Hallo, Ich möchte gerne eine Batterie bzw. Akku betriebene Steuerung für den Außenbereich bauen. Hier kurz die Anforderungen: - Einsatz März-November - Außenbereich (Wasser geschützt) - Laden über kleine Solarzelle - max. Strombedarf (Peak für wenige ms) 1A - Spannung irgendwas zwischen 3-20V Jetzt zur Frage: Welche Akkutypen eignen sich für den Außenbereich bei Temperaturen zwischen 0-30 Grad (Entladen + Laden) und sagen wir -5 bis 40 Grad (Entladen)? Kennt jemand eine gute Zusammenfassung bzgl. Akku-Tecbnologie und Temperaturbereich? Danke Helmut
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Das Bewegt sich eher im Bereich von 0,5-1Wh vielleicht auch mal 2Wh
2Wh ∙ 24h ∙ 9 Monate ∙ 30 Tage = 13000 Wh Um so einen Akku zu transportieren brauchst du einen Gabelstapler! https://de.wikipedia.org/wiki/Akkumulator Dort zeigt das Bild https://de.wikipedia.org/wiki/Akkumulator#/media/Datei:Secondary_cells_specific_energy.svg , dass alle gängigen Akkutypen mehr oder weniger für den gewünscten Temeperaturbereich geeignet sind.
Stefan ⛄ F. schrieb: > 2Wh ∙ 24h ∙ 9 Monate ∙ 30 Tage = 13000 Wh > > Um so einen Akku zu transportieren brauchst du einen Gabelstapler! Stefan, du hast das nicht gelesen: Helmut Z. schrieb: > - Laden über kleine Solarzelle Kleiner AGM Bleiakku. Als Laderegler für die Solarzelle ein Shuntregler. Siehe: http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9.5
Udo S. schrieb: > - Laden über kleine Solarzelle Das habe ich absichtlich nicht mit eingerechnet, weil ich damit nichts anfangen kann. Ich weiss nicht wie viel Energie die Solarzelle liefern wird. An meinem PKW nutze ich eine Solarzelle etwa in der Größe eines Din-A4 Blattes, um die Batterie zu überwintern. Sie schafft im Winter weniger als die Selbstentladung vollständig auszugleichen. > Kleiner AGM Bleiakku. Es osllte ein speziell Zyklenfester sein, normale KFZ Starterakkus sind dafür ungeeignet bzw. verschleißen sehr schnell. naja, vielleicht ist das in dieser Anwendung scheißegal, wenn sie nur ein Jahr laufen soll.
> _pro Tag_ Helmut Z. schrieb: > Das Bewegt sich eher im Bereich von 0,5-1Wh vielleicht auch mal 2Wh Stefan ⛄ F. schrieb: > 2Wh ∙ 24h ∙ 9 Monate ∙ 30 Tage = 13000 Wh > Um so einen Akku zu transportieren brauchst du einen Gabelstapler! Nö, 275 Tage = 550 Wh, die kann ich noch gerade so tragen. Wird aber groß und teuer, bei 12V wären das 45Ah. Plus Zuschläge für Kalt und Selbstentladung könnte das eine Solarbatterie in Richtung 70Ah werden. Nun wissen wir nicht, wie gut die Solarzelle ist. Eine 18650 LiIon bringt ca. 8Wh, wenn die Nachladung klappt und nur wenige Tage Sonnenausfall überbrückt werden müssen, kann man darüber nachdenken.
Helmut Z. schrieb: > Kennt jemand eine gute Zusammenfassung bzgl. Akku-Tecbnologie und > Temperaturbereich? Hallo Helmut, ich habe auch verschiedene Steuerungen mit Solarzelle & Akku draußen am laufen. Ich verwende dafür je einen LiFePo4-Block in 4S-Schaltung: -Spannung: Nominal 13,2 V (max. 14,4 V) mit 1100 mAh (~14 Wh) -Intrinsisch sichere Akkuchemie (kann nicht explodieren wie LiPo) -Temperaturbereich Entladen: -20..+60°C / Laden: 0..+40°C Habe dafür auch eine praxiserprobte Ladeschaltung, die ich dir bei Bedarf zur Verfügung stellen könnte.
Danke für Euere Kommentare. Stefan ⛄ F. schrieb: > Ich weiss nicht wie viel Energie die Solarzelle liefern > wird. Manfred schrieb: > Nun wissen wir nicht, wie gut die Solarzelle ist. Eine 18650 LiIon > bringt ca. 8Wh, wenn die Nachladung klappt und nur wenige Tage > Sonnenausfall überbrückt werden müssen, kann man darüber nachdenken. Ich hatte ein ein Modul gedacht mit 12V, 5W (Peak). Die gibt es mit ca. 25x20cm. Wie Manfred schon geschrieben hat könnte man mit einer 18650 ein paar Tage überbrücken. Leider findet man zu den wenigsten Zellen Datenblätter. Für Li-Ion sind die Temperaturbereiche aber eher kritisch (soweit ich es verstehe). Manfred schrieb: > Nö, 275 Tage = 550 Wh, die kann ich noch gerade so tragen. > Wird aber groß und teuer, bei 12V wären das 45Ah. Plus Zuschläge für > Kalt und Selbstentladung könnte das eine Solarbatterie in Richtung 70Ah > werden. Naja, ich will ja nicht die 275 Tage vorhalten. Eine Überbrückung von 2-3 Tage (top wäre natürlich eine Woche) wäre schon gut. Im Notfall könnte ich das Ding ja auch über eine USB Powerbank nachladen (hierzu natürlich mit zusätzlicher Ladeschaltung). Martin M. schrieb: > Hallo Helmut, > ich habe auch verschiedene Steuerungen mit Solarzelle & Akku draußen am > laufen. > Ich verwende dafür je einen LiFePo4-Block in 4S-Schaltung: > -Spannung: Nominal 13,2 V (max. 14,4 V) mit 1100 mAh (~14 Wh) > -Intrinsisch sichere Akkuchemie (kann nicht explodieren wie LiPo) > -Temperaturbereich Entladen: -20..+60°C / Laden: 0..+40°C Klingt ja passend. Welchen LiFePo4-Block verwendest du denn? Berücksichtigst du bei der Ladeschaltung die Umgebungstemperatur? > Habe dafür auch eine praxiserprobte Ladeschaltung, die ich dir bei > Bedarf zur Verfügung stellen könnte. Das wäre super.
Helmut Z. schrieb: >> Habe dafür auch eine praxiserprobte Ladeschaltung, die ich dir bei >> Bedarf zur Verfügung stellen könnte. > Das wäre super. Im Anhang sind 2 Schaltungen dargestellt: Eine etwas einfachere mit einem ICL7665. Die schaltet das Panel auf den Akku, bis dieser geladen ist. Darüber hinaus wird das Panel kurzgeschlossen. Da das Panel dann keine Spannung liefert, wird auch keine nennenswerte Leistung verheizt. Die Schaltung sollte nur bei kleinen Solarpanels verwendet werden, da kein Ladestrom geregelt wird. Die elegantere aber auch aufwändigere Variante 2 ist mit einem MPPT-Regler ausgestattet. In der gezeigten Schaltung ist der Ladestrom auf 200 mA begrenzt, der Maximum Power Point ist bei ~16,5 V eingestellt. Die Werte kann man durch Anpassen der Widerstandswerte ändern. Die Schaltung wäre auch erweiterbar durch einen NTC, um die Temperatur zu überwachen - was ich aber wegen des "gutmütigen" Verhaltens der LiFePos nicht berücksichtigt habe. Beide Schaltungen haben einen Verpolschutz-FET sowie einen Schalter, um den Akku komplett zu trennen (z.B. von November bis Februar ;-). Der Tiefentladeschutz des ICL7665 hat einen höheren Leckstrom als der aus Variante 2. Ich verwende die A123APR18650M1 Zellen, gepackt als 4S-Block. Den Block findet man nicht direkt online, ich konnte den über die Firma beziehen, bei der ich früher gearbeitet habe. Die Einzelzellen sind aber gut erhältlich. Evtl. würden in deinem Fall auch 2-3 Zellen reichen, dann musst du nur die Schaltschwellen der Schaltung anpassen.
Angehängte Dateien:
Helmut Z. schrieb: > Für Li-Ion sind die Temperaturbereiche aber eher kritisch (soweit ich es > verstehe). Die von dir geforderten -5°C sind für typische Li-Ion Akkus nicht sooo das große Problem. Da kann man so Pi mal Daumen mit 20% geringerer Kapazität rechnen. Bei kälteren Temperaturen wird es aber schnell blöd, d.h. bei -20°C hat man nur noch etwa die halbe Kapazität zur Verfügung. Sollte in unseren Breitengraden aber zwischen März und November eigentlich nicht vorkommen, wenn man nicht gerade auf der Zugspitze wohnt ;) Was den Ertrag von Solarzellen angeht, gibt es ein ganz nettes Tool um den Ertrag abzuschätzen und zu visualisieren: https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/#PVP Ich hab mal zwei Diagramme angehängt, die den monatlichen PV-Output (ohne Wandlungsverluste!) für eine 1kWp-Anlage auf der grünen Wiese in der Mitte von Deutschland zeigt. Das heißt für eine PV-Leistung von 1Wp sind das eben Wattstunden und für 5Wp muss man das entsprechend mal fünf nehmen. Das erste Diagramm ist für eine Neigung von 30° und das zweite mit einer Neigung von 60°. Wie man schön sehen kann, bekommt man mit einer 60°-Neigung im Frühjahr und Herbst höhere Erträge, wobei sie dafür in den Sommermonaten niedriger ausfallen. Da du mit dem überschüssigen Ertrag in den Sommermonaten nichts anfangen kannst wäre meine Empfehlung also definitiv die 60°-Neigung. Wie man in Diagrammen auch sehr schön sieht, ist der November das eigentliche "Nadelöhr". Wenn man aber jetzt mal grob von 50Wh/Wp ausgeht und deinem System eine Effizienz von 50% unterstellt, bekommst du aber selbst im November noch ca. 120Wh aus einer 5Wp Solarzelle, was definitiv reichen sollte, so lange du mit dem Akku auch mal eine längere Schlechtwetterphase überbrücken kannst.
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