Guten Tag,
ich habe vor, ein kleines Solarpanel als "Portable Powerbank" zu
benutzen.
Konkret möchte ich ein 20W Modul mit 2 USB Ausgängen versehen. Es ist
ein Hobby-Budget Projekt und sollte den preislichen Rahmen deshalb nicht
sprengen.
Gerne möchte ich euer Feedback und eure Expertise zu meinem Vorhaben
hören.
Zum Panel:
Systemspannung 12 V
Leistung (PMAX) 20W
Modulspannung (VMP) 20 V
Leerlaufspannung (VOC) 24 V
max. Strom (IMP) 1 A
Weitere Daten:
https://www.offgridtec.com/offgridtecr-20w-mono-solarpanel-12v.html
Mein erster Gedanke war es, einen einfachen Step-Down Converter hinter
das Panel zu hängen. Hier im Forum habe ich aber nun erfahren, dass das
keine gute Idee sei, da der Converter bei zu viel Leistung und zu wenig
Sonne das Panel in einer Art Wechselwirkung herunterzieht bis es in
einem "Deadlock" landet? Ich bin leider kein Experte, aber nehme das
einfach mal so hin.
Im Internet habe ich nun einen billigen MPPT Step-Down Conververter
gefunden. Scheinbar simuliert dieser nur MPPT und verwendet kein
richtiges MPPT, aber wenn es seinen Zweck erfüllt habe ich kein Problem
damit.
Zum MPPT Converter:
Eigenschaften: Nicht isoliertes Buck-Modul (BUCK)
Eingangsspannung: 6-36V
Ausgangsspannung: 1,25-32 V stufenlos einstellbar (Standardausgang 5 V)
MPPT-Spannungseinstellbereich: 6-36V
Ausgangsstrombereich: 0,05-5A (Der Standardausgangsstrom beträgt 3A, für
lange Zeit 3A)
Zu finden:
https://www.amazon.de/-/en/gp/product/B09CPWCQJP/ref=ox_sc_act_title_1?smid=A2VVC2SWQC38KY&psc=1https://de.aliexpress.com/item/32672617019.html
Hinter diesen Converter würde ich nun zwei weibliche USB Dosen in
parallel anschließen. 2A pro Dose wären natürlich optimal, aber 1,5 sind
auch in Ordnung, falls das Board tatsächlich nur 3A bei 5V im
Dauerbetrieb schaffen sollte.
Soviel zu meinem Vorhaben.
Wie gesagt, bin ich gerne für Vorschläge offen, bzw. für eine
Bestätigung, ob mein geplantes Vorhaben funktionieren würde.
Desweiteren habe ich einen sehr günstigen Solar zu USB Konverter
gefunden.
DC 6V-20V 18V to 5V 2A USB Solar Panel Power Charger
https://www.ebay.de/itm/353568828213?mkevt=1&mkcid=1&mkrid=707-53477-19255-0&campid=5338792761&toolid=10029&customid=93a5ca8757e5ab3c73044e28d03219d6
Dieser scheint mir aber wie ein ganz normaler Step-Down Buck Konverter
auszusehen, oder liege ich da falsch? Hätte dieser dann nicht das selbe
Problem, dass bei zu wenig Sonne das Panel in einem "Deadlock" landet?
Was es halt eigentlich immer braucht, ist ein Speicher dazwischen.
Entweder ein großer Kondensator oder im Luxus-Fall nen Li-Akku. So
direkt könnte das ganze auch mit MPPT und Co. schwierig werden
Du wirst nen Speicher brauchen.
Ansonsten kannst du bei nicht optimaler Sonne gar nix laden.
Das angeschlossene Device will 500mA. Wenn das Panel die nicht liefern
kann muss die Spannung am Ausgang zwangsläufig fallen und das Device
beendet den Ladevorgang.
Wenn das Device kooperativ ist und bei weniger Spannung auch den
Ladestrom reduziert (zb nur 100mA@4.5V) geht vielleicht was. Dürfte aber
nur selten der Fall sein.
Wenn du nen 5V Ventilator dean hängen willst is wieder was anderes.
Damit Mpp überhaupt funktioniert muss die zusätzliche Leistung auch
irgendwo hin. Braucht mindestens nen dicken Kondensator.
Nachdem die Geräte aber vmtl eh je 2.5W wollen oder das Laden einstellen
is Mpp eher irrelevant. Wenn das Panel die Leistung inkl Verluste
liefern kann is gut. Zusätzliche Leistung kannst eh nucht nutzen. Wenn
nicht wird halt nicht geladen.
Im dümmsten Fall lädts erst nach neu Einstecken weiter.
Du brauchst so etwas:
https://www.amazon.de/Solarpanel-Regler-Solarbatterieladesteuerung-Eingangsgleichspannung-stufenlose-Übertragung/dp/B088NFSCCK/
Vermutlich geht auch der, den du gefunden hast. Habe ich nicht geprüft.
Simuliertes MPPT machen die günstigen Dinger allesamt, das macht aber
nichts, in erster Näherung ist das gut genug. Richtiges MPPT kann bei
aufwändigeren Solarverschaltungen Vorteile bringen, in deiner
Konstellation aber kaum.
Dann, wie schon bemerkt, einen 12V Akku, vlt. erstmal mit Bleigel
anfangen, ist ggü. Li-Ion erstmal tendenziell ungefährlicher. Jaja, hat
viele Nachteile, aber zum Basteln erstmal okay.
Und dann für das Handy kannst du heutzutage so ein einfaches 5V 2A Teil
vergessen, nahezu alle modernen Handys haben Ladecontroller wie QC oder
PD. Daher empfehle ich Dir ein Modul, was auch alle möglichen
Ladealgorithmem bedienen kann:
https://de.aliexpress.com/item/4001256209052.html
Der darauf enthaltene Chip SW3516 kann so ca. 20 Ladeprotokolle. Da
werden sonst nur 100 bzw. 500mA fließen, egal was der Converter kann.
Ich hab dieses modul seit 6 monaten im betrieb um eine 12V bleiakku mit
einem 40W panel zu laden. Das modul ist MPP, das trackt nicht, du musst
also MPP spannung des solarmoduls von hand einstellen. Läuft sehr gut.
Einziger nachteil es ist nicht temperaturkompensiert, bei extremtemp.
solltest du MPP spannung anpassen.
Am bleiakku hab ich eine 4-fach 12V nach usb konverter. Und einen "step
up" nach 19V für den laptop. Und einen step-up nach 42V für den xiaomi
e-scooter.
Das gebastel läuft eigentllich bestens.
Hier noch die Vergleiche der MPPT Methoden:
https://en.wikipedia.org/wiki/Maximum_power_point_tracking
Die einfachen Module machen die Methode „constant voltage“. So etwas wie
die Königklasse „perturb and observe“ habe ich in solchen Kleinmodulen
noch nicht entdeckt.
Harald A. schrieb:> Dann, wie schon bemerkt, einen 12V Akku, vlt. erstmal mit Bleigel> anfangen, ist ggü. Li-Ion erstmal tendenziell ungefährlicher. Jaja, hat> viele Nachteile, aber zum Basteln erstmal okay.Sebastian R. schrieb:> Was es halt eigentlich immer braucht, ist ein Speicher dazwischen.> Entweder ein großer Kondensator oder im Luxus-Fall nen Li-Akku. So> direkt könnte das ganze auch mit MPPT und Co. schwierig werdenStephan schrieb:> Du wirst nen Speicher brauchen.> Ansonsten kannst du bei nicht optimaler Sonne gar nix laden.
Vielen Dank für die ersten Beiträge. Was mich nur wundert ist, dass es
ja solche Solarpanels mit direkten USB Buchsen zu kaufen gibt. Auch von
bekannten Marken. Siehe hier:
https://www.amazon.de/dp/B012VQMGCA/ref=cm_sw_r_wa_api_i_J7S0DPM38Q5991XVB45P
oder hier
https://www.amazon.de/-/en/BigBlue-Charger-Waterproof-SunPower-Camping/dp/B09B95QZXK/ref=psdc_571712_t3_B012VQMGCA?th=1
Ich bezweifle starkt, dass diese Panels einen Akku oder großen
Kondensator verbaut haben. Noch ist die Frage, ob in diesen kleinen
Converterboxen überhaupt ein MPPT Modul verbaut ist.
Es scheint also schon irgendwie möglich zu sein mein Vorhaben
umzusetzen...
Ex-CO⅔-Neutral schrieb:> Was soll das fürn Dreadlock sein? o_O
Deadlock Beitrag "Re: Solar Panel - Step Down Converter - Powerbank"H. H. schrieb:> Ex-CO⅔-Neutral schrieb:>> Was soll das fürn Dreadlock sein? o_O>> Bob Marley!
😄
Pepe T. schrieb:> Dürfte kein problem sein. Ob mit oder ohne akku. Die einzustellende MPP> spannung steht hinten auf deinem panel. Vergiss MPPT, das tracking> brauchts nicht.
Vielen Dank, d.h. mit dem von mir ausgesuchten MPP(T) Converter könnte
es funktionieren?
Pepe T. schrieb:> Dürfte kein problem sein. Ob mit oder ohne akku. Die einzustellende MPP> spannung steht hinten auf deinem panel. Vergiss MPPT, das tracking> brauchts nicht.
Richtig. Genau genommen ist die Methode „constant voltage“ ja auch kein
Tracking, höchstens dass er der Leerlaufspannung im Verhältnis
hinterherläuft.
Pepe hat natürlich recht, ohne Akku geht es sicherlich auch. Teilweise
dauert die Aushandlung der modernen Ladeprotokolle eine gewisse Zeit
(kann man schön sehen, wenn man so einen USB Strom-/Spannungsmomitor
hat). Wäre aus einer technischer Sicht nur schöner, wenn die Aushandlung
nicht nach jeder Wolke wieder von vorne beginnt. Technische Onanie, wenn
man so will.
Ob die Teile von Anker nicht doch einen kleinen Akku haben kann man von
außen so nicht sehen.
Harald A. schrieb:> Pepe hat natürlich recht, ohne Akku geht es sicherlich auch. Teilweise> dauert die Aushandlung der modernen Ladeprotokolle eine gewisse Zeit> (kann man schön sehen, wenn man so einen USB Strom-/Spannungsmomitor> hat). Wäre aus einer technischer Sicht nur schöner, wenn die Aushandlung> nicht nach jeder Wolke wieder von vorne beginnt. Technische Onanie, wenn> man so will.
Zum Thema QC:
Der MPP(T) Converter bringt mir ja (hoffentlich) konstante 5V oder eben
weniger. Zwei USB Buchsen ohne alles könnte man dort ja dann anschließen
oder nicht? D.h. das von dir reingeschickte QC Modul wäre natürlich
"moderner" aber mehr praktisch als notwendig?
Schließe doch mal die Handys deiner Wahl an eine 5V Konstantspannung an,
meinetwegen aus dem Labornetzteil. Beobachte die erreichbare
Ladeleistung und berichte hier.
Dom D. schrieb:> mit dem von mir ausgesuchten MPP(T) Converter könnte> es funktionieren?
Ja.
Du kannst neben mpp spannung auch die ausgangsspannung einstellen.
Bei mir 13.8V für den bleiakku, bei dir 5V für USB - direkt ohne
weiteren konverter.
Den maximalstrom kannst du auch einstellen, und wann die LED farbe
wechselt auch. Beides ziemlich sinnlos.
Kurzer exkurs über OP's teil:
Das ist ein gewöhnlicher buck converter bei dem ein teil des
strombegrezungs opamp die eingangsspannung invertiert und
poti-eingestellt and den FB pin des buck-chip's weiterleitet.
Läuft so dass wenn die eingangsspannung unter die eingestellte schwelle
läuft der opamp die FeedBack leitung über eine diode (led) nach oben
zieht und somit den strom verringert.
Lässt sich übrigens auch mit den billigen 9A buck's machen.
Hauptnachteil ist dass die china-buck IC nur 35V vertragen und damit für
die normalen 34V MPP panels ungeeignet sind. Ich hab's probiert.
Pepe T. schrieb:> Kurzer exkurs über OP's teil:>> Das ist ein gewöhnlicher buck converter bei dem ein teil des> strombegrezungs opamp die eingangsspannung invertiert und> poti-eingestellt and den FB pin des buck-chip's weiterleitet.> Läuft so dass wenn die eingangsspannung unter die eingestellte schwelle> läuft der opamp die FeedBack leitung über eine diode (led) nach oben> zieht und somit den strom verringert.>> Lässt sich übrigens auch mit den billigen 9A buck's machen.> Hauptnachteil ist dass die china-buck IC nur 35V vertragen und damit für> die normalen 34V MPP panels ungeeignet sind. Ich hab's probiert.
Kannst Du das nochmal skizzieren? Würde mich interessieren, leider kann
ich deinem Text nicht so ganz folgen.
Dom D. schrieb:> aber nehme das einfach mal so hin.
Gut
Dom D. schrieb:> Im Internet habe ich nun einen billigen MPPT Step-Down Conververter> gefunden.
MPPT geht nur, wenn dahinter ein Akku ist, also ein Verbraucher der die
ganze maximum power auch aufnehmen kann.
Pepe T. schrieb:> Ich hab dieses modul seit 6 monaten im betrieb um eine 12V bleiakku mit> einem 40W panel zu laden. Das modul ist MPP, das trackt nicht, du musst> also MPP spannung des solarmoduls von hand einstellen
Ähm,,so was gibt es nicht, der MPP Punkt eines Moduls ist keine
Konstante, sondern hängt von Sonneneintrahlung und Temperatur ab.
Das Modul ist also bloss Verarschung.
Dom D. schrieb:> Zum Panel:> Systemspannung 12 V> Leistung (PMAX) 20W> Modulspannung (VMP) 20 V> Leerlaufspannung (VOC) 24 V> max. Strom (IMP) 1 A
Das geht also direkt mit einfachstem Solarladeregler an einen 12V
Bleiakku bis 14.4V Ladespannung oder 4 LiFePo4 Akkuzellen bis 14.4 oder
auch 4 LiIon Zellen bis 16.8V dann aber besser mit aktiver Diode.
Und nach dem Akku kommt fann ein step down Schaltregler auf 5V fur USB.
Dann gehen die USB Geräte wenigstens nicht gleich aus wenn eine Wolke
vorbeizieht oder ein Vogel vorbeifliegt, und man muss das Solarpanel
auch nicht auf den theoretisch maximalen Spitzenstrom der Verbraucher
auslegen sondern es reicht der durchschnittliche Strom.
MaWin schrieb:> der MPP Punkt eines Moduls ist keine> Konstante, sondern hängt von Sonneneintrahlung und Temperatur ab.
Von der temperatur. Einstrahlung hat vernachlässigbar einfluss. Das mit
temperatur hab ich oben erwähnt. Ist aber auch nicht so heikel.
Harald A. schrieb:> Kannst Du das nochmal skizzieren? Würde mich interessieren, leider kann> ich deinem Text nicht so ganz folgen.
Humm. Schau das mal an. OP2 macht die max. stromregelung indem er pin2
vom xl2016 nach oben zieht.
OP1 macht nur die LED. Diesen OP1 missbrauchen wir für MPP.
Den opamp "-" eingang kommt über einen spannungsteiler aus R und poti an
"+in", das ist die volle solarpanel spannung die ja auf MPP gehalten
werden soll.
Der opamp "+" eingang kommt auf irgend eine konstantspannung, 2.5V oder
einfacher was der tl431 liefert.
Wenn die solarspannung jetzt absäuft hebt der OP1 den FB pin an und
verringert damit den strom.
Die CC/CV regler sind alle etwa gleich aufgebaut, egal welcher chip.
Ohne gewähr.
Pepe T. schrieb:> Ich hab dieses modul seit 6 monaten im betrieb um eine 12V bleiakku mit> einem 40W panel zu laden. Das modul ist MPP, das trackt nicht, du musst> also MPP spannung des solarmoduls von hand einstellen. Läuft sehr gut.> Einziger nachteil es ist nicht temperaturkompensiert, bei extremtemp.> solltest du MPP spannung anpassen.>> Am bleiakku hab ich eine 4-fach 12V nach usb konverter. Und einen "step> up" nach 19V für den laptop. Und einen step-up nach 42V für den xiaomi> e-scooter.>> Das gebastel läuft eigentllich bestens.
Ich habe einen LiFepo4-Akku mit 5 Zellen, den ich gelegentlich an einem
Solarmodul lade. Die Spannung um 16,5V reicht völlig für meine Laptops
statt dem 19V Netzteil. Bis runter zu etwa 15,5V.
Das geht also auch ohne StepUp und ist effizienter, da die Spannung
näher am MPP liegt als ein 12V-Akku.
Jobst Q. schrieb:> LiFepo4-Akku mit 5 Zellen
Möchte ich auch gerne. 8 zellen, 24V. Vier 330WP panels hätt ich auch im
keller. Ist aber teuer.
Da der zoll bei uns ab SFR 60 masslos abzockt, SFR 25 bis 35
bearbeitungsgebühr plus 8% mehrwertsteuer, bestelle ich nur unter SFR
60, das ist gebüheren und zollfrei.
Bei den Lifepo ist auch immer die frage ob man neue bekommt oder alte
ausgelutschte. Sonst würd ich schon mal acht 200ah zellen bestellen.
Pepe T. schrieb:> Ich hab dieses modul seit 6 monaten im betrieb um eine 12V> bleiakku mit> einem 40W panel zu laden. Das modul ist MPP, das trackt nicht, du musst> also MPP spannung des solarmoduls von hand einstellen. Läuft sehr gut.> Einziger nachteil es ist nicht temperaturkompensiert, bei extremtemp.> solltest du MPP spannung anpassen.>> Am bleiakku hab ich eine 4-fach 12V nach usb konverter. Und einen "step> up" nach 19V für den laptop. Und einen step-up nach 42V für den xiaomi> e-scooter.
Wenn ich einen Akku benutze, muss ich noch ein Tiefenentladeschutz
einbauen oder?
Dom D. schrieb:> Wenn ich einen Akku benutze, muss ich noch ein Tiefenentladeschutz> einbauen oder?
Ich hab keinen.
Bleiakkus sind da nicht so empfindlich und der e-scooter ist das einzige
was den alten 12ah akku leermachen kann.
Das 40W panel ist mehr als genug. Preislich gesehen ist zwischen einem
starren 40W und einem 20W kein grosser unterschied, also das grössere
nehmen :)
Honk H. schrieb:> Ich hab keinen (Tiefentladeschutz)> Bleiakkus sind da nicht so empfindlich
Oha, da habe ich habe ganz anderes gelernt und erfahren. Bei Bleiakkus
kann man ganz grob sagen:
Entladung mal Zeit = Verschleiß
Jeder Auto-Besitzer kennt das. Eine Woche lang Licht vergessen bewirkt,
das ein neuer Akku fällig ist.
Honk H. schrieb:>> Entladung mal Zeit = Verschleiß> Sag ich ja. Bei lipos ist eine tiefentladung = halbe kapazität.
Ich meinte Bleiakkus. Tiefentladene LiIo Akkus soll man gar nicht mehr
benutzen, ist zu gefährlich.
Wir meinen eigentlich das gleiche.
Blei tiefentladen nicht so schlimm wie lipo tiefentladen.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Tiefentladene LiIo Akkus soll man gar nicht mehr> benutzen
Nöö, die kommen teilweise wider.
Aber ich lade so zeugs nie in abwesenheit. Nur im gefliesten und
verglasten wintergarten.
Die brandversicherung würde 700k zahlen ...
Pepe T. schrieb:> Ich hab dieses modul seit 6 monaten im betrieb um eine 12V> bleiakku mit einem 40W panel zu laden. Das modul ist MPP, das trackt> nicht, du musst also MPP spannung des solarmoduls von hand einstellen.> Läuft sehr gut. Einziger nachteil es ist nicht temperaturkompensiert,> bei extremtemp. solltest du MPP spannung anpassen.> Am bleiakku hab ich eine 4-fach 12V nach usb konverter. Und einen "step> up" nach 19V für den laptop. Und einen step-up nach 42V für den xiaomi> e-scooter.> Das gebastel läuft eigentllich bestens.
So, das Gerät kam heute an. Leider finde ich im Internet keine
Beschreibung wie man es einstellt und ich habe zusätzlich die Version
ohne 7 Segment Anzeigen.
Ich wäre sehr froh, wenn du mich darüber aufklären könntest, wie ich
dort den MPP auf 20 V und die Ausgangsspannung auf 5 V mit 4 A legen
kann. Und was es bedeutet, wenn die LED grün oder rot ist 😅 vielen
Dank.
Huch, arbeit.
Vergiss den BS pot und die led.
Gib mal spannung drauf, achtung über 36V geht er kaputt.
Zuerst 5V spannung einstellen, am CV pot.
Dann strom auf 0.1A stellen, am CC pot.
Wenn du das hast kommen 5V max 0.1A raus.
Testen.
Dann mpp einstellen. 17V an eingang und drehen bis die leistung unter
17V zusammenbricht und über 17V voll da ist.
Dann mit CC pot die amps raufdrehen.
Da sind 3 regelkreise am arbeiten, das überfordert am anfang jeden.
Garantiert.
Mit dem BS pot kannst du einstellen was die led anzeigt.
Was die pot's machen ist übrigens auf der platine angeschrieben ....
Okey vielen dank erstmal. Irgendwie scheint es mir die zuvor
eingestellten 5V nach erneutem Anschalten des Netzgeräts zu verwerfen
und ich lande dann immer bei 6.7V ohne wirklich Ampere dahinter …
Mein Vorgehen ist wie folgt:
Netzteil auf 20V und 2A eingestellt und an MPP angeschlossen. Am Ausgang
messe ich nun die Spannung, ohne Verbraucher. MPPT ist ganz auf rechts.
Drehe solange an CV bis ich 5V habe.
CC ist ganz links, also 0.1A.
Jetzt stelle ich das Netzteil auf 17V ein und drehe den MPPT so lange
nach links, bis meine Ausgangsspannung einbricht und dann wieder minimal
nach rechts, sodass ich am Ausgang meine 5V hab.
Schließe ich jetzt einen Verbraucher an, fällt meine Ausgangsspannung
auf 4.6V … die Stromstärke ist immer noch auf 0.1A.
Egal wohin ich den CC Poti nun drehe, mehr als 0.3A bekomme ich nicht
raus, obwohl der Verbraucher 1.5A ziehen kann.
Was mache ich falsch?
MPPT_Step_Down_Converter.jpg
(84 KB)
Solar-to-USB.jpg
(100 KB)
