Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einfacher Solarladeregler


von Martin H. (martin_h85)


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Guten Abend,

Ich habe einen Solarladeregler gezeichnet aus folgender Quelle :

http://http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9.5

Nun habe ich eine Solarzelle mit den folgenden Daten:

max. Spannung: 18,2 V
max. Strom: 4,42 A
Kurzschlussstrom: 5,9 A

Und einen Bleigelakku mit 20 Ah.

Nun frage ich mich bei der hohen Leistung des Panels ob ich nicht ein 
DC/DC Wandler sinnvoller wäre. Wie wird das bei käuflichen Reglern 
eigentlich gelöst ?

Ich habe im Forum schon etwas gesucht, aber irgendwie war das meiste 
nicht richtig hilfreich, das hilfreichste war eigentlich schon der Link.

Hat da zufällig jemand ein paar Tips für mich.


Gruß,
Martin

von Klaus D. (kolisson)


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Beitrag "Re: Spannungsregelung mit TL 431 welche Widerstände"


der Rest ist ziemlicher Blödsinn.

Gruss k.

von Anon Y. (anonymous)


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Korrekter link:
http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9.5

Ich versuche es mal durch zu rechnen:
Die Ladespannung des Bleigelakkus nehme ich mit 14,4V an.

Angenommen der Strom des Solarpanels skaliert zwischen 0V und 18,2V 
linear.
Bei 0V sind es 5,9A und bei 18,2V sind es 4,42A. Dann sind es bei U_Bat 
+ U_Diode = 14,4V + 1V = 15,4V
I = 4,42A + (5,9A - 4,42A) * (18,2V - 15,4V) / (18,2V - 0V) = 4,65A
Also ist P_linear = 71,61W

Das sind 89,5% Wirkungsgrad.


Der Wirkungsgrad ändert sich mit Sonnenintensität, Akkuspannung und 
verwendeten Kabeln. Aber auch ein step-down Wandler mit > 90% 
Wirkungsgrad ist schwierig im Eigenbau.

von Klaus D. (kolisson)


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Mit einem Shuntregler gibt es 100%  Wirkungsgrad.

k.

von Martin H. (martin_h85)


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Guten Abend,

Danke für die hilfreichen Antworten. Den Wirkungsgrad hätte ich auch mal 
ausrechnen sollen, danke für die Mühe.

@ Klaus De lisson
Wenn ich es in deinem Beitrag richtig sehe verwendest du ein paar 
Bauteile mehr und verbrätst auch bei vollem Akku die Leistung. Also 
könnte ich quasi ca. 10 % mehr Effizienz mit mehr Bauteilen erkaufen, 
würde aber immer noch einiges an Wärme erzeugen müssen.

Danke für den Hinweis.


Das mit dem falschen Link tut mir Leid hatte mich wohl beim kopieren 
vertan.


Gruß,
Martin

von Klaus D. (kolisson)


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Martin H. schrieb:
> Wenn ich es in deinem Beitrag richtig sehe verwendest du ein paar
> Bauteile mehr und verbrätst auch bei vollem Akku die Leistung.

Was sollte ich deiner Meinung nach besser machen können, wenn der Akku
voll ist ? Soll ich bei einem vollen Akku die überschüssige Energie
via Glühbirne mit Parabolspiegel zurück an die Sonne senden und
hoffen, dass diese es mir morgen wieder zurück gibt ?
Die Erfahrung sagt, dass es der Sonne egal sein wird.

Dein Gesamtsystem besteht ja auch aus mehr Teilen. Du hast ja auch noch
die Bleibatterie mit drin.  Da die Bleibatterie ja ein Verschleisselemet 
ist
ist es wichtig, das diese so gut wie möglich geschont wird.
Das ist nämlich der teuerste Artikel in diesem Zusammenhang und es macht 
einen Unteschied ob man die Batterien nun alle 2 Jahre neu kaufen muss
oder nur alle 5 Jahre.

.. und mal ehrlich gesagt.. soviele Bauteile beinhaltet mein Shuntregler 
garnicht. Hier war halt wichtig, dass die Ladeschlussspannung 
eingehalten
werden kann und die dass die Sache auch im Hochsommer noch klappt.


Gruss k.

von GBS (Gast)


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Meiner Meinung nach ist das Modul recht gut auf die Akku-Spannung 
abgestimmt.
Ein DC-DC Wandler 18 auf 13,7V würde den Ladestromertrag nicht erhöhen.
Falls der DC-DC Wandler eine MPP- Steuerung hat könnte ein besserer 
Ertrag erzielt werden. Die Leistung wird normal im Modul selbst 
verbraten, also kuzschliesen ohne Leistungswiderstand.

von Klaus D. (kolisson)


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GBS schrieb:
> das Modul

Habe ich etwas verpasst ?
welches Modul meinst du da ?

k.

von GBS (Gast)


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Martin H. schrieb:
> Nun habe ich eine Solarzelle mit den folgenden Daten:
>
> max. Spannung: 18,2 V
> max. Strom: 4,42 A
> Kurzschlussstrom: 5,9 A

Eine Solarzelle bringt ca 0.7V fuer 18V sind ca 28 Zellen notwendig.
Dann wird sowas als Solarmodul bezeichnet.

von Klaus D. (kolisson)


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GBS schrieb:
> Dann wird sowas als Solarmodul bezeichnet.

Die Info hat jetzt wohl gefehlt. Da ja die technischen Daten
des Teiles ja schon im ersten Post bekannt gegeben wurden war es wohl
klar um was es geht.

Trotdem danke für deine superwichtige Belehrung.


Gruss K.

p.s.
Ich habe hier noch eine Konservenbüchse Mais herumliegen.
Wenn du diese haben willst schenke ich sie dir, da man , wie ich gelesen
habe auch Maiskörner zählen kann wenn man sich geistig FREI macht
und die gelbe Farbe ignoriert.

von MaWin (Gast)


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> Wie wird das bei käuflichen Reglern eigentlich gelöst ?

Wie in der FAQ, aber meist mit mehr aber dafür billigeren Bauteilen bei 
höherem Eigenstrombedarf.

Dein Modul passt zum Akku, daher sind keine Anpassungen erforderlich.

Und dein Modul ist zu klein, um aus 1 oder 2 Prozent 
Wirkungsgradsteigerung irgendwelchen geldwerten Vorteil zu bekommen.

von Klaus D. (kolisson)


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mercie, Mawin

k.

von Maik M. (myco)


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Der Aufbau der kommerziellen linearen Reglern ist fast identisch mit dem 
aus der FAQ. Es reichen meist 1-4 Komperatoren für die gesamte Reglung.

Es gibt allerdings auch einen grundlegenden Unterschied: In den 
kommerziellen Reglern wird alles Low-Side geschaltet. Das heißt, sie 
setzen ausschließlich N-Channel-Mosfets ein. Batterie, Panel und Last 
sind gemeinsam fest an Plus. Auch gibt es einen Mosfet der den Akku von 
der Batterie trennt. Aus diesem Grund wird da wohl auch empfohlen, das 
Solarpanel am Pluspol zu erden (wenn überhaupt).

In den etwas teuereren Modellen wird anstelle der Schutzdiode auch ein 
N-Channel-Mosfet eingesetzt. Gesteuert wird der mit einem Komperator, 
der im Prinzip nur vergleicht, ob die Spannung des Pannel höher ist als 
die Spannung der Batterie.

In den ganz teueren Modellen sind dann natürlich Schaltregler... eine 
andere Geschichte

von Klaus D. (kolisson)


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... und all das ändert nichts daran, dass ein simpler Shuntregler 100%
Wirkungsgrad hat. jegliches anderes Modell schlechter sein wird.
Sicherlich ändert sich die Betrachtungsweise bei grösseren Solarfeldern.
Da hier jedoch über eine 5 A Anlage gesprochen wird, bleibe ich beim
Vorschlag mit dem Shuntregler.
Wenn mir natürlich noch jemand ausrechnet dass die Erhitzung des Panels
bei Shuntregelung einen Verlust bedeuten kann, bin ich ganz OHR.
ich habe allerdings auch schon von Leuten gelesen, die die
Effizienz ihrer Panels dadurch steigern dass sie eine Kühlschlange
hinter dem Paneau verlegen. Da läuft dann den ganzen Tag teures
Trinkwasser zur kühlung durch.

k.

von Maik M. (myco)


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Wirkungsgrad 100% ist doch kompletter Unsinn, allein der Eigenverbrauch 
der Regelung macht das unmöglich.

von MaWin (Gast)


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> dass ein simpler Shuntregler 100% Wirkungsgrad hat.

Hat er nicht.

DIe Ankopplung der Solarzelle über die Diode an den Akku führt dazu, daß 
die Solarzelle auf die Akkuspannung begrenzt ist.
Das muß (je nach Sonneneinstrahlung) nicht der Punkt sein, an dem 
Strom*Spannung zur grössten Leitungsausbeute führen.
Daher können MPP Regler schon ein paar Prozent rausholen, sie kosten 
aber auch ein paar Prozent, so daß der Nutzen gerade bei kleinen 
Solarzelle eher zweifelhaft ist.

von Schwitzender Fettsack (Gast)


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Wozu Shuntregler? Das Modul schliesst man mit einem FET kurz, somit wird 
keine Wärme erzeugt (MOSFET muss nur Ikurz^2*Rdson Abführen). Das ist 
dann ein Zweipunktregler.

Genauso würde es ja der Regler im 1. Post machen, wenn da R9 nicht wäre 
... keine Ahnung, wozu der gut sein soll.

Vielleicht haben manche Leute ja eine Panikreaktion wenn sie einen 
Kurzschluss sehen und fügen dann zwangartig irgendwelche Widerstände 
ein, aber dem Panel macht es nix, es liefert einfach nur seinen 
Kurzschlussstrom. Es kann sich auch nicht überhitzen (Grundsätze der 
Thermodynamik). Ist die beste und einfachste Variante und millionenfach 
erprobt.

Wenn man wirklich was gutes tun will, sollte man an den Akku noch einen 
Desulfator hängen. Der Verlängert die Akkulebensdauer nämlich um Jahre.

von Klaus (Gast)


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Schwitzender Fettsack schrieb:
> ... keine Ahnung, wozu der gut sein soll.

Der Strom muß etwas heizen, wenn der Widerstand 0 Ohm ist, heizt er die 
Solarzelle. Wenn man glaubt, daß ihr das nicht guttut, heizt man eben 
einen Widerstand.

MfG Klaus

von GBS (Gast)


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Klaus De lisson schrieb:
>> Dann wird sowas als Solarmodul bezeichnet.
>
> Die Info hat jetzt wohl gefehlt.

Vermutlich hat sie gefehlt sonst hättste nicht danach gefragt.
Es gibt keine dummen Fragen nur dumme Antworten.
Und Koleriker.
Echt lustig habt ihrs Hier.

von GBS (Gast)


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Schwitzender Fettsack schrieb:
> Wenn man wirklich was gutes tun will, sollte man an den Akku noch einen
> Desulfator hängen. Der Verlängert die Akkulebensdauer nämlich um Jahre.

Was ist denn ein Desulfator?

von Heinz (Gast)


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Klaus schrieb:
> Der Strom muß etwas heizen, wenn der Widerstand 0 Ohm ist, heizt er die
>
> Solarzelle. Wenn man glaubt, daß ihr das nicht guttut, heizt man eben
>
> einen Widerstand.

LOL, Mann, du hast so richtig null Ahnung von Physik, oder? Du denkst 
wahrscheinlich, du könntest dich an deinen eigenen Schnürsenkeln aus dem 
Sumpf ziehen, was?

Wo soll denn die Energie herkommen um das Solarmodul zu heizen, hmm?

Andersrum gefragt: wie kühlt sich denn ein Solarmodul? Indem es das 
einfallende Licht in elektrische Energie umwandelt und diese abführt? 
Dann wird ein kurzgeschlossenes Solarmodul also genau so warm, wie ein 
Solarmodul aus dem gar kein Strom entnommen wird. Krass, ne!

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Heinz schrieb:
> LOL, Mann, du hast so richtig null Ahnung von Physik, oder?
Der Knackpunkt liegt darin, was Klaus schrieb:
> Wenn man glaubt, daß ihr das nicht guttut...

von Heinz (Gast)


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Glauben kannst du in der Kirche, das hier ist ein Elektronikforum. Mit 
einfachster Logik und 1 Minute Überlegung kommt man zu dem Schluss (ha), 
dass man eine Solarzelle ohne negative Folgen beliebig lange 
kurzschliessen kann. Wird ja auch in kommerziellen Geräten so gemacht.

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