Hallo, ich baue gerade an einer kleinen Solar-Inselanlage zur Gartenbeleuchtung und Versorgung eines Springbrunnens. Als Speicher soll eine LiFePO4 - Batterie mit 12V und 20Ah dienen, die dieser entspricht: http://www.accu-24.de/AIRBATT-LiFePO4-LPB-20000-12V-20Ah?googleshoppingde=1&gclid=COCFyZbn0cgCFUoCwwoddOIP0A (ich habe sie deutlich billiger bekommen) Sie hat einen integrierten Balancer. Maximaler Ladestrom ist 20A. Nun bin ich mir mir dem Ladealgorithmus noch etwas unsicher. LiFePO4 soll ja zunächst mit Konstantstrom bis 3.6V pro Zelle und dann mit Konstantspannung weitergelsden werden. Leider ist es schwierig, aus einem Solarpanel einen konstanten Strom zu entnehmen, da die Sonne leider nicht mit konstanter Intensität scheint. Mein Solarpanel liefert maximal 18V und 8.8A. MPP-Tracking würde wegen der geringen Spannungsdifferenz keinen Sinn machen. Ich würde den Regler so aufbauen: Solange die Batteriespannung < 3.6V/Zelle ist, wird das Panel über einen Mosfet direkt auf die Batterie aufgeschaltet. Ich habe noch einige L1004S, da würde mit denen die Verlustleistung in jedem Fall unter 1 W liegen würde. Ich könnte dann auf einen Kühlkörper verzichten. Sobald UBatt = 14.4V = 3.6V/Zelle erreicht ist, müsste die Spannung konstant gehalten, der Strom jedoch zurückgefahren werden. Wie macht man das? Ein Linearregler würde im Extremfall 32W verbraten, was bereits einen recht dicken Kühlkörper erfordert. Als Alternative käme ein Schaltregler in Frage, ich scheue aber etwas den Aufwand. Nicht zuletzt wäre die Verlustleistung hier auch wieder recht hoch und es müssen EMV-Fragen beachtet werden. Meine Idee wäre folgende: Die Spannungs/Ladungskurve einer LiFePO4-Batterie verläuft im mittleren Teil nahezu horizontal bei 3.2-3.3V/Zelle. Erst, wenn die Ladung mehr als ca. 95% der Maximalkapazität erreicht, steigt die Spannung deutlich an. http://www.yesa.com.hk/uppic/200710/2007101113592887292.jpg Ich lade also, bis 3.6V/Z erreicht sind, und schalte dann den Ladestrom ab. Die Batteriepannung wird weiter gemessen. Fällt sie auf einen Wert unter 3.4V, wird wieder geladen und das Spielchen wiederholt sich zyklisch. Da der Mosfet entweder voll durchgeschaltet oder aus ist, ist die Verlustleistung im Regler minimal. Ich bin mir allerdings nicht sicher, ob dies der Batterie gut tut. Einerseits wird sie zyklisch geladen/entladen, andereseits ist die Zyklentiefe minimal. Leider kann ich nichts Informatives über die "Minizyklenfestigkeit" einer LiFePO4-Batterie finden.
Deine Zelle kannst Du mit 20A laden, also sind die max. 8.8A vom Panel kein Problem. Du brauchst einfach ein getakteter Spannungs Regler (da Verlustarm) der die konstante Ladeschluss-Spannung generiert. Dem Akku tut es aber nicht gut (Lebensdauer) ständig auf 100% geladen zu sein werden, daher würde ich nur auf eine Ladeschlusspannung von ca 13.5...14V gehen, hast dann immer noch 95% Kapazität, aber der Akku lebt 2..3 mal länger!
Da eine Solarzelle eher eine Stromquelle als eine Spannungsquelle ist, ist es unsinnig, die Spannung herunterzuregeln. Die Spannung wird vom Ladezustand des Akkus bestimmt, und wenn du ihn abschaltest, wenn er fast voll ist, reicht das völlig. Der Strom, mit dem geladen wird, muss auch nicht konstant sein, solange er ein Maximum nicht überschreitet. Auch ich würde die Schwelle im Interesse einer langen Lebensdauer auf 3,5 V pro Zelle heruntersetzen, zumal sich auch mit Balancer die Zellen nicht völlig gleich verhalten.
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