Hallo zusammen, ich bin gelegentlich im Modellbau unterwegs und lese (bei aktuellen Anlässen) immer wieder mal sporadisch hier im Forum nach. Leider konnte ich meine aktuelle Frage nicht via Suchfunktion beantworten. Deshalb traue ich mich mal (in der Hoffnung, dass ...) Also ich plane gerade einen Flieger per Solar während dem Flug nachzuladen. Leichte Zellen habe ich schon im Visier. Jetzt überlege ich gerade ob es sinnvoller ist einen (fertigen) DC-DC-Wandler in Step-down oder in Step-up zu verwenden. Ich tendiere eigentlich zum Step-down (mit MP1584), da bei Bewölkung die Spannung doch arg in die Knie geht, und ich mir mit dem Step-down eine zuverlässigere Nachladung erhoffe. Aber wie sieht es eigentlich mit den Wirkungsgraden aus? Schenken sich Step-up und Step-down gegenseitig etwas, oder ist das in der Leistungsklasse (bis 3 W) nicht relevant? Ich kann die Einzelzellen ja einmal in Reihe oder eben pralle schalten. Da halt nicht viel zum Laden ankommt, möchte ich natürlich das Bestmögliche herausholen... Besten Dank schon mal für die erhoffte Hilfe, Gruß, der Turnschuhpapst
Normale Schaltregler sind für Solarzellen ungeeignet, ob nun buck oder boost. Viel besser wäre eine Leistungssteuerung des Motors, die die Arbeitsspannung der Solarzelle immer stabil hält.
Turnschuh Papst schrieb: > Ich kann die Einzelzellen ja einmal in Reihe oder eben pralle schalten. Welche Zellen kann/darf man parallel schalten?
Turnschuh Papst schrieb: > Jetzt überlege ich > gerade ob es sinnvoller ist einen (fertigen) DC-DC-Wandler in Step-down > oder in Step-up zu verwenden. Keiner von beiden, man braucht MPP Maximum Power Point Regler, damit eine Solarzelle an einem (LiIon-)Akku nicht überfordert wird. SM3320, LT3652 (zieht bis 2.5mA aus dem Akku bevor SHDN verlassen wird), LTM8062, BQ25504, SPV1040 (Theoretisch geht auch ein Wandler mit festem Tastverhältnis, also NE555, der nutzt dann die Solarzelle nicht optimal aber würgt sie wenigstens nicht ab und erlaubt eine Transformation).
0815 schrieb: > Viel besser wäre eine Leistungssteuerung des Motors, die die > Arbeitsspannung der Solarzelle immer stabil hält. Lern lesen! Er will den Akku nachladen während des Fluges. Er muß also lediglich die Spannung der Solarzellen an die Akkuspannung anpassen.
hg schrieb: > Welche Zellen kann/darf man parallel schalten? Powerfilm beschreibt das explizit in den Anweisungen für OEM An einen MPP-Regler habe ich auch schon gedacht, das Thema aber bislang nicht weiter vertieft. Fertige Regler konnte ich nur für größere Leistungen finden. Im Modellbereich scheinen die nicht verbreitet zu sein. Gruß, der Turnschuhpapst
Ich dachte immer, Solarzellen liefern eine weitgehend konstante Spannung. Wenn sie so wenig Licht empfangen, dass die Spannung absackt, kommt ohnehin kaum noch nutzbare Leistung heraus. Oder liege ich da falsch?
Turnschuhpapst schrieb: > Powerfilm beschreibt das explizit in den Anweisungen für OEM Ich dachte, wie reden hier von Akkus.
Axel Schwenke schrieb: > Lern lesen! Er will den Akku nachladen während des Fluges. Er muß also > lediglich die Spannung der Solarzellen an die Akkuspannung anpassen. Vielleicht lernst Du besser erstmal, zu verstehen! Bei einer MPP-Regelung wurde die Zellenspannung noch nie der Akkuspannung angepasst. Sehr wohl aber muss die Zellenspannung und damit -leistung dem Verbrauch angepasst werden. Natürlich geht das nicht mehr, wenn die Zelle so wenig Strom liefert, daß der Flieger abstürzt. Dann muss der Akku greifen, und nur dann. Ist ausreichend Sonne gegeben, sollte zunächst der Akku geladen werden, und dann kann die Motorleistung erhöht werden, wobei der Akku ganz aus dem Spiel ist.
0815 schrieb: > Sehr wohl aber muss die Zellenspannung und damit -leistung > dem Verbrauch angepasst werden. Umgekehrt soll es natürlich heißen...
0815 schrieb: > Axel Schwenke schrieb: >> Lern lesen! Er will den Akku nachladen während des Fluges. Er muß also >> lediglich die Spannung der Solarzellen an die Akkuspannung anpassen. > > Vielleicht lernst Du besser erstmal, zu verstehen! Bei einer > MPP-Regelung wurde die Zellenspannung noch nie der Akkuspannung > angepasst. Sehr wohl aber muss die Zellenspannung und damit -leistung > dem Verbrauch angepasst werden. Was du wieder für einen Blödsinn laberst. Die Akkuspannung ist weit- gehend konstant (insbesondere nahezu unabhängig von der Motorleistung). Die von den Solarzellen gelieferte Spannung ist das nicht. Ganz besonders nicht wenn man einen MPPT verwendet. Weil bei dem der Trick ja gerade darin besteht, den aus der Solarzelle entnommenen Strom - unter Inkaufnahme des teilweisen Zusammenbruchs der Spannung - so zu steuern, daß das Produkt aus Spannung und Strom maximal wird. Die in diesem Arbeitspunkt von der Solarzelle gelieferte variable Spannung muß nun auf die nahezu konstante Akkuspannung übersetzt werden. Der Ladestrom in den Akku ergibt sich dann aus Leistung und Wandler- Wirkungsgrad und ist natürlich ebenfall variabel. > Natürlich geht das nicht mehr, wenn die Zelle so wenig Strom liefert, > daß der Flieger abstürzt. Dann muss der Akku greifen, und nur dann. Bei einem Flugmodell ist natürlich der Akku die primäre Energiequelle. Oder wieviel Solarzellen glaubst du darauf unterbringen zu können, ohne daß es flugunfähig wird? > Ist ausreichend Sonne gegeben, sollte zunächst der Akku geladen werden, > und dann kann die Motorleistung erhöht werden Bei einem Modellflugzeug kannst du die Motorleistung nicht nach Belieben erhöhen oder verringern weil die von der Flugsituation abhängig ist.
Axel Schwenke schrieb: > Bei einem Flugmodell ist natürlich der Akku die primäre Energiequelle. > Oder wieviel Solarzellen glaubst du darauf unterbringen zu können, ohne > daß es flugunfähig wird? Wenn die Solarzellen so wenig Leistung bringen, dass der Flieger sowieso primär aus dem Akku angetrieben wird, kann man besser die Solarzellen und die damit verbundene zusätzlich Masse weglassen. Die Kombination Solarzelle/Akku ist nur sinnvoll, wenn die Zellen genug Leistung für parallelen Betrieb + Akkuladung haben und der Akku zur Überbrückung von sonnenscheinlosen Flugphasen (z.B. Nacht) dient.
Turnschuh Papst schrieb: > ie sieht es eigentlich mit den Wirkungsgraden aus? Schenken sich > Step-up und > Step-down gegenseitig etwas, oder ist das in der Leistungsklasse (bis 3 > W) nicht relevant? Prinzipiell kann man von "Step-Down"-Wandlern einen höheren Wirkungsgrad erwarten, weil die Speicherdrossel dabei ja auch während der Aufmagnetisierung Strom an die Last abgibt, und dadurch der Stromfluß gleichmäßiger wird, was zu geringeren Verlusten führt. Außerdem kann dann die Speicherdrossel leichter sein, weil sie ja weniger Energie speichern muß. Allerdings kann man auch beide Wandlerarten beliebig schlecht konstruieren ...
foo schrieb: > Prinzipiell kann man von "Step-Down"-Wandlern einen höheren Wirkungsgrad > erwarten, Nein. Unter identischen Bedingungen tun sich beide NICHTS.
Eine ganz grundsätzliche Frage an den "Turnschuhpapst". Welche Leistung verbraucht dein Flieger im Mittel und welche Leistung sollen die Solarzellen abgeben? Lohnen sich Solarzellen überhaupt, oder verwendet man das Gewicht nicht besser um einen etwas größeren Akku mitzunehmen?
Alexander Schmidt schrieb: > Lohnen sich Solarzellen überhaupt, oder verwendet man das Gewicht nicht > besser um einen etwas größeren Akku mitzunehmen? noch besser verwendet man das Gewicht um einen kleinen Benzinmotor mitzunehmen. Bei konsequentem Leichtbau kann man einen 3-Liter Tank an einem 5kg Modell einbauen. Damit kann man die Kiste ewig in der Luft halten.
Schreiber schrieb: > noch besser verwendet man das Gewicht um einen kleinen Benzinmotor > mitzunehmen. Bei konsequentem Leichtbau kann man einen 3-Liter Tank an > einem 5kg Modell einbauen. Damit kann man die Kiste ewig in der Luft > halten. ...insbesondere wenn man regelmäßig in der Luft nachtankt. :-)
Für dein Projekt würde ich dir folgenden Solarzellen empfehlen: http://www.solarburada.com/class/INNOVAEditor/assets/sunpower_c60_bin_ghij.pdf Durch Reihenschaltung kannst du eine Spannung erreichen, mit denen du die Akkus direkt laden kannst. Ein DC/DC Wandler wird viel zu schwer, der wiegt ein vielfaches der Solarzellen.
Julian Baugatz schrieb: > Ein DC/DC Wandler wird viel zu schwer Aha... Bezogen auf welche zur Verfügung stehenden Daten ? Ist der effektive Nutzen eines MPP Reglers höher als sein Gewicht oder nicht?
Michael Knoelke schrieb: > Ist der effektive Nutzen eines MPP Reglers höher als sein Gewicht oder > nicht? Ein MPP-Regler holt vielleicht 10-20% gegenüber einem gut angepassten Direkt-Ladesystem heraus. Eine Solarzelle wiegt eine wenige Gramm (ohne Laminierung o.ä.) und hat über 3 Watt. D.h. der Wandler dürfte bei 20-30 Watt auch nur wenige Gramm wiegen, um sein Dasein zu rechtfertigen.
Ok, das hört sich etwas fundierter an. Julian Baugatz schrieb: > D.h. der Wandler dürfte bei 20-30 Watt auch nur wenige Gramm wiegen, um > sein Dasein zu rechtfertigen. Es wäre interessant was so eine Solarzelleninstallation inkl. aller Kabel und Befestigungen wiegt. 20% dessen minus Wirkungsgrad Wandler dürfte der MPP Wandler wiegen um nichts zu gewinnen, nichts zu verlieren. Da für einen LiPo, LiFePo, LiBiDo oder was auch immer Akku ohnehin ein Laderegler nötig ist, sollte eine MPP Funktion aus kaum mehr als ein wenig Software bestehen sofern man das ganze in einem Guss mit einer MCU macht.
Michael Knölke schrieb: > ohnehin ein > Laderegler nötig ist Die Frage ist, ob der Laderegler mitfliegen muß. MPP ist nichts weiter als ein Regel-Algorithmus, der aber einen DC/DC-Wandler als Hardware erfordert. Ich habe gerade mal eine Sunpower-Zelle gewogen: die reine Zelle wiegt ca. 8 Gramm bei über 3 Watt Leistung. Ich würde die Zelle nur Lackieren, alles andere ist zu schwer. Bei 20 Zellen hätte z.B. 60 Watt und 160 Gramm Gewicht, durch die Solarzellen. Bei 20% Gewinn dürfte der Wandler 32 Gramm wiegen, ist machbar aber sportlich. Erst wenn er deutlich leichter wird, bringt er einen Gewinn.
Julian Baugatz schrieb: > Ich habe gerade mal eine Sunpower-Zelle gewogen: > die reine Zelle wiegt ca. 8 Gramm bei über 3 Watt Leistung. Welche "reine Zelle" hast du da gewogen? Da scheint mir irgendwo eine Kommastelle verrutscht: über 3kW installierte Leistung würden da gerade mal 8kg wiegen... :-o Ich würde im ersten Schritt einfach die Zellenanzahl an die Akkuspannung anpassen und die Zellen direkt parallel zum Akku schalten (ohne "Rückstromdiode"!!). Der erreichbare Mückenschiss an Leistungszugewinn durch die MPP-Regelung lohnt den nötigen Aufwand oft nicht...
:
Bearbeitet durch Moderator
Lothar Miller schrieb: > Welche "reine Zelle" hast du da gewogen? Das reine Zelle, so wie sie aus dem Werk kommt, ohne Laminierung, Glas etc. Bei einem Modellflugzeug würde man die Zellen auf die Tragflächen kleben und lackieren, d.h. es käme keine Gewicht außer der Zellen dazu. Wenn man die Zellen geschickt in Reihe schaltet, benötigt man nur kurze Verbindungsbändchen, die auch nicht viel wiegen.
Lothar Miller schrieb: > Julian Baugatz schrieb: >> Ich habe gerade mal eine Sunpower-Zelle gewogen: >> die reine Zelle wiegt ca. 8 Gramm bei über 3 Watt Leistung. > Welche "reine Zelle" hast du da gewogen? > Da scheint mir irgendwo eine Kommastelle verrutscht: über 3kW > installierte Leistung würden da gerade mal 8kg wiegen... Ich denke mal, die 3W sind eine Marketingzahl. Ähnlich wie die Peak- Leistung von Solarmodulen. Unter realen Bedingungen wird man vielleicht ein halbes Watt aus der Zelle rausbekommen. Denn bis über die Wolken schaffen es die wenigsten Modellflugzeuge ;)
Axel Schwenke schrieb: > die 3W sind eine Marketingzahl Die 3 Watt sind kein Marketing sondern die Leistung unter STC Bedingungen. An einem schönem Sommertag Tag kann man diese Leistung sehr wohl abrufen, zumal die Zellen noch durch den Fahrtwind gekühlt werden. Wenn es wolkig ist, sollte man den Solar-Flieger zu Hause lassen.
Julian Baugatz schrieb: > Die 3 Watt sind kein Marketing sondern die Leistung unter STC > Bedingungen. Natürlich, und die reinen Zellen sind auch extrem leicht. Erst durch das Glas werden Solarmodule so schwer.
0815 schrieb: > Erst durch das Glas werden Solarmodule so schwer. Und stabil... Funktioniert das mit dem Aufkleben und Lackieren auch in der Realität? Das isteressiert mich immer noch: >>>> Welche "reine Zelle" hast du da gewogen? Hat die Zelle eine Bezeichnung oder eine Bestellnummer, damit man sich mal ein Bild von dem Ding machen könnte?
Lothar Miller schrieb: > Hat die Zelle eine Bezeichnung oder eine Bestellnummer, damit man sich > mal ein Bild von dem Ding machen könnte? Im Anhang ein Datenblatt der Zelle.
Julian Baugatz schrieb: > Im Anhang ein Datenblatt der Zelle. 165µm dick. Was kann man der Zelle mechanisch zumuten bis es Mikrorisse gibt? > Im Anhang ein Datenblatt der Zelle. Wenn ich mir die UI-Kennlinie so ansehe, dann festigt sich meine Ansicht: Ich würde da so viele Zellen in Reihe schalten, dass ich pro Zelle 0,5V (oder knapp drunter) hätte. Und die dann wie gesagt einfach parallel an den Akku. Da bin ich niemals so weit weg vom MPP, dass sich ein MPP Regler lohnt. Und wie gesagt: keine Rückstromdiode. Die "frisst" sonst eine ganze Zelle auf...
Lothar Miller schrieb: > 165µm dick. Was kann man der Zelle mechanisch zumuten bis es Mikrorisse > gibt? Die Zellen sind bis zu einem gewissen grad elastisch, kritisch könnte es werden, wenn sich der Flügel verwindet, die Zellen sollten möglichst elastisch mit dem Flügel verbunden werden. (Mikro)Risse sind bei diesem Zelltyp kein Problem, die Zelle verliert dadurch so gut wie keine Leistung.
Lothar Miller schrieb: > Und wie gesagt: keine Rückstromdiode. Die "frisst" sonst > eine ganze Zelle auf... Eine ideale Diode wäre das Mittel der Wahl. Rückstrom gibt es nur bei Dunkelheit, das ist die Möhre aber schon abgeschmiert.
Julian Baugatz schrieb: > Rückstrom gibt es nur bei Dunkelheit Miss diesen Rückstrom mal in der Realität. Ich konnte bei einem parallel an einen 12V Bleiakku angeschlossenen 17V Panel nichts Wahrnehmbares messen. Und so verrichtet so ein Panel seinen Dienst seit ein paar Jahren als Ladeerhaltung direkt an einer Rasentraktorbatterie...
Lothar Miller schrieb: > Miss diesen Rückstrom mal in der Realität. Ich konnte bei einem parallel > an einen 12V Bleiakku angeschlossenen 17V Panel nichts Wahrnehmbares > messen. Und so verrichtet so ein Panel seinen Dienst seit ein paar > Jahren als Ladeerhaltung direkt an einer Rasentraktorbatterie... Den Rückstrom gibt es, gerade im Winter möchte man die mühsam eingesammelten mAs in der Nacht nicht wieder loswerden. Eine Diode macht bei einem Direkt-Lader keine Verluste, da der Spannungsabfall durch die Diode schon eingeplant ist.
Julian Baugatz schrieb: > Den Rückstrom gibt es Wie groß ist er? Nennenswert? Messbar? Denn auch eine Diode (und gerade die an dieser Stelle wegen ihrer niedrigen Uf verwendete Schottky-Diode) hat einen leicht messbaren Rückwärtsstrom, der im Datenblatt gern mal in mA(!!) angegeben wird und bei entsprechenden Temperaturen auch gern mal zweistellig ist... :-o > Eine Diode macht bei einem Direkt-Lader keine Verluste, da der > Spannungsabfall durch die Diode schon eingeplant ist. "Eingeplant" ist also auch, dass wegen dieser Diode eine Zelle zusätzlich montiert werden muss.
:
Bearbeitet durch Moderator
Lothar Miller schrieb: > Wie groß ist er? Nennenswert? Messbar? Habe hier gerade ein 30Watt Modul vorm Fenster hängen, wenn es dunkel wird (gleich) werde ich mal messen. Lothar Miller schrieb: > "Eingeplant" ist also auch, dass wegen dieser Diode eine Zelle > zusätzlich montiert werden muss. Genau. Beispiel 12V Blei Akku: Ladeendspannung 14,4V Solarmodul hat in der Regel 36 Zellen also 18V im MPP Bei voller Sonne (Modul heiss) ist die MPP-Spannung vielleicht noch 15-16V dann reicht die Spannung genau noch für eine Diode.
Lothar Miller schrieb: > Wie groß ist er? Hängt sicher auch von der Struktur der Zellen ab. Z.B. 1/5 des Nennstroms kann man aber schon mal erwarten. Auf jeden Fall geht das ohne Diode normalerweise gar nicht. Also es geht da nicht um 2% Verluste oder so, sondern um den am Morgen leeren Akku...
Angehängte Dateien:
-
dunkelkurve.jpg
61 KB
Julian Baugatz schrieb: >> Wie groß ist er? Nennenswert? Messbar? Im Anhang die Dunkelkurve eines 18V/30Watt Solarmoduls. Ist natürlich die i-U-Kurve zur X-Achse verschoben. Bei der MPP-Spannung(18V) habe ca. 1% des MPP-Stromes gemessen. Wenn die Modulspannung aber sehr nahe der Batteriespannung ist, sind die Verluste schon zu beachten.
0815 schrieb: > Auf jeden Fall geht das ohne Diode normalerweise gar nicht. Also es geht > da nicht um 2% Verluste oder so, sondern um den am Morgen leeren Akku... Wie gesagt: es geht doch. Und der Akku ist eben nach dem Winter nicht leer, sondern startbereit. Mir scheint, da muss ich bei Gelegenheit meinen Aufbau nochmal nachmessen... Julian Baugatz schrieb: > Bei der MPP-Spannung(18V) habe ca. 1% des MPP-Stromes gemessen. Für die Anwendung hier ist das zum Glück gar nicht relevant, denn der Flieger wird eh nur tagsüber geflogen.
Julian Baugatz schrieb: > Ich habe gerade mal eine Sunpower-Zelle gewogen: die reine Zelle wiegt > ca. 8 Gramm bei über 3 Watt Leistung. Hallo Julian, das klingt sehr interessant und wäre einen Probelauf durchaus wert. Wie kann man die Zellen denn in kleinen Mengen für einen Probelauf bestellen? Ich konnte da jetzt auf die Schnell nix finden... Danke schon mal. Gruß, der Trunschuhpapst
Turnschuh Papst schrieb: > das klingt sehr interessant und wäre einen Probelauf durchaus wert. Wie > kann man die Zellen denn in kleinen Mengen für einen Probelauf > bestellen? Ich konnte da jetzt auf die Schnell nix finden... Die Zellen bekommt man leider nur in großen Stückzahlen, ich kenne aber eine Firma, die die Zellen verarbeitet. Ich schreib dir mal eine PN.
Julian Baugatz schrieb: > Im Anhang die Dunkelkurve eines 18V/30Watt Solarmoduls. Ist natürlich > die i-U-Kurve zur X-Achse verschoben. Ist das der falsche Quadrant? Ich habe gerade mal eine 12 "Zelle" vermessen und bekomme solches Verhalten nur in der Durchlassrichtung ("- an +" und "+ an -"). In der für angeschlossene Akkus relevanten Sperrichtung ("+ an +" und "- an -") kann ich bei 35V (mehr macht das Netzteil nicht) bestenfalls ein paar uA erkennen...
Lothar Miller schrieb: > Ist das der falsche Quadrant? Ich habe gerade mal eine 12 "Zelle" > vermessen und bekomme solches Verhalten nur in der Durchlassrichtung ("- > an +" und "+ an -"). Der Akku hängt doch auch in Durchlassrichtung am Solarmodul, der Strom fließt nur in die andere Richtung!
Um einmal zu deiner Ausgangsfrage etwas zu sagen: Ich bin fasziniert vom LT8705. Es ist ein Regler speziell für Solar-Anwendungen mit bis zu 97% Wirkungsgrad. Der Wirkungsgrad ist so hoch weil keine Dioden verwendet werden. Es ist ein Wandler der beides kann - Abwärts und Aufwärts. http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/8705fc.pdf http://cds.linear.com/docs/en/demo-board-manual/DC1924AFA.PDF Gruß Thilo
Julian Baugatz schrieb: > Der Akku hängt doch auch in Durchlassrichtung am Solarmodul, der Strom > fließt nur in die andere Richtung! Stimmt! Ich habe das flache Modell im Kopf. Die Diode muss rein, wenn die Akkuspannung dicht am Knick ist. Ich habe das Panel am Rasenmäher nochmal angeschaut: das ist ein 18V Panel (Uo = 22V), deshalb ist wahrscheinlich der Strom auch hinreichend gering. Und der restliche Leckstrom ist fürs "Akkujoggen"...
Thilo Haala schrieb: > Ich bin fasziniert vom LT8705. Der Baustein kann die zwar Eingangsspannung regeln aber zum MPP-Regler fehlt da noch ein bisschen.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.