Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Solarladeregler


von DrHerbert (Gast)


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Hallo,

eine kurze Frage habe ich da zu den Solarladeregler:

Warum schaltet man das Solarpanel immer kurz wenn man die 
Ladeschlußspannung des Akkus erreicht hat?
Warum nicht einfach ein Relais der das Solarpanel trennt?

Gibt es da einen guten Grund außer vlt. dass die Relais eigenstrom 
brauchen?

Danke.

: Verschoben durch Admin
von K2R (Gast)


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Ein Abschalten durch Relais verbietet sich aus dem von Dir angegeben 
Grund. Und wieso man überhaupt Parallelregler verwendet? Weil man beim 
Serienregler im Ladebetrieb sonst bei leerem Akku sehr hohe Leistungen 
verheizen muss und das solange der Akku Strom zieht.
Bei den verwendeten Parallelreglern ist die maximale Leistung die, die 
bei vollem Akku und maximaler Einstrahlung abfällt. Das ist im Regelfall 
einiges weniger.

von DrHerbert (Gast)


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Und wenn man das so hinkriegt, dass Relais erst bei Ladeschlussspannung 
anziehen und Strom verbrauchen(vom Akku trennen), im Ladezustand ist das 
Relais "Normal Geschlossen", wäre das dann OK?

Leerspannung ist für die Solarzelle dann nicht Schädlich oder so(weil 
man die Lieber kurzschließt), ist vlt. ne blöde Frage, aber vlt. hab ich 
da was verpasst und andere sind da heut schlauer.. :)

von Jobst Q. (joquis)


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Mit einem Parallelregler verbrät man die Leistung nur dann, wenn sie 
zuviel ist. Akku voll, Sonne scheint trotzdem.

Mit einem Serienregler hätte man auch dann Verluste, wenn man die volle 
Leistung braucht.

Außerdem ist eine Solarzelle von der Charakteristik eher eine 
Stromquelle als eine Spannungsquelle, sie hat im Vergleich zum Akku 
einen hohen Innenwiderstand.

von DrHerbert (Gast)


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Jobst Quis schrieb:
> Mit einem Parallelregler verbrät man die Leistung nur dann, wenn sie
> zuviel ist. Akku voll, Sonne scheint trotzdem.
>
Und wenn es zu viel ist, die Sonne weiter scheint, Relais sich öffnet 
und die Solarzelle trennt.
Wenn aber die Sonne nicht mehr scheint, Akku immer noch voll, und 
Controller merkt dass die Sonne nicht mehr scheint, Relais nicht mehr 
angezogen ist und somit Solarzelle wieder angeschlossen?

> Mit einem Serienregler hätte man auch dann Verluste, wenn man die volle
> Leistung braucht.
>
Warum erwähnst du auch  Serienregler, der obere, handgezeichnete 
Beispiel ist doch Parallel, oder nicht?

> Außerdem ist eine Solarzelle von der Charakteristik eher eine
> Stromquelle als eine Spannungsquelle, sie hat im Vergleich zum Akku
> einen hohen Innenwiderstand.

Worauf wolltest du hinaus? Hab die "Pointe" nicht verstanden.
Wenn nachts der Akku an die S-Zelle angeschossen ist, geht der Strom 
über S-Zelle?

von Carsten R. (kaffeetante)


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Wenn man keine Energie mehr braucht kann man die Panels kurzschließen 
oder den Stromkreis unterbrechen (open circuit). In den Datenblättern 
findet man Werte zu den Fällen Kurzschlußstrom und Leerlaufspannung.

Man kann beides machen. Da gibt es wohl ein etwas umfangreicheres für 
und wider. Beispielsweise: Der Kurzschlußstrom ist nahe dem Nennstrom. 
Das ist also keine Herausforderung. Im Leerlauf steigt die Spannung an. 
Das kann man aber auch bewältigen. Will man Spannung auf eine Anlage die 
eigentlich logisch "abgeschaltet" ist? Letztlich ginge beides aber man 
hat sich für diese Option entschieden. Andere Argumente wurden schon 
genannt.

von Carsten R. (kaffeetante)


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DrHerbert schrieb:
> Warum erwähnst du auch  Serienregler, der obere, handgezeichnete
> Beispiel ist doch Parallel, oder nicht?

Weil die Frage lautet: Warum so und nicht anders? Und er beschreibt das 
"Anders" um es zu Vergleichen.

von ich (Gast)


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Hallo,
Was spricht denn gegen ein Relais das einmal angestubst wird und dann da 
bleibt wo es ist und auch wieder zurückgestubst werden kann dass 
verbraucht nur kurz Stom

von Jobst Q. (joquis)


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DrHerbert schrieb:
>> Außerdem ist eine Solarzelle von der Charakteristik eher eine
>> Stromquelle als eine Spannungsquelle, sie hat im Vergleich zum Akku
>> einen hohen Innenwiderstand.
>
> Worauf wolltest du hinaus? Hab die "Pointe" nicht verstanden.
> Wenn nachts der Akku an die S-Zelle angeschossen ist, geht der Strom
> über S-Zelle?

Wenn die Solarzelle eine Spannungsquelle mit niedrigem Innenwiderstand 
wäre, gäbe es Probleme beim Kurzschließen. Da sie aber eine Stromquelle 
ist, gibt es da keine Probleme. Gegen das Zurückfließen ist die Diode 
da, ebenso gegen das Kurzschließen des Akkus.

von DrHerbert (Gast)


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Jobst Quis schrieb:
> Wenn die Solarzelle eine Spannungsquelle mit niedrigem Innenwiderstand
> wäre, gäbe es Probleme beim Kurzschließen. Da sie aber eine Stromquelle
> ist, gibt es da keine Probleme.

Was für ein Problem gäbe es dann, mit niedrigem S-Zellenwiderstand? 
Hoher Strom?

> Gegen das Zurückfließen ist die Diode da, ebenso gegen das
> Kurzschließen des Akkus.

Wenn ich es per Relais trenne kann ich mir dann quasi Diode und den 
Spannungsabfall über die sparen?

-------------------------------------------------

Ich habe jetzt etwas drüber nachgedacht....
Kann es sein, dass man es "Kurzschließt", oder besser gesagt geregelt 
Kurzschließt um den Akku vollständig zu laden?

Denn wenn man volle Ladung der Zelle auf ein Akku gibt, geht es dann 
bald über die Ladeschlussspannung hinaus.
Mit dem Stromentnehmen per Mosfet, kann man so den Ladestrom regeln und 
somit den Akku voller laden?
Bin ich da auf dem richtigem Weg? Oder kann man sich das sparen?

von Carsten R. (kaffeetante)


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DrHerbert schrieb:
> Was für ein Problem gäbe es dann, mit niedrigem S-Zellenwiderstand?
> Hoher Strom?

Denk umgekehrt. Das macht die aktuelle Methode so einfach. Ich kann 
einfach  low-side einen Transistor/Fet nehmen und gut ist. Ein 
bistabiles Relais gleicher Belastbarkeit mit Anstuerung ist komplexer 
und teurer. Einen Halbleiter kann ich viel schneller Schalten und 
verträgt viele viele Schaltzyklen.

Umgekehrt gefragt. Warum sollte man es unbedingt anders herum wollen? 
Ich weiß, intuitiv war mir das früher auch lieber und der "Kurzschluß" 
war mir auch nicht ganz geheuer. Aber es ist ein Strom, der nicht viel 
höher ist als der normale Nennstrom. Dafür ist das Ding dann fast 
spannungslos.

: Bearbeitet durch User
von DrHerbert (Gast)


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Carsten R. schrieb:
> Umgekehrt gefragt. Warum sollte man es unbedingt anders herum wollen?
> Ich weiß, intuitiv war mir das früher auch lieber und der "Kurzschluß"
> war mir auch nicht ganz geheuer. Aber es ist ein Strom, der nicht viel
> höher ist als der normale Nennstrom. Dafür ist das Ding dann fast
> spannungslos.

Ich denk irgendwie intuitiv... Wenn die Solarzelle Strom liefert so 
verbraucht die sich, im Leerlauf ist vlt. nicht so der Fall...
Wenn es der Solarzelle völlig wurst ist, ob die gerade Strom liefert 
oder nicht, dann ok. Aber wenn die sich bei Last quasi verschleißt dann 
wäre die Relais Methode besser... oder nicht?

von MaWin (Gast)


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DrHerbert schrieb:
> Gibt es da einen guten Grund

Ein Solarpanel besteht aus Dioden in Flussrichtung:

- --|<|--|<|--|<|-- +

Diese Dioden erzeugen Strom sobald Licht drauffällt, daran kannst du 
nichts ändern, der Strom entsteht immer. Die Frage ist nur, wo lang er 
fliesst.

Da der Strom zunächstmal nirgends abfliessen kann, steigt die Spannung 
an den Anschlüssen.

0V --|<|--|<|--|<|-- +2.1V

Wie du siehst, fliesst der Strom im Leerlauf dann durch die Dioden, denn 
die sind ja in Leitrichtung. Mehr als 2.1V (3 x 0.7V) werden es bei 3 
Zellen kaum.

Spannung x Strom ergibt Leistung, im Panel werden bei 1A Photostrom 
durch die 2.1V also 2.1 Watt verbraten in Form von Wärme.

Schliesst man das Panel kurz

 +--|<|--|<|--|<|--+
 |                 | 0V
 +-----------------+

fliesst das 1A direkt ab bevor die Spannung nennenswert ansteigt. Kaum 
Spannung ergibt bei gleichen Strom aber kaum Leistung, kaum 
Verlustleistung, kaum Wärme, weder im Panel noch im kurzschliessenden 
MOSFET.

 +--|<|--|<|--|<|--+
 |                 |
 |                 I|--+
 |                 |  (U)
 +-----------------+---+

Ausserdem muss eine eventuell angeschlossene Elektronik bloss die 
maximale Akkuspannung aushalten (also meist die Nennspannung der 
Solarmodule) und nicht die (meist 1.4 mal höhere) Leerlaufspannung der 
Solarmodule.

Ausserdem liegt bei vollem Akku keine hohe Spannung an den Modulen, die 
bei PV auf dem Dach leicht 1000V erreichen kann. Das verhindert in dem 
Moment Unfälle, und stresst die Isolation nicht so.

Es gibt also nur Vorteile, kurzzuschliessen, warum sollte man es also 
nicht tun ?

von MaWin (Gast)


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DrHerbert schrieb:
> SCAN0004.JPG

P.S.: Deine Schaltung funktioniert so nicht, OUT sind beim ICL7665 keine 
push pull Ausgänge sondern benötigen einen pull up.

Und dann sollte man auf die Polarität achten, damit durch die 
Widerstände bei leerem Akku nicht unnötig Strom fliesst.

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

von DrHerbert (Gast)


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MaWin schrieb:
> Schliesst man das Panel kurz
>
>  +--|<|--|<|--|<|--+
>  |                 | 0V
>  +-----------------+
>
> fliesst das 1A direkt ab bevor die Spannung nennenswert ansteigt. Kaum
> Spannung ergibt bei gleichen Strom aber kaum Leistung, kaum
> Verlustleistung, kaum Wärme, weder im Panel noch im kurzschliessenden
> MOSFET.

Danke für die Mühe...

Also fließt in diesem Fall Strom und da nirgends Spannung abfällt wir da 
auch nichts Warm? Fließt der Strom dann im "Kreis" und fällt nicht mal 
an dem Solarmodul ab?

von DrHerbert (Gast)


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MaWin schrieb:
> DrHerbert schrieb:
>> SCAN0004.JPG
>
> P.S.: Deine Schaltung funktioniert so nicht, OUT sind beim ICL7665 keine
> push pull Ausgänge sondern benötigen einen pull up.
>
> Und dann sollte man auf die Polarität achten, damit durch die
> Widerstände bei leerem Akku nicht unnötig Strom fliesst.
>
> http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-fa...

Danke für den Hinweis. Gut aufgepasst ;)
Habe die Schaltung nicht genau geschaut, ist nicht von mir. Wollte nur 
auf den Vorderen Mosfet fokusieren!
Meine Schaltung wollte ich per µC lösen.

von MaWin (Gast)


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Richtig, geringer Spannungsabfall wegen Leitungswiderstand etc.

von DrHerbert (Gast)


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MaWin schrieb:
> Richtig, geringer Spannungsabfall wegen Leitungswiderstand etc.

Wenn der Strom in der Solarzelle fließt, ist der Widerstand sehr klein 
und wenn keine Sonne scheint oder kein Strom fließt geht der Widerstand 
nach oben?

von Carsten R. (kaffeetante)


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DrHerbert schrieb:
> Also fließt in diesem Fall Strom und da nirgends Spannung abfällt wir da
> auch nichts Warm?

Warm wird es so oder so. Die Sonne scheint ja drauf. Ein Teil wird 
reflektiert. Ein Teil wird in Wärme umgesetzt. Und ein Teil wird als 
elektrische Leistung abgeführt. Es gibt da angepaßte 
Thermographieverfahren mit denen man das dann sehen kann um zu 
kontrollieren welche Module keine elektrische Leistung bringen.

Wenn das Ding ohne Kabel in der Sonne liegen würde (open Circuit) würde 
es auch warm werden. Die Energie kommt ja von der Sonne. Der Kurzschluß 
ist ja kein Verbrauch der von extern versorgt wird. Es wird kühler wenn 
die Energie auch abgenomen wird. Das ist weder bei Kurzschluß noch bei 
Leerlauf der Fall. Der Stromverbrauch "kühlt" Quasi das Modul ein wenig, 
weil die Energie abgeführt wird.

von MaWin (Gast)


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DrHerbert schrieb:
> Wenn der Strom in der Solarzelle fließt, ist der Widerstand sehr klein
> und wenn keine Sonne scheint oder kein Strom fließt geht der Widerstand
> nach oben?

Nee. Mach dir keine Gedanken. Der Widerstand in der Solarzelle ist immer 
eine Diodenkennline, und die hat einen differentiellen Widerstand der je 
danamisch nach Spannung verschieden ist.

von Jobst Q. (joquis)


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DrHerbert schrieb:
> Wenn der Strom in der Solarzelle fließt, ist der Widerstand sehr klein
> und wenn keine Sonne scheint oder kein Strom fließt geht der Widerstand
> nach oben?

Der Strom ändert sich ziemlich proportional der Helligkeit, nicht der 
Widerstand. Die Leerlaufspannung ändert sich kaum.

http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/halbleiterdiode/lb/funktion-einer-silizium-solarzelle-kennlinie-einer-solarzelle-2

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