Hallo zusammen, habe nach einer kleinen Weile Suchen festgestellt, dass mein Problem nicht allzu üblich zu sein scheint, also versuche ich mein Glück mit einem neuen Thema: Das Vorhaben kurz umrissen: Meine Urlaube finden per Zelt und Auto statt, meist also auf Campingplätzen. Mit dabei ist eine Kühlbox, so eine mit Netzstecker und 12V-Ziggistecker. Diese ist der eigentlich einzige Grund, weshalb wir aufm Zeltplatz meist Strom dazubuchen, und das möchte ich abstellen - die Gründe sind nicht finanziell, eher, dass die besten/ruhigsten Spots meist keinen Stromanschluss haben und ich den Kabelsalat satt habe. Nebenbei, aufm Typenschild der Kühlbox steht 12V/48W. Gesagt, getan: Ich hab ein 80W-Solarpanel bestellt und einen ausreichend dicken Buckkonverter, den auf 12V gestellt, alles zusammengesteckt und dumm geguckt, weil nix ging. Also weiter getüftelt, rausbekommen, dass die Kühlbox auch bis 6V runter läuft (dann halt mit weniger Kühlleistung), den Konverter auf mal 8V gestellt und schwupps, lief die Fuhre. So weit, so gut. Bisschen mit Abschatten experimentiert, selbes Spiel von vorne, diesmal mit 6V statt 8V. Ausrichtung optimiert, die Sonne kam richtig raus und schwupps, liefen auch 12V. Also: Prinzipiell geht's, klassisches MPPT-Thema aber. Also weiter gegooglet: MPPT-Regler gibt's zuhauf, nur wollen die alle immer im Verbund mit Akkus betrieben werden. Und all diese Regler haben als fetten Hinweis, dass die Batterie nicht abgeklemmt werden darf. Aber Batterie will ich nicht (zu kompliziert), brauch ich nicht (die Kühlbox dient nur, das Essen vor den 40° bei praller Sonne zu bewahren, also keine Sonne bedeutet kein Kühlbedarf), kann ich nicht (eine Nacht braucht 32Ah, also fast eine Autobatterie. Dann kann auch die Kabeltrommel wieder mit). Ich will einfach eine kleine Kiste, die das Maximale aus der Solarzelle zieht und in die Kühlbox presst (klar, bei der "natürlichen" Aufnahmegrenze der Kühlbox soll Schluss sein). Gibt's so was nicht doch irgendwo käuflich? Gibt's für so was ein Bastelprojekt (Habe z.B. attraktive Arduino-Projekte gesehen, aber die auch alle mit Batterie)? Würde ein rudimentäres Entwicklungsprojekt laufen (Stepdown in Standardtopologie oder mit einem IC, "Hirn" und MPPT mit Arduino, der es mit seinen ADCs ja leicht macht? Danke schonmal für's Lesen und für eventuelle Tipps! :-) Grüße, Raph
Das geht leider nicht ohne Modifikationen an der Kühlbox. Du mußt die Leistung des Verbrauchers an die sich ständig ändernde MPP-Leistung der Solarmodule anpassen. Ein Akku als Verbraucher ist da sehr unkompliziert, weil er gleichzeitig als Puffer arbeitet ohne daß sich irgendwelche Elektronik darum kümmern muß. Ohne Puffer kannst Du nur die Leistung des Verbrauchers nachführen, nimmt dieser zuviel oder zuwenig Leistung ab, läuft man aus dem MPP heraus, nach unten sogar so weit, bis die Leistung komplett einbricht.
raphrav schrieb: > Gibt's für so was ein Bastelprojekt (Habe z.B. attraktive > Arduino-Projekte gesehen, aber die auch alle mit Batterie)? Du könntest, falls dein Konverter das unterstützt, anhand der verfügbaren Solarleistung die Ausgangsspannung des Konverters verstellen, also das was du gerade manuell gemacht hast, einem Mikrocontroller überlassen. Das nennst sich dann MPPT. Wenn dein aktueller Konverter das nicht unterstützt, brauchst du einen, der das kann. Welche Leerlaufspannung besitz dein Solarpanel?
Heya, das ging ja schnell mit den Antworten :-) Ben B. schrieb: > Das geht leider nicht ohne Modifikationen an der Kühlbox. > > Du mußt die Leistung des Verbrauchers an die sich ständig ändernde > MPP-Leistung der Solarmodule anpassen. Die Leistung des Verbrauchers/der Kühlbox lässt sich ja durch ihre Eingangsspannung anpassen. Nicht wirklich linear, aber auch nicht völlig sprunghaft. Wolfgang schrieb: > Du könntest, falls dein Konverter das unterstützt, anhand der > verfügbaren Solarleistung die Ausgangsspannung des Konverters > verstellen, also das was du gerade manuell gemacht hast, einem > Mikrocontroller überlassen. Das nennst sich dann MPPT. Wenn dein > aktueller Konverter das nicht unterstützt, brauchst du einen, der das > kann. Der Konverter hat einen Spindeltrimmer. Zwei dessen Pins scheinen verbunden zu sein, ergo ist die Eingangsgröße ein Widerstand... Wird wahrscheinlich schwierig... Und ja, ein MPPT-Regler ohne die doofe Batterie ist ja genau das, was ich suche... Scheinbar als einziger... Wolfgang schrieb: > Welche Leerlaufspannung besitz dein Solarpanel? Typenschild 21.3V, gemessen um die 22V. Grüße, Raph
Nicht dass ich voll kompetent wäre, trotzdem meine System- und Vorgehensüberlegungen hierzu. Die U/I Belastbarkeitskurve des PV-Panels verändert sich in Abhängigkeit der Bescheinungsintensität, woraus sich Pmax=f(Licht) herleiten lässt UND jeweils U und I als Arbeitspunkt vorgibt. (das gängige MPP halt) Das Kühlaggregat der Box (Peltierelement + Luftquirl, nehme ich an) hat auch eine eigene Kennlinie I= f(U) woraus sich auch Pmom=f(U) ergibt. Weil ich es nicht kenne, würde ich erstmal diese erfassen. Dann müsste sich als erste grobe Näherung durch "zusammenlegen" der Kurven von PV-Panel und Kühlaggregat eine Idee ergeben, wieweit die (U,I) Werte f. PV Pmax (über versch. lichtstärken) abweichen von den (U,I) zur Kühlung bei selbem Pmom. Nun kommt es darauf an was sich da zeigt: in welcher Lichtsituation muss z.B. die U von PV hochgesetzt oder runtergesetzt werden, damit die Kühlung Pmax ausschöpft. Braucht es sowohl Hochsetztsteller wie auch Stepdown? Lässt sich das in eine einzige, uP-steuerbare, Schaltung kombinieren? Bringt man dies in eine Formel unter, wonach der uP rechnen kann oder wird es eine vorgespeicherte Tabelle?
Wenn die Kühlbox an variabler Betriebsspannung funktioniert, könnte es klappen. Was Du dazu machen müsstest wäre einen Step-Down-Wandler bauen, der seine Eingangsspannung (und nicht seine Ausgangsspannung) regelt. Auf diese Weise habe ich meinen ersten MPP-Tracker gebaut. So eine Schaltung arbeitet dann bei einer Eingangsspannung, die der MPP-Spannung der Solarmodule entspricht und die Ausgangsspannung stellt sich entsprechend der Last ein. Erst wenn nicht genug Leistung abgenommen wird, läuft die Solarmodulspannung nach oben vom MPP weg, was die Leistung reduziert. Sowas kann man auch ohne Controller bauen und es manuell fest auf die MPP-Spannung des Solarmoduls einstellen. Das kostet minimal Leistung (weil der MPP stark temperaturabhängig ist und nicht nachgeführt wird), erreicht aber problemlos Werte, die nahe an echte MPP-Tracker herankommen. Ich hatte das damals genau so gemacht und die Schaltung später um einen µC erweitert um die MPP-Spannung entsprechend zu verschieben. Der Gewinn dadurch war messbar, aber nicht so groß wie ich gedacht habe. Nachteilig ist die Stromversorgung solcher Wandler. Die Ausgangsspannung bei kleiner Leistung ist evtl. zu niedrig für den Wandler, die Solar-Leerlaufspannung ist auf jeden Fall zu hoch. Ich hatte das Problem damals nicht weil ein 12V-Akku dranhing, aber wenn das ohne Akku laufen soll muß man die Steuerung aus der Solarspannung versorgen, und das über einen Wandler oder im einfachsten Fall Linearregler, der vom Hauptwandler unabhängig läuft.
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Ich denke auch gerade über so etwas nach. Eine Bastellösung könnte aus meiner Sicht so aussehen: Erst einmal hat man einen (effizienten, also kein MC34063) Buck-Converter, der auf die Maximalspannung der Kühlbox eingestellt ist. So allein würde er allerdings zu viel Leistung aus dem PV Modul ziehen. Deshalb muss der Chip zusätzlich über einen Soft-Start-Pin verfügen, den man entsprechend der PV-Spannung so weit herunterregelt, dass man ungefähr am MPP ist. (x% der Leerlaufspannung) Wahrscheinlich genügt da ein einfacher Spannungsteiler. Solange die PV also nicht genug Leistung liefert, bremst die Softstart Funktion, ist genug Leistung vorhanden, arbeitet die "normale" Regelung. Ich hoffe, die Beschreibung war verständlich. Sonst noch einmal fragen. PS: Was machst du auf dem Zeltplatz dann eigentlich nachts - ohne Pufferbatterie?
Was ich gemacht hatte: Ich bastel sehr gerne mit dem TL494, also diesen mit 4 oder 5 starken P-FETs "aufgebohrt" um die Verlustleistung runter zu kriegen, der erste OPV regelte die Eingangsspannung und der zweite diente zur Begrenzung der Ausgangsspannung auf 14,4V. Die µC-Erweiterung konnte die Eingangsspannung dann stufenlos in einem Bereich von vielleicht 16..19V verschieben und die Ausgangsspannungsbegrenzung zur Erhaltungsladung auf 13,8V umschalten. Um Softstart und so'n Quack braucht man sich nicht kümmern, der Wandler regelt ja seine Eingangsspannung. Das ist eine echte Regelung über den OPV, keine faulen Tricks. Unter Sollspannung nimmt der Wandler keinen Strom auf und kann dadurch das Solarmodul nicht überlasten bzw. die Ausgangsspannung zu weit herunterziehen. Edit: Das einzige, was noch eine deutliche Verbesserung wäre, ist ein Wandler mit Synchrongleichrichtung. Damit spart die Verlustleistung der Schottky-Diode ein.
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Vielleicht noch interessant als Ideenquelle: https://www.analog.com/en/technical-articles/high-efficiency-solar-mppt-battery-charger-using-lt8611-and-ad5245.html
Ben B. schrieb: > Der Wandler kann dadurch das Solarmodul nicht überlasten. Wie überlastet man denn Solarmodule? Für die ist selbst ein Kurzschluss kein Problem. > Das einzige, was noch eine deutliche Verbesserung wäre, ist ein Wandler > mit Synchrongleichrichtung. Damit spart die Verlustleistung der > Schottky-Diode ein. Bei Modulspannungen über 12V spielt dieser Verlust so gut wie keine Rolle.
Die Notwendigkeit eines MPPT Step-Down Reglers wird oft überschätzt. Er macht Sinn, wenn die Panelspannung nicht zur Verbraucherspannung passt. Bei den üblichen "12V Panels" ist die Modulspannung jedoch sehr gut an einen 12V Akku angepasst. Beispiel: http://makeable.de/mlab/makeable/solarbox/images/beleuchtungsstaerke.png Die MPPT Spannung für alle relevanten Beleuchtungsstärken liegt hierbei recht gut bei 15V. Abzüglich der Rückstromdiode erhalten wir die perfekte Ladeendspannung für eine Bleiakku von 14,4V. Ein Regler mit seinen geschätzten 80...85% Effizienz würde die Bilanz eher verschlechtern. Ok, ein wenig Elektronik ist dennoch erforderlich, um den Akku zu trennen, wenn er voll ist. Nun zur Frage: Ich würde das Panel direkt an die Kühlbox anschließen. Die Peltier Elemente werden vom Solarpanel Strom ziehen und die Spannung passend einbremsen. Bei sehr hoher Beleuchtungsstärke könnte es allerdings erforderlich werden, eine Leistungs-Z-Diode mit etwa 14V parallel zum Panel zu schalten, damit keine Überlastung auftritt.
Okay... ich muß leider feststellen, Du tust doch nicht nur so. Tut mir echt leid für Dich. > Wie überlastet man denn Solarmodule? Für die ist selbst ein > Kurzschluss kein Problem. Gegen-Doof-Getue: Du kannst das Modul rückwärts bestromen oder einen Mikrowellentrafo anschließen. Schon wird es überlastet. >> Damit spart [man] die Verlustleistung der Schottky-Diode ein. > Bei Modulspannungen über 12V spielt dieser Verlust so gut > wie keine Rolle. Auch das ist in dem Zusammenhang leider falsch. Die betroffene Schottky-Diode eines Step-Down-Wandlers sieht den (gepulsten) Sekundärstrom, allein der ist für die Erwärmung der Diode verantwortlich. Die Solarspannung spielt dafür keine Rolle, die bekommt die Diode in Sperrrichtung (wobei durch sie kein nennenswerter Strom fließt) und solange sie diese sperren kann, wird sie davon nicht warm. Folglich könnte ich einen Solar-Laderegler auf dieser Schaltungsbasis aufbauen, der mit 300V Solarspannung arbeitet und einen 12V-Akku mit 100A lädt. Trotz der hohen Solarspannung würde ich an der Diode eine Verlustleistung von 40..50W erwarten, entsprechend 0,4..0,5V Flußspannung. Edit @Bernd: Meine Versuche waren damals besser als Deine Darstellung, vor allem wenn man den Solarstrom auch verbraucht und nicht dauernd 14,4V Ladeendspannung hält. Ich hatte damals etwa 120W gemessene Spitzenleistung von den Solarmodulen, die Verwendung des MPP-Trackers brachte am Akku mindestens 1A mehr Ladestrom. Den genauen Wert weiß ich nicht mehr, aber es war deutlich mehr als "lohnt sich nicht". Die MPP-Spannung ist auch nie auf 15V abgesunken, ich habe nur extrem selten und bei sehr heißem Wetter (und demzufolge heißen Modulen) Werte knapp unter 17V gesehen, normal waren etwa 17,5V.
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raphrav schrieb: > aufm Typenschild der Kühlbox steht 12V/48W. > > Gesagt, getan: Ich hab ein 80W-Solarpanel bestellt Wohin soll die maximale Power denn, wenn die Sonne wirklich mal richtig scheint ? In Deutschland zwar kaum, aber man fährt ja in Urlaub zur Sonne hin, da können schon mal tatsähclih die beworbene 80W aus deinem Panel kommen, sogar bis 104 W sind theoretisch möglich (ok, nur ohne Staub auf dem Panel). Du brauchst keinen MPP, sondern einen bis-zu-32W Vernichter. Das Solarpanel kann direkt an die Kühlbox, der Lüfter läuft zwar erst bei höherer Spannung an, aber der Peltier arbeitet schon bei geringere Spannung, mit aller Leistung die das Panel liefert (und hat bei der geingen Leistung noch lkeine Lüfterunterstützung nötig). Also sehr gut angepasst, nur etas zu viel Power.
Huch, das ist ja mal ein Stapel von Antworten - wow! Werde nun alle durchgehen und hoffe, dass ich alles berücksichtige - der Reihe nach... Verlustleistungsphobiker schrieb: > Nicht dass ich voll kompetent wäre, trotzdem meine System- und > Vorgehensüberlegungen hierzu... Klingt gut, aber eigentlich wollte ich die Kirche im Dorf lassen - eher so als "nachstellen - gucken, was es macht - repeat..." Ben B. schrieb: > Wenn die Kühlbox an variabler Betriebsspannung funktioniert, > könnte es > klappen. > > Was Du dazu machen müsstest wäre einen Step-Down-Wandler bauen, der > seine Eingangsspannung (und nicht seine Ausgangsspannung) regelt. Auf > diese Weise habe ich meinen ersten MPP-Tracker gebaut. So eine Schaltung > arbeitet dann bei einer Eingangsspannung, die der MPP-Spannung der > Solarmodule entspricht und die Ausgangsspannung stellt sich entsprechend > der Last ein. Erst wenn nicht genug Leistung abgenommen wird, läuft die > Solarmodulspannung nach oben vom MPP weg, was die Leistung reduziert. > > Sowas kann man auch ohne Controller bauen und es manuell fest auf die > MPP-Spannung des Solarmoduls einstellen. Das kostet minimal Leistung > (weil der MPP stark temperaturabhängig ist und nicht nachgeführt wird), > erreicht aber problemlos Werte, die nahe an echte MPP-Tracker > herankommen. > > Problematisch ist aber, dass der MPP auch abhängig von der Belichtung ist - mit festen Einstellungen habe ich ja schon so mittelerfolgreich experimentiert... Die Ausgangsspannung ist ja in dem Fall die Stellgröße der Leistungsaufnahme, die mal höher, mal niedriger ist... Oder hab ich es falsch verstanden? Detlev T. schrieb: > Ich denke auch gerade über so etwas nach. Eine Bastellösung könnte > aus > meiner Sicht so aussehen: > > Erst einmal hat man einen (effizienten, also kein MC34063) > Buck-Converter, der auf die Maximalspannung der Kühlbox eingestellt ist. > So allein würde er allerdings zu viel Leistung aus dem PV Modul ziehen. > Deshalb muss der Chip zusätzlich über einen Soft-Start-Pin verfügen, den > man entsprechend der PV-Spannung so weit herunterregelt, dass man > ungefähr am MPP ist. (x% der Leerlaufspannung) Wahrscheinlich genügt da > ein einfacher Spannungsteiler. > > PS: Was machst du auf dem Zeltplatz dann eigentlich nachts - ohne > Pufferbatterie? Softstart ist ne Idee! Ich guck mal, ob ich einen entsprechenden Chip finde... Zu Nachts: Mir ist generell klar, dass ich damit im Sommer kein 5° kaltes Bier hinbekomme oder frischen Fisch genießbar zu halten, das schafft die Kiste auch an stabilen, belastbaren 12V nicht. Es geht schlicht um folgendes: Die Temperaturen sommers tagsüber im Auto kennt ihr ja, und wenn die Sonne auf ein (gutes) Zelt knallt, geht auch darin in entsprechende Regionen. Und Essen, das bei normalen Temperaturen eigentlich hält (Dauerwurst, Käse etc.), kippt dir innerhalb von Stunden - das will ich damit verhindern (und das klappt auch, nur halt bisher am Netz...) Nachts hat es sich bewährt, die Kiste in den Fußraum im Auto zu stellen, den Deckel aufzulassen und gut ist. Die lief auch bisher nicht, da du neben dem Lüfter kein Auge zu bekommst... Ben B. schrieb: > Was ich gemacht hatte: > > Ich bastel sehr gerne mit dem TL494, also diesen mit 4 oder 5 starken > P-FETs "aufgebohrt" um die Verlustleistung runter zu kriegen, der erste > OPV regelte die Eingangsspannung und der zweite diente zur Begrenzung > der Ausgangsspannung auf 14,4V. > > Die µC-Erweiterung konnte die Eingangsspannung dann stufenlos in einem > Bereich von vielleicht 16..19V verschieben und die > Ausgangsspannungsbegrenzung zur Erhaltungsladung auf 13,8V umschalten. > > Um Softstart und so'n Quack braucht man sich nicht kümmern, der Wandler > regelt ja seine Eingangsspannung. Das ist eine echte Regelung über den > OPV, keine faulen Tricks. Unter Sollspannung nimmt der Wandler keinen > Strom auf und kann dadurch das Solarmodul nicht überlasten bzw. die > Ausgangsspannung zu weit herunterziehen. > > Edit: > Das einzige, was noch eine deutliche Verbesserung wäre, ist ein Wandler > mit Synchrongleichrichtung. Damit spart die Verlustleistung der > Schottky-Diode ein. Klar, wäre sauberer, aber vielleicht auch übers Ziel hinaus... Schau mir mal den TL49 an :-) Detlev T. schrieb: > Vielleicht noch interessant als Ideenquelle: > > https://www.analog.com/en/technical-articles/high-efficiency-solar-mppt-battery-charger-using-lt8611-and-ad5245.html Auch interessant! :-) Harald W. schrieb: > Ben B. schrieb: > >> Der Wandler kann dadurch das Solarmodul nicht überlasten. > > Wie überlastet man denn Solarmodule? Für die ist selbst ein > Kurzschluss kein Problem. > >> Das einzige, was noch eine deutliche Verbesserung wäre, ist ein Wandler >> mit Synchrongleichrichtung. Damit spart die Verlustleistung der >> Schottky-Diode ein. > > Bei Modulspannungen über 12V spielt dieser Verlust so gut wie keine > Rolle. Richtig, "überlasten" ist unsauber. Wenn der Strom zu groß wird, bricht halt die Spannung ein und kommt effektiv halt auch nix raus... Genau das ist ja mein Problem, zum Glück geht damit wenigstens nichts kaputt... Bernd K. schrieb: > Die Notwendigkeit eines MPPT Step-Down Reglers wird oft > überschätzt. > Er macht Sinn, wenn die Panelspannung nicht zur Verbraucherspannung > passt. > > Bei den üblichen "12V Panels" ist die Modulspannung jedoch sehr gut an > einen 12V Akku angepasst. Beispiel: > > http://makeable.de/mlab/makeable/solarbox/images/beleuchtungsstaerke.png > > Die MPPT Spannung für alle relevanten Beleuchtungsstärken liegt hierbei > recht gut bei 15V. Abzüglich der Rückstromdiode erhalten wir die > perfekte Ladeendspannung für eine Bleiakku von 14,4V. Ein Regler mit > seinen geschätzten 80...85% Effizienz würde die Bilanz eher > verschlechtern. > Ok, ein wenig Elektronik ist dennoch erforderlich, um den Akku zu > trennen, wenn er voll ist. > > Nun zur Frage: > Ich würde das Panel direkt an die Kühlbox anschließen. Die Peltier > Elemente werden vom Solarpanel Strom ziehen und die Spannung passend > einbremsen. Bei sehr hoher Beleuchtungsstärke könnte es allerdings > erforderlich werden, eine Leistungs-Z-Diode mit etwa 14V parallel zum > Panel zu schalten, damit keine Überlastung auftritt. Wenn ich das direkt drangeklopft hab, war auch Spannungseinbruch, sobald das Panel nicht perfekt bestrahlt wurde... Ben B. schrieb: > Okay... ich muß leider feststellen, Du tust doch nicht nur so. > Tut mir echt leid für Dich. > >> Wie überlastet man denn Solarmodule? Für die ist selbst ein >> Kurzschluss kein Problem. > Gegen-Doof-Getue: Du kannst das Modul rückwärts bestromen oder einen > Mikrowellentrafo anschließen. Schon wird es überlastet. > >>> Damit spart [man] die Verlustleistung der Schottky-Diode ein. >> Bei Modulspannungen über 12V spielt dieser Verlust so gut >> wie keine Rolle. > Auch das ist in dem Zusammenhang leider falsch. Die betroffene > Schottky-Diode eines Step-Down-Wandlers sieht den (gepulsten) > Sekundärstrom, allein der ist für die Erwärmung der Diode > verantwortlich. Die Solarspannung spielt dafür keine Rolle, die bekommt > die Diode in Sperrrichtung (wobei durch sie kein nennenswerter Strom > fließt) und solange sie diese sperren kann, wird sie davon nicht warm. > > Folglich könnte ich einen Solar-Laderegler auf dieser Schaltungsbasis > aufbauen, der mit 300V Solarspannung arbeitet und einen 12V-Akku mit > 100A lädt. Trotz der hohen Solarspannung würde ich an der Diode eine > Verlustleistung von 40..50W erwarten, entsprechend 0,4..0,5V > Flußspannung. > > Edit @Bernd: > Meine Versuche waren damals besser als Deine Darstellung, vor allem wenn > man den Solarstrom auch verbraucht und nicht dauernd 14,4V > Ladeendspannung hält. Ich hatte damals etwa 120W gemessene > Spitzenleistung von den Solarmodulen, die Verwendung des MPP-Trackers > brachte am Akku mindestens 1A mehr Ladestrom. Den genauen Wert weiß ich > nicht mehr, aber es war deutlich mehr als "lohnt sich nicht". Die > MPP-Spannung ist auch nie auf 15V abgesunken, ich habe nur extrem selten > und bei sehr heißem Wetter (und demzufolge heißen Modulen) Werte knapp > unter 17V gesehen, normal waren etwa 17,5V. Exakt, ich möchte eigentlich meistens den kompletten Strom (bei nicht perfekter Bestrahlung) direkt verbrauchen, und wenn wirklich mal 80W rauskommen könnten, den halt verfallen lassen - nicht speichern... Michael B. schrieb: > raphrav schrieb: >> aufm Typenschild der Kühlbox steht 12V/48W. >> >> Gesagt, getan: Ich hab ein 80W-Solarpanel bestellt > > Wohin soll die maximale Power denn, wenn die Sonne wirklich mal richtig > scheint ? > > In Deutschland zwar kaum, aber man fährt ja in Urlaub zur Sonne hin, da > können schon mal tatsähclih die beworbene 80W aus deinem Panel kommen, > sogar bis 104 W sind theoretisch möglich (ok, nur ohne Staub auf dem > Panel). > > Du brauchst keinen MPP, sondern einen bis-zu-32W Vernichter. > > Das Solarpanel kann direkt an die Kühlbox, der Lüfter läuft zwar erst > bei höherer Spannung an, aber der Peltier arbeitet schon bei geringere > Spannung, mit aller Leistung die das Panel liefert (und hat bei der > geingen Leistung noch lkeine Lüfterunterstützung nötig). > > Also sehr gut angepasst, nur etas zu viel Power. Hä? Und aus einer Steckdose kommen auch immer 3680W, weil die 230V mit 16A abgesichert sind? Selbst wenn nur ein 5W-USB-Charger dranhängt? Nein, und das ist hoffentlich allen sonst klar: Wenn wirklich mal 80W oder gar 104W theoretisch im Rohr wären, beißen die sich an der dann steigenden Eingangsimpedanz des Konverters (sofern er eine begrenzte oder sogar feste Ausgangsspannung hat) die Zähne aus, der Strom wird schlicht begrenzt. Da muss gar keine elektrische Leistung vernichtet werden, weil die dann schlicht gar nicht entsteht (sondern die Sonne statt Elektronen zu schubsen halt das Panel ein bisschen erwärmt)
Die Beleuchtung verändert den MPP nach meinen Erfahrungen gar nicht so massiv, die verändert nur den Strom, den das Modul erzeugt, weniger die Spannung. Die Spannung ändert sich recht stark mit der Erwärmung und Abkühlung der Module. Es sind halt elektrisch einige in Reihe geschaltete Si-Dioden und man sieht am Ausgang die Summe ihrer Flußspannung sowie die genauso aufsummierte Veränderung. Also wenn Du ein Solarmodul an einem bewölkten Tag ins Licht packst, hast Du auch die volle Leerlaufspannung, aber so gut wie keinen Strom. Heißt, bei Belastung bricht sofort die Spannung ein. Bei voller Sonneneinstrahlung bricht die Spannung bei Belastung erstmal nur sehr langsam ein und ab einem bestimmten Punkt immer schneller, während der entnommene Strom kaum noch steigt. Der MPP liegt knapp nach dem Punkt, an dem die Spannungskurve recht schnell zu fallen beginnt. Am MPP hat das Modul fast seinen vollen Strom erreicht (der Kurzschlußstrom liegt nicht weit darüber) und die Spannung ist noch nicht so weit eingebrochen, daß die Leistung (=U*I) wieder absinkt.
raphrav schrieb: > Hä? Und aus einer Steckdose kommen auch immer 3680W, weil die 230V mit > 16A abgesichert sind? Selbst wenn nur ein 5W-USB-Charger dranhängt? > Nein, und das ist hoffentlich allen sonst klar: > Wenn wirklich mal 80W oder gar 104W theoretisch im Rohr wären, beißen > die sich an der dann steigenden Eingangsimpedanz des Konverters (sofern > er eine begrenzte oder sogar feste Ausgangsspannung hat) die Zähne aus, Es gibt keinen Konverter, wenn man Peltier-Kühlbox direkt an das Panel anschliesst. > der Strom wird schlicht begrenzt. Da muss gar keine elektrische Leistung > vernichtet werden, weil die dann schlicht gar nicht entsteht (sondern > die Sonne statt Elektronen zu schubsen halt das Panel ein bisschen > erwärmt) Die Sonne mit ihren Photonen setzt IMMER ein Elektron im Panel frei. Die einzige Entscheidung, die du hast ist, ob du das Elektron über die elektrschen Anschlüsse abnimmst, oder ob du es im Panel über die in Leitrichung befindlichen PN-Übergänge der PhotoDioden abfliessen lässt. Letztes passiert aber nur dann, wenn die Spannung am Ausgang steigen kann, im Extremfall bis hin zur Leerlaufspannung des Panels.
Wenn es ohne Akku sein soll: - ein 60-Zellenmodul mit ca. 180W oder mehr, - einen StepDown-Regler auf 12V mit "Weitbereichseingang" von ca. 20V bis ca. 50V und mindestens 50W Abgabeleistung. Wenn die Sonne scheint, das Modul immer schön ausrichten. Blackbird
Campingkühlschrank kaufen, der mit Gas betrieben wird. Diese komischen Autokühlboxen haben einen unterirdischen Wirkungsgrad. Da dauert es doch Tage bis man mehrere kg Getränke und Essen runtergekühlt hat.
Heya, Stimmt, der MPP wandert nicht... Aber dennoch muss ich in genau dem Fall mit dem Tastverhältnis des Konverters runter, dass die Spannung an der Kühlbox und damit ihre Leistungsaufnahme runter geht, sodass die Spannung eben nicht einbricht. Und auch richtig, würde ich die Kühlbox direkt anschließen, müsste ich mir die Gedanken mit "Leistung wohin" machen bzw. einfach mal testen, was diese dauerhaft bei einer höheren Eingangsspannung macht, die ihre Leistungsaufnahme auf die 80W oder mehr einstellt (vermutlich gar nichts außer stärker kühlen). War aber nie meine Intention und hatte ich auch nur kurz testhalber so, will ich auf Dauer auch nicht. Warum auch, wenn ich einen 15A-Konverter mit >90% Wirkungsgrad heutzutage nachgeschmissen bekomme? Und ja, das war ja auch meine Idee mit der "Überdimensionierung" des Panels - deswegen ja auch ein 80W-Exemplar und keins mit 50W... Scheinbar zu wenig, aber 180W wären mir dann doch ein bisschen groß/schwer/teuer. Bin ja schon erschrocken, als das Paket mit dem 80W-Teil kam... Und nein, es wird auch kein Gaskühlschrank. Noch einmal: Die Box macht bisher ihren Job (der eben nicht "ruckzuck alles auf 5°", sondern "möglichst kosten- und gewichtseffizient die 40°-Spitzen abfangen" heißt) hervorragend. Diese steht nicht zur Debatte. Und auch die Solarzelle steht nicht (mehr) zur Debatte, da sie prinzipiell zufriedenstellend funktioniert, zumindest mit 6V bei wenig Sonne/Hitze/Licht und mit 12V bei vollem Feuer. Ich brauche nur noch die "Automatik". Grüße, Raph
Mein erster größerer Versuch wird nun: - Den Konverter reverse engineeren, sodass ich genau weiß, wie er auf das regelnde Poti reagiert. - Die Spannung bricht bei Überlast auf gut 3V ein und wird im Maximalfall auf 12V gestellt - also sollte ein 3V3-ProMini durchgehend laufen, wenn er damit über RAW versorgt wird. - Konverter standardmäßig/minimal auf 6V stellen (weniger macht keinen Sinn, weil dann die Sonne hinreichend wenig scheint, sodass auf Kühlung verzichtet werden kann) - Der ProMini grätscht zyklisch in das Regelpoti und stellt damit die Spannung des Konverters hoch oder runter (wie, wird sich zeigen), um die Spannung per ADC auf Einbrüche zu überprüfen und entsprechend nachzustellen (repeat) Was haltet ihr davon? Wenn das nicht klappt, werde ich über einen Tracker wie weiter oben beschrieben nachdenken.
> Die Temperaturen sommers tagsüber im Auto > kennt ihr ja, und wenn die Sonne auf ein (gutes) Zelt knallt, Tipp aus meiner Festival-Zeit: Der Campingplatz ist doch vermutlich Gras, und das Auto parkt neben dem Zelt? Dann das Bier unter das Auto ins feuchte Gras. Selbst wenn das Gras eher trocken ist bleibt das Bier dort wesentlich kühler als an allen anderen Plätzen. Wenn deine Peltier-Kühlbox nicht zu groß ist oder ihr ein geländegängiges Auto habt, dann unter das Auto mit dem Teil.
raphrav schrieb: > aufm Typenschild der Kühlbox steht 12V/48W. Da stell sich die Frage ob die Lüfterleistung bei z.B. 8V halbwegs zur Wärmeabgabe des Peltierelement bei 8V passt..
Heya, ohne weiter gekommen zu sein (Zeit...) bleibe ich hier auf dem Laufenden: asd schrieb: >> Die Temperaturen sommers tagsüber im Auto >> kennt ihr ja, und wenn die Sonne auf ein (gutes) Zelt knallt, > > Tipp aus meiner Festival-Zeit: Der Campingplatz ist doch vermutlich > Gras, und das Auto parkt neben dem Zelt? Dann das Bier unter das Auto > ins feuchte Gras. > Selbst wenn das Gras eher trocken ist bleibt das Bier dort wesentlich > kühler als an allen anderen Plätzen. > Wenn deine Peltier-Kühlbox nicht zu groß ist oder ihr ein > geländegängiges Auto habt, dann unter das Auto mit dem Teil. Auto ist tatsächlich eingeschränkt geländefähig. Aber das reicht leider nie, dass eine 30l-Box drunter geht (23cm Bodenfreiheit vs. kürzeste Kante der Box 29cm) Nebenbei ist Gras nur einer von möglichen Untergründen - haben auch mal Sand, mal Kies, in den Bergen muss die Karre manchmal auf Fels, um das bisschen Grasfläche dem Zelt zu lassen und im Mittelmeerraum hast du oft nur eine traurig-trockene Erinnerung an Gras. Nebenbei ist das eine Lösung für paar Stunden, aber nicht für mehrere Übernachtungen. Bierkühlers DN250 schrieb: > raphrav schrieb: >> aufm Typenschild der Kühlbox steht 12V/48W. > > Da stell sich die Frage ob die Lüfterleistung bei z.B. 8V halbwegs zur > Wärmeabgabe des Peltierelement bei 8V passt.. Guter Punkt... Werde die warme Seite besonders im Auge behalten, danke für den Tipp!
Dein Modul ist zu klein! Fehlkauf. Da hilft alles "Anpassen" nicht. Beim nächsten Mal, vorher rechnen oder fragen. Blackbird
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Heya, Lothar J. schrieb: > Dein Modul ist zu klein! Fehlkauf. > > Da hilft alles "Anpassen" nicht. > > Beim nächsten Mal, vorher rechnen oder fragen. > > Blackbird Wie bitte? In dem Fall nochmal zusammengefasst: - Bei voller Einstrahlung klappt's - also nicht zu klein - Bei reduzierter Einstrahlung klappt's auch, wenn ich mit der KB-Leistung/Spannung runter gehe - also auch nicht zu klein. Das einzige, das fehlt, ist die automatische Anpassung an die Bedingungen und dann ist alles tutti :-) Auch wenn du dich wiederholst...
80W gibts bei STC (Standard Test Condition): Einstrahlung 1.000 W/m², Modultemperatur 25 °C , in DE schaffst du sehr selten 1.000 W/m² https://de.wikipedia.org/wiki/Globalstrahlung . Geht man nun von den max 900 W/m² aus, dann sinds schon 10% weniger. Dann den Temperaturkoeffizienten ist bei den neusten Modulen bei Pmpp [%/°C] -0,36. Das Modul wird mehr wie 60 C warm also 35 mal 0,36 % weniger . Dann dein Book DC/DC der hat auch nicht mehr wie 95% Wirkungsgrad. 80W *0,9 (900W/m2) = 72W 72W *0,874 (35mal 0,36% sind 12,6% weniger) = 62,928 W 62,928 W + 0,95 = 59,78W Du hast also unter den Besten Bedingungen ca 60W. Das aber nur wenn alles supi ist, eher weniger da 60 C und 900 W/m² und 95% des DC/DC die Beste Annahme ist. Ich habs früher so gelernt Verbraucher W mal 2 als min W des Moduls (ohne Puffer) ausgelegt bei z.b Wasserpumpen, haben wir das meist mal 3, wegen "Anlaufstrom" und offt im Sommer bissl diesigem Himmel.
Heya, folgende Gedanken: Faktor 2 schaffe ich nicht ganz, aber immerhin 80W/48W=1.67. Für Faktor 2 müsste ich die KB halt auf 40W laufen lassen, sollte auch kein Thema sein - wie gesagt: Wenn die nicht voll läuft, ist das auch kein Thema! Nur generell laufen sollte sie halt... Anlaufstrom hab ich bei einem Peltierelement (ja, plus Lüfter) auch kaum/keinen.
Heya, also, in Vergessenheit ist das ganze nicht, hat halt nur nicht Prio 1a. Aber heute hab ich da mal weiter geforscht... Der Konverter ist seziert, er enthält den XL4016, Beschaltung richtet sich im Wesentlichen nach dem Datenblatt. Kurzfassung seiner Regelung: Der hat eine 1,25V-Spannungsreferenz, der Ausgang einen Teiler und dann wird verglichen... Richtig, kennen wir woher nochmal? Klassiker, LM317... Also muss das doch zu knacken sein, mit einem Arduino, der als Eingangsgrößen Uin und Uout des Konverters hat und irgendwie da rum stellt. Erste Idee: Der gibt einfach seine eigenen 1,25V aus, die auf den FB-Pin des XL4016 gehen. Soll die Ausgangsspannung rauf, halt ein bisschen weniger, soll sie runter, ein bisschen mehr. Aber angesichts der eklatanten Geschwindigkeitsunterschiede von Arduino-Schleife (ms-Bereich) und Regelung im XL4016 (wohl eher so µs) eine ziemlich schlechte Idee, denk ich mal. Nächste Idee, und jetzt wird's interessant: Statt eines Teilers hängt ein Differenzverstärker mit In+ an Uout, der Uout so runterverstärkt, dass irgendwo um Uout=8V 1,25V rauskommen, die dann an den FB gehen, sodass der XL4016 auf 8V regelt. Der Arduino hängt am In- und wenn er aufgrund seiner Eingangswerte (wieder Uin und Uout des Konverters) meint, dass da mehr als 8V gehen, zieht er etwas von den 1,25V ab, sodass der Konverter mehr Stoff gibt. Geht dann Uin runter, lupft der Arduino wieder das Pedal usw usf. Meint ihr, das wird regelungsmäßig stabil? Zum einen ist die schnellste OP-Schaltung langsamer als ein Teiler, zum Anderen wird der Offset (zwischen den 8V und meinetwegen 12V) ja nicht konverterschnell, sondern nur arduinoschnell geregelt...
Das einfachste wäre, Du wuerdest irgendeine kleine Solarzelle, die kann auch aus einer alten Gartensolarleuchte stammen kann, mit an das Panel montieren. Von dieser Zelle mißt Du den Kurzschlussstrom und in Abhängigkeit davon wird die Ausgangsspannung des DCDC-Wandlers gesteuert. Und dafür reicht Dir dann ein simpler Operationsverstärker.
raphrav schrieb: > Und ja, das war ja auch meine Idee mit der "Überdimensionierung" des > Panels - deswegen ja auch ein 80W-Exemplar und keins mit 50W... > Scheinbar zu wenig, aber 180W wären mir dann doch ein bisschen > groß/schwer/teuer. Bin ja schon erschrocken, als das Paket mit dem > 80W-Teil kam... Es gibt 300w Panels schon für um die 130€.
Die Idee von Dieter mit der zusätzlichen kleinen Solarzelle hat mich auch auf eine andere Lösung gebracht, d.h was dahinter kommt. Da die Kühlbox nahezu einen ohmschen Verbraucher darstellt ersetzt man den Step-Down Regler, man braucht nur noch die Induktivität und den MOS-FET Schalter. Diese wird dann mit dem Taktverhältnis angesteuert, das sich aus der Höhe des Kurzschlußstroms der kleinen Solarzelle einstellt. Das Tastverhältnis sollte zu Beginn auch etwas niedriger ausfallen und wird erhöht wenn die Eingangsspannung von der Haupt-Solarzelle noch genug Reserve hat. Ebenfalls wird die anstehende Spannung am Verbraucher gemessen. Ist diese zu hoch, wird das Tastverhältnis runtergefahren. Folglich steigt zwar die Spannung am Solarmodul, aber der Verbraucher wird so geschützt. Das Ganze wird denn per Mikrocontroller bzw. Arduino ständig überwacht und gesteuert.
Heya, mhmm, so cool diese Idee ist - weiß nicht, ob das als Gesamtpaket am einfachsten wäre: Dann müsste ich ja sicherstellen, dass die beiden Solarzellen identisch ausgerichtet sind, ich müsste Messreihen (Kurzschlussstrom der kleinen Zelle gegenüber Verhalten der Großen) erstellen und im Arduino hinterlegen, Teilabschattung könnte ich auch nicht berücksichtigen usw - ich glaube, da ist es einfacher, wenn ich den Arduino sowohl Solarzellenspannung als auch die der Kühlbox messen lasse und er dann den Konverter so regelt, dass die Kühlboxspannung etwas kleiner ist als die Zellenspannung sowie bei Zellenspannung unter, meinetwegen, 9V die Kiste runterfährt. Die hauptsächliche Frage, die ich mir im Moment stelle, ist ja auch die der Stabilität: Ist es überhaupt realistisch, dass der oben beschriebene Eingriff mittels Subtrahierer stabil läuft und am Schluss die Chose nicht einfach wild zwischen Umin und Umax schwingt (saubere Programmierung im Arduino vorausgesetzt)?
raphrav schrieb: > die beiden Solarzellen identisch ausgerichtet sind, Wenn Du da fünf bis 10 Grad daneben liegst, ist egal da der Fehler dann meist noch unter 5% wäre. > Teilabschattung Betrifft nur die kurzen Übergangszeiten. Läßt sich daher meist vernachlässigen. > nicht einfach wild zwischen Umin und Umax schwingt Eine MPP Regelung pendelt eigentich immer. Die Kühlboxlast stellt eine Mischung aus Zehnerdiode (Gegenquelle) und Widerstand dar. Die einfachste Regelung wäre die Solarzellenspannung nicht unter einen bestimmten Level fallen zu lassen und den DCDC-Wandler entsprechend zu steuern. Dafür braucht man nur einen Operationsverstärker. Mit einer ZD und Transistor ginge es sogar auch ausreichend. Es fehlen übrigens die Angabe zu der Solarzelle, wie Leerlaufspannung, Nennspannung und Kurschlussstrom.
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