Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Bleiakku mit Solarstrom laden


von Sany P. (Firma: Schüler) (sanyp)


Lesenswert?

Hallo allesamt,

Ich habe mir mit einem ATmega8 ein Temperaturmessgerät gebaut bei dem 
sich LEDs einschalten je nachdem welche Außentemperatur herrscht 
(heiß=rote LED,Zimmertemperatur=grüne LED,kalt=blaue LED)

Der Verbraucher steht soweit und nach meinen Berechnungen komme ich auf 
eine Leistung von 120mW was einen Tagesverbrauch von ca. 3Wh macht. Mein 
Verbraucher braucht dauernd 5V Nennspannung.

Nun zum eigentlichen Problem: Ich wollte mir Solarzellen kaufen und 
damit ein Bleiakku laden der dann den Verbraucher versorgt. Solarzellen 
habe ich schon welche rausgesucht mit einer Nennspannung zw. 6-9V und 
einem Nennstrom zw. 150-450mA.Als Bleiakku gewählt: 6V/3Ah.
Mein dickstes Problem ist dass ich einfach keinen Laderegler für 6V 
finde, alles was ich bis jetzt gefunden habe war auf 12V ausgelegt das 
gleiche bei den IC's ( PB137 auch für 12V Anwendungen ausgelegt) ...das 
einzige was villt gehen würde wäre der L200 aber ich habe eig noch nie 
mit IC's gearbeitet.

Ich könnte natürlich auch 2x Solarzellen je 6V kaufen und sie in Reihe 
nutzen um damit mit nem 12V Laderegler einen 12V Akku zu laden aber das 
wäre auch überdimensioniert da mein Verbraucher nur 5V braucht.

Habt ihr ne Idee wie man es machen könnte? Soll ich einen 6V Laderegler 
bauen? Wenn ja wie sieht sowas aus?

Mit freundlichen Grüßen

Sany

: Bearbeitet durch User
von Hubert G. (hubertg)


Lesenswert?

In dieser Kombination wirst du keinen Laderegler brauchen. Deine 
Solarzellen liefern bei 6V Batteriespannung kaum noch Strom. Die max. 
450mA sind der Kurzschlußstrom den die Zellen bei optimaler Beleuchtung 
können.
Du solltest dir eher Gedanken um die Tiefentladung deines Akkus machen.

von Sany P. (Firma: Schüler) (sanyp)


Lesenswert?

Vielleicht sollt ich nochmal klären dass ich mir mehrere Solarzellen bei 
Conrad angesehen habe und da fallen mir 2 Solarzellen ins Auge

die erste hat Nennspannung 6V, Nennstrom 450mA, LL-Spannung: 6.6V und 
KS-Strom:495mA

die zweite hat Nennspannung:9V, Nennstrom: 109mA wobei ich deren LLSpgn 
und KS-Strom nicht kenne

ich glaube auch dass der Strom bei der zweiten Solarzelle zu gering ist 
um ein 6V/2-3Ah Bleiakku zu laden.

zum Thema: ich dachte der Laderegler dient auch als Tiefentlade und 
Überladeschutz für den Akku und schützt zusätzlich die Solarzelle dass 
kein Strom reinfließt (Z-Diode oder ähnliches)

von Hubert G. (hubertg)


Lesenswert?

Die Angaben bei den Solarzellen sind immer mit Vorsicht zu genießen.
In den Regler kannst du alles einbauen was dir gefällt. Du musst nur 
aufpassen das er dir nicht mehr Strom verbrät als die Zellen liefern.

von Magic S. (magic_smoke)


Lesenswert?

Die einfachen Laderegler haben eine Diode im Plus-Zweig, über die der 
Ladestrom aus den Solarmodulen fließt. Bei vollem Akku werden die 
Solarzellen vor der Diode periodisch (PWM mit geringer Frequenz) 
kurzgeschlossen und somit der Ladestrom begrenzt.

2x6V Zellen werden es nicht schaffen, einen Akku mit 14,4V 
Ladeendspannung zu laden. Nimm besser ein normales Modul mit 17..18Vmpp, 
das schafft die 14,4V auch noch wenn es sehr heiß ist.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

magic s. schrieb:
> 2x6V Zellen werden es nicht schaffen, einen Akku mit 14,4V
> Ladeendspannung zu laden.

Es ist ja auch ein 6V Akku und kein 12V.
Ich würde 2 der 6V Solarzellen in Reihe schalten und das ganze über 
einen Spannungsregler mit Strombegrenzung und Rückflusssperre an den 
Akku hängen.
Im simpelsten Fall also ein LM317 mit Diode am Ausgang, so eingestellt, 
das hinter der Diode die gewünschte Ladespannung steht. Einen echten MPP 
Regler wird man hier nicht brauchen. Es eignet sich auch so ein kleines 
Schaltreglermodul:
http://www.pollin.de/shop/dt/MDE2ODQ2OTk-/Bausaetze_Module/Module/Step_Down_Schaltregler_Modul_DAYPOWER_M_SD_LM2576.html

Schau nochmal im Datenblatt des Akkus, wie hoch die Ladespannung sein 
soll, die unterscheidet sich oft zwischen Puffer- und Zyklusbetrieb.

: Bearbeitet durch User
von Sany P. (Firma: Schüler) (sanyp)


Lesenswert?

Also der Bleiakku hat 6V/3.2Ah Nennwerte. Für Zyklische Nutzung hat er 
7.25-7.45V und im "Float use" 6.8-6.9V. Zum Strom steht da eigentlich 
nur dass er anfangs geringer als 1.28A sein soll.

Du meinst also nach den 2 Solarzellen soll ich die Spannung mit einem 
Step-Down Wandler auf ca. 7.5V (Ladeschlussspannung für den Akku) und 
dann mit nem Vorwiderstand und einer Diode direkt auf den Akku gehen?

Wie schalte ich dann den Verbraucher ran einfach an den Akku reinhängen? 
Normalerweise werden diese Laderegler zwischen dem Akku und der 
Solarzelle geschaltet und der Verbraucher wird auch direkt an den 
Laderegler rangehängt (Im Prinzip wie ein "Dreieck")

von Magic S. (magic_smoke)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Gut, dann ist es ein 6V Akku und 2x6V Module reichen. Sorry, hatte ich 
überlesen.

Ein Step-Down-Wandler bringt Dir ohne eingangsgeführte Regelung 
(MPP-Tracking) gar nichts, weil er seine Eingangsspannung gnadenlos 
runterzieht bis diese leistungsbegrenzend wird.

So wie ich das sehe liegen die Solarmodule sowieso unter 1,2A - also 
einfach dran an den Akku und gut ist. Der begrenzt sich die Spannung 
schon selber.

Nochmal:
Einfach eine Diode, kein Vorwiderstand. Die Spannung der Solarmodule 
bricht dann auf die Ladespannung des Akkus ein, da die Module nur sehr 
wenig Strom liefern. Vor der Diode ein leistungsstarker FET, der die 
Solarmodule kurzschließen kann. Wenn man daran eine PWM-Spannung anlegt 
(FET also komplett geschlossen oder komplett geöffnet), wird die 
Leistung über das Tastverhältnis stufenlos regelbar und der FET nicht 
mal groß warm. Diese Regelung wirst Du halt bauen müssen (Laderegler). 
Gibts bestimmt auch Schaltpläne im Internet, die genau so aufgebaut 
sind.

EDIT:
Gibts sogar hier schon passend.
Beitrag "Idee Solarregler ATTiny13 mit Überlade- und Entladeschutz"
Muß man nur im Programm und/oder per Anpassung des Spannungsteiles auf 
6V umbauen.

: Bearbeitet durch User
von Forist (Gast)


Lesenswert?

Sany P. schrieb:
> da fallen mir 2 Solarzellen ins Auge

Wäre es nicht einfacher, einen Link oder ein vernünftiges Datenblatt zu 
posten, damit jetzt nicht jeder suchen muss?

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Matthias S. schrieb:
> Es ist ja auch ein 6V Akku und kein 12V.
> Ich würde 2 der 6V Solarzellen in Reihe schalten und das ganze über
> einen Spannungsregler mit Strombegrenzung und Rückflusssperre an den
> Akku hängen.

Wofür den ganzen Zirkus - Spannungregler und Strombegrenzung?

Den Akku dimensioniert man so, dass er den Solarstrom bei voller 
Sonneneinstrahlung als Ladestrom verträgt. Auf Grund der Kennlinie der 
Solarzellen bricht die Spannung dann ganz von alleine auf einen 
passenden Wert zusammen. Und rechtzeitig bevor der Bleiakku seine 
Gasungsspannung erreicht, wird die Solarzelle mit einem kleinen FET 
kurzgeschlossen. Die Rückflusssperre (Diode) sorgt dafür, dass der Akku 
davon nichts mitbekommt. Einfacher gehts nicht.

von Sebastian (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

Da Du einen Mikrocontroller hast würde ich die Temperatur des Akkus 
messen und dessen Spannung über einen P-Fet kannst Du dann die Ladung 
abschalten um Überladung im Sommer zu vermeiden. Aus dem Datenblatt oder 
vergleichbarem kannst Du eine Lookup Table für Spannung und Temperatur 
machen, 5°C Raster linear interpoliert reicht wahrscheinlich, hast ja 
auch einen Fehler in Spannung und Temperatur. Würde ich im 1Sek Raster 
takten, und nimm einen Akku den Du max. 30% entlädst sonst hält der das 
nicht lange durch.

Grüße

Sebastian

von Sany P. (Firma: Schüler) (sanyp)


Lesenswert?

ah sauber vielen dank ich glaube ich werde mir einen Laderegler 
zusammenbauen ähnlich wie es auf magic_smokes Schaltplan ausgeführt ist

Bitte 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
Noch kein Account? Hier anmelden.