Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kompakter MPPT für 100 W Solarmodul


von Mikrofun R. (mikrofun)


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Fürs Zelten will ich ein 100 W Solarmodul bestellen, welches 18 V am MPP 
liefert. Ein HP Notebook soll mit meinem XY-PDS100 geladen werden. 
(Dieses beeindruckende Teil transferiert die Leistung nach USB C.)

Leider sind wohl 20 V Spannung am Eingang nötig, weshalb ein stepup 
converter vor dem XY-PDS100 genutzt werden soll.

Die Frage ist, ob davor ein MPPT sinnvoll wäre.

1) Kann hier jemand ein fertiges Produkt mit geringen Abmessungen und 
wenig Gewicht empfehlen?

2) .. eventuell sogar mit stepup converter?

(Im Netz (aliexpress) fand ich meist nur klobige Teile, die für die 
Direktladung von externen Batterien optimiert sind.)

von Flip B. (frickelfreak)


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Mikrofun R. schrieb:
> Die Frage ist, ob davor ein MPPT sinnvoll wäre.

Und ein Enegiespeicher, denn der Notebook möchte konstante Leistung, 
auch zum laden. Die mittlere Leistung die das PV Modul abgibt, führt 
dann zum entsprechenden Laptop-Lade-Dutycycle.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang S. (wolfgang_s278)


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Solarmodul ---> (MPPT) ---> Akku (12V) ---> Stepup ---> Notebook

MPPT kann ggf. durch einen einfachen Solarregler, der das Überladen 
verhindert, ersetzt werden.

von Harald A. (embedded)


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Gib mal "mppt module" bei Ali ein, offene Platinen in dem 
Leistungsbereich gibt es genug, auch mit Step-Up

von ArnoNym (bergler)


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Das Notebook erwartet sich mit guter Wahrscheinlichkeit 20V mit einer 
max. Belastarkeit die hinten draufsteht. Das eigentliche Ladegerät ist 
dann im Notebook drin.
Was heißt, dass die Stromaufnahme vom Ladegerät im Notebook bestimmt 
wird. Keine Möglichkeit, irgendwas zu regeln.

Darum wird das mit einem MPPT nicht klappen. Man müsste einen Akku 
zwischenschalten, oder das Solarmodul überdimensionieren und mit einem 
simplen Step-Down-Wandler in das Notebook gehen.

Also:
Solarmodul -> MPPT Laderegler -> Akku -> Step-Up -> Notebook
Sowas gibt es fertig (USB-C-Powerbank mit Solar).

oder
Solarmodul -> Step-Down 20V -> Notebook
Das hat den Nachteil, dass das dann bei zu wenig Sonne nicht sehr stabil 
funktionieren könnte.

Natürlich gibt es MPPT Laderegler für Li-Akkus:
https://www.monolithicpower.com/en/learning/resources/lithium-ion-battery-charger-ic-based-maxium-power-point-tracking-system
(nur ein Beispiel, als Start für die Suche).
Man braucht dann direkten Zugriff auf den Akku. Kann man schon hinbauen, 
ist dann aber schon nicht mehr ganz trivial, wenn es sicher sein soll.

von Mikrofun R. (mikrofun)


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Die Idee mit einem (oder mehreren) Akku(s) hatte ich schon mal in der 
Vergangenheit mit einem einfacheren Notebook umgesetzt. Allderdings 
stört das zudätzliche Gewicht etwas. Ausserdem geht ein Teil Energie 
verloren.

Mir geht es nicht um eine Ladestromanpassung die ja vom PDS100 und dem 
Notebook selber geregelt wird. Der MPPT soll einfach das Solarmodul bei 
jedweder entnommenen Leistung im jeweiligen maximum powerpoint 
betreiben.

von Thomas B. (thomas2)


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Mikrofun R. schrieb:
> Fürs Zelten will ich ein 100 W Solarmodul bestellen, welches 18 V am MPP
> liefert. Ein HP Notebook soll mit meinem XY-PDS100 geladen werden.
> (Dieses beeindruckende Teil transferiert die Leistung nach USB C.)

Du willst mit 100 W (USB PD 20V/5A) laden, hast aber nur ein 100 W 
Solarmodul zur Verfügung? Wie soll das gehen? Du bräuchtest mindestens 
10 dieser Solarmodule, um unter realen Bedingungen ausreichend Leistung 
zur Verfügung zu haben. Sobald die Solarleistung auch nur kurz unter den 
benötigten Wert sinkt, wird der Ladevorgang beendet und kann vermutlich 
nur durch Abstecken und neu Anstecken wieder gestartet werden.

> Leider sind wohl 20 V Spannung am Eingang nötig, weshalb ein stepup
> converter vor dem XY-PDS100 genutzt werden soll.

Da dein Solarmodul mehr als 20 V Spannung liefern kann, wird ein reiner 
Step-up eher nicht funktionieren.

> Die Frage ist, ob davor ein MPPT sinnvoll wäre. [...] Im Netz (aliexpress)
> fand ich meist nur klobige Teile, die für die Direktladung von externen
> Batterien optimiert sind.

Warum wohl? MPPT heißt, dass den Modulen die Maximale Leistung entnommen 
wird. Diese Leistung muss dann ja irgendwo hin. Du brauchst also einen 
"Verbraucher", der jederzeit unbegrenzt Leistung aufnehmen kann. Und das 
ist eben die externe Batterie.

Mit der Batterie deines Notebooks geht das nicht, weil du hier keinen 
direkten Zugriff hast, um diese nach Vorstellungen des MPPT zu laden. 
Die Ladeleistung wird hier zwischen Notebook und XY-PDS100 ausgehandelt. 
Ein MPPT ist da fehl am Platz.

: Bearbeitet durch User
von Mikrofun R. (mikrofun)


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Harald A. schrieb:
> Gib mal "mppt module" bei Ali ein, offene Platinen in dem
> Leistungsbereich gibt es genug, auch mit Step-Up

Guter Tipp! Meine Suchanfrage vorher war nicht so gut.

Dieses Teil hier scheint meinen Anforderungen zu entsprechen:

https://www.aliexpress.com/item/1005008337527911.html?

Ist da wirklich ein MPPT drin?

von Thomas B. (thomas2)


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Mikrofun R. schrieb:
> https://www.aliexpress.com/item/1005008337527911.html?
> Ist da wirklich ein MPPT drin?

Nein, da ist kein echter MPPT drin, sondern es besteht die Möglichkeit, 
die Eingangsspannung zu regeln statt der Ausgangsspannung. Dadurch kann 
man manuell die optimale Spannung des PV-Moduls einstellen, eine 
automatische Anpassung an wechselnde Bedingungen erfolgt aber nicht.

Ich sehe aber nicht, inwiefern diese Funktion für deine Anwendung 
nützlich ist.

: Bearbeitet durch User
von Mikrofun R. (mikrofun)


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Immerhin wäre eine Optimierung auf volles Sonnenlicht möglich.

Und es gibt die benötigte step up funktion.

Leider habe ich auch mit Deiner Suchanfrage keinen richtigen MPPT 
gefunden, der auch step up kann.

von Lu (oszi45)


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Mikrofun R. schrieb:
> Die Freitags-Frage ist,

Frage ist, ob überhaupt die Sonne scheint und welchen Strom Dein NB 
benötigt. Ein Modul liefert nur bei Sonne und optimaler Ausrichtung 
evtl. die versprochene Leistung.

von Thomas B. (thomas2)


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Mikrofun R. schrieb:
> Immerhin wäre eine Optimierung auf volles Sonnenlicht möglich.

Eben nicht, zumindest nicht ohne externe Batterie. Die Ladeelektronik 
deines Notebooks entscheidet, mit welcher Leistung es laden mag. Die 
weiß aber nichts vom Sonnenlicht.

> Und es gibt die benötigte step up funktion.

Das ja. Du wirst aber auf die benötigte Ausgangsspannung regeln müssen.

> Leider habe ich auch mit Deiner Suchanfrage keinen richtigen MPPT
> gefunden, der auch step up kann.

Gibts von ivt. Ich wüßte aber nicht, was du damit anfangen willst. Ohne 
Zusatzbatterie kannst du keinen MPPT nutzen. Und mit 12-V-Zusatzbatterie 
brauchst du keinen Step-Up-Laderegler.

von Kilo S. (kilo_s)


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Mikrofun R. schrieb:
> welches 18 V am MPP liefer

Das typische "12V Erhaltungs Panel", hab ich auch!

Es bringt (inklusive Verluste) tatsächlich etwas 40-45W "Reale 
Leistung". Es ist ein 50W panel.

Das sinnvollste ist es mit den 18V MPPT einen 12V akku auf 13,8-14V zu 
halten, ja das entspricht Erhaltungsspannung der Batterie. (relativ 
einheitlichen, weil Bleitechnologie)

Abhängig von der Temperatur. (Höhere Temperatur= kleinere 
Erhaltungsspannung, Da brauchst du für optimale Erhaltung das Datenblatt 
+ Umgebungstemperatur+ Sensor ect...)

Sowas ist ne "Durchgangs" Anlage.

Ich hole zb. 42V@1A=42W aus der solaranlage, während die Pv~45W bringt. 
Der Bleisammler bleibt bei 12,6-12,8V (voll geladen!) und puffert nur 
"kurz ne Wolke".

Alles unter 500W kann für generlle Verbraucher verwendet werden.

Alles ab 1,5KW, kann möglicherweise als "Brauchbar" (Grundlast < 100W) 
bewertet werden wenn du mit 0-10% PV Ertrag im Winter, gemittelt, aus 
kommst.

Drunter ist einfach nur "Liebhaberei".

Wir reißen mit unseren paar Watt nix.

Ohne Akku als Puffer ist mit der PV kaum Leistung abrufbar! Die Spannung 
bricht zu weit ein, da unterschreitest du die minimale Eingangsspannung 
des KFZ Lader relativ schnell.

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