Das ist ein Projekt für den Sommer geplant. Situation:
Es sind einige teildefekte Solarpanels vorhanden, die meisten können
noch ca. 1-1,5A in eine Autobatterie liefern. Autobatterien gibts
zuhauf, weils eine Autoverwertung ist. Die Arbeiter testen ankommende
Batterien mim Batterietester, die schlechten werden aussortiert. Leider
wird aber vorher nicht immer aufgeladen, daher landet zu viel beim
Zerleger. Doof.
Die Panels haben alle verschiedene Leerlaufspannungen von 30 bis 80V.
Experimente wie Linearregler oder MPPT fällt dadurch flach. Andere
Verwendungen traue ich den Dingern nicht mehr zu wegen fehlerhafter
Isolation.
Als Konzept habe ich mir einen shunt-Regler mit TL431 und einem P-Mosfet
ausgedacht. Die Idee Schaltregler mit TL431 gabs mal in einer App note
von TI, ist aber nicht mehr auffindbar.
Q1 gleicht den Regler mim Temperaturverhalten von Bleibatterien an.
Im zip ist die Simu. Ideen, Verbesserungen?
Sollen wenns funktioniert ca. 10-15 Stück werden.
Helge schrieb:> Verbesserungen
Ob ein Pt1000 nicht einfacher wäre, als der UBE Multiplizierer ?
Ob der PMOSFET nicht auch 15V UGS aushält ?
Und wenn die Solarpanels über eine Diode angeschlossen werden, entlädt
sich nachts nicht der Akku in die Panels (was bei 30-80V nicht auftritt,
aber bei 16-18V Panels) und können die wenn der Akku voll ist einfach
kurzgeschlossen werden, ganz ohne Bremswiderstand.
Wo es 30 oder gar 80V Panels sind, sollte man heruntertransformieren,
bringt 2-3-fachen Strom. Einfach ein Tiefsetzsteller mit festem
Tastverhältnis von 50-30% zwischen Solarpanel und Akku.
Randbedingungen: Platz ist genug, Zeit auch. Die durchschnittliche
Nachfragelücke ist ca. 1-2 Batterien pro Werktag. Mindestziel ist also
ein Erfolg von werktäglich 1 Batterie von den 12, die ins Lade-Regal
passen.
Brandschutzauflagen erlauben da unbeaufsichtigt nur "Erhaltungsladung".
Daher lasse ich Tiefsetzsteller erstmal weg, obwohl das eine gute Idee
ist.
Die Schaltungen sollen in säurefeste Plastikdosen, an deren Unterseite
der Temperatursensor die Batterietemperatur fühlt. Fängts an zu gasen,
steigt die Temperatur. PT1000 ginge auch, kostet aber in (hoffentlich)
säurefester Ausführung 3-12€ je nach Anbieter. Geht ein eingeklebter
BC547 kaputt, kratzt mich das nicht groß. Hab ich eine volle Schachtel
von.
MaWin schrieb:> Panels (was bei 30-80V nicht auftritt,> aber bei 16-18V Panels) und können die wenn der Akku voll ist einfach> kurzgeschlossen werden, ganz ohne Bremswiderstand.
Das ist so nicht ganz richtig mit dem Kurzschließen. Da eine Zelle (ein
Solarpanel hat viele Zellen von 0,5V in Serie) nur ca. 15V Spannungsfest
ist, funktioniert das nur schadlos mit Panels unter 15V Leerlaufspannung
oder sind es sind jeweils über Segmente von maximal 15V Freilaufdioden
verschaltet.
https://photovoltaikbuero.de/pv-know-how-blog/die-unbekannten-bereiche-der-solarzellenkennlinie/
Helge schrieb:> Brandschutzauflagen erlauben da unbeaufsichtigt nur "Erhaltungsladung".
D.h. Du kannst Auch nicht Sonntags und an Feiertage laden. In dem Falle
benötigst Du einen µC, der das sicherstellt oder eine Zeitschaltuhr.
Überwachung mit Temperatursensor ist auch nicht so einfach, weil das
setzt konstante Umweltbedingungen voraus. Gassensoren, die auch auf
Wasserstoff reagieren, wäre vielleicht noch eine Option. Die
Luxusversion wäre eine IR-Kamera, die auf alles Zellen schaut und über
Bildauswertung eine Abschaltung ausgelöst würde.
https://www.umweltsensortechnik.de/gassensoren/mox-gassensoren-typen.html
Wegen vorherigen Post zu den unbekannten Bereichen der
Solarzellenkennlinien wirst Du um Abwärtswandler für die Panels mit
hoher Spannung nicht herum kommen, oder Du schaltest dafür mehrere Akkus
in Reihe (Balancierungsproblem). In dem Falle kannst Du aber mit den TL
einen Bypassbalancer bauen, sofern Du noch Leistungstransistoren oder
Mosfet für den Linearbetrieb haben solltest.
Es darf in dem gewünschten Bereich nur unter Aufsicht normal geladen
werden. Also nicht morgens, nicht abends, nicht in der Pause, nicht am
Wochenende oder wenn keiner in der Halle ist. Das ist nicht
praktikabel.
Die Panels sind alte teildefekte CIGS-Panels, die hatten mal
Leerlaufspannung 110V. Unreparierbar. Den Teil, der bei Akkuspannung
noch 1A liefert, hab ich gerettet. Laden von 12V mit Kurzschlußregler
funktioniert dauerhaft.
Ich muß von Fehlbedienung ausgehen, z.B. lose Ladeklemme fällt auf
Batterie daneben. Reihenschaltung fällt aus, Kurzschlussgefahr.
> Siehe hier:
Ja, gleiches Funktionsprinzip: Hysterese, slow path, fast path.
Wäre interessant, was hier "extreme reverse bias" war. Wenn das nur paar
angegriffene Zellen mehr hinmacht, wäre es vielleicht sogar gut in
dieser Resteverwertungs-Anwendung - in der Hoffnung, daß die restlichen
guten Zellen halt durch die dann fix kurzgeschlossenen durch immer noch
1A liefern bei 12-15V.
Tiefsetzsteller bzw. MPPT mit begrenztem Ausgangsstrom und begrenzter
Ausgangsspannung wär natürlich nett. Mir fällt nur kein halbwegs
ökonomischer Aufbau ein, der mir ohne Sorgen in jedem Betriebszustand im
Bereich Schutzkleinspannung ohne Lichtbogenbildung (<30V) bleibt. Die
fehlerhaften Module sind sehr verschieden.
Das Laden nur unter Aufsicht dürfte eine Auflage des Gebäudeversicherers
sein. Die dreißig Volt kommen auch aus so einer ähnlichen Ecke (Arbeits-
und Unfallschutz).
Bevor Du hier weitermachst, hast Du eigentlich schon die
Gefährdungsbeurteilung geschrieben gemäß der Vorschriften Bundesanstalt
für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin - BAuA, zur Prüfung und Dir die
"ok" Stempel und Unterschriften schon eingeholt?
Vorher weiterzumachen könnte nähmlich nichts anderes als strotzdumm
sein.
In dem Falle besteht das Problem mit der höheren Spannung der
Solarzellen überhaupt nicht, weil Du die sowieso nicht dort betreiben
darfst. Also alles über 50V Leerlaufspannung wäre daher wegzuwerfen.
Version mit Diode und ohne Glühlampe. Eine Schar Module mit
verschiedenen Defekten zu modellieren ist Glückssache, hoffe ich bin da
in der richtigen Größenordnung.
Helge schrieb:> Es sind einige teildefekte Solarpanels vorhanden, die meisten können> noch ca. 1-1,5A in eine Autobatterie liefern.
Wenn damit überhaupt mal eine voll wird, dürfte die Überladung zu
vernachlässigen sein - das ist dann eben die Ausgleichsladung. Es sei
denn man will die Dinger da nur monatelang unbeaufsichtigt dran hängen
lassen ohne nennenswert Strom zu nutzen.
hin und her überlegt. Wenn ein 0V-Kurzschluß mir die Panels zu sehr
schädigen sollte, hab ich auch nix gewonnen. Mit der zuletzt geposteten
Schaltung hab ich wenigstens 5W Verlustleistung in der kleinen
Plastikdose, unter der der Temperaturfühler sitzt. Auch doof.
Irgendein MPPT, der bei 1A begrenzt, wäre nett bei Schwachlicht. Die
Schaltung müßte aber Fehlbedienung (Akku verpolen) überleben.
Grübel.
Im Moment bin ich wieder bei fast der 1. Schaltung, aber mit weniger
Wärme in der Plastikdose. Die Glühlampe soll außen drauf. Bei Verpolung
leuchtet die Lampe hell, Rest ist geschützt.
Ich will möglichst einen Kühlkörper vermeiden. Der kann Kurzschlüsse
verursachen und vom Ausgasen angefressen werden.
Schaltregler grübel ich noch. MPP-Tracking, Spannungs- und
Strombegrenzung wäre eher eine Aufgabe für nen PIC16F1782. Mit einfach
reparierbarer Technik ists dann vorbei.
Für die Steuerung der Tage und Uhrzeiten des Betriebs benötigst Du einen
µC. Entweder Du speicherst diese fest ein, holst Dir die aktuelle Zeit
per DCF oder Du steuerst das über einen Bewegungsmelder in die Werkstatt
hinein. 15min keine Bewegung bedeutet kein Betrieb.
Nein. Es wird 'Erhaltungsladung' max. 1A gemacht, auch wenn die Leute
Mittagsschlaf halten, draußen mim Stapler rumgurken oder am Wochenende
zuhause hocken.
14-15V_sw_shunt.png
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