Energiespeicher für 30 s / 24 V / 2 A

#7947079
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Egon schrieb:

ich suche einen Energiespeicher für 2 A /24 V und 30 s Pufferzeit. Bei der Phönix USV, der Bleiakku ist shit und ist nach geraumer Zeit tiefenentladen und Schrott, so dass Komponenten dann nicht mehr richtig runter fahren.

Also du setzt bereits eine USV ein, dich stört aber dass der Akku ein Verschleißteil ist, den man regelmäßig tauschen muss?`

Die Frage ist dann nur ob die Speicher auf Kondensatorbasis unendliche Lebensdauer aufweisen.

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#7947091
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10 Superkondensatoren in Reihe (>= 83F) und einen 24V Boost mit n>70% dahinter.

https://www.amazon.de/WSOLDMA-Buck-Boost-Converter-wasserdichter-Automobil-Stromregler/dp/B0F2HFQJL3?source=ps-sl-shoppingads-lpcontext&smid=A2CW18ED2CA30J&th=1

Die Kondensatoren können direkt an die 24V vom Netzteil. Zum Einschalten sollte allerdings ein Vorwiderstand angedacht werden, der den Ladestrom reduziert.

#7947160
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Egon schrieb:

ich suche einen Energiespeicher für 2 A /24 V und 30 s Pufferzeit. Bei der Phönix USV, der Bleiakku ist shit und ist nach geraumer Zeit tiefenentladen und Schrott, so dass Komponenten dann nicht mehr richtig runter fahren.

Es hat schon seinen Grund, warum eine USV für derartige Überbrückungszeiten einen Akku benutzen. Denn ein Superkondensator müßte extrem groß sein.

c = I * t / dU = 2A * 30s / 1V = 60F (6900J bei 24V)

Das ist eine fette Coladose im XXL Format. Kann man kaufen, ist aber eher sinnlos. Wenn man mehr Spannungsabfall zuläßt und einen Schaltregler dahinter setzt, kommt man besser.

c = I * t / dU = 2A * 30s / 24V = 2,5F (2900J bei 48V)

#7947176
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Egon schrieb:

ich suche einen Energiespeicher für 2 A /24 V und 30 s Pufferzeit. Bei der Phönix USV, der Bleiakku ist shit und ist nach geraumer Zeit tiefenentladen und Schrott, so dass Komponenten dann nicht mehr richtig runter fahren.

Kein Energiespeicher hält genau die 24V es sei denn, ein Regler ist nachgeschaltet (und das ist hier sicher nicht der Fall).

Ein Kondensator entlädt sich bis 0V, ein Akku bleibt halbwegs stabil.

Bleiakkus sind nicht für häufige Zyklen gebaut, LiFePO4 hingegen schon.

Für 0.017Ah reicht der kleinste Akku, wichtiger ist also der 2A Strom, der bestimmt die Akkugrösse, man entlädt ungern mit mehr als 0.5C wenn er volle Zyklenzahl erreichen soll, also ein 4Ah Akku.

https://www.akkushop-24.de/Lithium-Ionen-Akkupack-12V-15Ah-15A_33 (wähle 4.4Ah)

Jetzt wird wieder gejammert, aber vielleicht verstehst du nun, warum der Hersteller einen Bleiakku eingebaut hat.

#7947223
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Falk B. schrieb:

eher sinnlos. Wenn man mehr Spannungsabfall zuläßt und einen Schaltregler dahinter setzt, kommt man besser.

c = I * t / dU = 2A * 30s / 24V = 2,5F (2900J bei 48V)

Zum Vergleich. In der Überbrückungszeit werden

1
E = U * I * t = 24V * 2A * 30 = 1440J abgegeben.

Im Idealfall enthält der Puffer nur diese Energie. Das erreicht man beim Kondensator nur, wenn man den auf 0V entlädt. Das ist praktisch aber nicht möglich bzw. sinnlos. Die Spannungsverdopplung + Schaltregler ist schon ein guter Kompromiss. Wenn man auf einen 100V Superkondensator geht, reichen

E ~ 1440J/0,8 = 1800J (Schaltregler mit 80% Wirkungsgrad)

1
E = 0,5 * C * U^2
2
C = 2* E / U^2 = 2 * 1800J / 100V^2 = 0,36F

Bei 24V Restspannung sind noch reichlich 100J(5%) im Kondensator. Viel besser wird es hier nicht. Reicht auch.

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(Firma: Schweigstill IT) Persönliche Seite #7947261
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Recht sinnvoll könnte z.B. ein LTM8054 sein, d.h. ein Buck-Boost-Regler, in Verbindung mit Doppelschichtkondensatoren. Für eine ähnliche Anwendung verwende ich z.B. solche der Baureihe Tecate SCAP,PBLS. Den LTM8054 kann man sinnvoll bis herunter auf ca. 10 V Eingangsspannung nutzen, d.h. man kann dadurch einen wesentlich kleineren Kondensator verwenden als wenn man sich nur z.B. 1 V an Spannungsabfall leisten könnte.

https://www.analog.com/en/products/ltm8054.html https://www.tecategroup.com/products/ultracapacitors/shop_modules.php?SERIES=PBLS

Konkret z.B. zwei oder drei parallelgeschaltete 3,4F/27V:

https://www.digikey.de/de/products/detail/tecate-group/SCAP-PBLS-3-4-27/9930294

#7947277
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Michael B. schrieb:

Ein Kondensator entlädt sich bis 0V, ...

Dafür musst du allerdings unendlich viel Geduld aufbringen.

Viel interessanter ist die Grenze, unterhalb der die Spannung für die nachfolgende Elektronik nicht mehr ausreichend ist.

Harald W. schrieb:

...und warum wiederholst Du die "Lebensgeschichte" hier nochmal?

Damit DU dich darüber aufregen kannst (und um den Unterschied für Martin klar herauszustellen).

: Bearbeitet durch User
#7947295
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SITOP BUF1200/300MS/40A oder

"Modul zur Pufferung bei kurzen Netzunterbrechungen; Parallelschaltung am Ausgang von 24-V-Stromversorgungen. Pufferzeit 300 ms bei 40 A bis 2,4 s bei 5 A Laststrom; Vervielfachung durch Parallelschaltung möglich"

oder

SITOP PSE201U "Pufferzeit: bei 40 A Laststrom: 200 ms; bei 20 A Laststrom: 400 ms; bei 10 A Laststrom: 800 ms; bei 5 A Laststrom: 1,6 s."

Letztere kriegst du für 10-20€ bei ebay hinterhergeworfen. 8-10 Stück davon und du hast für relativ wenig Geld eine industrietaugliche Lösung.

#7947352
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Du solltest mal prüfen, ob man den Bleiakku gegen Natrium-Ionen Zellen tauschen könnte. Diese gelten als sehr robust und überstehen selbst Tiefentladung nahezu schadlos. Die Kapazität ist zwar wesentlich geringer als Li-Ion oder LiFePo4, aber das ist ja kein Kriterium. Die vorhandene Ladetechnik könnte schon direkt passen oder nach minimalen Anpassungen.

Ausdrücklich nur als Gedankenanreiz zu verstehen und nicht als vollumfängliche, einzig gültige und/oder über alle Zweifel erhabene Lösung.

Gast #7947375
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Andreas S. schrieb:

Den LTM8054 kann man sinnvoll bis herunter auf ca. 10 V Eingangsspannung nutzen, d.h. man kann dadurch einen wesentlich kleineren Kondensator verwenden als wenn man sich nur z.B. 1 V an Spannungsabfall leisten könnte.

Im DaBla einiger SuperCaps habe ich gesehen, dass der Hersteller Zyklen zwischen 100% und 50% der Kondensator- spannung zu Grunde legt. Das scheint mir ein vernünftiger Kompromiss; bei 50% der Spannung am Kondensator ist nur noch ein Viertel der Energie enthalten -- drei Viertel stehen somit dem Verbraucher zur Verfügung.

#7947389
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Harald A. schrieb:

Du solltest mal prüfen, ob man den Bleiakku gegen Natrium-Ionen Zellen tauschen könnte. Diese gelten als sehr robust und überstehen selbst Tiefentladung nahezu schadlos.

Wozu muss der Akku einer USV Tiefentladungen überstehen? Falls der Akku dort dermaßen leergefahren wird, kann man sich die USV gleich sparen.

Entweder muss die Akkukapazität locker reichen, um einen Ausfall der Hauptversorgung zu überbrücken oder das Gerät/die Anlage muss rechtzeitig heruntergefahren sein, BEVOR der Akku zur Neige geht.

(Firma: Hobbytheoretiker) #7947563
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OP #7947745
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Guten Morgen an alle,

Vielen vielen Dank an alle für die wirklich zahlreichen Hinweise und Verlinkungen 👍.

Die Produkte schau ich mir mal genauer an…

bei den 2 A hatte ich schon etwas Reserve eingeplant.. der PC braucht so 1,3 bis 1,7 A für 25 s. Etwas platz intensiver als der Akku natürlich, was logisch ist.

Danke erstmal an alle

Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #7947750
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Lu schrieb:

Frage ist natürlich, welche Zeit er wirklich überbrücken muß

Die Zeit, bis das System (mit ziemlicher Sicherheit) heruntergefahren ist.

Wenn es nicht noch beim Runterfahren ein Update startet: "Updates werden installiert. Bitte schalten sie den Computer nicht aus, er wird nach der Installation automatisch ausgeschaltet."

1N 4. schrieb:

Gibt es fertige ICs für bidirektionale Buck/Boost-Regler?

Im Prinzip ja, aber man muss noch ein paar Bauteile dazubasteln.

Dieter D. schrieb:

Und gibt es auch mit Caps: https://www.phoenixcontact.com/de-de/produkte/dc-usv-mit-integrierter-kapazitaet-step-cap-24vdc-2-04kj-1519633

Die kam mir doch auf den ersten Blick recht kompakt vor. Und tatsächlich:

1
Pufferzeit
2
39 s (0,5 A)
3
10 s (2 A)
4
29 s (0,5 A)
5
6 s (2 A)

Für die gewünschten 30s bei 2A braucht es also die 5-fache Kapazität. Ich kann mir gut vorstellen, dass man die einfach parallel zu den bereits verbauten Kondensatoren dranlöten könnte...

BTW: was für ein Rechner braucht heute noch 50W? Wäre es da nicht sinnvoller, einen Powerfail zu erkennen und unnötige Verbraucher sofort abzuschalten, um die Stützzeit zu verlängern?

BTW2: mein System kommt mit 2s Stützzeit nach einem Powerfail aus. Dafür muss dann halt das richtige OS verwendet und entsprechend getrimmt werden.

: Bearbeitet durch Moderator
#7947774
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Lothar M. schrieb:

Wenn es nicht noch beim Runterfahren ein Update startet: "Updates werden installiert. Bitte schalten sie den Computer nicht aus, er wird nach der Installation automatisch ausgeschaltet."

Falls das auf Grund der Systemkonfiguration passieren könnte, ist es evtl. besser, den PC nur in den Energiesparmodus zu versetzen und eine USV mit entsprechend mehr Reserve einzuplanen.

#7947801
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Durch Feler wirt mann kluck. Bisher hat der Salamitaktiker nur 30 Sekunden gewünscht. Wie lange er wirklich eine USV braucht, steht auf einem ganz anderen Blatt. Manches System braucht ewig zum Herunterfahren und manches Hotel wollte z.B. auch für Gäste Rechnungen drucken, wenn der Strom mal weg ist ... Problem einer USV ist oft die unzureichende Wartung und der rechtzeitige Akkutausch. Siehe oben!

#7948017
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Gibt es fertige ICs für bidirektionale Buck/Boost-Regler?

Im Prinzip ja, aber man muss noch ein paar Bauteile dazubasteln.

Hätte nicht erwartet, dass eine dicke Induktivität schon on Chip ist ;)

Welches IC würdest du für einen einfachen Versuch empfehlen? Wäre mal interessant ob sich damit ein einfacher bidirektionaler Wandler für 12V & 12V SLA/LFP bauen lässt. Mit halbwegs guter Effizienz.

(Firma: Hobbytheoretiker) #7948088
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Lothar M. schrieb:

Für die gewünschten 30s bei 2A braucht es also die 5-fache Kapazität. Ich kann mir gut vorstellen, dass man die einfach parallel zu den bereits verbauten Kondensatoren dranlöten könnte...

Die gibt es natürlich auch mit mehr Caps-Speicherenergie (4 statt 0,4kJ):

https://www.phoenixcontact.com/de-de/produkte/batterieeinheit-quint4-cap24dc54kj-2320539

Als ob ich es geahnt hätte, dass keiner schafft die anderen Modelle auch anzusehen: https://www.phoenixcontact.com/de-de/produkte/unterbrechungsfreie-stromversorgung-usv/dc-usv

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