Hallo,
ich habe eine Schaltung, die mit 3.3 bis 3.6V betrieben werden muss, und
zwar netzunabhängig. Ich hab mir bei Conrad das Modul ASIOo03/122/115
gekauft, das hat eine Nennspannung von 3.6V und einen Nennstrom von 174
mA. Das wäre eigentlich für zwei NiCd oder NiMH-Batterien ausgelegt, die
für mich aber nicht in Frage kommen. Daher habe ich mir noch einen
kleinen 2V-Bleigelakku mit 2Ah besorgt.
Kann ich den Akku einfach direkt an die Solarzelle hängen und hintendran
einen Step-Up-Wandler?
Laut Datenblatt des Akkus ist das Aufladen mit Konstantspannung die
effizienteste Methode, aber auch Konstantstrom ist möglich. Welcher
Methode würde denn die Ladung per Solarzelle entsprechen? Davon hängt ja
dann ab wann das Aufladen beendet werden muss.
Ist diese Kombination machbar oder muss ein anderes Modul oder ein
anderer Akku her? Und kann man davon ausgehen, dass der Akku an einem
Tag voll wird?
Schönen Dank,
Christian
Wenn die unbekannte Solarzelle in der unbekannten Umbegung eine
unbekannte Menge Licht sieht, ist der Ladastatus von deinem AKKU nach
genau einem Tag unbekannt.
Hab doch das Modell der Solarzelle hingeschrieben. Aso, ja sorry, mit
Modul war das Solarmodul gemeint. Umpp wie gesagt 3.6 V, Impp 174 mA,
Isc 260 mA, Uoc 4.9 V (wobei ich in voller Sonne über 5 V gemessen
habe), Pmax 624 mW.
Der Akku ist wie gesagt ein 2V Bleigelakku mit 2 Ah, Datenblatt gibt es
hier:
http://www.enersysreservepower.com/pdfs/US-CYC-AM-005_0604%20Application%20Manual.pdf
Fehlen sonst noch Angaben?
Als erstes fehlt eine Diode zwischen Solarzellen und Akku.
Ansonsten würde ich das schon einfach direkt (mit der Diode) anklemmen.
Den Strom, den deine Solarzelle liefern kann, kann deinen Akku nicht
schädigend überladen. Das könnte erst dann ein Problem sein, wenn du
wochenlang in der Sahara bist und zwischendurch keinen Strom aus dem
Akku entnimmst.
Und bei den Daten, die du genannt hast:
Wenn die Solarzelle 200mA liefern kann, dann brauchst du 10 Stunden, um
ihn von Leer auf Voll zu bringen. Wie lange scheint bei dir die Sonne am
Tag (unter Volldampf!)? Faktisch musst du schon froh sein, wenn die
Zellen 100mA-150mA im Mittel über 8-10 Stunden/Tag bringen.
p.s. Ich habe mir die Datenblätter jetzt nicht angeschaut ...
Dein DC/DC-Regler sollte mindestens bis runter auf 1.8V gehen und eine
gute Effizienz zwischen 2.1V und 1.8V haben.
Schau dir mal Punkt 6.3 im Datenblatt an (undercharge). Ich würde die
Batterie nie mit Solar laden (zu große Verluste) sondern direkt die
Schaltung über Solar betreiben (wenn Sonne da ist/war).
Ansonsten darfst Du die Batterie nur mit einer Spannung zwischen 2.25V
und 2.3V laden.
> Laut Datenblatt des Akkus ist das Aufladen mit Konstantspannung die> effizienteste Methode, aber auch Konstantstrom ist möglich. Welcher> Methode würde denn die Ladung per Solarzelle entsprechen?
Keiner, da alle Parameter die die Batterie zum Laden braucht nicht
eingehalten werden. Eine Solarzelle ist im Spannungs-/Strombereich sehr
dynamisch und unzuverlässig, also nichts für eine "kleine"
Ladeschaltung.
>Ich würde die Batterie nie mit Solar laden (zu große Verluste) sondern direkt die >Schaltung über Solar betreiben (wenn Sonne da ist/war).
Was machst du, wenn du abends in deinem Wochenendhäuschen noch etwas
Licht haben willst?
> Ich würde die Batterie nie mit Solar laden (zu große Verluste) sondern> direkt die Schaltung über Solar betreiben (wenn Sonne da ist/war).
Aha, und woher soll ich den Strom nehmen, wenn Sonne da WAR??? Das ist
doch der Sinn des Akkus... Außerdem braucht meine Schaltung
zwischendurch auch mal höheren Strom, als das Solarmodul liefern kann.
Daher der Bleiakku.
Dass der direkte Anschluss (mit Diode dazwischen) vielleicht nicht
optimal ist, ist mir schon klar. Aber würde das schaden? Den Akku kann
ich ja bei so kleinen Strömen kaum schrotten, und wenn ich bei Erreichen
der Ladeschlussspannung abschalte, dann ist auch ein Überladen
ausgeschlossen.
Ich hab leider nicht allzuviel Ahnung von Akkus und Solarzellen, wie man
sieht. Das Solarmodul hat eine Nennspannung von 3.6 V, der Akku ~ 2 V.
So, ich geh also davon aus, dass wenn ich die beiden parallel schließe
mit einer Diode dazwischen, dann bricht die Spannung am Modul auf 2 V +
Dioden-Offset abfällt ein. Da in vielen Solarladereglern das Solarmodul
einfach kurzgeschlossen wird, gehe ich davon aus, dass das dem Modul
nicht schadet. Das Modul müsste sich dann doch wie eine
Konstantstromquelle verhalten, wobei der Strom natürlich von der
Sonneneinstrahlung abhängt. Die Spannung am Akku sollte sich aber wie
beim Laden mit Konstantstrom verhalten, oder?
Die Frage ist also, ob das so funktioniert, und wie viel Leistung ich
dabei verliere. Sollte ich eine Schottky-Diode verwenden oder eine
normale? Und wie kann ich die Leistung berechnen, die das Modul in
diesem Aufbau bringt?
Also: Wieviel die Batterie von deiner Solarzelle zieht hängt vom
Innenwiderstand der besagten ab. Der Innenwiderstand ist abhängig vom
Ladestatus deiner Batterie. Ist der Innenwiderstand zu klein und deine
Solarzelle kann nichts liefern bricht die Spannung elend zusammen. Ist
der Innenwiderstand zu hoch und deine Solarzelle kann Strom liefern
steigt die Spannung und deine Batterie geht kaputt !
Ich benutze zum Laden immer ein Ladegerät und steck die Batterie nicht
in die Steckdose ...
@ OC (Gast)
ich sehe es ganz genauso wie du in deinem letzten Beitrag. Die
Solarzelle verhält sich wie eine Konstantstromquelle bis zu einer
bestimmten Spannung. Deswegen gibt's das Konzept von MPPT, sehr
interessant.
Deinen Bleiakku wirst du wahrscheinlich nicht voll bekommen. Falls du
deswegen doch Angst hast würde ich einen Shuntregler parallel zum Akku
schalten. Der verbrennt dann die überflüssige Spannung. Vergiss nicht,
dass die Ladeschlusspannung von der Temperatur abhängig ist. Ich würde
mit ungefähr 14V anfangen, die Überladung dürfte dann noch nicht sooo
kritisch sein.
>Sollte ich eine Schottky-Diode verwenden oder eine>normale? Und wie kann ich die Leistung berechnen, die das Modul in>diesem Aufbau bringt?
Schottky verwenden, aber vergiss nicht den Leckstrom. Also nicht mit
angeschlossenem Solarmodul in den Keller stellen. Oder Mosfet als
Verpolungsschutz :)
Die Leistung kannst du garnicht berechnen. Schau dir ein paar links zu
MPPT an, damit du eine Vorstellung von den Problemen bekommst.
> Schottky verwenden, aber vergiss nicht den Leckstrom. Also nicht mit> angeschlossenem Solarmodul in den Keller stellen. Oder Mosfet als> Verpolungsschutz :)
Der Mosfet bringt da garnichts.
> Ich benutze zum Laden immer ein Ladegerät und steck die Batterie nicht> in die Steckdose ...
Immer dieser Sarkasmus... Das Solarmodul ist nicht besonders groß, wie
gesagt Kurzschlussstrom 260 mA. Ich denke nicht, dass man das mit der
Steckdose vergleichen kann. Der Innenwiderstand beträgt an die 50 mOhm,
also so gut wie gar nichts. Ich dachte, der Strom würde dann in etwa an
den Kurzschlussstrom rankommen, den ich per Messung auch bestätigen
konnte. Ich habe jetzt mal einfach Solarzelle, Akku und Amperemeter
zusammengeklemmt und bin damit in die Sonne gegangen. Im Moment ist die
Sonneneinstrahlung ziemlich wechselhaft, aber ich konnte Ströme von 100
bis 200 mA feststellen, die Spannung lag bei 2,01 V (ohne Solarmodul: 2
V).
Im Datenblatt des Solarmoduls gibt es eine kleine Grafik für die
Leistungsdichte, nur bezieht sich das auf eine einzelne Zelle und geht
daher nur bis ca. 1,4 V. Wie kann ich das denn hochrechnen?
Und wie viel Leistung würde mir denn für den MPP-Tracker draufgehen?
Meine Schaltung soll sich nämlich nur etwa 1 mal pro Minute aufwecken
und dann wieder schlafen legen. Wenn druch die Tracking-Routine (+ die
notwendigen zusätzlichen Komponenten) mehr Strom verbraten wird als er
bringt, dann hat das glaub ich wenig Sinn.
Ach ja, noch was: was für ein Winkel ist denn für die Aufstellung
optimal? Solarzellen fürs Dach sind ja was anderes, da gibt es keinen
Überschuss, das geht alles ins Netz. Bei mir würde aber im Sommer der
Akku 2 oder 3 mal voll (wenn ich vom Datenblatt ausgehe), das bringt mir
nix. Sollte also eher auf tiefstehende Sonne ausgelegt werden, aber wie?
