Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Frage zum Laden eines Li-Ion Protected Akku mit Solarzelle für den Modellbau-bereich


von Stefan (Gast)


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Hallo,

ich habe eine Frage bzgl. des Ladens eines Akku durch eine Solarzelle.

Nehmen wir an die Solarzelle liefert 6 Volt und 330 mAh und diese soll 
einen
Li-Ion Akku ( Trustfire 26650 ) mit 3,7 V und 5000 mAh laden.

1:  Wird die Solarzelle das über kurz oder lang schaffen?

2:  Reicht es eine Sperrdiode N4007 G40 zwischen zu schalten damit die 
Spannung nicht zuruckfliesst in die Zelle bei Schatten?

3:  Ist es normal das die Spannung runtergeht wenn ich den Akku an die 
Solarzelle anschliesse? Von 6 Volt Leerlaufspannung an der Solarzelle 
auf 4,3 Volt wenn der Akku mit der Zelle verbunden wird und am Akku eine 
Spannung von 3,5 Volt anliegt. Sperrdiode mit eingebunden!

4:  Der Akku ist Protection, somit müsste dieser doch bei 
Schlussladespannung abschalten oder? Wenn man jetzt hinter dem Akku noch 
einen Verbraucher ( kleiner Digitalvoltmeter von 3 - 30 Volt) anschließt 
dürfte doch nicht kaputt gehen oder?


Danke für eure Antworten

Stefan

von Manfred G. (magroma)


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Das passt so. Irgendwann wird der Akku voll. Nur die 4,2V am Akku darf 
nicht überschritten werden.

von L. P. (lpg)


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Stefan schrieb:
> 1:  Wird die Solarzelle das über kurz oder lang schaffen?

Ja...

Stefan schrieb:
> 2:  Reicht es eine Sperrdiode N4007 G40 zwischen zu schalten damit die
> Spannung nicht zuruckfliesst in die Zelle bei Schatten?

Nein!

Stefan schrieb:
> 3:  Ist es normal das die Spannung runtergeht wenn ich den Akku an die
> Solarzelle anschliesse? Von 6 Volt Leerlaufspannung an der Solarzelle
> auf 4,3 Volt wenn der Akku mit der Zelle verbunden wird und am Akku eine
> Spannung von 3,5 Volt anliegt. Sperrdiode mit eingebunden!

Sieht so aus...

Stefan schrieb:
> 4:  Der Akku ist Protection, somit müsste dieser doch bei
> Schlussladespannung abschalten oder? Wenn man jetzt hinter dem Akku noch
> einen Verbraucher ( kleiner Digitalvoltmeter von 3 - 30 Volt) anschließt
> dürfte doch nicht kaputt gehen oder?

Also eine Schutzelektronik ist KEINE Ladeelektronik!
Je nach dem wo du deine Zellen her hast, steht da auch nur "protected" 
drauf und drinn iat da nix. Hast du das schon getestet?
Mach dich mal schlau über Lithiumakkus und deren Ladeferfahren.
Aber du wirst wohl nicht um eine richtige Ladeelektronik herumkommen.

Lg

von Stefan (Gast)


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Hallo Manfred,

wie meinst Du das ich darf die 4,2V nicht überschreiten?

von Manfred G. (magroma)


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4,2v ist die Ladeschlussspannung für LiPo Akkus. Ein Überschreiten führt 
zu Schäden am Akku, eventuell kann er auch platzen. Eine Diode reicht 
sehr wohl um ein Rückfließen des Stroms Richtung Solarzelle zu 
verhindern.

: Bearbeitet durch User
von L. P. (lpg)


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L. P. schrieb:
> Stefan schrieb:
>> 2:  Reicht es eine Sperrdiode N4007 G40 zwischen zu schalten damit die
>> Spannung nicht zuruckfliesst in die Zelle bei Schatten?
>
> Nein!

Manfred G. schrieb:
> Eine Diode reicht sehr wohl um ein Rückfließen des Stroms Richtung
> Solarzelle zu verhindern.

Sry. Hast natürlich Recht!

Lg.

von Roland E. (roland0815)


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Das "protected" im Verkaufsprospekt bezieht sich auf eine 
Schmelzsicherung, welche in jeder 18650-Zelle verbaut ist...

von Stefan (Gast)



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Ich habe mir ein Windrad gebaut.

Auf dem ersten Bild sieht man das Rad und jeweils rechts und links die 
Solarzellen.  Jeweils 3 in Reihe und dann die beiden parallel. Eine 
Zelle liefert 2 Volt und 330 mAh

Ergibt 6 Volt und 660 mAh unter idealen Bedingungen ( Labor )

An diese Solarzellen habe ich in der Reihenfolge angeschlossen.
( Alles in Reihe )

1:  12 Volt PC Lüfter unter dem Akku ( Zur Kühlung im Hochsommer da 
geschlossenes Gehäuse )

2:  Grüne Volt-Digitalanzeige ( Was kommt an Spannung an von der 
Solarzelle )

3:  Sperrdiode N4007 G40

4:  Li-Ion Akku  Trustfire 26650  3,7 Volt  5000 mAh

5:  Rote Volt-Digitalanzeige ( Was hat der Akku für eine Spannung )

6:  Motor zum Antrieb für das Windrad

IDEE:   Tagsüber mit Sonnenenergie das Windrad betreiben und Akku laden 
und Nachts das Windrad über Akku weiter antreiben bis zum nächsten Tag 
und dann wieder das ganze von vorn: ( Dauerläufer )



Nun ist die Frage?  Wenn ich den Akku an die Solarzellen anschließe dann 
bricht die Spannung ein. Bsp. Solarzelle liefert 4,6 Volt und Akku hat 
3,8 Volt. Trenne ich den Akku geht die Spannung sofort wieder auf 6 Volt 
hoch an der Solarzelle. ( Der Motor dreht auch schneller )

Ist das so OK? Warum ist das so?

Und könnte es sein das der Akku dafür doch in Ordnung ist, da er bei 
Ladeschlussspannung einfach nicht weiter läd und die überschüssige 
Spannung vom Motor einfach verbraucht wird. ( Motor dreht wieder 
schneller )

Danke

von Lucifer (Gast)


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Stefan schrieb:
> Nun ist die Frage?  Wenn ich den Akku an die Solarzellen anschließe dann
> bricht die Spannung ein. Bsp. Solarzelle liefert 4,6 Volt und Akku hat
> 3,8 Volt. Trenne ich den Akku geht die Spannung sofort wieder auf 6 Volt
> hoch an der Solarzelle. ( Der Motor dreht auch schneller )
>
> Ist das so OK? Warum ist das so?

Google mal nach der Leerlaufspannung einer Solarzelle. Da wirst du 
relativ schnell eine Antwort finden.

> Und könnte es sein das der Akku dafür doch in Ordnung ist, da er bei
> Ladeschlussspannung einfach nicht weiter läd und die überschüssige
> Spannung vom Motor einfach verbraucht wird. ( Motor dreht wieder
> schneller )

Ist das eine Frage oder eine Feststellung? Bzw. nimmst du das an oder 
hast du es ausprobiert?

Sollte der Akku eine Schutzbeschaltung haben, die den Ladevorgang bei 
der Ladeschlussspannung abbricht, dann ist es ok. Wird aber die 
Ladedschlussspannung von 4,2V überschritten, so wird der Akku, wie zuvor 
schon gesagt, zerstört oder zumindest beschädigt. Einige wenige Akkus 
haben solche Schutzschaltungen integriert, üblicherweise aber nur wie 
oben gesagt eine Schmelzsicherung, um einen Kurzschluss zu vermeiden.

von Stefan (Gast)



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Akku Beschriebung sagt

Original Trustfire ICR 26650 - 5000mAh 3,7V geschützt mit PCB
IC Protection / PCB mit Kurzschluss-, Überladungs- und Tiefentladungs 
Schutz
Hochwertige Zellen mit langer Lebensdauer und hoher Zyklenfestigkeit
Speziell für Taschenlampen entwickelt.



Kapazität laut Hersteller   5000mAh
Minimale Kapazität           4500mAh
Nennspannung                   3,7V - 4,2V ± 0,05V
kontinuierliche Entladung   10A
Entladeschlussspannung           2,5V
Innenwiderstand           23mOhms
Schutz   vorhanden (integriert) 10A
Pluspol      erhöht
Chemie              LiNiCoAlO2
Durchmesser      26,30mm ± 0,15
Höhe              68,80mm ± 0,15
Gewicht      92g
Ladeverfahren      CC-CV
Testergebnisse      candlepowerforums
Hersteller      Trustfire

von Eumel (Gast)


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Das ist keine Ladeelektronik!

von Stefan (Gast)


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Dann ist der Akku für mein Vorhaben geeignet oder?

Bin absoluter Laie auf dem Gebiet.

Hab eben Gegoogelt, leider nichts gefunden was ich verstehe mit der 
Leerlaufspannung bei einer Solarzelle.

Ist der Wiederstand vom Akku zu groß das die Solarzelle soweit runter 
geht mit der Spannung.

Die Spannung von Solarzelle und Akku steigen gleichmäßig an, je länger 
die Solarzelle in der Sonne liegt.   So im Stunden-Takt gesehen

Bsp.  heute früh  8:00 Uhr.    Solar   4,10 Volt   Akku   3,40 Volt
      heute mittag   13 Uhr    Solar   3,50 Volt   Akku   3,69 Volt

Also läd der Akku,  ich versteh eben nur nicht warum die Spannung so 
einbricht von der Zelle, selbst bei voller Sonneneinstrahlung.

Und noch eine Frage:   Kann ich die Sperrdiode verwenden mit 1 A  oder 
sollte ich lieber eine Sperrdiode mit 5 A verwenden?

Danke

von Stefan (Gast)


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Ich möchte auch keine Ladeelektronik. Da immer ein Verbraucher 
angeschlossen ist.

von MaWin (Gast)


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Eumel schrieb:
> Das ist keine Ladeelektronik

Kinders, relaxt. Es ist ein Schutz gegen Überladung, Tiefentladung und 
Überstrom durch Kurzschluss.

Damit ist der Akku ausreichend geschützt um nicht kaputt zu gehen und 
Feuer zu fangen.

Vorausgesetzt, in den billigen chinesischen Laptop-Recyklingakkus ist 
drin was draufsteht.

Man kann den Akku mit so einem PCB problemlos laden, in dem man ihn an 
eine strombegrenzte Spannungsquelle hängt. Der Strom muss unter dem 
Überstrom sein, die Spannung unter der Maximalspannung des protection 
Chips, Seikos halten 12V aus, andere manchmal nur 5.5V

Seine Solarzelle ist genau geeignet: nach der Diode hat sie maximal 5.3V 
und sie liefert maximal 330mA, also perfekt geeignet zum direkten 
Anschluss an die geschützte Zelle.

Stefan schrieb:
> Wenn ich den Akku an die Solarzellen anschließe dann bricht die Spannung
> ein. Bsp. Solarzelle liefert 4,6 Volt und Akku hat 3,8 Volt. Trenne ich
> den Akku geht die Spannung sofort wieder auf 6 Volt hoch an der
> Solarzelle. ( Der Motor dreht auch schneller )
> Ist das so OK? Warum ist das so?

Das ist richtig so. Wenn die Schutzschaltung noch zulässt dass der Akku 
geladen wird weil er noch nicht voll ist, steckt due Solarzelle allen 
Strom den sie liefern kann in den Akku. Sie wird dabei so stark 
belastet, dass ihre Spannung auf die Akkuspannung (plus Diodenspannung) 
sinkt, arbeitet also als Stromquelle in der Nähe ihres maximum power 
points. Nichts geht dabei kaputt. Ist der Akku voll, wird er durch die 
Schutzschaltung abgeklemmt, die Solarzelle geht auf Leerlaufspannung, 
die zu niedrig ist, um die Schutzelektronik zu beschädigen.

Beim Entladen klemmt die Schutzschaltung den Akku ab, bevir er 
tiefentkaden wird. Es schadet nicht, schon früher mit dem Entkadevirgang 
zu stoppen, aber wenn man alles aus dem Akku rausholen will, geht man 
bis zur Grenze der Schutzschaltung.

von Stefan (Gast)


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Hallo MaWin,

das war ne sehr gute Antwort. Jetzt hab ich das auch verstanden.

Ich Bedanke mich für die ausführliche hilfestellung

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