Solarladeregler für Lithium-Zellen

[Bastian G. (bastian_g)]

Hallo Leute,

ich möchte meine alten Modellbauakkus aufbrauchen, indem ich sie an 
einer Solarzelle als Pufferakku einsetze. Fertig zu kaufen habe ich 
jedoch bis jetzt nur Laderegler für Bleiakkus gefunden. Gibt es 
käufliche Geräte für Lithium-Akkus?

Alternativ überlege ich, einen Eigenbau als Projekt zu starten. Hierzu 
wäre eine 1S-Konfiguration sinnvoll, um viele Zellen einfach parallel 
schalten zu können. Jedoch wäre ein Step-Down vom Solarpanel und ein 
Step-Up auf die Sollspannung 5 bzw. 12V notwendig. Auch müsste man sich 
um Ladestrombegrenzung und Schutz vor Tiefentladung kümmern. Insgesamt 
wird das ggf. ein umfangreicheres Projekt. Ich bin nicht sicher, ob 
durch meine begrenzte Freizeit momentan das Projekt irgendwann mal 
fertig wird.

Was würdet ihr tun?


Grüße,
Bastian

[Till O. (tostermann)]

Hallo Bastian,

Um eine sinnvolle Antwort geben zu können wäre es gut, noch die Antwort 
auf folgende Fragen zu kennen:

- Wie viele Zellen hast du?
- Sind alles die gleichen Zellen? Gleiche mAh?
- Welche Zellen sind das genau? Liion/Lipo/Lifepo4? Wie groß sind 
Nennspannung, Entladespannung und Ladeschlussspannung?
- Was willst du mit der Energie machen? Wie groß ist das Solarmodul? 
Stimmt die Energiebilanz dafür?
- Gibts ein Datenblatt zu dem Solarmodul? Wie groß ist Uoc 
(Leerlaufspannung), Isc(Kurzschlussstrom)und Umpp (Spannung im Maximum 
Power Point)? Das sollte im Datenblatt des Solarmoduls stehen.

Gruß,
Till

[Bastian G. (bastian_g)]

Hallo Till,

ich habe ein Panel mit folgenden Daten:

Optimale Betriebsspannung (Vmp)  19,54V
Optimaler Betriebsstrom (Lmp) 5,16A
Leerlauf-Strom (Voc) 23,7V
Kurzschluss-Strom (Isc)   5,55A
Maximale Leistung (Pmax) 100w

Meine Zellen sind ausschließlich Lipos (ca. 10 Stück momentan), alle mit 
Kapazitäten zwischen 2000-5000mAh.

Soll als autarke Versorgung z.B. für Beleuchtung und Webcam dienen.

Grüse?,
Bastian

[Till O. (tostermann)]

noch eine kurze Frage:
Wie sind die Akkukapaziäten aufgeteilt? Kunterbunt gemischt? Dann wird 
man eine serielle Akkuschaltung, wie du schon geschrieben hast, leider 
vergessen können.

[MaWin (Gast)]

> wäre eine 1S-Konfiguration sinnvoll,

Sinnvoll wäre sie um den Balancer sparen zu können.
Sonst braucht man bei mehreren Zellen Einzelzellenüberwachung, also ein 
IC wie BQ771601

> um viele Zellen einfach parallel schalten zu können.

allerdings ist die Lösung nicht so gut, denn im Kurzschlussfall einer 
Zelle ist die darin verbratene Energie doch sehr hoch.

> Jedoch wäre ein Step-Down vom Solarpanel

Normale Step-Downs arbeiten da nicht, weil sie bei beginnendem Licht
die Solarzelle soo in die Knie zwingen, daß sie bei ausreichendem Licht 
in einem ganz ungünstigen Power Point arbeiten und nicht hochkommen.

Du brauchst MPP Regler wie SM3320.

Ein simpler LiIOn Solar Schutz auch  für LiIon (falls 1 zelle oder mit 
balancer):

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

[Bastian G. (bastian_g)]

Ich habe von einer 1S-Konfiguration gesprochen, da die Kapazitäten sehr 
unterschiedlich sind. Auch, um den Balanceraufwand gering zu halten. Wie 
MaWin aber schreibt, scheint der Aufwand an Spannungswandlerschaltungen 
nicht ganz einfach zu sein.

Till Ostermann schrieb:
> noch eine kurze Frage:
> Wie sind die Akkukapaziäten aufgeteilt? Kunterbunt gemischt? Dann wird
> man eine serielle Akkuschaltung, wie du schon geschrieben hast, leider
> vergessen können.

[Till O. (tostermann)]

Wie MaWin schon geschrieben hat, brauchst du einen MPP Tracker. Der 
erwähnte SM3320 ist allerdings für eine 12 V Blei Batterie ausgelegt. Ob 
es einen passenden MPP Tracker für eine einzelne 3,7 V Lipo Zelle gibt 
mag ich bezweifeln. Aber vielleicht ergibt eine genauere Suche etwas.
Ansonsten ist es vielleicht die bessere Variante ne günstige 
Bleibatterie zu kaufen und die Solarzelle mit dem SM3320 daran 
anzuschließen.

[noreply (Gast)]

@ Bastian,

ich würde mich erstmal mit Step-Down-Ladeschaltungen beschäftigen. Diese 
noch mit Enable Eingang ausstatten. Einen MPP-Tracker brauchst du 
erstmal noch nicht. Selbst bei 1 S mit 3 Ampere Ladestrom muß das Modul 
nur ungefähr 15 Watt liefern. Schafft es, wenn die Sonne scheint, 
locker.  Bei Bewölkung würde ich erstmal den Betriebspunkt des Moduls 
ermitteln. Ich habe mal 12 S NiMH mit 2 Ah direkt an einen 
vergleichbaren Modul gehabt. Wenn die Sonne scheint muß man aufpassen, 
das die Akkus nicht durchbrennen. ;-)