamo verheizt. 
Angeblich ist es bei einigen Dynamos besser sie bei Nichtbenutzung 
kurzzuschließen als sie im Leerlauf zu lassen, weil die nötige 
Antriebsleistung (und auf die kommt es beim Fahrrad an) beim 
kurzgeschlossenen Dynamo mit ohmschen Verlusten in der Dynamowicklung 
geringer ist als bei offenem Dynamo mit Wirbelstromverlusten.

Henry K. schrieb:
> Wenn der Dynamo 12W Leistung liefert, also 24V bei 0,5A, verheizt der
> 18V-Shuntregler ca. 3W, sodass eine Ausgangsspannung von 18V und 0,5A
> herrscht?

Nein, der Shuntregler liegt parallel. Der Dynamo ist so ausgelegt, dass 
er möglichst 0.5A liefert, zieht die Last weniger steigt die Spannung, 
zieht die Last mehr bricht die Spannung zusammen. Der Shuntregler 
verheizt den Strom, den die Last nicht mehr aufnehmen mag. Ohne Angaben 
zur Last kann man den gar nicht rechnen.

Willi S. schrieb:
> Wie die IC das kompensieren, ohne die Paneltemperatur zu wissen, weiß
> ich noch nicht

Datenblatt Figure 8. MPPT Temperature Compensation Network, wenn man das 
denn unbedingt will.

Du hast aber schon kapiert, dass es hier nicht um Hochleistungspanels 
geht, aus denen möglichst das letzte Watt ins Stromnetz gequetscht 
werden soll?

Die sollen autarke Systeme versorgen. Und da muss man das Modul eh 
überdimensionieren, um auch im Winter ausreichend nachladen zu können. 
Dafür steht dann im Sommer mehr als genug Energie zur Verfügung, so dass 
ein mieser Wirkungsgrad bei 75°C nachmittags um 14 Uhr völlig egal ist, 
weil der Akku bereits morgens um 10 Uhr voll ist.

Ich hab so eine Schaltung zum Nachladen der Weidezaunbatterie betrieben, 
und die Modultemperatur war das kleinste der Probleme.

Autor: Henry K. (sammx)
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Wenn man die Schaltung von Willi S. (ws1955) als Basis nimmt:
                      Diode
Solar >----------------|>|--+
panel                       |             Spannungs-
                            |   MPPT       wandler
                            +---|||||---+---|><|-----> Mikrocontroller
Naben >------------+        |           |   
dynamo             |        |           +----| |--------+
                   +---|>|--+           |    Akku       |
                   |  Diode             |  10V - 16,8V  +--GND
    GND----|====|--+                    |               |
         TL431 (30V)                    +--|Balancer|---+ 

In dieser Schaltung ist ein MPPT mit Step-up/-down Regler notwendig, da 
die Spannung der Quellen ja größer oder kleiner als die Akkuspannung 
sein kann.
Zum Beispiel würde ein LT8490 funktionieren, richtig?


Schaltet man alle Zellen parallel, könnte man einen BQ24650 MPPT-Regler 
mit integrierten Buck-Converter verwenden:
                      Diode
Solar >----------------|>|--+
panel                       |
                            |   MPPT
                            +---|||||---+------> Mikrocontroller
Naben >------------+        |           |   
dynamo             |        |           +----| |---------GND
                   +---|>|--+                Akku 
                   |  Diode               2,5V - 4,2V
    GND----|====|--+
         TL431 (30V)   

Könnte das so funktionieren?

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Ja kann gehen. Abgesehen davon, dass der TL431 schon bei 20mA zu 
schmilzen beginnt. Der Shunt-Regler muss schon ordentlich was verheizen 
können.

Autor: Willi S. (ws1955)
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Ja, ich sehe momentan keinen Fehler und ja, mit dem TL431 müssen wir uns 
noch was genügend starkes überlegen.

Einziger IC mit "echtem" MPPT (nach dem Perturb & Observe Verfahren) ist 
der LT8490, aber da suche ich noch weiter.

Mit einem Buck Boost bist du "frei" und kannst dir auch mal andere 
Panels und Akkus überlegen. Ich würde es damit machen. Beim Alibaba $53 
fertiges Modul ist ja noch im Rahmen.

Autor: Willi S. (ws1955)
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Spontan nach einer 10 Watt Zenerdiode gegoogelt, die Dinger gibt es 
wirklich noch, aber ich lach mich tot: 70 "D-Mark" hätte ich vor 40 
Jahren nicht bezahlt...

Autor: Henry K. (sammx)
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Stefanus F. schrieb:
> Ja kann gehen. Abgesehen davon, dass der TL431 schon bei 20mA zu
> schmilzen beginnt. Der Shunt-Regler muss schon ordentlich was verheizen
> können.

Willi S. schrieb:
> Ja, ich sehe momentan keinen Fehler und ja, mit dem TL431 müssen
> wir uns
> noch was genügend starkes überlegen.

Wenn man ein Relay verwendet, das bei geladenem Akku den Strom auf einen 
Verbraucher/Heizelement umleitet?



> Einziger IC mit "echtem" MPPT (nach dem Perturb & Observe Verfahren) ist
> der LT8490, aber da suche ich noch weiter.

Dankesehr

> Mit einem Buck Boost bist du "frei" und kannst dir auch mal andere
> Panels und Akkus überlegen. Ich würde es damit machen. Beim Alibaba $53
> fertiges Modul ist ja noch im Rahmen.

Flexibilität hat meist ihren Preis. Zum Testen würde ich allerdings 
erstmal einen BQ24650 verwenden.

Mit zwei MPPT-Reglern wäre auch folgende Schaltung möglich, oder? Durch 
verschiedene MPPs könnte man die Ladung der Akkus priorisieren, oder ist 
das mit dem LT8490 nicht möglich?
                               BQ24650
Solar >----------------|>|--+---|||||---+------> Mikrocontroller
panel                       |           |
                            |           +----| |---------GND
                            |                Akku
Naben >------------+        |             2,5V - 4,2V
dynamo             |        |
                   +---|>|--+---|||||---+------------> 12V-Verbaucher
                   |  Diode     LT8490  |
    GND----|====|--+                    +----| |--------+
         TL431 (30V)                    |    Akku       |
                                        |  10V - 16,8V  +--GND
                                        |               |
                                        +--|Balancer|---+

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Ich fürchte, dass die Wechselwirkung zwischen den beiden Reglern die 
ganze Sache unbrauchbar macht.

Autor: Willi S. (ws1955)
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Stefanus F. schrieb:
> Ich fürchte, dass die Wechselwirkung zwischen den beiden Reglern die
> ganze Sache unbrauchbar macht.

Ja, das denke ich mir auch. MPPT kann man dann sowieso vergessen.

Auf die Idee mit Relais und Lamperl hätte ich glatt selber kommen 
können, aber bei genauerer Betrachtung wird es schwierig umzusetzen.

Ich glaube, den Shunt braucht es eigentlich gar nicht. Eine 
Suppressordiode hat aber noch nie geschadet. Oder liefert der 
Nabendynamo wirklich über 30V bei ca 10mA Last ? Das weiß ich wirklich 
nicht, das müsste uns einer mit praktischer Erfahrung sagen.

Autor: Henry K. (sammx)
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Willi S. schrieb:
> Auf die Idee mit Relais und Lamperl hätte ich glatt selber kommen
> können, aber bei genauerer Betrachtung wird es schwierig umzusetzen.
>
> Ich glaube, den Shunt braucht es eigentlich gar nicht. Eine
> Suppressordiode hat aber noch nie geschadet. Oder liefert der
> Nabendynamo wirklich über 30V bei ca 10mA Last ? Das weiß ich wirklich
> nicht, das müsste uns einer mit praktischer Erfahrung sagen.

Laut dieser Quelle schon:
http://www.led-treiber.de/html/quellen.html#Tabelle9

Was würde denn passieren, wenn man den Shuntregler weglassen würde?
Das Vorderrad eines Fahrrads fackelt ja auch nicht ab, wenn ich 
schwächere Scheinwerfer verwende...

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Willi S. schrieb:
> Eine Suppressordiode hat aber noch nie geschadet.

Die hat zu wenig Oberfläche, um die Wärme langfristig abzuführen.

> Oder liefert der Nabendynamo wirklich über 30V bei ca 10mA Last ?

Ich kenne den Nabendynamo nicht, aber die Zahl liegt durchaus im 
Rahmen des Normalen. Die Lichtmaschine von meinem alten Motorrad hatte 
im Leerlauf über 100V geliefert (unter Last knapp über 12V).

: Bearbeitet durch User
Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Henry K. schrieb:
> Was würde denn passieren, wenn man den Shuntregler weglassen würde?
> Das Vorderrad eines Fahrrads fackelt ja auch nicht ab, wenn ich
> schwächere Scheinwerfer verwende.

Weil entweder im Dynamo oder in der Vorderen Lampe eine Zenerdiode 
steckt, die (Überraschung!) als Shunt-Regler wirkt.

Autor: Willi S. (ws1955)
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Hui...
Ich nehme alles in puncto Shunt wieder zurück...

Vielen Dank für eure Angaben und Quellen!

Praktische Erfahrung habe ich mit einem Schrittmotor: 280 V!

: Bearbeitet durch User
Autor: Willi S. (ws1955)
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Shuntregler 70W 32.5V

Ohne Gewähr...

Autor: Karl K. (karl2go)
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Willi S. schrieb:
> Einziger IC mit "echtem" MPPT (nach dem Perturb & Observe Verfahren) ist
> der LT8490, aber da suche ich noch weiter.

Ja leider, ich such auch sowas und bin inzwischen soweit das mit einem 
AVR selbst zu bauen. Wobei der dann noch ein paar andere Sachen machen 
könnte.

Henry K. schrieb:
> Wenn man ein Relay verwendet, das bei geladenem Akku den Strom auf einen
> Verbraucher/Heizelement umleitet?

Nicht doch, einfach mit dem 431 einen Leistungstransistor steuern, es 
ist egal ob die Energie an einem Widerstand oder einem Transistor 
verheizt wird.

Willi S. schrieb:
> Ja, das denke ich mir auch. MPPT kann man dann sowieso vergessen.

Sag ich doch: Zwei Regler. Dynamo und Solarmodul über einen Regler passt 
nun nicht wirklich zusammen.

Henry K. schrieb:
> Das Vorderrad eines Fahrrads fackelt ja auch nicht ab, wenn ich
> schwächere Scheinwerfer verwende...

Ähm: Doch! Zumindest bei meinen Reibraddynamos war es völlig normal, 
dass sich beim Durchbrennen der Frontlampe kurz drauf auch die Rücklampe 
verabschiedete, weil die Spannung locker auf 12V hochging. Umgekehrt war 
das weniger kritisch, da Frontlampe 4/5 der Leistung ausmachte.

Autor: Henry K. (sammx)
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Karl K. schrieb:
> Willi S. schrieb:
>> Ja, das denke ich mir auch. MPPT kann man dann sowieso vergessen.
>
> Sag ich doch: Zwei Regler. Dynamo und Solarmodul über einen Regler passt
> nun nicht wirklich zusammen.

Ja was denn nun?

Karl K. schrieb:
> Henry K. schrieb:
>> Das Vorderrad eines Fahrrads fackelt ja auch nicht ab, wenn ich
>> schwächere Scheinwerfer verwende...
>
> Ähm: Doch! Zumindest bei meinen Reibraddynamos war es völlig normal,
> dass sich beim Durchbrennen der Frontlampe kurz drauf auch die Rücklampe
> verabschiedete, weil die Spannung locker auf 12V hochging. Umgekehrt war
> das weniger kritisch, da Frontlampe 4/5 der Leistung ausmachte.

Ein Reibraddynamo generiert nur dann Strom, wenn er das auch soll. Ein 
Nabendynamo generiert immer Strom - auch bei ausgeschalteten Licht.

Autor: Karl K. (karl2go)
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Henry K. schrieb:
> Ein
> Nabendynamo generiert immer Strom - auch bei ausgeschalteten Licht.

Ähem, Du solltest Dich nochmal mit den Grundlagen der Elektronik 
befassen. Strom kann nur fließen, wenn ein Stromkreis geschlossen ist.

Ein Dynamo generiert erstmal eine Spannung. Nur wenn ein Verbraucher, 
oder eine Zenerdiode zur Spannungsbegrenzung dranhängen, kann dann ein 
Strom fließen.

Autor: Willi S. (ws1955)
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Karl K. schrieb:
> Willi S. schrieb:
>> Einziger IC mit "echtem" MPPT (nach dem Perturb & Observe Verfahren) ist
>> der LT8490, aber da suche ich noch weiter.
>
> Ja leider, ich such auch sowas und bin inzwischen soweit das mit einem
> AVR selbst zu bauen. Wobei der dann noch ein paar andere Sachen machen
> könnte.

Bei CYPRESS bin ich noch fündig geworden und die machen es ebenfalls mit 
einem MCU. Sagenhaft: Der MCU (8-Bit) einzeln bei DK schlappe 15€.

Anscheinend ist Cypress dick im Geschäft mit Solar Straßenlaternen. 
Daran sieht man, dass es eben nicht um das Maximieren des Profits mit 
Netzeinspeisung geht sondern um das Energy Harvesting bis zum letzten 
irgendwie nutzbaren Milliwatt. Gleiches Thema wie beim TO. 
Möglicherweise bräuchte er gar keine zusätzliche Windkraft sondern nur 
einen gscheiten Solar Laderegler und vielleicht noch einen etwas 
größeren Speicher. Das wäre um einiges einfacher und billiger.

Autor: Karl K. (karl2go)
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Willi S. schrieb:
> Möglicherweise bräuchte er gar keine zusätzliche Windkraft sondern nur
> einen gscheiten Solar Laderegler und vielleicht noch einen etwas
> größeren Speicher.

Naja, er schreibt da noch was von Motoren mit 12V. Jetzt ist halt nicht 
klar, was das für Motoren sind, und wann die laufen müssen.

Ich wollte z.B. mal eine Gewächshaussteuerung bauen, die zusätzlich mit 
12V Lüftern belüftet. Das ist natürlich nur nötig, wenn die Sonne 
draufknallt, und dann hab ich genug Energie. Oder die eine 
Tropfenbewässerung mit einer 12V-Pumpe macht. Braucht im Winter keine 
Energie. Hat sich aber erstmal erledigt, weil gleich das ganze 
Gewächshaus weggeflogen ist.

Autor: Willi S. (ws1955)
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Module mit LT8490 oder Alternativen mit "echtem" MPPT:

Diese Sucherei geht mir allmählich auf die Nerven und
an die 80€ sogar in Asien plus Einfuhr und 45 Tagen
Lieferzeit ist die Sache nicht wert. Der TO braucht
auch nur 30 Watt und nicht 300+ Watt.

Grob geschätzt kostet ein Eigenbau ca 31€:
Buck/Boost  20.-
ADC 4-CH     4.-
DAC 1-2CH    2.-
PCB          5.-

Die Arbeit kostet bei einem Bastler natürlich nix.

Ein MCU wäre ja schon vorhanden, soweit ich den TO
verstanden habe. Gebraucht würde eine I2C-Zweidraht
Schnittstelle und ein paar Zeilen Code.

Der MPPT-"Algorithmus" ist ja wahnsinnig kompliziert:
Im Kern:
Strom erhöhen, wenn mehr Leistung dann so lassen, sonst
reduzieren. Etwas warten und dann wiederholen.

Statt für Änderungen immer den Lötkolben schwingen zu
müssen, ändert man nur eine Programmzeile...

Autor: Henry K. (sammx)
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Willi S. schrieb:
> Möglicherweise bräuchte er gar keine zusätzliche Windkraft sondern nur
> einen gscheiten Solar Laderegler und vielleicht noch einen etwas
> größeren Speicher. Das wäre um einiges einfacher und billiger.

Wenn der Energieertrag groß genug ist, möchte ich eventuell statt einem 
Wemos D1 mini einen Raspberry Pi zero betreiben, und dafür ist das Panel 
derzeit definitiv zu klein. Für eine ausreichenden Ertrag im Winter 
benötigt man auch eine sehr große PV-Fläche.
Die Windkraftanlage sehe ich zudem als Projekt zum Sammeln von 
Erfahrungen.

Willi S. schrieb:
> Diese Sucherei geht mir allmählich auf die Nerven und
> an die 80€ sogar in Asien plus Einfuhr und 45 Tagen
> Lieferzeit ist die Sache nicht wert. Der TO braucht
> auch nur 30 Watt und nicht 300+ Watt.
>
> Grob geschätzt kostet ein Eigenbau ca 31€:
> Buck/Boost  20.-
> ADC 4-CH     4.-
> DAC 1-2CH    2.-
> PCB          5.-
>
> Die Arbeit kostet bei einem Bastler natürlich nix.

Gegen Eigenbau habe ich an sich nichts, sofern dieser dann tatsächlich 
auch funktioniert. "Problematisch" könnten nur die Kleinbauteile 
(Kodensatoren Widerstände, ...) sein, da ich kaum Bestand habe und diese 
erst kaufen müsste.
ADC und DAC hätte ich bereits.
Gibt es hierzu vielleicht schon Projekte, dessen Ergebnisse man 
verwenden könnte? Bzw. wie stellst du dir die Steuerung vor?

Willi S. schrieb:
> Ein MCU wäre ja schon vorhanden, soweit ich den TO
> verstanden habe. Gebraucht würde eine I2C-Zweidraht
> Schnittstelle und ein paar Zeilen Code.

Das stimmt.

Karl K. schrieb:
> Naja, er schreibt da noch was von Motoren mit 12V. Jetzt ist halt nicht
> klar, was das für Motoren sind, und wann die laufen müssen.

Die Motoren benötigen nur wenig Strom (2x 200mA) und laufen am Tag 
maximal 30 min.

Autor: Willi S. (ws1955)
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@Henry K.

Da kommt bestimmt was Gutes zustande und ist es ein Spass für mich, den 
besten Kompromiss zu finden. Prio 1 hat die maximale Ladeleistung bei 
schlechten Bedingungen. Bei praller Sonne ist es egal, ob der Akku etwas 
früher oder später voll aufgeladen ist. Ich werde so weit wie möglich 
auf fertige Module zurück greifen, in die man noch wenige Drähte 
reinlötet für notwendige Beeinflussung oder Abgriffe mit ADC/DAC.

Auch wenn das MCU-Modul wahrscheinlich ADC/DAC oder PWM anbietet, so 
würde ich es lieber nicht nutzen, um bei zukünftigen Plattformwechseln 
unabhängig zu sein. Eine I2C-Schnittstelle wird es dagegen auf jeder 
Plattform geben.

Autor: Henry K. (sammx)
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Willi S. schrieb:
> @Henry K.
>
> Da kommt bestimmt was Gutes zustande und ist es ein Spass für mich, den
> besten Kompromiss zu finden. Prio 1 hat die maximale Ladeleistung bei
> schlechten Bedingungen. Bei praller Sonne ist es egal, ob der Akku etwas
> früher oder später voll aufgeladen ist. Ich werde so weit wie möglich
> auf fertige Module zurück greifen, in die man noch wenige Drähte
> reinlötet für notwendige Beeinflussung oder Abgriffe mit ADC/DAC.

Das freut mich!

> Auch wenn das MCU-Modul wahrscheinlich ADC/DAC oder PWM anbietet, so
> würde ich es lieber nicht nutzen, um bei zukünftigen Plattformwechseln
> unabhängig zu sein. Eine I2C-Schnittstelle wird es dagegen auf jeder
> Plattform geben.

Die ADC und DAC habe ich als Einzelbauelemente, die über I2C 
angeschlossen werden können.
Folgende Komponeneten hätte ich:
ADC:
74HC595

DAC:
74HC165

Digital-Port-Erweiterung:
MCP23017 mit I2C, funktioniert derzeit noch nicht

Analog-Port-Erweiterung:
2x ADS1115

Strommesser:
2x ACS712 (1x5A und 1x20A)

Spannungs- und Strommesser:
2x INA219
2x INA3221

Autor: Willi S. (ws1955)
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Henry K. schrieb:

Das sind Logic-IC, keine ADC/DAC.

>
> Die ADC und DAC habe ich als Einzelbauelemente, die über I2C
> angeschlossen werden können.
> Folgende Komponeneten hätte ich:
> ADC:
> 74HC595
>
> DAC:
> 74HC165


> Digital-Port-Erweiterung:
> MCP23017 mit I2C, funktioniert derzeit noch nicht
>

Sehr gut:  ADS1115 ist mein Liebling

> Analog-Port-Erweiterung:
> 2x ADS1115

Damit lässt sich was anfangen, versuche ich es zu verwenden

> Strommesser:
> 2x ACS712 (1x5A und 1x20A)
>
> Spannungs- und Strommesser:
> 2x INA219
> 2x INA3221

Autor: Willi S. (ws1955)
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Buck/Boost mit LTC3780 ist momentan mein Favorit, wie mit LT immer, 
natürlich nicht das Billigste. Aber fertiges Modul für $27.50 finde ich 
es wert.

Googeln nach "WD2002SJ"

Sogar bei nur 240mW Abgabe ist der Wirkungsgrad noch 50% (Pin 360mW)
zB auch bei nur 6V vom Windradl 360mW noch 12V 20mA an den Akku.

Max Dauerleistung 80W (peak 120W)

Nur möchte ich noch den Schaltplan genau für dieses Fertigmodul finden 
zur Prüfung, ob die mit ungünstigen Mosfets oder irgendwas verbastelt 
haben.

Lt Datenblatt Application Wirkungsgrad bei 60W sogar 98%, ich kann es 
fast nicht glauben...

: Bearbeitet durch User
Autor: Karl K. (karl2go)
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Willi S. schrieb:
> Buck/Boost mit LTC3780 ist momentan mein Favorit

Wie kommst Du darauf, dass das funktioniert?

- kein MPPT
- keine Ladestrombegrenzung, nagut er hat einen CC-Modus
- dann aber kein CV Modus, also keine Ladeschlusserkennung
- zieht maximalen Strom beim Einschalten, wird also den Dynamo oder das 
Solarmodul in die Knie zwingen

Gehen könnte das, indem man die Potis mit Digitalpoties ersetzt, 
Eingangsspannung, Eingangsstrom, Ausgangsspannung, Ausgangssstrom misst, 
mit einem AVR als MPP Tracker asuwertet und die Digitalpoties 
entsprechend so nachregelt, dass ein MPPT nachgebildet wird.

Autor: Willi S. (ws1955)
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Fast ein bisserl zu einfach...

Das Modul sieht man schon ab $11, ob es Einfluss auf
die verwendeten Bauteile hat, weiß ich nicht. Ich würde
mir lieber einen Lieferanten suchen, bei dem man ohne
Probleme reklamieren/umtauschen kann.

Zwei digitale Signale fehlen noch auf dem Karopapier:
1) On/Off (MCU kann den Laderegler ein/aus schalten)
2) Vmin Ausgang zum MCU, ob die Vin hoch genug ist.
Letzteres ist auf dem Modul justierbar und bleibt der
Buck/Boost im Standby, wenn die Vin zu gering ist. Das
sollte aber auch der MCU erfahren.

Die 5V-Versorgung kommt aus dem Reglermodul, dort ist
schon ein 78L05. Bei einem Eigenbau hätte ich einen
Lowdrop genommen. So aber muss man wohl Vmin auf 7V
hochsetzen.

Wegen dem Spannungsabfall über den Shunt braucht man
sich keine Gedanken machen. Zum Ladeschluss geht der
Strom eh weit runter und somit auch der Drop.

Beim MCP4725 oder ähnlichem ist Vref=Vcc. Die absolute
Genauigkeit ist fast egal, aber die Vcc muss gut gefiltert
sein (L+C).

Autor: Henry K. (sammx)
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Willi S. schrieb:
> Fast ein bisserl zu einfach...
>
> Das Modul sieht man schon ab $11, ob es Einfluss auf
> die verwendeten Bauteile hat, weiß ich nicht. Ich würde
> mir lieber einen Lieferanten suchen, bei dem man ohne
> Probleme reklamieren/umtauschen kann.
>
> Zwei digitale Signale fehlen noch auf dem Karopapier:
> 1) On/Off (MCU kann den Laderegler ein/aus schalten)
> 2) Vmin Ausgang zum MCU, ob die Vin hoch genug ist.
> Letzteres ist auf dem Modul justierbar und bleibt der
> Buck/Boost im Standby, wenn die Vin zu gering ist. Das
> sollte aber auch der MCU erfahren.

Ich verstehe noch nicht ganz, wie die Regelung stattfindet.
Wird der Buck/Boost einfach ausgeschalten, wenn der Akku geladen ist?
Und wo ist das MPPT?

Ich hätte jetzt auch eher Karls Lösung vermutet:
Karl K. schrieb:
> Gehen könnte das, indem man die Potis mit Digitalpoties ersetzt,
> Eingangsspannung, Eingangsstrom, Ausgangsspannung, Ausgangssstrom misst,
> mit einem AVR als MPP Tracker asuwertet und die Digitalpoties
> entsprechend so nachregelt, dass ein MPPT nachgebildet wird.

Autor: Willi S. (ws1955)
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@Henry K.

Digitalpoti statt DAC wäre auch möglich, ich erschrecke bei diesen 
Dingern immer nur beim Thema Präzision und Bandbreite. Letzteres könnte 
wichtig sein, denn der Trimmer ist im I-OPV-Kreis und die Taktung ist ca 
300 kHz. Ideal wäre es, wenn sich eine Applikation oder ein DIY-Projekt 
finden lässt, wo es jemand schon mal gemacht hat.

Die MPPT-Funktion wird mit Software gemacht, wobei die Kontrolle der 
Randbedingungen aufwändiger ist als die eigentliche Regelung. Für die 
Spannungsbegrenzung (16.8V) sorgt der Laderegler selber.

Aber ich will auch nicht dran schuld sein, wenn du dich damit verrennst. 
Es kann schon noch das eine und andere Problemchen auftauchen. Die 
Justage vom Schaltstrom ist nicht wirklich gut gelöst auf dem Modul, da 
waren die Chinesen zu geizig. Es kursieren Verbesserungsvorschläge im 
Netz.

Man muss schon überzeugt davon sein, dass MPPT gerade bei schlechten 
Wetterbedingungen einen echten Vorteil für die Station bringt, sonst 
lohnt sich der Aufwand nicht.

Autor: Henry K. (sammx)
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Wo ist denn der DAC am WD2002SJ angeschlossen?

Willi S. schrieb:
> Man muss schon überzeugt davon sein, dass MPPT gerade bei schlechten
> Wetterbedingungen einen echten Vorteil für die Station bringt, sonst
> lohnt sich der Aufwand nicht.

Wie würdest du es ohne MPPT lösen? Nur LTC3780 + Shuntregler?

Autor: Willi S. (ws1955)
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Henry K. schrieb:
> Wo ist denn der DAC am WD2002SJ angeschlossen?
>
> Willi S. schrieb:
>> Man muss schon überzeugt davon sein, dass MPPT gerade bei schlechten
>> Wetterbedingungen einen echten Vorteil für die Station bringt, sonst
>> lohnt sich der Aufwand nicht.
>
> Wie würdest du es ohne MPPT lösen? Nur LTC3780 + Shuntregler?

Ja, ich kann hellsehen und suche schon danach, bevor deine Anfrage
kam...

Wichtig ist, dass es ein Buck/Boost bzw Sepic ist und möglichst
eine lineare Strombegrenzung hat. Letzteres wird es wahrscheinlich
nicht geben, sodass der maximale Ladestrom nur so ungefähr limitiert 
hinzubiegen geht.

Da gibt es einiges am Markt.
Fertige Module schon ab 2,50€!
Die Chinesen spinnen...

Aber ich meine inzwischen auch, dass der gedankliche Ausflug zu
MPPT interessant war, ich habe eine Menge dazu gelernt, aber es
ist wahrscheinlich den Aufwand nicht wert. Also im ersten Schritt
braucht es jetzt für dich einfach einen Charger, der mit den
etwas ungewöhnlichen Bedingngen Solar/Dynamo/Lipo4S klar kommt.

Autor: Willi S. (ws1955)
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Henry K. schrieb:
> Wo ist denn der DAC am WD2002SJ angeschlossen?

Achsoja, ich habs dreimal vergessen zu schreiben:
Am Schleifer vom VR2 (Imax), über einen Widerstand.

Ist keine wirklich gute Methode, müsste man vielleicht
doch den ganzen Schaltungsteil runderneuern. Aber für
erste Versuche hätte es schon gereicht.

Autor: Karl K. (karl2go)
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Willi S. schrieb:
> denn der Trimmer ist im I-OPV-Kreis und die Taktung ist ca
> 300 kHz

Und die Sonne flackert auch mit 300kHz oder was?

Die Bandbreite ist hier völlig egal. Es reicht wenn der AVR alle paar 
Sekunden mal nachregelt. Am Poti drehst Du ja auch nicht ständig rum.

Die eigentliche Regelung auf Strom und Spannung erfolgt ja im LTC anhand 
der Vorgaben durch die Potis. Das ist was ganz anderes, als wenn der AVR 
direkt als Schaltregler arbeiten soll.

Autor: Willi S. (ws1955)
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Gar so viel gibt der Markt doch nicht her, wie ich zuerst dachte. Viel 
Schein statt Sein. Aber dieses Ding scheint nach Beschreibung tauglich.
Zum Rumspielen habe ich mir dieses Ding bestellt.

LTC4020 gefällt, aber es gibt nur ein unverschämt teures Demoboard und 
ein anderes habe ich nicht gefunden.

LTC3780 gefällt immer noch bestens, aber einen constant current Betrieb 
müsste man extra dazu dichten.

: Bearbeitet durch User
Autor: cable guy (Gast)
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Für "richtiges" MPPT braucht es doch einen Multiplier.
Um P_pv (= U * I) auch aufs Maximum ausregeln zu können.

Oder?

Autor: Willi S. (ws1955)
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cable guy schrieb:
> Für "richtiges" MPPT braucht es doch einen Multiplier.
> Um P_pv (= U * I) auch aufs Maximum ausregeln zu können.
>
> Oder?

Jein!

(1)
Definitionsgemäß ja und bezieht es sich auf die Istleistung vom Panel.

(2)
Es gibt aber auch die Methode, die Änderung der Steilheiten dU:dI 
auszuwerten. Eine Leistungsberechnung entfällt.

(3)
Im Fall eines selbst entwickelten Chargers würde ich auch den 
änderlicben Wirkungsgrad des Wandlers mit einbeziehen und abgesehen von 
diesem Vorteil wird es jetzt ganz einfach: Für MPPT genügt die Messung 
des Ladestroms in den Akku.

Autor: Willi S. (ws1955)
Datum:
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Ihr könnt mich ja dann steinigen, aber meine Gedanken sind frei...

Spontane Idee beim Sehen von Balancern in der Bucht, 4S 20A 16.8V schon 
ab 3€, wobei es wohl bessere und viel Schrott gibt, also etwas genauer 
hinschauen bzw Rezensionen lesen.

Ausserdem hab ich erst seit gestern eine Ahnung über kaufbare PV-Panels 
im Billigsegment, die aber überraschend gut spezifiziert sind: 12V 30W, 
Vmp 17.8V, Voc 21.2V, -0.45%/°C, Imp 1.7A, Isc 1.83A

Die 17.8V sind ja nicht weit weg von der Ladeschlussspannung 16.8V, 
braucht es da überhaupt einen "Laderegler" ? Ich meine: Nein!

Die verfügbare Leistung geht direkt in die Akkuzellen, Strom und 
Spannung regeln sich automatisch ein, überschüssiges wird im Balancer 
verheizt.

Wobei diese verheizte Energie im maximal lauwarmen Rahmen bleibt: 
Bezogen auf ziemlich viel Licht und 25°C und mittelmäßig leeren Zellen 
errechne ich 5.6W, d.h. je Balancer 1.4W bzw je Zelle 0.35W. Bei 
volleren Zellen und weniger Licht noch viel weniger.

Absoluter Worst Case bei -5°C und unglaublich starker Wintersonne zur 
Mittagszeit, ideal ausgerichtet: Dann errechne ich 9.5W bzw 2.3W je 
Balancer bzw 0.6W je Zelle.

Der Shuntregler fürs Windradl entfällt natürlich.

Vorsorglich Feinsicherungen und Bimetall-Thermoschalter oder PTC 
ähnliche Sicherungen, bevor man die Anlage sich selber überlässt...

Autor: Henry K. (sammx)
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Willi S. schrieb:
> Spontane Idee beim Sehen von Balancern in der Bucht, 4S 20A 16.8V schon
> ab 3€, wobei es wohl bessere und viel Schrott gibt, also etwas genauer
> hinschauen bzw Rezensionen lesen.
>
> Ausserdem hab ich erst seit gestern eine Ahnung über kaufbare PV-Panels
> im Billigsegment, die aber überraschend gut spezifiziert sind: 12V 30W,
> Vmp 17.8V, Voc 21.2V, -0.45%/°C, Imp 1.7A, Isc 1.83A
>
> Die 17.8V sind ja nicht weit weg von der Ladeschlussspannung 16.8V,
> braucht es da überhaupt einen "Laderegler" ? Ich meine: Nein!
>
> Die verfügbare Leistung geht direkt in die Akkuzellen, Strom und
> Spannung regeln sich automatisch ein, überschüssiges wird im Balancer
> verheizt.

So ist der derzeitige Aufbau, mit der Ausnahme, dass ich nur einen 
Balancer (20A Dauerlast) habe und der 4x3 18650 versorgt.


Willi S. schrieb:
> Der Shuntregler fürs Windradl entfällt natürlich.

Wenn ich den Nabendynamo direkt mit den Akkus verbinde, werden diese 
doch bei niedriger Drehzahl nicht geladen, oder?

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Henry K. schrieb:
> Wenn ich den Nabendynamo direkt mit den Akkus verbinde, werden diese
> doch bei niedriger Drehzahl nicht geladen, oder?

hast du dessen Ausgangsspannung mal gemessen, oder bist du gar scharf 
auf maximalen technischen Aufwand ohne Notwendigkeit?

Autor: Henry K. (sammx)
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Stefanus F. schrieb:
> Henry K. schrieb:
>> Wenn ich den Nabendynamo direkt mit den Akkus verbinde, werden diese
>> doch bei niedriger Drehzahl nicht geladen, oder?
>
> hast du dessen Ausgangsspannung mal gemessen, oder bist du gar scharf
> auf maximalen technischen Aufwand ohne Notwendigkeit?

Nein, ich hab den Dynamo noch nicht und würde auch gerne damit warten, 
bis sicher ist, das es funktioniert.

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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>> hast du dessen Ausgangsspannung mal gemessen, oder bist du gar scharf
>> auf maximalen technischen Aufwand ohne Notwendigkeit?

Henry K. schrieb:
> Nein, ich hab den Dynamo noch nicht und würde auch gerne damit warten,
> bis sicher ist, das es funktioniert.

Dann würde ich mal dessen Datenblatt zu Rate ziehen.

Autor: Karl K. (karl2go)
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Henry K. schrieb:
> Nein, ich hab den Dynamo noch nicht und würde auch gerne damit warten,
> bis sicher ist, das es funktioniert.

Andere Ideen für langsamlaufenden Dynamo, die ich gestern gesehen habe: 
Motor aus einem Pedelec. Motor aus einem Hoverboard.

Vorteil wäre, dass die Kennlinie nicht wie beim Nabendynamo auf die 
500mA abgeregelt wird. Und kaputte Hoverboards müssten es doch 
inzwischen bis auf die Recyclinghöfe geschafft haben.

Autor: Henry K. (sammx)
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Stefanus F. schrieb:
> Dann würde ich mal dessen Datenblatt zu Rate ziehen.

Leichter gesagt, als getan.
Mein Favorit ist derzeit der Shimano DH-3N20, der auch schön günstig 
ist. Das Datenblatt dazu konnte ich leider noch nicht finden.

http://nightrider.xf.cz/nexus1_en.htm
Auf dieser Seite sind allerdings ein paar Testwerte zu sehen.

Karl K. schrieb:
> Andere Ideen für langsamlaufenden Dynamo, die ich gestern gesehen habe:
> Motor aus einem Pedelec. Motor aus einem Hoverboard.
>
> Vorteil wäre, dass die Kennlinie nicht wie beim Nabendynamo auf die
> 500mA abgeregelt wird. Und kaputte Hoverboards müssten es doch
> inzwischen bis auf die Recyclinghöfe geschafft haben.

Hast du hierzu schon Projekte gesehen?

Autor: Willi S. (ws1955)
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Stefanus F. schrieb:
>>> hast du dessen Ausgangsspannung mal gemessen, oder bist du gar scharf
>>> auf maximalen technischen Aufwand ohne Notwendigkeit?
>
> Henry K. schrieb:
>> Nein, ich hab den Dynamo noch nicht und würde auch gerne damit warten,
>> bis sicher ist, das es funktioniert.
>
> Dann würde ich mal dessen Datenblatt zu Rate ziehen.

Weiter oben gibt es doch einen Weblink zu einer tollen Privatdoku.
Aus den Angaben berechne ich, dass ab ca 2.5 m/s die Leerlaufspannung 
die maximale Akkuspannung 16.8V übersteigt. (ca 9 km/h)

Autor: Willi S. (ws1955)
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Auch sehr interessant, Nabendynamos:
https://fahrradzukunft.de/1/labortest-nabendynamos/

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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>> Dann würde ich mal dessen Datenblatt zu Rate ziehen.

Henry K. schrieb:
> Leichter gesagt, als getan....
> Das Datenblatt dazu konnte ich leider noch nicht finden.

Ja, leider ist das oft so.

Ganz Schlimm ist es bei Modellbau-Motoren und Servos. Wenn man überhaupt 
ein Datenblatt bekommt, steht da meist nur wenig konkretes drin.

Autor: Karl K. (karl2go)
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Stefanus F. schrieb:
> Ja, leider ist das oft so.

Naja, den normalen Fahrradschrauber interessiert das auch recht wenig. 
Da sind wir in der Elektronik einfach verwöhnt.

Autor: Henry K. (sammx)
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Ich bin gerade ehrlich gesagt etwas überrascht:
Ich dachte die ganze Zeit, der Nabendynamo beinhaltet die notwendige 
Elektronik, um Gleichstrom zu liefern. Wie ich jetzt feststellen muss, 
liefert dieser aber Wechselstrom. Das heißt, ich benötige einen 
Gleichrichter und Kondensator;

Ich hätte noch 1N5822 Dioden ... die sollten dafür genügen, oder?
Wie muss ich den Glättungskondensator berechnen?
Wikipedia meint dazu:
, wobei die Spannung um
 in
 abfällt.
Aber wie muss ich
 wählen? Die Frequenz ist ja nicht konstant. Leg ich den Kondensator auf 
worse case aus?
Das wären bei folgender Schaltung bei ca. 5V 9Hz ... da bräuchte ich 
einen Superkondensator.
                      Diode
Solar >----------------|>|--+
panel                       |
         Gleich-            | Buck/Boost
         richter            +---|||||---+------> Mikrocontroller
Naben >--<>--------+        |           |
dynamo             |        |           +----| |---------GND
        +-------||-+---|>|--+                Akku
        |          |  Diode               2,5V - 4,2V
  GND---+--|====|--+
         Shuntregler

: Bearbeitet durch User

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