Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Solarladeregler ft. Step-Down


von Daniel V. (Gast)


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Hallo, also ich habe ein 100W Panel, 23V Leerlaufspannung und ca. 6A 
Kurzschlußstrom.

Die letzten Tage haben wir schlechtes Wetter gehabt, da hab ich mal paar 
Versuche gemacht:

Das Panel lieferte wärend der Versuche ca 19V + 1A Kurzschlußstrom.
Der 12V Akku hatte 12,2V Spannung

1: Klassisches China Solarladeregler 20A
- ladet den 12V Akku mit ca 800mA.

2: Solarpanel direkt an den Akku dran
- ladet mit ca 900mA.

3: DC-DC Stepdown 5A auch vom Chinesen
- ladet den Akku mit ca. 1,2A

Nun mal ne dumme Frage, wozu gibt es Solarladeregler, wenn die zum Laden 
am
ungeeignetesten sind?
Der Step-Down, wandelt von den 19V auf 14,4V runter und der Strom ist ca 
1,6A - es wird also ausser den Wandlungsverlusten nichts verbraten!

Wie ladet man am besten einen Akku wenn die Wintermonate da sind?

Ich bin für Step-Down, oder Panel direkt dran aber dann die Akkuspannung 
14,4V überwachen und abklemmen.
Ich habe 3 verschiedene Solarladeregler, die verhalten sich alle 3 
gleich schlecht. Da ist auch keine Spule drin - also einfach ein 
Längsregler ala LM317 im Großformat.

von hinz (Gast)


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von 0815 (Gast)


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Das ist doch alles Mumpitz. Kaum ein Wert ist hier plausibel, und 
darüberhinaus erzeugt kein normeler DC/DC-Wandler ohne MPP ein einziges 
mA mehr Strom für den Akku.
Es sind entweder lauter Messfehler, oder Du willst uns hier das, was 
Dein Taschenrechner ausspuckte als real gemessene Werte verkaufen.

von eProfi (Gast)


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@0815:  Du bist ein Quatschkopf.
Daniels Vorgehen ist einwandfrei. Da das Modul vermutlich nicht zum 
12V-Akku-Laden vorgesehen ist (23V Leerlauf klingt nach 18V 
Nennspannung), lohnt es, die Fehlanpassung mit einem StepDown zu 
korrigieren.

Um welche Technologie (mono, poly, mixed (hybrid) oder amorph) handelt 
es sich?

von 0815 (Gast)


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eProfi schrieb:
> @0815:  Du bist ein Quatschkopf.
> Daniels Vorgehen ist einwandfrei. Da das Modul vermutlich nicht zum
> 12V-Akku-Laden vorgesehen ist (23V Leerlauf klingt nach 18V
> Nennspannung), lohnt es, die Fehlanpassung mit einem StepDown zu
> korrigieren.

Also eProfi, bevor Du weiter dusselig quatscht, lege doch mal einen 
xbeliebigen DC/DC-Wandler zwischen eine Zelle und einen Akku. Und dann 
melde dich nochmal mit den Werten...so kann ich einschätzen, ob auch Du 
Dich von Wünschen leiten lässt, oder mehr auf nüchterne Physik stehst...
Bis dahin schweige bitte zu Dingen, die Du noch nie probiert hast, oder 
die Du nicht verstehst.

von Bernd K. (bmk)


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Das kann man dem TO auch ohne 'Mumpitz' und 'Quatschkopf' erklären.

Die sogenannten 12V Panels haben idR eine Leerlaufspannung von 23V
und eine MPP Spannung von 18V. Wohlgemerkt bei bester Einstrahlung.

In den Wintermonaten bei trübem Wetter liegt die MPP Spannung eher
bei 15-16V und kärglichem Strom. Und genau für diesen Betriebszustand
sind die Panels ausgelegt. Die Rückstromdiode klaut auch nochmal 0,7V
so dass der Akku bis 14,4V bei Direktanschluss mit bestmöglichem Strom
geladen wird. In diesem Betriebspunkt wäre ein Step-Down völlig daneben.

Und ja, wenn der Akku recht leer ist (12V) und das Panel ordentliche
18V unter Last liefert, kann bei dieser Differenz-Spannung von 6V ein
Step-Down den Ladestrom um 30% erhöhen. Das ändert sich aber schnell,
wenn der Akku sich seiner 14,4V Ladeendspannung nähert und/oder die
Einstrahlung deutlich abnimmt. Dann wars das mit dem Step-Down.

Der beste Kompromiss ist wohl der Verzicht auf den Step-Down.

von 0815 (Gast)


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Also bevor sich noch weitere Helfer sinnlos die Finger wund schreiben, 
erkläre ich mal diverse Unstimmigkeiten, anhand derer man sieht, daß 
Daniels Fragen offenbar nicht so ganz ernst zu nehmen sind.


Der Titel des Threads enthält einen unglücklich gewählte Abkürzung. Es 
soll vermutlich ein "vs" dort stehen.

Eine Solarzelle mit 23V Leerlaufspannung hat bei 1A Kurzschlussstrom 
(Bewölkung) keine 19V Leerlaufspannung, sondern 22,5V oder sogar mehr.

Ein 20A-Laderegler lädt den Akku nicht mit 800mA, wenn die direkt 
angeklemmte Zelle 900mA bringt. 890mA sind ggf. realistischer.

Ein normaler China-Schaltregler lädt den Akku nicht plötzlich mit 1,2A. 
Realistisch sind (auf die 900mA bei Direktanschluss bezogen) 850mA.
Dieser Regler misst nicht seine Eingangsspannung, die Zellenspannung 
schwirrt daher irgendwo kurz über der Akkuspannung herum (Regler regelt 
ständig nur voll auf, es ist so praktisch auch nur ein Linearregler, 
aber mit mehr Stromverbrauch).
Ist der Akku voll, steigt die Zellenspannung schlagartig auf nahe 
Leerlaufspannung an. Sie ist garantiert nie auch nur in der Nähe des 
Arbeitspunktes, das ist physikalisch schlicht unmöglich. Ausnahme: immer 
konstante Last, exakt passend zur stets konstanten Belichtung. In der 
Praxis: keine einzige Sekunde lang, gerade bei einem Akku am Ausgang.

Die vielen Besitzer teurer MPP-Regler irrten sich nicht alle, bzw. 
hatten auch kein Geld zu verschenken.


Daniel V. schrieb:
> Der Step-Down, wandelt von den 19V auf 14,4V runter und der Strom ist ca
> 1,6A - es wird also ausser den Wandlungsverlusten nichts verbraten!

Hier ist ebenfalls ein Wunsch der Vater des Gedanken. Mit noch wieder 
anderen Daten versteht sich. Das Thema Freie Energie wird dabei ganz 
nebenbei auch noch angekratzt.


Also wirklich alles leider Mumpitz. Selbst die 12,2V Akkuspannung sind 
untypisch, 12,8V klingen besser.


Daniel V. schrieb:
> Ich bin für Step-Down

Ich verstehe DAS als das eigentliche Problem. Dieser Wunsch scheint die 
Messergebnisse doch recht deutlich zu verbiegen.

von Carsten R. (kaffeetante)


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@0815

Hälfte richtig, Hälfte falsch.

Daniel V. schrieb:
> Das Panel lieferte wärend der Versuche ca 19V + 1A Kurzschlußstrom.

Zugegeben, diese Zeile ist kaum eindeutig zu übersetzen. 19 Volt bei 
Kurzschlußstrom geht wohl nicht und die Lastbedingung für 19 Volt sind 
unklar (Leerlauf?)

Der Rest ist durchaus plausibel, hängt halt vom Aufbau der Regler und 
dem verwendeten Akku ab, welcher nicht näher beschrieben ist. 
Prinzipiell hast Du mit dem Schaltregler zwar recht, aber wenn sich bei 
der eingestellten Sollspannung (unbekannt) ein Ladestrom von 1,2 A bei 
dem Akku (unbkannt) einstellt, so könnte das eingagsseitig zu einem 
Strom führen bei dem die Spannung am Modul hoch bleibt, was die 
Leistungserhöhung ermöglicht. Das ist aber ein eher instabiler Zustand 
und abhängig von den Messbdingungen. Der Effizienzgewinn bei einem 
einfachen Spannungswandler ist nicht garantiert. Der Betriebspunkt kann 
sehr schnell ungünstigere Bedingungen annehmen.

Richtig:
Eine solche Konstellation ohne MPP oder etwas ähnliches ist Käse, aber 
solche Messwerte sind prinzipiell durchaus denkbar, zumindest als 
vorrübergehender Betriebszutand.

0815 schrieb:
> Ein 20A-Laderegler lädt den Akku nicht mit 800mA, wenn die direkt
> angeklemmte Zelle 900mA bringt. 890mA sind ggf. realistischer.

Das läßt sich ganz simpel durch die Meßmethode erklären. Der 
Sonnenschein ist nicht ganz konstant, 10 % Abweichung sieht und fühlt 
man nicht einmal.

Bevor man einen Troll unterstellt kann man auch mal schauen ob es noch 
andere Gründe für die Unstimmigkeiten gibt.

Zur Fragestellung zurück:

Die beste Methode wäre MPP-Tracking, wird in diese Größenordnung aber 
oft nicht genommen, da es ja billig sein soll.

Direktanschluß kann nach hinten losgehen, da bei vollem Akku eine 
Überspannung am Akku anliegt.

Billigregler sind nicht so Effizient, aber sie überwachen wenigstens 
mehr oderweniger die Akkuspannung.

Ein einfacher Step-Down ist schwer zu bewerten, weil seine Regelung ein 
anderes Ziel verfolgt und somit hier nicht paßt. Die Regelung paßt nicht 
zur Aufgabe. Das führt zu keinen stabilen Ergebnissen. Abgesehen von 
Sonderfällen ist diese Methode kaum von Vorteil.

Eine denkbare billige Kompromissregelung wäre ein Schaltregler der wie 
ein Shuntregler seine Eingangsspannung stabilisiert und zusätzlich seine 
Ausgangsspannung überwacht (mit höherer Priorität) und dann bei 
Ladeschluß die Leistung herunterfährt was zu einer Erhöhung der 
Eingangsspannung führt (in Richtung Leerlauf). Hier muß also bei 
Ladeschluß oder ohne Last das "Shuntregelverhalten" mit höherer 
Priorität übersteuert / überblendet werden.

: Bearbeitet durch User
von 0815 (Gast)


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Carsten R. schrieb:
> Daniel V. schrieb:
>> Das Panel lieferte wärend der Versuche ca 19V + 1A Kurzschlußstrom.
>
> Zugegeben, diese Zeile ist kaum eindeutig zu übersetzen. 19 Volt bei
> Kurzschlußstrom geht wohl nicht und die Lastbedingung für 19 Volt sind
> unklar (Leerlauf?)

Ich interpretiere dort 19V Leerlaufspannung und 1A Kurzschlussstrom.
19V Arbeitsspannung kann er nicht meinen, da die an seinem 12V Akku 
nicht vorkommen. Solarzellen gehen im Leerlauf aber schon bei schwachem 
Licht auf nahe Leerlaufspannung hoch. Bei der für 1A Kurzschlussstrom 
nötigen Beleuchtungsstärke auf jeden Fall, das ist nur leichte 
Bewölkung.
Also alles Ulk.

Carsten R. schrieb:
> Der Rest ist durchaus plausibel

Eben nicht. Es handelt sich zumindest um Messfehler.

Carsten R. schrieb:
> Der
> Sonnenschein ist nicht ganz konstant, 10 % Abweichung sieht und fühlt
> man nicht einmal.

Natürlich nicht. Aber bei ihm scheint die Sonne beim DC/DC-Wandler 
automatisch am stärksten. Und das ist bei keinem Schaltregler ohne 
Eingangsspannungsmessung der Fall. Wie gesagt nicht eine Sekunde lang.
Man müsste es lang und breit erklären, ist viel zu viel für einen 
normalen Beitrag hier. Man sehe sich nur mal die Ein- und 
Ausgangsleistungen des Schaltreglers an, und vor allem seinen negativen 
Widerstand am Eingang. Normale Schaltregler machen die Spannung einer 
Solarzelle IMMER entweder rigoros platt, oder springen (bei vollem Akku 
)urplötzlich auf Werte nahe dem Leerlauf der Zelle zurück. Und dabei 
sind die Leistungsschwankungen der Zelle noch gar nicht berücksichtigt.
Wer´s nicht glaubt, probiert einfach mal. Eine Solarzelle ist eben kein 
beliebig belastbares Netzteil. Und selbst bei einem Netzteil würde 
ähnliches passieren, wenn es zu schwach dimensioniert wäre. Die 
Solarzelle ist für einen ungeladenen Akku immer zu schwach, und hat dazu 
noch einen hohen Innenwiderstand.

von Carsten R. (kaffeetante)


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0815 schrieb:
> Carsten R. schrieb:
>> Der Rest ist durchaus plausibel
>
> Eben nicht. Es handelt sich zumindest um Messfehler.

Nein doch ja^^
Wie sag ich es nur?
Nein bzw. doch, wegen em "Eben nicht."
Ja, weil auch Meßfehler plausibel sind.
Wer hat denn schon ein "Lichtlabor"?

0815 schrieb:
> Aber bei ihm scheint die Sonne beim DC/DC-Wandler
> automatisch am stärksten.

Ich hatte gehofft, daß aus meine Beitrag hervorging daß dies nicht so 
ist. Das hängt dami zusammen daß das Panel eine (sonnenabhängige) 
Stromquelle ist.

Solange der Regler bzw. die Last am Regler das Panel nicht üerfordert, 
hält es seine höhere Spannung und der Regler kann diese nutzen um mehr 
Strom zu liefern als vom Panel kommt. Bei einer höheren Eingangsspannung 
als Ausgangsspannung gibt ein Step-Down ja mehr Strom ab als er 
aufnimmt. So bekommt man bei gleichem Sonnnschein mehr Strom.

Wird das Panel auch nur für einen Augenblick überfordert, bricht die 
Spannung dort ein und dann war es das mit dem Vorteil (Instabil). Erst 
wenn das Panel bei mehr Sonne mehr Strom zu liefern vermag als die Last 
will, besteht für einen normalen DC-Wandler die Möglichkeit sich zu 
"erholen".

MPP-Tracker machen genau dies. Sie drosseln bei Bedarf den Ausgangsstrom 
damit die Spannung am Panel wieder steigt und suchen nach dem besten 
Kompromis. Sie machen es aber gezielt, während es bei einem normalen 
Step-Down-Regler von den Umständen abhängt ob es klappt.

0815 schrieb:
> Normale Schaltregler machen die Spannung einer
> Solarzelle IMMER entweder rigoros platt, oder springen (bei vollem Akku
> )urplötzlich auf Werte nahe dem Leerlauf der Zelle zurück.

Nicht immer, sondern das hängt auch von der Last ab die am Regler hängt, 
sowie ihren Eigenschaften wie dem Innenwiderstand. Wenn die 
Ausgangsspannung gehalten wird ohne das das Panel überfordert wird, so 
entfällt das "Plattmachen".

: Bearbeitet durch User
von Michael H. (overthere)


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In diesem zusammenhang möchte ich auch darauf hin weißen, dass es ein 
paar nette Teardowns von Solarladereglern gibt:
"WellSee" deutet es schon an...
https://www.youtube.com/watch?v=umRNiJ1oLwo

von Carsten R. (kaffeetante)


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Ja den kenne ich auch.^^
Fazit:

Das Ding heißt zwar MPPT aber die haben nie MPPT versprochen.
Also ist alles ok :P

Man sieht auf den ersten Blick sofort, daß das Ding in keinster Weise 
MPPT kann. Abgesehen von der lustigen kleine Miniluftspule ist keine 
ernstzunehmende Speicherdrossel vorhanden. Es kann aus der höheren 
Spannung keinen Vorteil ziehen um dadurch den Strom bei niedrigerer 
Spannung ausgangsseitig zu erhöhen. Eine Wandlung ist nicht möglich. Es 
kann nur nackte PWM. Damit könnte man Leistung bestenfalls etwas 
abregeln mit einem laaaaangsamen Takt, aber nicht einmal das tut sas 
Teil.

: Bearbeitet durch User
von noreply (Gast)


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@0815
Es sind doch alle Werte plausibel, mal abgesehen von eventuellen 
Meßfehlern und Änderungen der Beleuchtungsstärke.

Ein 100 W Solarmodul lädt einen Akku mit etwa 10 Watt. Was soll daran 
ungewöhnlich sein. ;-)

von 0815 (Gast)


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Carsten R. schrieb:
> 0815 schrieb:
>> Normale Schaltregler machen die Spannung einer
>> Solarzelle IMMER entweder rigoros platt, oder springen (bei vollem Akku
>> )urplötzlich auf Werte nahe dem Leerlauf der Zelle zurück.
>
> Nicht immer, sondern das hängt auch von der Last ab die am Regler hängt,
> sowie ihren Eigenschaften wie dem Innenwiderstand. Wenn die
> Ausgangsspannung gehalten wird ohne das das Panel überfordert wird, so
> entfällt das "Plattmachen".

Beim angeschlossenen Akku eben genau nie. Entweder ist der Akku leer, 
und zieht "jeden" Strom (plattmachen der Modulspannung), oder er ist 
gerade  fast voll, der Ausgangsstrom des Wandlers geht zurück, der 
Eingangsstrom ebenfalls, die Modulspannung steigt, der Eingangsstrom 
geht daraufhin noch viel weiter zurück, die Modulspannung steigt bis 
knapp unter Leerlauf.
Es gibt definitiv nie einen Betrieb auch nur in der Nähe des 
Arbeitspunktes. Es ist ein Lawineneffekt, den man nicht verhindern kann.
Dieser Effekt tritt übrigens erst auf, wenn der Akkustrom schon unter 
die angenommenen 900mA des Moduls kommt. Aber dann kommt es auch nie 
mehr zu diesen imaginären 1,2 oder 1,4A. Alles Ulk, ganz sicher.

Es klappt übrigens noch nicht mal bei exakt gleicher Ausgangslast und 
Modulleistung. Warum? Weil der Schaltregler einen neg. Innenwiderstand 
am Eingang hat. Das ganze Teil ist in Verbindung mit einer Solarzelle 
als eine Art Schmitt-Trigger anzusehen. Den kann man nicht linear über 
den Eingangsstrom betreiben. Das widerspricht einfachster 
Regelungstechnik.

Möchte mich aber ehrlich gesagt nicht weiter mit solchen bekannten 
Phänomenen herumschlagen. Testet einfach selbst, und erkennt, daß 
normale Schaltregler für Solarzellen absolut indiskutabel sind.
Eine simple Eingangsspannungsmessung bewirkt hingegen Wunder.

von 0815 (Gast)


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noreply schrieb:
> Es sind doch alle Werte plausibel

Das wirklich einzig Plausible ist das Verhältnis 
Leerlaufspannung/Kurzschlussstrom im Vergleich zu einem 100W-Modul. Das 
war es aber schon, alles andere ist nicht plausibel, teilweise halt 
sogar völlig unstimmig.
Könnt ihm ja gern helfen, wenn Ihr nichts Abwegiges entdeckt...bin dann 
aber raus.

von noreply (Gast)


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0815 schrieb:
> Beim angeschlossenen Akku eben genau nie. Entweder ist der Akku leer,
> und zieht "jeden" Strom (plattmachen der Modulspannung),

Bei 12 Volt Akkus ist die Ladespannung irgendwo im Bereich 12 bis 14 
Volt, je nach Akku-Technologie. Ist zwar nicht genau im MPP des 
Solarmoduls, aber nahe genug dran. Da hat man eher das Problem, das das 
Modul den Akku gnadenlos überfährt. Der Threadstarter bräuchte Akkus mit 
mehr Kapazität, um die mögliche Energieabgabe des Moduls vollständig zu 
absorbieren. Aber selbst dann ist das "schlimmste", was der Step-Down 
machen könnten, einfach durchschalten. Und dann ist man wieder bei der 
direkten Anschaltung.

von Carsten R. (kaffeetante)


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0815 schrieb:
> Beim angeschlossenen Akku eben genau nie.

Zu allgmein. Das Szenario in dem das nicht so ist wurde doch genau 
beschrieben.

Akkutyp, (Lade)Zustand, Innenwiderstand (teilweise Ladezustandsabhängig) 
Sollwert des DC-Reglers etc sind unbekannt. Es gibt, auch hier im Forum, 
zahlreiche Berichte  Threads  Fragen in denen Leute sogar bei einer 
Autobatterie deutlich unter einem Ampere reinschicken können, und das 
mit einem Ladegerät!

Es ist ausreichend wenn der Akku beim Sollwert der Spannung nicht mehr 
als 1,2 A aufnimmt und ein Eingangskondensator im Wandler (in der Regel 
vorhanden) die Spikes wegfiltert.

0815 schrieb:
> Das ganze Teil ist in Verbindung mit einer Solarzelle
> als eine Art Schmitt-Trigger anzusehen. Den kann man nicht linear über
> den Eingangsstrom betreiben. Das widerspricht einfachster
> Regelungstechnik.

Schmitt-Trigger triff es. Daran mußte ich auch denken. Habe da gestern 
erst woanders dazu geschrieben. Es war hier nirgends davon die Rede das 
Ding linear zu betreiben. Ich schrieb doch daß das Teil sich in einer 
der beiden Zustände (Panelspannung plattmachen vs höhere Spannung, aus 
der dann mehr Strom per Wandler erzeugt werden kann) fängt, bis sich die 
Bedingungen wieder soweit ändern daß es erneut kippt.

: Bearbeitet durch User
von 0815 (Gast)


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noreply schrieb:
> Bei 12 Volt Akkus ist die Ladespannung irgendwo im Bereich 12 bis 14
> Volt, je nach Akku-Technologie. Ist zwar nicht genau im MPP des
> Solarmoduls, aber nahe genug dran. Da hat man eher das Problem, das das
> Modul den Akku gnadenlos überfährt.

Ich sage auch nicht, daß der Wandler schädlich für das System ist. Nur 
erzeugt er nie mehr Strom, auch wenn Carsten das nicht glauben will. Der 
Schaltregler ist das 5. Rad am Wagen.
Das Zusammenspiel Akku/Schaltregler ohne 
Eingangsspannungsmessung/Solarzelle hatte noch nie eine Sekunde lang 
Sinn. Nicht mal mit zusätzlicher, sauber eingeregelter elektronischer 
Last o.ä..
Habe dazu aber nun wirklich genug geschrieben, Zweifler müssen sich 
weiterführend schon selbst mit Wissen bewaffnen.

Vielleicht ist hier einer fit mit z.B. LTspice, und klärt die Sache?

von noreply (Gast)


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0815 schrieb:
> Ich sage auch nicht, daß der Wandler schädlich für das System ist. Nur
> erzeugt er nie mehr Strom, auch wenn Carsten das nicht glauben will. Der
> Schaltregler ist das 5. Rad am Wagen.

Der Schaltregler dient doch eher als Laderegler für den Akku, wenn denn 
der Akku mit Konstantspannung geladen werden darf. Dann liefert der 
Chinamann einen Schaltregler mit LM2576 oder irgend etwas ähnliches mit 
einer maximalen Einschaltzeit von typisch 98 % (Limit 93 %) und schon 
ist man im Wunderland der Trickschaltungen und der Strom kann mehr 
werden.

von Carsten R. (kaffeetante)


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Wie gesagt, die Leistungsstufe ist die gleiche wie beim MPPT. Nur der 
Regelmechanismus ist anders. Das halbwegs bistabile Verhalten hast du 
selbst bemerkt. Das ist zwar für den Alltagsgebrauch zu instabil und 
halbgar. Etwas Anderes hat auch Keiner behauptet. Aber woher kommt deine 
Unmöglichkeit das es den einen Zustand erreichen kann wenn du selbst den 
"Schmitt-Trigger" siehst? Das paßt doch nicht.

Von "unten" mit kleiner Last kommend funktioniert das bis man zuviel 
verlangt. Dann ist der Effekt platt. Damit kann man natürlich keine 
Akkus laden, da zu Beginn der Ladung die Stromaufnahmewilligkeit am 
Höchsten ist. Da wird man das kaum beobachten können.

Aber beim Experimentieren mit einigermaßen vollen Akkus oder bei 
Spannungssollwert nahe der Akkusspannung kann der Zustand durchaus 
erreicht werden. Das hat nichts mit wahrhaben wollen zu tun. Das Ding 
kennt zwei Zustände zwischen denen es kippt. Der Eine ist im Allgemeinen 
seltener als der Andere, aber wenn die Eperimentierbedingungen 
entsprechend sind...

: Bearbeitet durch User
von 0815 (Gast)


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noreply schrieb:
> Der Schaltregler dient doch eher als Laderegler für den Akku

Ja klar, aber dazu braucht es keinen Schaltregler, der neben dem 
"Längstransistor" auch noch ne Spule bzw. einen Trafo eingebaut hat, der 
noch zusätzliche Verluste verursacht. Der Schaltregel-IC hat meist auch 
noch eine höhere Leerlaufstromaufnahme. Klappen tut es, nur unsinnig 
bleibt es.

Carsten R. schrieb:
> Das halbwegs bistabile Verhalten hast du
> selbst bemerkt. Das ist zwar für den Alltagsgebrauch zu instabil und
> halbgar.

Das ist nicht halbwegs bistabil, das ist vollkommen bistabil. Zumindest 
in Hinsicht auf einen möglichen Stromgewinn, dieser ist nie vorhanden. 
Außer tatsächlich für den abstrakten, einmaligen Fall, daß man beim 
ersten Anschluss einen frisch geladenen Akku und eine wohldefinierte 
Last dranhängt (und die momentane Zellenleistung kennt). Bei der ersten 
Wolke ist das dann vorbei, und kommt auch nie wieder. Also das ist doch 
rein akademisch, es gibt diesen Zustand praktisch nie.

Carsten R. schrieb:
> Aber woher kommt deine
> Unmöglichkeit das es den einen Zustand erreichen kann wenn du selbst den
> "Schmitt-Trigger" siehst? Das paßt doch nicht.

Ich sage nicht, daß es nur einen Zustand gibt, sondern zwei. Leider ist 
keiner dieser beiden Zustände sinnvoll.

von Bernd K. (bmk)


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0815 schrieb:
> Ich sage auch nicht, daß der Wandler schädlich für das System ist. Nur
> erzeugt er nie mehr Strom, auch wenn Carsten das nicht glauben will. Der
> Schaltregler ist das 5. Rad am Wagen.

Dem ist zu widersprechen. Genau das macht ein StepDown; nämlich
bei niedrigerer Ausgangsspannung einen höherem Strom liefern.
Hier die Angaben von Daniel:

Vin = 19V, Iin = 1A, Pin = 19Watt
Chinakracher: nehmen wir mal 80% eff, dann erhält der Ausgang 15Watt
Pout = 15Watt, Uout = 12,2V, Iout = 1,23 A

Und diese Werte hat Daniel angegeben und erscheinen daher glaubwürdig.

von 0815 (Gast)


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Bernd, Du hast leider nicht mal Daniels falsche Angaben richtig 
verstanden, geschweige denn verfolgst oder verstehst Du den aktuellen 
Threadverlauf.

von Bernd K. (bmk)


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0815, jetzt machst du es dir zu einfach. Einfach vom Tisch wischen.
Oder hast du an meiner Rechnung etwas nicht verstnden?

von 0815 (Gast)


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Bernd K. schrieb:
> Oder hast du an meiner Rechnung etwas nicht verstnden?

Ja, ich verstehe Deine Berechnung nicht. Sie ist ehrlich gesagt 
hochkomplex. Dafür aber weitab vom Thema.

Vielleicht liest Du zunächst mal den Thread? Du verstehst bereits den 3. 
Satz nicht!

von Carsten R. (kaffeetante)


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0815 schrieb:
> Außer tatsächlich für den abstrakten, einmaligen Fall, daß man beim
> ersten Anschluss einen frisch geladenen Akku und eine wohldefinierte
> Last dranhängt (und die momentane Zellenleistung kennt). Bei der ersten
> Wolke ist das dann vorbei, und kommt auch nie wieder. Also das ist doch
> rein akademisch, es gibt diesen Zustand praktisch nie.

Es reicht eine ausreichend kleine Last zu haben. Ja bei der esten Wolke 
ist es vorbei bis die Umstände sich wieder deutlich geändert haben.

0815 schrieb:
> Ich sage nicht, daß es nur einen Zustand gibt, sondern zwei. Leider ist
> keiner dieser beiden Zustände sinnvoll.

Jupp, da stimme ich mit dir überein. Sinnvoll ist es nicht. Es ging ja 
auch eher darum wie man wie der Themnstarter unter künstlichen 
Laborbedingungen zu diesem Trugschluß kommen kann, weil man manche Dinge 
implizit festlegt die in natura so nicht oder nicht stabil vorkommen.

Bernds Berechnungen sind vereinfacht aber plausibel unter künstlichen 
Laborbdingungen.

: Bearbeitet durch User
von Bernd K. (bmk)


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0815 schrieb:
> Bernd K. schrieb:
>> Oder hast du an meiner Rechnung etwas nicht verstnden?
>
> Ja, ich verstehe Deine Berechnung nicht. Sie ist ehrlich gesagt
> hochkomplex. Dafür aber weitab vom Thema.

Ok, das erklärt einiges. Wenn dir unbekannt ist, dass ein StepDown
mehr Ausgangsstrom als Eingangsstrom liefert, dann werde ich mich
hier besser ausklinken.

von 0815 (Gast)


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Carsten R. schrieb:
> Es reicht eine ausreichend kleine Last zu haben. Ja bei der esten Wolke
> ist es vorbei bis die Umstände sich wieder deutlich geändert haben.

Der besprochene akademische Sonderfall schließt aber die Wirkung und vor 
allem Nutzung des Akkus gänzlich aus. Denn erstens muss der Akku für 
diesen Sonderfall randvoll sein, also einen Zustand aufweisen, wo man 
gar keinen hohen Strom mehr braucht. Und andererseits kann der Akku dann 
diesen Strom nicht aufnehmen, allenfalls die Last...dann kann man sich 
allerdings den Akku wieder sparen. Also es ist schon so, der 
Schaltregler ist bei dieser Anwendung ein Witz. Seine Chancen für einen 
sinnvollen Betrieb dürften ohne Akku sogar steigen.

Carsten R. schrieb:
> Es ging ja
> auch eher darum wie man wie der Themnstarter unter künstlichen
> Laborbedingungen

Eigentlich war mir nur von Anfang an spanisch, wie man mit nem 
Schaltregler und nem leeren Akku einen Stromgewinn verzeichnen möchte. 
Die künstlichen Laborbedingungen sind erst später hinzu gekommen ;-)

von 0815 (Gast)


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Bernd K. schrieb:
> dann werde ich mich
> hier besser ausklinken.

Das, und nur das halte sicher nicht nur ich für sehr sinnvoll.

von Carsten R. (kaffeetante)


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0815 schrieb:
> Der besprochene akademische Sonderfall schließt aber die Wirkung und vor
> allem Nutzung des Akkus gänzlich aus.

Was ist denn an einer Last von hier ca. einem Ampere akademisch?

0815 schrieb:
> Die künstlichen Laborbedingungen sind erst später hinzu gekommen ;-)

Nimm das Labor nicht wörtlich. Daß es Versuche waren war mit dem zweiten 
Satz dieses Thread klar. Die Ursprungsfrage war ja gerade warum dies in 
der Praxis dann nicht genutzt wird. Und da sind wir uns einig. Weil es 
in der Praxis wirklich brauchbar ist.

von noreply (Gast)


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0815 schrieb:
> Ja klar, aber dazu braucht es keinen Schaltregler, der neben dem
> "Längstransistor" auch noch ne Spule bzw. einen Trafo eingebaut hat, der
> noch zusätzliche Verluste verursacht. Der Schaltregel-IC hat meist auch
> noch eine höhere Leerlaufstromaufnahme. Klappen tut es, nur unsinnig
> bleibt es.

Der Akku muß geschützt werden. Und wenn es ein Schaltregler für X Euro 
vom Chinamann tut, warum soll das Unsinn sein. Man sollte natürlich auch 
noch zusätzliche Schutzmechanismen für den Fall des Defekts des 
Schaltreglers ergreifen.

von Carsten R. (kaffeetante)


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Weil man um daraus Vorteil zu ziehen spezielle Bedingungen braucht die 
gerade beim Laden von leeren Akkus eher untypisch sind. Der Akkuschutz 
ist auch auf anderem Wege als per Schaltregler möglich und wird mehr 
oder weniger gut in den jeweiligen Ladereglern umgesetzt.

Beispiel:
Es sei (zur Vereinfachung der Rechnung runde Zahlen)
U mpp 20 V Spannung im maximum Powerpoint
I mpp  1 A bei aktuellem Sonnenschein
I sc   1,1 A Kurzschlußstrom bei aktuellen Sonnenschein
(I sc liegt aufgrund der Kennlienie typisch nur knapp über I mpp)

Wirkungsgrad Wandler 80 %
U out Solltwert vom Regler 10 Volt
P out 16 Watt bei 10 Volt @ 1,6 A Entnehmbare Maximalleistung im MPP
U sol aktuelle Spannung des Panels
Ia Laststrom Ausgang aktuell

Wenn I von 0 an ansteigt

   Lastbedingung    Chinaregler         Step-Down
(1)   Ia < I mpp    U sol > U mpp (**)  U sol > U mpp
(2)1 <Ia < 1,6 A    U sol < U mpp (*)   U sol > U mpp
(3)1,6 A < Ia       U sol < U mpp (*)   U sol < U mpp (*)

Wenn I von Maximum ausgehend sinkt

Lastbedingung       Chinaregler         Step-Down
(4)1,6 A < Ia       U sol < U mpp (*)   U sol < U mpp (*)
(5)1 <Ia < 1,6 A    U sol < U mpp (*)   U sol < U mpp (*)
(6)   Ia < I mpp    U sol > U mpp (**)  U sol > U mpp

(*) nicht möglich, notwendiger Panelstrom übersteigt U sol, Spannung 
bricht zusammen, Ia < I sc
(**) Wenn der Regler PWM und Eingansfilter nutzt um den Strom zu gläten. 
Ansonsten liegt die Panelpanung niedriger.

Wie man sieht hat man nur in Szenario (2) Vorteile durch den Step-down. 
Und gerade dieses Szenario ist beim Laden von Akkus eher untypisch, auch 
wenn man diesen Effekt bei Versuchen beobachten kann wenn die Parameter 
entsprechend gesetz sind. Die höhere panelspannung in (1) und (6) bringt 
keinen Vorteil, da hier kein höherer Strom abgefragt wird als das Panel 
selber direkt zu liefern vermag.

Plausibel ja, kann passieren, im Alltag selten nutzbarer Effekt zum 
Preis eines Schaltreglers.

: Bearbeitet durch User
von Daniel V. (Gast)


Lesenswert?

Hier wieder der Thriedsteller, war im Urlaub.

Ok da wurde von euch viel geschrieben, das muß ich mir nochmal genauer 
durchlesen.

Also meine Messung hab ich durchgeführt, indem ich eine 1 Ohm Widerstand 
vor dem + den Akkus 12V Säure-Standard-Autobatterie 60Ah gelegt habe mit 
meinem Digivoltmeter im V-Breich den Spannungsabfall am 1 Ohm gemessen 
habe.

Ich denke mal das die 1 Ohm bei 1A Stromfluß keine zusätzliche 
Messverluste einbringen.

----
Also: Bei Viel Sonnenschein ist es mir egal welcher Lader-Typ dran ist, 
da wird die Batterie immer gut geladen bis 14,4V.

Mir geht es nur um bei schlechtem Wetter, die beste Ladung für den Akku 
zu haben.
...und in meinem Fall habe ich das mit dem StepDown erreicht, da wurden 
eben die meisten mA in den Akku gepumpt...und dadrauf kommt es doch 
schließlich an!

Der China-Solarleader - reiner PWM - ist eben nur ein 
Linearregler...ausser das die Spannungsdifferenz zw Panel und Akku 
verbraten wird, macht der am Ausgang eine Leistungsanpassung, es kommen 
also NIE mehr mA am ausgang raus als am Eingang vorhanden sind.

Der StepDown wandelt mit doch mit ca40% mehr effizienz die Panelspannung 
in stabile 14,4V runter und erhöt auch noch den Ausgangsstrom.

Da sehe ich den Vorteil den StepDown gegenüber dem Standardsolarlader 
(der sich etwa wie ein LM317 verhällt).

Der Direktanschluß Panel durch 1 Ohm an den Akku, bringt etwas mehr 
Ladestrom wie der ChinaLader (wird wohl am innenwiederstand der MosFets 
liegen liegen).

Was für Vorschlag (ausser den reinen MPPT-Lader) kann man in meinem Fall 
anwenden, um die max. Leistung des Panels (bei schlechtem Wetter!) in 
den Akku zu bekommen?

Achso: Der StepDown ist auch ein Chinaprodukt mit max. 5A ausgang (naja 
bei 2,5A kann ich das ding schon nicht mehr anfassen :-)
Ich habe diesen hier mit Spannungs- und Stromregelung:
http://www.ebay.de/itm/Lithium-Charger-Power-Supply-Module-Step-down-5V-32V-to-0-8V-30V-5A-DE-/231245489805?pt=Motoren_Getriebe&hash=item35d74e268d

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