Solar Laderegler messen

[Peter H. (wetterpeter)]

Hallo und guten Abend,

ich habe folgende Ausgangssituation:
Ein monokristallines Solarmodul mit folgenden Daten
Nennleistung  50 Watt (Wp)
Spannung bei Nennleistung 17,5 V, Leerlaufspannung 22 V
Strom bei Nennleistung 2,9 A,  Kurzschlussstrom 3,3 A

Dazu ein Laderegler der 12 bzw. 24 Volt verkraftet bei max. 10 Ampere
(Schutz vor Überladung, Überlastung, Kurzschluss und Tiefentladung,
MPPT 12V/24V 10A Solar Laderegler Solarmodul)

Alles zusammen an eine Autobatterie die ich noch rumstehen hatte. (1 
Jahr alt, 12 Volt 74 Ah)

Ich habe die Autobatterie vor dem Anschluss an den Laderegler mit einem 
normalem Ladegerät „voll“geladen  und das ganze nun schon ein paar Tage 
in Betrieb. Zur Kontrolle habe ich 2 Messgeräte dauerhaft angeschlossen.
Eines welches mir die Spannung anzeigt, die vom Solarmodul kommt und 
eines das mir die aktuelle Spannung und ggf. den Strom der aus der 
Batterie entnommen wird anzeigt.

Jetzt bei diesem Wetter komme ich auf Solarmodulspannung von 13,7 Volt 
und die Batterie hat hinter dem Laderegler 12,5 Volt

Frage1:  kann ich davon ausgehen das wenn die Spannung vom Solarmodul 
größer als die Spannung der Batterie ist, die Batterie geladen wird?

Frage 2. die Spannung der Batterie bleibt nicht bei 12,5 sondern sinkt 
ab auf z.B. 12, 3 Volt.
(Meine Vermutung ist, dass die Batterie nicht ausreichend geladen wurde 
bzw. durch die Stromentnahme die Batterie „Schwächer“ wird. Sehe ich das 
richtig?

Frage 3. gibt es eine einfache Möglichkeit festzustellen wie viel Strom 
vom Laderegler in die
Batterie geladen wird bzw. wie viel Leistung vom Solarmodul zur 
Verfügung gestellt wird.

Soweit ich mich bisher hier umgesehen habe ist es offensichtlich schwer, 
die Leistungsreserven einer Batterie exakt zu bestimmen wenn bestimmt 
Grundinformation fehlen.  Daher hatte ich mir vorgestellt, das es doch 
recht einfach sein müsste wenn man weiß, das die Batterie beispielsweise 
72 Ah hat, der Ladestrom für 3 STunden 2 Ampere beträgt und aus der 
Batterie  für 10 Minuten 3 Ampere entnommen wurde.

Frage 4 Man müsste doch rechnerisch auf einen groben annäherungsweise 
Wert kommen die der Batteriekapazität entspricht oder ist der 
Gedankeansatz falsch? (ja ich weis, das hier z.B. die EIgenentladung 
nicht mit einfließt, was aber vernachlässigbar sein dürfte oder?

Um dauerhaft eine Zuverlässige Aussage zu treffen müsste die Zeiten und 
Messwerte  aufgezeichnet werden was ich mit einem Arduino gern 
realisieren würde.

Hier wäre ich für Tipps und Anregungen sehr dankbar.

Gruß aus Kiel
Peter

PS: Sollte ich hier falsch sein, bitte nicht den Kopf abreißen.

[Elo (Gast)]

den Kfz-Starter-Akku kannst du testen in einem Pkw durch Anlassen des 
Motors, bei Kälte noch viel besser zu ermitteln...
der Solarladeregler sollte doch vllt. ein Display für gewisse Anzeigen 
Parameter haben, weil der war sicherlich auch nicht billig?
die ganzen peniblen Fragen siehst du viel zu eng, mit groben Werten und 
Versuchen kannst du auch schon erkennen ob alles richtig verschalten ist 
und ob es eine Ladung in den Akku gibt > DMM einsetzen und messen
ins Detail oder die Tiefe ist am Anfang gar nicht nötig, die groben 
Werte sollten eigentl. ausreichen,
Anleitungen zum Laderegler wie auch Online zu Akkus findet man genügend,
zusammenreimen mußt du dir das aber alles selber

[Christopher J. (christopher_j23)]

Peter Haubold schrieb:
> Jetzt bei diesem Wetter komme ich auf Solarmodulspannung von 13,7 Volt
> und die Batterie hat hinter dem Laderegler 12,5 Volt
>
> Frage1:  kann ich davon ausgehen das wenn die Spannung vom Solarmodul
> größer als die Spannung der Batterie ist, die Batterie geladen wird?

Grundsätzlich ist das bei den allermeisten Ladereglern eine 
Voraussetzung, also ja.


> Frage 2. die Spannung der Batterie bleibt nicht bei 12,5 sondern sinkt
> ab auf z.B. 12, 3 Volt.
> (Meine Vermutung ist, dass die Batterie nicht ausreichend geladen wurde
> bzw. durch die Stromentnahme die Batterie „Schwächer“ wird. Sehe ich das
> richtig?

Wenn der Batterie mehr Energie entnommen wird, als zugeführt wird, dann 
sinkt deren Spannung. Vermutung ist also richtig.


> Frage 3. gibt es eine einfache Möglichkeit festzustellen wie viel Strom
> vom Laderegler in die
> Batterie geladen wird bzw. wie viel Leistung vom Solarmodul zur
> Verfügung gestellt wird.

Mit einem Multimeter kann man Strom, als auch Spannung messen. Beides 
miteinander multipliziert ergibt dann die Leistung.
Bei relativ konstanten Bedingungen reicht ein Multimeter aus und man 
misst eben nacheinander Strom und Spannung. Will man beides gleichzeitig 
messen brauchst du eben zwei Multimeter.

> Soweit ich mich bisher hier umgesehen habe ist es offensichtlich schwer,
> die Leistungsreserven einer Batterie exakt zu bestimmen wenn bestimmt
> Grundinformation fehlen.  Daher hatte ich mir vorgestellt, das es doch
> recht einfach sein müsste wenn man weiß, das die Batterie beispielsweise
> 72 Ah hat, der Ladestrom für 3 STunden 2 Ampere beträgt und aus der
> Batterie  für 10 Minuten 3 Ampere entnommen wurde.
>
> Frage 4 Man müsste doch rechnerisch auf einen groben annäherungsweise
> Wert kommen die der Batteriekapazität entspricht oder ist der
> Gedankeansatz falsch? (ja ich weis, das hier z.B. die EIgenentladung
> nicht mit einfließt, was aber vernachlässigbar sein dürfte oder?
>
> Um dauerhaft eine Zuverlässige Aussage zu treffen müsste die Zeiten und
> Messwerte  aufgezeichnet werden was ich mit einem Arduino gern
> realisieren würde.

Ich verstehe deine vierte Frage nicht ganz. Was meinst du mit 
Batteriekapazität? Die Kapazität der Batterie wenn sie voll geladen ist 
oder die Kapazität bei der aktuellen Batteriespannung?

Ersteres bekommst du raus wenn du sie einmal komplett lädst und 
entlädst, dabei den Strom misst und diesen mit der Zeit multiplizierst 
in der dieser Strom geflossen ist.
Letzteres ist schwierig, da die Bleibatterien keine lineare und von 
Hersteller zu Hersteller unterschiedliche Lade- bzw. Entladekurven 
haben. Wie so etwas ungefähr aussieht kannst du ergooglen.

Messwerte kannst du auch mit einem Multimeter aufzeichnen. Das Uni-T 61E 
ist meiner Meinung nach ein recht preiswertes Gerät und bietet eine 
Loggingfunktion. Man benötigt lediglich noch ein USB-RS232(TTL)-Kabel.

[Peter H. (wetterpeter)]

Hallo Christopher,
vielen Danke für deine Hinweise...
Frage 1 und 2 wären abgeeschlossen, nur bei Frage 3 und 4 habe ich mich 
wohl mißverständliche ausgedrückt.
Es geht mir eigentlich um 2 Faktoren.
1. Was schenkt mir die Sonne an Energie die ich in die Batterie laden 
kann und
2. wie voll ist meine Batterie (näherungsweise)

Ich habe mir dazu folgendes Schaltungskonzept vorgestellt.
(siehe Anhang)
um zu sehen welche Spannung am Laderegler kommend von Solarmodul ein 
simples Voltmeter, um zu erkennen, wieviel Ampere zum Laden der Batterie 
bereitstehen das zwischengeschaltete Amperemeter.

Gleiches Spiel nur betrifft es nun den Verbrauch.
Spannungen vernachlässigen wir erst einmal. Aber das was an A/h rein 
geht und das was an A/h entnommen wird dürfte mir einen Anhaltspunkt 
liefern wie "voll" meine Batterie noch sein dürfte.
Natürlich ist das nicht exakt aber hey, ich will doch gar nicht bis auf 
3 Stellen nach dem Komma genaue Aussagen.  Ich möchte doch nur nicht 
überrascht werden weil ich mehr entnommen habe als ich geladen habe und 
mir das nicht ständig merke.

Also Messwerte aufnehmen, speichern und dann rechnen.
Liege ich mit diesen Überlegung richtig ?

das nächste Problem dürfte sein, wie erfasse und übertrage ich die Werte 
auf einen Webserver. Arduino mit Ethernet.

Gruss, Peter