Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einfacher Solarladeregler für Bleiakku mit Step-down Wandler


von SunShine (Gast)


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Hallo,

ich will mit einem 50W PV-Modul (Vmp=17,5V, Imp=2,85A, Vll=22V bei STC) 
eine 12V Autobatterie (45Ah Bleiakku) laden. Die maximale Ladespannung 
soll einstellbar sein und ca. 14,4V betragen. Auf MPPT kann der 
Einfachheit halber verzichtet werden.

Würde das mit einem günstigen Step-down Wandler wie z.B. LM2596, MP1584 
(beide max. 3A) oder XL4015 (max. 5A) gehen oder stelle ich mir das zu 
einfach vor?
Wäre das effizienter als mit einem einfachen PWM-Laderegler?

Was sagt eure Erfahrung?

Gruß

: Verschoben durch Moderator
von Stefan F. (Gast)


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Der Knackpunkt ist, dass die billigen Step-Down Module aus Asien den 
angegebenen Strom nur für kürze Zeit aushalten. Zudem reagieren sie oft 
ziemlich seltsam, wenn die Eingangsspannung unter Last stark einbricht, 
was bei Solarzellen der Fall ist.

14,4V kommt mir für derart langsame Ladung auch recht hoch vor. So weit 
soll man nur Kurzzeitig im Zyklen-Betrieb (also im Auto) gehen. Mein 
Ladegerät liefert maximal 14V.

Bei Solarzellen kann man ganz anders vorgehen, als du geplant hast. Und 
zwar kommt zwischen Solarzelle und Batterie nur ein Diode, um Rückfluss 
bei Dunkelheit zu verhindern. Kein Sapnnungsregler!

Parallel zum Akku kommt ein sogenannter Shunt Regler (das ist so etwas 
ähnliches wie eine Zenerdiode, nur größer), der überschüssigen Strom 
aufnimmt, sobald die gewünschte Spannung erreicht wurde. Er muss so 
ausgelegt werden, dass er die maximale Leistung der Solarzelle verheizen 
kann.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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SunShine schrieb:
> Hallo,
>
> ich will mit einem 50W PV-Modul (Vmp=17,5V, Imp=2,85A, Vll=22V bei STC)
> eine 12V Autobatterie (45Ah Bleiakku) laden. Die maximale Ladespannung
> soll einstellbar sein und ca. 14,4V betragen. Auf MPPT kann der
> Einfachheit halber verzichtet werden.
>
> Würde das mit einem günstigen Step-down Wandler wie z.B. LM2596, MP1584
> (beide max. 3A) oder XL4015 (max. 5A) gehen oder stelle ich mir das zu
> einfach vor?
> Wäre das effizienter als mit einem einfachen PWM-Laderegler?
>
> Was sagt eure Erfahrung?
>
> Gruß

Eigentlich reicht da ein Einfacher Laderegler vom "C....." gibt es für 
par ökken zu kaufen. ;-)

von SunShine (Gast)


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@Stefan
Mit den günstigen asiatischen Step-down Wandlern und deren Verhalten 
habe ich bis jetzt keine Erfahrung, bin aber interessiert.

Die Idee war, dass ich mehr Strom in die Batterie bekomme, wenn schwache 
Strahlungsbedingungen herrschen und das Modul beispielsweise 16,5V und 
1A liefert. Ladestrom überschlägig Ilade= 16,5Vsol / 12,5Vbat  1A  0,9 
~ 1,2A
Da die Zielspannung der Wandler einstellbar ist könnte man auch 
problemlos 14V einstellen.

von Stefan F. (Gast)


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SunShine schrieb:
> Die Idee war, dass ich mehr Strom in die Batterie bekomme...

Deine Idee ist im Grunde nicht verkehrt. Ich würde das aber nur mit 
einem Modul machen, wo du eine Strombegrenzung einstellen kannst, um es 
eben nicht am Limit zu betreiben.

Oder du nimmst ein Modul, dass (angeblich) deutlich mehr Strom verträgt, 
als die Solarzelle liefert.

Und wie gesagt ist da noch das Problem, dass deren Verhalten bei 
absackender Eingangsspannung ungewiss ist. Damit hatten hier schon 
einige Leute Probleme. Du bist nicht der erste, der diese Module an 
Solarzellen hängen will.

von Udo S. (urschmitt)


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SunShine schrieb:
> Würde das mit einem günstigen Step-down Wandler wie z.B. LM2596, MP1584
> (beide max. 3A) oder XL4015 (max. 5A) gehen

Nein, weil ein Step down bei einer niedrigeren Eingangsspannung (weil 
eine Wolke vor der Sonne ist) nur mehr Strom zieht was dazu führt dass 
die Spannung noch weiter einbricht -> noch mehr Strom -> noch weniger 
Spannung.
Im Endeffekt verstärkt sich das so lange, bis die Ausgangsspannung der 
Solarzelle genau so hoch ist wie die akteuelle Akkuladespannung plus die 
Verlustspannung im Step Down Regler.
Direkt die Solarzelle (mit Diode) dran ist effizienter.

Wenn du mehr Effizienz willst brauchst du einen Regler der den Strom 
zurücknimmt wenn die Spannung an der Solarzelle zu stark abfällt. Das 
ist dann schon ein halber MPPT-Regler.

: Bearbeitet durch User
von Langwelle (Gast)


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PB 137 für einen Euro, reicht für Deine Anwendung.

Die 2,85 A wirst Du eh nie erreichen...

von Harald W. (wilhelms)


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SunShine schrieb:
> Hallo,
>
> ich will mit einem 50W PV-Modul (Vmp=17,5V, Imp=2,85A, Vll=22V bei STC)
> eine 12V Autobatterie (45Ah Bleiakku) laden. Die maximale Ladespannung
> soll einstellbar sein und ca. 14,4V betragen. Auf MPPT kann der
> Einfachheit halber verzichtet werden.

Normalerweise werden solche Module einfach direkt mit dem Akku
verbunden und der Solarregler sorgt dafür, das das Modul vom
Akku getrennt wird, wenn der Akku voll ist. Wenn Du die Lade-
endspannung einstellen willst, kannst Du ja ein Poti nachrüsten.

von SunShine (Gast)


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@ Udo S.
>Im Endeffekt verstärkt sich das so lange, bis die Ausgangsspannung der
>Solarzelle genau so hoch ist wie die akteuelle Akkuladespannung plus die
>Verlustspannung im Step Down Regler.

Das wäre im Prinzip das, was ein PWM-Regler macht. Der nutzt auch nur 
die verfügbare Spannung, bis zu dieser Grenze.

Gibt es Regler(-Bausteine) die den Strom begrenzen, wenn die 
Eingangsspannung absinkt?

von Helge (Gast)


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SunShine schrieb:
> Die Idee war, dass ich mehr Strom in die Batterie bekomme, wenn schwache
> Strahlungsbedingungen herrschen und das Modul beispielsweise 16,5V und
> 1A liefert.

Dann lefert das Modul z.B. 1,1A bei 14V. Der verlust ist nicht hoch. 
Interessanter wirds bei voller Sonne. Üblicherweise werden die 
Spannungen auf 25° bezogen. Ist das Modul 80° heiß, ist die MPP-Spannung 
schon nah an der Ladeendspannung. Mit einem guten MPP-Laderegler läßt 
sich mehr Leistung rausholen (besonders bei leerem Akku), aber mim 
billigen Schaltregler sicher nicht.

von Harald W. (wilhelms)


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SunShine schrieb:

> Gibt es Regler(-Bausteine) die den Strom begrenzen, wenn die
> Eingangsspannung absinkt?

Ja, MPPT-Regler.

von MaWin (Gast)


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SunShine schrieb:
> Würde das mit einem günstigen Step-down Wandler wie z.B. LM2596, MP1584
> (beide max. 3A) oder XL4015 (max. 5A) gehen

Nein.

Die würgen die Solarzelle ab.

Normale Schaltregler sind an Stromquellen völlig unpassend.

Man muss MPP regeln, oder direkt anschliessen (auf die paar Volt mehr 
verzichten) oder ohne zu regeln mit einer Tiefsetzsteller mit immer 
gleichem Tastverhältnis, z.B. 45%, eine Transformierung vornehmen, gibt 
dann mehr Strom bei weniger Spannung. Das geht mit einem NE555, aber 
weniger Bauteile als ein echter MPP sind das auch nicht, lohnt also 
nicht

von SunShine (Gast)


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@Udo S.
>Normalerweise werden solche Module einfach direkt mit dem Akku
>verbunden und der Solarregler sorgt dafür, das das Modul vom
>Akku getrennt wird, wenn der Akku voll ist.

Normalerweise ja, nur dann verzichtet man auf die Leistung, die das 
Modul oberhalb der aktuellen Ladespannung liefern könnte bis der Akku 
voll ist, ab da ist ist fast egal, was man mit der überschüssigen 
Leistung macht (asser das Modul kurz zu schliessen).

@  Langwelle
Danke für den Hinweis zu PB137. Sehe mir das Datenblatt gerade an.

@ Helge
>Dann lefert das Modul z.B. 1,1A bei 14V. Der verlust ist nicht hoch.
Im Grunde nicht. Man bekäme den Akku mit etwas mehr Strom aber etwas 
schneller voll.

Der einfachste Analogregler, den ich bisher gefunden habe besteht aus 
einem 7812 mit 3 bis 4 Dioden unter seinem Massepin ;-)

von Dieter (Gast)


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Ein billiger Solarladeregler fuer 14...20 Euronen und gut isses. Viele 
von denen arbeiten mit PWM. Mit Spule, Dioden und Mosfet in 
Nachbeschaltung kann man diese oftmals zum Schaltwandler erweitern.

von Harald W. (wilhelms)


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SunShine schrieb:

>>Normalerweise werden solche Module einfach direkt mit dem Akku
>>verbunden und der Solarregler sorgt dafür, das das Modul vom
>>Akku getrennt wird, wenn der Akku voll ist.

> Normalerweise ja, nur dann verzichtet man auf die Leistung, die das
> Modul oberhalb der aktuellen Ladespannung liefern könnte bis der Akku
> voll ist,

Das ist weniger als man im allgemeinen glaubt. Steckt man das Geld,
welches man für eine aufwendige MPPT-Steuerung ausgibt, stattdessen
in ein grösseres Modul, wirds im Endeffekt ein Nullsummenspiel.

> ab da ist ist fast egal, was man mit der überschüssigen
> Leistung macht (asser das Modul kurz zu schliessen).

Wo ist Dein Problem mit dem kurzschliessen?

von SunShine (Gast)


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@  Langwelle
Der PB137 liefert nur ca. 1A, aber immerhin. Man könnte ihn in einem 12V 
Adapterstecker für die Zigarettenanzünderdose im Auto unterbringen.

von Udo S. (urschmitt)


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SunShine schrieb:
> @Udo S.
>>Normalerweise werden solche Module einfach direkt mit dem Akku
>>verbunden und der Solarregler sorgt dafür, das das Modul vom
>>Akku getrennt wird, wenn der Akku voll ist.

Bitte korrekt zitieren. Die Aussage war von Harald, nicht von mir.
Für den einfachen Fall stimmt das aber und ist völlig ok wenn die 
Modulspannung halbwegs passt.

SunShine schrieb:
> Normalerweise ja, nur dann verzichtet man auf die Leistung, die das
> Modul oberhalb der aktuellen Ladespannung liefern könnte bis der Akku
> voll ist

Wieveil mehr ist das? 10% 20%?
Dein Regler hat auch wieder Verluste.

von SunShine (Gast)


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@ Harald W.
>Wo ist Dein Problem mit dem kurzschliessen?

Unnötige Strombelastung und Alterung des Solarmoduls, wenn man mit der 
gelieferten Energie ohnehin nichts anfängt.

von Harald W. (wilhelms)


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SunShine schrieb:

> Danke für den Hinweis zu PB137. Sehe mir das Datenblatt gerade an.

Der PB137 ist ein Linearregler. Das heisst, er verheizt die
Differenz zwischen Ein- und Ausgangsspannung. Der Unterschied
gegenüber dem Standard 317 ist eher gering.

von SunShine (Gast)


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@@Udo S.
>Bitte korrekt zitieren.
Ich bitte um Entschuldigung.

>Wieveil mehr ist das? 10% 20%?
>Dein Regler hat auch wieder Verluste.
10%-20% mehr klingt wenig, das stimmt. Das gleiche mehr auf dem 
Gehaltszettel wäre viel. Immerhin leben Firmen wie Victron von den 
10%-20% mehr.

von SunShine (Gast)


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@ Harald W.
>Der PB137 ist ein Linearregler. Das heisst, er verheizt die
>Differenz zwischen Ein- und Ausgangsspannung.

Wenn mein Solarmodul 50W liefert, würde er ca. 36W verheizen. Da wird 
ein Zigarettenanzünderstecker schnell zum Lötkolben...

von Helge (Gast)


Angehängte Dateien:

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Linearregler dieser Art haben zu viel Spannungsabfall, das funktioniert 
nicht immer. Entweder einen billigen fertigen shunt regler oder einen 
besseren MPPT regler kaufen, oder sowas in dieser Art zambauen

von SunShine (Gast)


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Dieter schrieb:
> Ein billiger Solarladeregler fuer 14...20 Euronen und gut isses. Viele
> von denen arbeiten mit PWM. Mit Spule, Dioden und Mosfet in
> Nachbeschaltung kann man diese oftmals zum Schaltwandler erweitern.

Du meinst einen bestehenden PWM-Regler modden? Das ist interessant, 
wußte nicht, das dass geht, aber warum nicht.
Hast Du ein Beispiel oder eine Anleitung?

von SunShine (Gast)


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Das muss doch mit einfachen Mitteln irgendwie zu machen sein.
Den XL4015 (5A max) gibt es mit Spannungs- und Stromregelung für 4,59 
Euro.
Kann man die Stromregelung nicht proportional zur Vin regeln? Kleine Vin 
wenig Iout, größere Vin mehr Iout?
Das ginge doch dann in Richtung Leistungsregelung, die ein Solarmodul 
nicht abwürgt.

von korzwelle (Gast)


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SunShine schrieb:
> Der PB137 liefert nur ca. 1A, aber immerhin. Man könnte ihn in einem 12V
> Adapterstecker für die Zigarettenanzünderdose im Auto unterbringen.

Der PB137 hat eine Strombegrenzung (1,5A), Überhitzungsschutz, ist 
Kurzschlussfest......
Für Bleiakkus gebaut.
Der passt doch ideal.

1 Ohm 3 Watt in Reihe und fertig ist die Laube.
Das Panel reicht dafür völlig aus.

von korzwelle (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Der PB137 ist ein Linearregler.

Der PB 137 ist für das Laden von Bleiakkus mit definierter 
Schlussspannung konzipiert.

Punkt aus.


Description
The PB137 is a positive voltage regulator able to provide 1.5 A, at VO= 
13.7 V and is intended as a charger for lead acid battery. The main 
feature is a reverse leakage current (Max 10 μA at TJ= 0 to 40 °C VI= 
floating and VO= 13.7 V). It is available in TO-220 and it employs 
internal current limiting, thermal shut-down and safe area protection, 
making it essentially indestructible. If adequate heat-sinking is 
provided, they can deliver over 1 A output current.

    All features
        Reverse leakage current less than 10 μA
        Three terminal fixed version (13.7 V) output current in excess 
of 1.5 A
        Available in ± 1 % (AC) selection at 25 °C
        Typical dropout voltage 2 V
        Temperature range 0 to 150 °C

von Stefan F. (Gast)


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SunShine schrieb:
> Das muss doch mit einfachen Mitteln irgendwie zu machen sein.
> Kann man die Stromregelung nicht proportional zur Vin regeln?

Ja sicher ist das machbar. Man nennt es immer noch MPPT. Entsprechende 
Solar-Regler kannst du quasi überall für kleines Geld kaufen.

Nur du willst es scheinbar für 1,50€ haben. Das wird nichts.

von korzwelle (Gast)


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Oder direkt drauf über Diode und fertig, so lädt man seit 100 Jahren 
Bleiakkus.

Begrenzung der Ladeschlußspannung auf 13,7 V sinnvoll. Z Diode mit 
Vorwiderstand parallel.

Ein akademischer Ansatz ist möglich aber sinnlos.

von kozwelle (Gast)


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Na gut, andere Kunden kauften auch..

von kozwelle (Gast)


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von Jobst Q. (joquis)


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SunShine schrieb:
> Kann man die Stromregelung nicht proportional zur Vin regeln? Kleine Vin
> wenig Iout, größere Vin mehr Iout?

Es gibt kein Vin, mit dem man etwas anfangen kann. Eine Solarzelle ist 
keine Spannungsquelle, sondern eine Stromquelle, da muss man ein wenig 
Umdenken von Spannung zu Strom. Mit der Einstrahlung ändert sich die 
Spannung kaum, es ist der Strom, der sich ändert.

Spannungswandler und Spannungsregler bringen da nichts, sie erwarten 
eine stabile Eingangsspannung und liefern eine konstante Spannung an 
eine normale Last. Ein Akku ist aber keine normale Last, sondern eine 
Spannungsquelle und eine Stromsenke. Durch seinen niedrigen 
Innenwiderstand ist es immer der Akku, der mit seinem Ladezustand die 
Spannung bestimmt. Während der Strom variieren kann.

Durch die Eigenschaften von Solarmodul und Akku ist das Laden eigentlich 
sehr simpel, aber manche mögen es eben lieber kompliziert. Die brauchen 
dann nicht einen Spannungswandler, sondern einen Stromwandler, wie es 
ein MPP-Regler ist. Ob es sich der Aufwand lohnt, ist bei Kleinanlagen 
fraglich.

von MaWin (Gast)


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korzwelle schrieb:
> Oder direkt drauf über Diode und fertig, so lädt man seit 100
> Jahren Bleiakkus.
> Begrenzung der Ladeschlußspannung auf 13,7 V sinnvoll. Z Diode mit
> Vorwiderstand parallel.

Oje, bei halbwegs potentem Solarpaneluss die (ungenaue) Z-Diode und der 
Vorwiderstand (wozu? Eine Solarzelle ist schon strombegrenzt) aber viel 
verheizen.

Da war man schon vor 100 Jahren klüger, und hat das nicht so gemacht, 
wie du vorschlägst.

https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9.5

Aber SunShine will die etwas zu hohe Spannung seiner Panels nutzen, um 
etwas mehr Strom rauszuholen, und das klappt mit all den linearen 
Ansätzen nicht.

Und eben auch nicht mit normalen step downs.

von H. (Gast)


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Nicht ganz 1,50€ aber fast, dafür mit MPPT

https://www.aliexpress.com/item/4000318032426.html

https://www.aliexpress.com/item/1005003069195153.html

Müssen aber ca. 21..22V Leerlaufspannung Panels sein.

von H. (Gast)


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Sorry, der erste Link ist falsch, das zweite Modul passt aber.

von H. (Gast)


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Noch mit 5A Ausgang
https://www.aliexpress.com/item/4001112018945.html

Findet man alles teilweise auch bei Amazon, wenn es schneller gehen 
muss, allerdings ist Aliexpress mit der 10day Delivery auch relativ 
schnell geworden.

von SunShine (Gast)


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Danke an alle für den Austausch und die Erläuterungen.
Besonderen Dank an Jobst Q. für die entscheidende Erkenntnis und an H. 
für die Links (alibaba rockt! :)

von H. (Gast)


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Danke für das Feedback deinerseits, ich hatte eigentlich mit gehässigen 
Feedback und Unfähigkeitsbescheinigungen von dritten Personen gerechnet.
Leider sind die China-Module nur einfache Fix-Voltage MPPTs, keine
„echten“ perturb-and-observe MPPTs. Bei Fix-Voltage wird der MPP einfach 
anhand der Leerlaufspannung angenommen, was bei einfachen 
Konfigurationen auch hinkommt. Nur wenn einzelne Zellen in Reihe bedeckt 
sind (Vogelschiss etc.) kann perturb-and-observe Vorteile bringen.
Bessere MPPTs für Kleinanwendungen vom Chinamann sind mir nicht bekannt. 
Von Linear gibt es einen Single-Chip mit Evalboard, das ist aber relativ 
teuer.

von Harald W. (wilhelms)


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SunShine schrieb:

> Unnötige Strombelastung

Der Kurzschlussstrom von Panels ist kaumm höher als der Nennstrom.
Das Kurzscliessen ist eine sichere Methode, die z.B. Brände ver-
hindern kann. Noch wichtiger ist es bei Hochspannungsmodulen mit
über 100V zur Verhinderung von Stromschlägen.

> und Alterung des Solarmoduls, wenn man mit der gelieferten Energie
> ohnehin nichts anfängt.

Warum sollte das Modul durch Kurzschluss stärker altern? Ein Kurz-
schluss ist sozusagen der Leerlauf einer Stromquelle.

von Harald W. (wilhelms)


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SunShine schrieb:

> Das muss doch mit einfachen Mitteln irgendwie zu machen sein.
> Den XL4015 (5A max) gibt es mit Spannungs- und Stromregelung für 4,59
> Euro.
> Kann man die Stromregelung nicht proportional zur Vin regeln? Kleine Vin
> wenig Iout, größere Vin mehr Iout?
> Das ginge doch dann in Richtung Leistungsregelung, die ein Solarmodul
> nicht abwürgt.

Theoretisch könnte man auf eine konstante Eingangsspannung statt auf
eine konstante Ausgangsspannung regeln. Solche Eingriffe in den
Regelkreis kann aber leicht dazu führen, das der Regler schwingt.

von Dieter (Gast)


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SunShine schrieb:
> 3 bis 4 Dioden unter seinem Massepin ;-)

Schoener ist diese Variante mit einer LED und Diode unter seinem 
Massepin. Da sieht man wenigstens noch etwas leuchten zur Kontrolle.

von Harald W. (wilhelms)


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Dieter schrieb:

>> 3 bis 4 Dioden unter seinem Massepin ;-)
>
> Schoener ist diese Variante mit einer LED und Diode unter seinem
> Massepin. Da sieht man wenigstens noch etwas leuchten zur Kontrolle.

Ausserdem haben LEDs als Spannungsstabilisator oft bessere Daten
als einfache Dioden.

von Dieter (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Warum sollte das Modul durch Kurzschluss stärker altern? Ein Kurz-
> schluss ist sozusagen der Leerlauf einer Stromquelle.

Falsches Modell, weil bei Kurzschluss an der schwaechsten Zelle ein 
Durchbruch stattfindet. Diese Spannung liegt bei ca. 12 bis 15V. daher 
soll alle zehn bis zwanzig Zellen eine Bypassdiode angebracht werden. 
Wie oft muss man das noch schreiben ...

von Dieter (Gast)


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von Harald W. (wilhelms)


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Dieter schrieb:

> Falsches Modell, weil bei Kurzschluss an der schwaechsten Zelle ein
> Durchbruch stattfindet.

Und warum sollte da bei Kurzschluss ein "Durchbruch" stattfinden
und bei Nennbetrieb nicht? Zumal beim Kurzschluss eine Spannung
von 12...15V nirgends vorhanden ist.

von Dieter (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Kurzschluss eine Spannung
> von 12...15V nirgends vorhanden ist.

Die Zelle, die am wenigsten Strom liefert, entspricht einer 
teilverschattenden Zelle. An dieser kann bis zur vollen Spannung 
abfallen.

Das kannst Du selber leicht messen, indem Du zB ein Panel mit Nennstrom 
100mA mit einer Zelle mit 60...80mA in Reihe schaltest, gleichstark 
beleuchtest, kurzschliesst und die Spannungen misst.

von Stefan F. (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Warum sollte das Modul durch Kurzschluss stärker altern? Ein Kurz-
> schluss ist sozusagen der Leerlauf einer Stromquelle.

Ich denke mal laut:

Wenn ich eine normale Last (Widerstand oder zu ladenden Akku) an die 
Solarzelle hänge, dann entnehme ich von ihr Energie.

Wenn ich sie kurz schließe, dann entnehme ich keine Energie (weil 0 Volt 
mal x Ampere = 0 Watt). Die Energie die die Solarzelle dann von der 
Sonne empfängt muss irgendwo hin. Sie wird wohl entsprechend wärmer, 
denke ich.

So stelle ich mir das vor, ohne es wirklich zu wissen.

von H. (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> 0 Volt

Bei der Betrachtung würde man den Innenwiderstand unterschlagen. Aber 
ja, es sollte komplett in Wärme übergehen.

von Stefan F. (Gast)


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H. schrieb:
>> 0 Volt
> Bei der Betrachtung würde man den Innenwiderstand unterschlagen

Ich meine 0 Volt außerhalb des Solarpanels. Genau deswegen meine ich, 
dass die gesamte Leistung im (Innenwiderstand des) Solarpanel verheizt 
werden muss.

Macht das denn für die Lebensdauer des panels einen Unterschied? Die 
liegen sowieso in der prallen Sonne und werden heiß. Durch den 
Kurzschluss werden es vermutlich ein paar Grad mehr. Macht das was aus?

Abgesehen davon leuchtet mir das Konzept mit dem kurzschließen noch 
nicht ein. Denn wenn ich ein Solarpanel kurzschließen kann, dann kann 
ich es auch unterbrechen - ist der selbe Aufwand. Oder reden wir hier 
vom Shunt Regler? Der schließt aber nicht kurz, sondern nimmt die 
überschüssige Energie auf (und verheizt sie woanders).

von Jobst Q. (joquis)


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H. schrieb:
> Stefan ⛄ F. schrieb:
>> 0 Volt
>
> Bei der Betrachtung würde man den Innenwiderstand unterschlagen. Aber
> ja, es sollte komplett in Wärme übergehen.

Auch bei Leerlauf bleibt die Energie komplett im Solarmodul. Für das 
Modul  ist es also besser, sie draußen zu verheizen.

von Uwe S. (bullshit-bingo)


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SunShine schrieb:
> Würde das mit einem günstigen Step-down Wandler wie z.B. LM2596, MP1584
> (beide max. 3A) oder XL4015 (max. 5A) gehen oder stelle ich mir das zu
> einfach vor?

Nein, das geht nicht, und ja, du und noch 150 andere hier stellen es 
sich mal wieder zu einfach vor.
Ich kann es nur immer wiederholen, ein normaler Schaltregler oder 
DC/DC-Wandler ist NIE für Solar geeignet. Weil er einen negativen 
Eingangswiderstand hat, und die Solarzelle eine Stromquelle ist. Das 
passt per Definition nicht.
Welcher Regler auch immer, würde an seinem Eingang ständig nur entweder 
knapp über der Akkuspannung liegen, oder nahe der Leerlaufspannung des 
Moduls. Ihm fehlt die Eingangsspannungsmessung. Ohne diese braucht man 
gar nicht erst anzutreten.

Ferner ist eine Solarzelle mit 17,5V Nennspannung eigentlich direkt für 
einen 12V Akku gebaut worden. Weil dieser z.B. 14V braucht, und die 
Zelle bei Erwärmung eh kaum mehr als 14V abgibt. Aber heutzutage muss 
man halt besonders schlau sein, und noch 3% Extraleistung aus ihr 
rausquetschen. Und tatsächlich könnte ja jeden 5. Tag morgens für 2 
Minuten das Modul noch kalt sein, man 7% extra gewinnen...dafür 
akzeptiert man dann auch 10% weniger Gewinn über den ganzen Tag, da der 
Schaltregler mehr Eigenbedarf hat. Passt.

von Stefan F. (Gast)


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Jobst Q. schrieb:
> Auch bei Leerlauf bleibt die Energie komplett im Solarmodul. Für das
> Modul  ist es also besser, sie draußen zu verheizen.

Ist das so? Die Solarzelle wird kälter, wenn ich sie belaste (aber nicht 
kurzschließe)?

Klar, die Energie muss irgendwo her kommen. Andererseits sagt mein 
Bauch, dass nichts unter Last kühler wird. Da ist bestimmt ein Haken den 
ich noch nicht erkannt haben.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Also das Verrückte ist:
Man sagt die Solarzelle altert weniger wenn sie Kurzgeschlossen gelagert 
wird als wenn die Kontakte offen sind.

Haupt Maßgebend ist aber dass unbenutzte Zellen von Licht geschützt 
gelagert werden sollen.
Aber es isst tatsächlich so das "Im Feld" Paneele die die erzeugte 
Energie nicht abführen können gute 10% schneller altern.
Um das zu Erklären müsste ich hier wohl eine halbe Dr.-Arbeit 
hinschreiben und dazu fehlt mir Lust und Zeit.
Aber wenn es Interessiert, findet Tante Gurgel sicher zig Abschriften 
diesbezüglich.

von Uwe S. (bullshit-bingo)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Andererseits sagt mein
> Bauch, dass nichts unter Last kühler wird.

Stell´ dir die Solarzelle einfach als Z-Diode vor, die permanent z.B. 1W 
verheizen muss. Nun schaltest du dieser Diode einen Verbraucher 
parallel. Dann wird die Diode natürlich kälter.
Der Knackpunkt ist, daß die Zelle ständig Strom erzeugt, aber bei 
Leerlaufspannung zu ihrer eigenen Z-Diode wird.

von Dieter (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Da ist bestimmt ein Haken den
> ich noch nicht erkannt haben.

Um der Sache näher zu kommen, stelle Dir jeweils zwei ZD von 15V 
parallel und gleiche Stufe noch mal in Reihenschaltung vor. Parallel zu 
der jeweiligen  ZD-Stufen koppelt jeweils eine Konstantstromquelle von 
z.B. 100mA und 80mA ein.

Keine Last: Die 100mA werden auch in den ZD verbraten. Allerdings eine 
ZD wird als Hot-Spot durch ungleichmäßge Verteilung mehr belastet.

Kurzschluss:
An der Stufe mit den 80mA fallen -15V ab. Die Verlustleistung des 
Delta-Stromes von 20mA*15V ist viel höher als die läppischen 100mA*0,7V, 
die schon 10% mehr Alterung verursachen.
Allerdings eine ZD wird als Hot-Spot durch ungleichmäßge Verteilung mehr 
belastet.

von Dieter (Gast)


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Dieter schrieb:
> Parallel zu der jeweiligen  ZD-Stufen koppelt

Fuer die -15V KS-Fall benoetigst Du natuerlich rund 30 ZD-Stufen a 100mA 
und eine mit 80mA.

von Jobst Q. (joquis)


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Uwe S. schrieb:
> Stell´ dir die Solarzelle einfach als Z-Diode vor, die permanent z.B. 1W
> verheizen muss. Nun schaltest du dieser Diode einen Verbraucher
> parallel. Dann wird die Diode natürlich kälter.
> Der Knackpunkt ist, daß die Zelle ständig Strom erzeugt, aber bei
> Leerlaufspannung zu ihrer eigenen Z-Diode wird.

Gut erklärt!

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Uwe S. schrieb:
> aber bei
> Leerlaufspannung zu ihrer eigenen Z-Diode wird.

+1
Dieter (Gast)
+1

Gratuliere euch zum Kurzform Dr. Titel ;-)

Das ist echt gut Verglichen. auch wen Physikalisch noch viel Mehr 
dahinter steckt, aber so Verständlich ist es 1A Super erklärt :-)

: Bearbeitet durch User
von einfach und trotzdem optimal (Gast)


Lesenswert?

Uwe S. schrieb:
> Passt.

Korrekt, genau so ist es in diesem Fall, wenn Zelle und Akku so gut
zusammenpassen. Ich würde mir diesen Beitrag sogar als eine Art
automatische Standard-Erstantwort für alle TOs mit diesem Ansinnen
wünschen.

Die Kosten/Nutzen Relation ist hier der eigentliche Problempunkt,
es rechnet sich - wenn überhaupt - nur extrem begrenzt.

(Und das mit ultraeffizientem Echt-MPPT-Switcher, nicht irgendeinem
Gebastel. Was der TO sich wünscht, kann man nicht billig kaufen.
Und ein möglicher Selbstbau liegt offensichtlich in weiter Ferne.)


@SunShine: Du darfst es ruhig glauben - Sperrdiode und Ladeend-
Abschaltung, also ganz ohne Switcher... PASST.

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