Hallo,
da Strom nun immer teurer wird - jetzt sind wir teilweise schon bei 1EUR
die kWh, möchte ich ein wenig entgegenwirken. Ich habe bereits eine
kleine Solar-Inselanlage auf dem Balkon mit (gebrauchter) 200Ah
Batterie. Einspeisen in das alte Hausnetz meiner Mietwohnung mit
Mikrowechselrichter kommt für mich nicht in Frage (Altbau mit
klassischer Nullung und H-Automaten), allein schon wegen der Bürokratie.
Ich habe stattdessen überlegt die Grundlast wegzunehmen: Ich habe 7
Geräte dauerhaft, und mindestens noch mal soviele (überwiegend
Ladegeräte) bei Bedarf am Laufen. Tatsächlich haben alle ein 12V
Netzteil (bis auf USB-Ladegeräte, aber die kann man ja einfach
ersetzen). Da kommt es mir sinnvoller vor diese über ein eigenes 12V
Netz laufen zu lassen, statt über den vorhanden 230V-Wechselrichter, der
ansich schon wieder Grundverbrauch und Umwandlungsverluste mitbringt und
mir nur als Noteinspeisung bei Netzausfall dienen soll.
Problem sehe ich nur bei Spannungsschwankungen durch den
Solar-Laderegler. Wenn der lädt steigt die Ladespannung ja deutlich an.
Da alle überwiegend IT-Geräte eh noch mal ein Spannungsregler haben
sollten an ihren 12V Eingang, könnte das klappen. Dennoch: Gäbe es
vielleicht einen Low-Drop Step-Down Schalt-Regler oder ähnliches, der
mit ganz kleinen Delta zurecht kommt - am besten für 10-20A? Und wie
könnte man vielleicht einen Überspannungsschutz realisieren, falls der
Solar-Regler mal hopps gehen sollte und volle Suppe einspeist? Ich
dachte an eine Surpressor-Diode, welche dann die Vorsicherung auslöst?
Die Idee mit dem 12V-Netz und Fortfall der Wechselrichter hat schon
etwas für sich. Bedenke aber, dass die LeitungsVerluste bei nur 12V
rasch zunehmen. Die Verbraucher sollten also möglichst nahe an der
Station angeschlossen werden.
Unter- und Überspannungsschutz sowie Überstromschutz mache ich mit TL431
+ LM324 + NFET. Ilimit ist ca 10-15A, dahinter eine 15A
Schmelzsicherung, die auch kommt, wenn ich direkt an den Terminals kurz
schliesse. Die Leitungen sind nochmal extra abgesichert (1...3A).
Ilimit mit Komparator kann man sich sparen, das war damals nur weil ich
basteln wollte.
Zum Laden von Tablet, Laptop, Handy, Ipod etc. Benutze ich KFZ Adapter
aus dem Handel. Die Laufen meist mit 8...30V (Elkos prüfen, manche nur
16V).
Du brauchst Akkus und Laderegler. Kann mir kaum vorstellen, dass sich
das für dich oder die Umwelt jemals lohnen wird. Das ganze Zeug hält ja
nicht ewig.
Rüste jeden KFZ Adapter mit Verpolungsschutz auf, wenn du Bananenstecker
oder andere getrennte Stecker verwendest. Ich hab mal durch Verpolen ein
Tablet gehimmelt.
Spannungswandler/Netzteile direkt an der Solarzelle sind sehr
problematisch. Wenn nicht genug Sonne scheint, bricht die Spannung unter
Last zusammen. Dann steigt die Spannung wieder, um bei Belastung erneut
zusammen zu brechen, usw. Du musst damit rechnen, dass die daran
angeschlossenen Geräte das gar nicht gerne haben. Da wird sicher auch
einiges kaputt gehen.
Bei Aliexpress gibt es günstige Step Up und die 0815 Ladecontroller
kommen auch mit 24V Batterien klar, sprich da würde mich nach einer
Batterie mit 24V umschauen, die könntest auch direkt einspeisen.
Ansonsten würde ich am Ausgang des Ladecontrollers einen Step Up auf
24-48V einbauen, dafür gibt es günstige Step Down auf deine 12V.
Einfach bei Aliexpress nach "boost converter" bzw. "step up" "step down"
"48V To 12V POE" "48v to 12v" suchen.
Die Step Down gleichen auch gut deine Leitungsverluste aus, so ein
Router kann durchaus seine 2A benötigen, da hast du bei 12V einfach
einen viel zu hohen Spannungsfall.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Spannungswandler/Netzteile direkt an der Solarzelle sind sehr> problematisch.
Deshalb die Batterie - sinnvollerweise vermutlich eher ein Akku ;-)
Dominik schrieb:> kleine Solar-Inselanlage auf dem Balkon mit (gebrauchter) 200Ah> Batterie.
Dominik schrieb:> Problem sehe ich nur bei Spannungsschwankungen durch den> Solar-Laderegler. Wenn der lädt steigt die Ladespannung ja deutlich an.
Die allermeisten Laderegler können parametriert werden, sodaß die
maximale Ladespannung eingestellt werden kann.
Ich habe meinen Laderegler auf 13,8V eingestellt und alle Geräte die ich
an der Batterie betreibe akzeptieren das.
WF88 schrieb:> Unter- und Überspannungsschutz sowie Überstromschutz mache ich mit TL431> + LM324 + NFET. Ilimit ist ca 10-15A, dahinter eine 15A> Schmelzsicherung, die auch kommt, wenn ich direkt an den Terminals kurz> schliesse. Die Leitungen sind nochmal extra abgesichert (1...3A).>> Ilimit mit Komparator kann man sich sparen, das war damals nur weil ich> basteln wollte.
Klingt interessant. Gibt es etwas in der Richtung als fertiges Modul? So
wie ich kurz überblickt habe, ist der TL431 so etwas wie eine
einstellbare Z-Diode mit deutlich besserer Flanke. Welcher N-FET wäre
denn empfehlenswert.
Die Leitungen sind kurz, max. 10m. Hauptverteiler wäre direkt an der
Batterie. Dabei dachte da an einen kleinen Verteiler mit
KFZ-Flachsicherungen 4x 10-15A für 4 Unterverteiler. Dann habe ich aus
China nun 20 Einbau-Sicherungshalter für 5x20mm Glasrohrsicherungen
bestellt. Die werde ich einfach in 4 etwas größeren standard AP
Elektroabweigkästen einbauen und so jedes Gerät noch mal einzeln
absichern von 0,5-2A. Bis auf wenige Ausnahmen werden alle Gerät über
2.1/5.5 DC-Hohlstecker direkt angeschlossen. Zu den 4 Abzweigkästen habe
ich 2,5qmm Leitung geplant. ca. 1V Spannungsfall (geschätzt, nicht
nachgerechnet) sollte bei 12V verkraftbar sein.
In jeden Abzweigkästen plane ich dann noch den Einbau einer
12V-Boardsteckdose.
Akku und 40A MPPT-Laderegler habe ich eh schon. Gebrauchte 2-3Jahre alte
BleiAkkus kriege ich im Tausch quasi gratis. Nur stationäre PV-Module
müsste ich mir noch zulegen. Momentan habe ich nur eine mobilen 100W
Campingkoffer. 300W sollten es schon sein und sind zugegeben nicht ganz
billig. Ob sich das rentiert? Vermutlich erst mal nicht, möchte lieber
nicht nachrechnen. ;). Wenn man Stromvertrag mitte nächstes Jahr
ausläuft könnte sich das aber ändern.
Anti Glasses Gang schrieb:> Bei Aliexpress gibt es günstige Step Up und die 0815 Ladecontroller> kommen auch mit 24V Batterien klar, sprich da würde mich nach einer> Batterie mit 24V umschauen, die könntest auch direkt einspeisen.>> Ansonsten würde ich am Ausgang des Ladecontrollers einen Step Up auf> 24-48V einbauen, dafür gibt es günstige Step Down auf deine 12V.>> Einfach bei Aliexpress nach "boost converter" bzw. "step up" "step down"> "48V To 12V POE" "48v to 12v" suchen.>> Die Step Down gleichen auch gut deine Leitungsverluste aus, so ein> Router kann durchaus seine 2A benötigen, da hast du bei 12V einfach> einen viel zu hohen Spannungsfall.
Ja, 24V wären in mehrfacher Hinsicht besser gewesen, und hatte ich mir
auch schon mehrmals überlegt. Ich habe aber einfach keinen Platz für
einen zweiten 200Ah Akku und an kleinere bekomme ich einfach nicht
"günstig".
Step-Up und wieder Down halte ich für wenig sinnvoll. Die haben auch
Umwandlungsverluste. Dann lege ich lieber eine Nummer größeren
Leitungsquerschnitt.
Wolfgang schrieb:>> Spannungswandler/Netzteile direkt an der Solarzelle sind sehr>> problematisch.> Deshalb die Batterie
Oh, das habe ich übersehen. Dachte das wäre wieder so einer, der sich
den Akku einsparen will.
Aus 11 .. 15V auf 12V zu kommen (plus Leitungsverluste) ist ungünstig.
Falls sich eine 24V-Speicherlösung findet, die ist besser geeignet.
Wenn es nur um die Begrenzung der 12V für Geräte geht, reicht so eine
Schaltung aus.
Danke Helge. Entspricht in etwa dem Vorschlag von WF88. Wieder kommt der
TL431 zum Einsatz und der BUZ111S als N-FET. Mit so einer Schaltung
würde ich dann auf 13.0V gehen, um Leitungsverluste eine wenig zu
kompensieren und die verbratene Leistung im FET geringer zu halten.
Gibt es diese scheinbar sehr beliebte Schaltung nicht vielleicht auch
als fertiges als Modul?
Ich hab mir das mal so ausgedacht irgendwann Ende 80er Jahre, weil
Netzteilschaltungen damals vie Abwärme hatten. low loss linear war noch
nicht erfunden.. Und davon immer noch einige in Betrieb. :-)
Die Schaltung nahe der Verbraucher, weil die Leitungsverluste die
Spannung schon senken. Die ist so simpel, daß du davon auch mehrere
bauen kannst, z.B. pro Raum oder Arbeitsplatz. Als Fertigmodul aber noch
nicht gesehen.
Für 12V-200A hatte ich mal die Leitungsverluste durch Verwenden von 1
cm² AlMg5-Alustangen reduziert. Lieferlänge 6m, wenn man das Alu an den
Biegestellen mit einem Brenner erhitzt, kann man es nachher leichter
biegen.
Freileitungsseile (Reste vom E-Werk) sind leichter zu verlegen, aber
nicht mehr freitragend. Isolierung (1 Leiter genügt) mit
Plastikschlauch.
Wolfgang schrieb:> Deshalb die Batterie - sinnvollerweise vermutlich eher ein Akku
Und sowas will ein Fachmann sein. Mach dich erstmal über die Bedeutung
des Begriffes Batterie schlau. Dann darfst du hier wieder mitreden. Bis
dahin ist gutefrage.net das geeignetere Forum für dich.
Erst mal Danke für die zahlreichen Antworten und Vorschläge. Jetzt bin
ich allerdings noch unentschlossener als vorher.
Die Schaltung von Helge (sorry Link vergessen) ist diese:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/565165/lin-12V-limit.png
Kann ich den BUZ111 nun einfach durch den IRF3205 ersetzen, bezüglich
der genannten Tauglichkeit für den Linearbetrieb? Der ist ja recht
günstig. Ich möchte eigentlich gleich mehrere Spannungsbegrenzer bauen.
Ist Parallelbetrieb zweier IRF3205 vielleicht noch vorteilhaft? Bei den
Preisen, täte das auch nicht weh.
Die Schaltung von Michael M. ist ganz ähnlich. Aber wenn die schwingt...
Hat denn keiner einen 12V-Begrenzer, den er/sie mal real aufgebaut hat
und wirklich nutzt? Der Tipp mit dem MC34063 wäre auch gut, da deutlich
weniger Bauelemente nötig. Aber ich möchte echt ungern experimentieren
und nachher irgendwas kaputt machen oder gar abfackeln.
Insofern, was haltet ihr von der Schaltung von Helge:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/565165/lin-12V-limit.png
Die ist wohl wenigstens praxisbewährt. Gibt es so etwas nicht auch in
modern?
Grundsätzlich eine gute Idee, aber noch ein Hinweis:
Mit dem 12V-Netz fällt die galvanische Trennung der Geräte untereinander
weg. Ich gehe davon aus, dass die vorher jeweils ein eigenes Netzteil
hatten und so untereinander galvanisch getrennt waren. Bei Ladegeräten
sicher unkritisch, bei Geräten, die noch anderweitig eine Verbindung
zueinander haben könnte es problematisch werden.
Die erwähnte Schaltung von Helge begrenzt die Spannung indem der
Transistor im Massezweig zugesteuert wird. Wenn man die Schaltung für
jedes Gerät mehrfach aufbaut, ergibt sich so auch ein unterschiedlicher
Massebezug für jedes Gerät.
AW schrieb:> Mit dem 12V-Netz fällt die galvanische Trennung der Geräte untereinander> weg. Ich gehe davon aus, dass die vorher jeweils ein eigenes Netzteil> hatten und so untereinander galvanisch getrennt waren. Bei Ladegeräten> sicher unkritisch, bei Geräten, die noch anderweitig eine Verbindung> zueinander haben könnte es problematisch werden.
Es gibt ausreichend 12V-Netze, im KFZ-Bereich, in Wohnmobil und Caravan,
aber auch in mitunter kritischen Bereichen wie z.B. der Luft- und
Seefahrt. All diesen ist gemeinsam, dass die Netze raumlich sehr kompakt
sind, i.A. unter 20m Ausdehnung. Und ich haben in diesen Bereichen schon
genug 'gefixt'...
Wollte ich sowas bei meiner Hütte einbauen, würde ich mich in diesen
Bereichen sehr genau umschauen - und nicht gleich anfangen mit BUZ111
und IFR3205 und TL431 oder Finder-xyz rum zu frickeln. Bauteile ausuchen
bringt nur was, wenn man sehr genau weiss was man will.
Wunderschaltungen gibt es auch in diesem Bereich nicht.
just my 2ct
Danke AW: Darüber habe ich mir in der Tat keine Gedanken gemacht. Dann
werde ich vermutlich doch besser nur einen einzigen Limiter zentral
nutzen und auf 12.8-13V abregeln statt am Leitungsende.
@Jester: Ich habe schon in Foren anderer Bereiche (KFZ/Wohnmobil)
gestöbert, aber dort auch keine passende Lösung gefunden. Ja die Frage
nach einen Limiter kam oft und es wurde nur Wald- und Wiesenregler
vorgeschlagen, die aber eine höhere Eingangsspannung benötigen.
