Hilfe bei Dimensionierung 12V/5W Solarpanel an 12V/1,3 Ah Bleiakku

[Christian W. (woersty)]

Hallo,

blauäugig wie ich bin, dache ich mir, dass ich mit dem Panel: 
http://www.ebay.de/itm/141629550532 eine Erhaltungsladung eines 
Mini-Akkus: http://www.ebay.de/itm/172203724742 über einen einfachen 
Regler: http://www.ebay.de/itm/262920463803 realisieren könnte.

Allerdings dürfte der Akku allein schon durch den Eigenverbrauch des 
Reglers von 25 mA (welchen ich nicht beachtet hatte) auf Dauer entladen 
werden.

Das 5W Solarmodul liefert in der Nacht und bei bedecktem Himmel ja nur 
minimale Ströme. Und ein 1,3 Ah Akku hat ja nicht gerade viel Kapazität.
Datenblatt: 
https://www.offgridtec.com/media/product_attachements/Datenblatt_3-01-001555_EN.pdf

Leider habe ich von der Materie keinen Plan. :(

Würde der Akku das auf Dauer überleben wenn ich den Laderegler einfach 
weg lasse und nur ein, zwei Dioden verwende?
Eine als Entladungsschutz und eine als Maximalspannungsbegrenzung (oder 
einen Step-Down Spannungsregler ala LM2596S)?

Der Verbraucher selbst ist im Normalfall elektrisch getrennt und wird 
nur bei Bedarf (selten) zugeschaltet.

Danke für eure Meinungen und Lösungsvorschläge - freue mich auf eine 
rege Diskussion mit euch.

Viele Grüße
Wörsty

[Schreiber (Gast)]

Christian W. schrieb:
> Würde der Akku das auf Dauer überleben wenn ich den Laderegler einfach
> weg lasse und nur ein, zwei Dioden verwende?

nein

Christian W. schrieb:
> Allerdings dürfte der Akku allein schon durch den Eigenverbrauch des
> Reglers von 25 mA (welchen ich nicht beachtet hatte) auf Dauer entladen
> werden.

25mA? etwas sehr viel für so einen kleinen Akku

[SR (Gast)]

Sind es wirklich 25mA? Wenn ja, dann schau mal mit wie viel mA die LEDs 
bestromt werden - evtl. lässt sich der Regler ja noch retten.

[SR (Gast)]

Im eBay-Angebot steht immerhin:

Specification:
Self-consuming: 10MA

[Michael B. (laberkopp)]

Christian W. schrieb:
> Allerdings dürfte der Akku allein schon durch den Eigenverbrauch des
> Reglers von 25 mA (welchen ich nicht beachtet hatte) auf Dauer entladen
> werden.

Na ja, das Datenblatt sagt 10mA, und ein 1.7Ah Akku hält da schon 1 
Woche ohne Sonne durch. Wenn das Panel nicht im  Zimmer sondern unter 
offenem Himmel ist, passt das schon.

Du kannst ja die LEDs abklemmen, vor allem die 3 zum Ladezustand, um 
Strom zu sparen, oder diese Ladereglerschaltung nehmen die nur 
Mikroampere benötigt (und ohne LEDs auskommen muss):

               Diode
      +------+--|>|------+----------+--------+---+---+-----+
      |      |           |          |        |   |   |     |
      |      |          R12         |       R23 10k  |     |
      |      |           |     +---------+   |   |   |     |S
      |      |           +-R13-|Out2 Out1|---)---+---(----|I P-MOSFET
      |      | N-MOSFET  |     |         |   |       |     |
   +  |      I|----+-----(-----|Hys2 Hys1|---+       |     |
 Solarmodul S|     |     |     |         |   |       | +   |
   -  |      |     |     |     | ICL7665 |  R22     Akku   |
      |      |     |     |     |         |   |       | -   |
      |      |    10k    +-----|Set2 Set1|---+       |     |
      |      |     |     |     +---------+   |       |     | +
      |      |     |    R11         |       R21      |  Verbraucher
      |      |     |     |          |        |       |     | -
      +------+-----+-----+----------+--------+-------+-----+

[Christian W. (woersty)]

Ich habe die knapp 25 mA gestern Abend gemessen.
Das Teil hat 4 LEDs wenn ich mich richtig erinnere.
Hast du den Gedanken, diese auszulöten um Strom zu sparen?
Ich bin nicht sicher ob das reicht aber die Idee ist gut.
Versuche ich mal.
Die Schaltung des Reglers sollte das ja nicht beeinflussen, oder?

Grüße

EDIT: Es kann sein, dass ich da noch eine Anzeige mit dran hatte die 
auch was gezogen hat. Ich teste nachher mal und melde mich wieder.

Danke Leute - ich melde mich wieder.

[Christian W. (woersty)]

Also ich habe gerade nochmal gemessen.
Der Regler verbrutzelt ca. 13,5 mA.
Die zusätzlichen ca. 11,5 mA gingen für die Anzeige drauf 
(http://www.ebay.de/itm/171906291151).
Ich hatte die ja noch dran... die ist im Betrieb dann natürlich nur an, 
wenn der Schalter eingeschaltet ist.

Ich lasse das jetzt einfach mal im Testbetrieb laufen.

Eben war es mit dicken Wolken bedeckt - da flossen ca. 7,5 mA in den 
Akku.
(Laut meiner Wetterstation bei ca. 397 W/m²)
Bei leichter Sonne waren es ca. 150 mA.
Wenn ich es 100% abschatte, werden 13,5 mA aus dem Akku gezogen.

Vielleicht klappt es ja doch - ich lass es euch dann wissen. :-)

Die LED lasse ich erstmal drin.

Viele Grüße
Wörsty

[Wolfgang (Gast)]

Was soll der ganze Aufwand?

Ein Komparator zum Vergleich mit der Ladungserhaltungspannung, ein FET 
zum Kurzschließen des Panels und eine Diode zum Entkoppeln des Akkus 
sollten doch reichen, um ihn vor Überladung zu schützen.

[batman (Gast)]

Richtig, da gibts nix zu regeln. Miß mal den Rückfluß durch das Panel im 
Dunkeln. Vermutlich reicht eine 15V Z-Diode an +/- (also Kathode an +) 
als Schaltung. Temperaturkompensation wäre vielleicht noch ein paar 
Teile mehr wert.

[Christian W. (woersty)]

Das war auch schon mein Gedanke. Wäre effektiver als der Regler. Und 
kleiner.
@Wolfgang: was schwebt dir denn als Schaltung und Bauteile vor?

Das von Michael fand ich ja auch schon nicht schlecht.

[Wolfgang (Gast)]

Christian W. schrieb:
> @Wolfgang: was schwebt dir denn als Schaltung und Bauteile vor?

Da gibt es wenig Freiheitsgrade.
Ein FET, der in der Lage ist, die maximal knapp 500mA des Panels 
kurzzuschließen, dürfte nicht das Problem sein. Und einen Komparator, 
der die heruntergeteilte Akkuspannung mit einer kleinen Referenzspannung 
(TL431 o.ä.) vergleicht und den FET ansteuert, sollte sich bei geringer 
Stromaufnahme direkt aus dem Akku speisen lassen. Zwischen Akku und 
Panel noch eine Diode, damit der FET den Akku nicht auch kurzschließt.

[Ronny S. (loetwolf)]

Also prinzipiell kannst du mit jedem vernünftigen Panel Strom in einen 
Akku einspeisen. Egal ob es ein kleiner Akku einer Solarleuchte ist oder 
eine Autobatterie. Das ist erstmal ohne Belang. Nur muss das Panel den 
Strom auch liefern können. Wenn es z.B. alte Solarpanels sind, dann 
gehen die schon mal nur noch zu etwa 70 Prozent, weil die 
Halbleiterschichten im Inneren durch die Photoneneinschüsse irreversibel 
altern. Ich habe bei mir z.B. ein etwa 15 Jahre altes Solarmodul mit nur 
noch etwa 25 Prozent seiner Neuleistung. Früher konnte ich mit dem Ding 
locker meine Motorradbatterie erhalten und auch laden ... jetzt taugt es 
fast überhaupt nicht mehr dazu.

Ein Solarladeregler (z.B. von KEMO) solltest du schon einsetzen, da die 
freien Spannungen in Phasen ohne Ladelast ordentlich schwanken ... bei 
12 V Nennspannung sind das gerne mal bis 18 ...19 Volt. Wenn die Sonne 
optimal draufknallt durchaus auch noch mehr. Ohne Regler kocht dir dein 
Akku früher oder später aus.

Dimensioniere vor allem auch die Leitungen nicht zu dünn. 12 Meter über 
einen Klingeldraht laufen zu lassen lässt dann fast nichts mehr hinten 
raus kommen, was noch irgendwie zum Laden deines Akkus taugt. 2.5 qmm 
sollten es schon sein bei max. 2 Meter Kabeldistanz - 4 qmm wären ideal. 
Anschlüsse löten und nicht nur crimpen! Das hält die 
Übergangswiderstände winzig. Akkukontakte sauber machen und mit Polfett 
versehen. Modul regelmäßig säubern! Jedes Staubfutzelchen frisst 
Leistung! Vor allem bei solch kleinen Dingern.

[Waldemar Z. (waldemar_z)]

> ein FET zum Kurzschließen des Panels

Nicht kurzschließen! Vom Akku trennen. Das Kurzschließen trägt zum 
Altern der Solarzelle bei.

[Christian W. (woersty)]

Also der Test heute war vielversprechend. Der Akku war voll als ich nach 
hause kam. Muss mal sehen wie ich das sinnvoll überwachen kann.

Ich beobachte das mal noch eine Weile.
Kabel sind ausreichend dimensioniert, Danke für den Hinweis.

Mal schauen wie es morgen früh nach der dunklen Nacht aussieht ...

Liebe Grüße
Wörsty

[Mike A. (Gast)]

Waldemar Z. schrieb:
> Nicht kurzschließen! Vom Akku trennen. Das Kurzschließen trägt zum
> Altern der Solarzelle bei.

Besser noch mit einer Jalousie vor der Sonne schützen ;-)

[Waldemar Z. (waldemar_z)]

Mike A. schrieb:
> Besser noch mit einer Jalousie vor der Sonne schützen ;-)

Sehr hilfreicher Beitrag.

Das mit dem Kurzschließen ist die billigste und schlechteste Variante 
eines Ladereglers...

[Manfred (Gast)]

Waldemar Z. schrieb:
> Das mit dem Kurzschließen ist die billigste und schlechteste Variante
> eines Ladereglers...
Es ist nicht unbedingt billig, aber technisch sinnvoll - das Zauberwort 
lautet "Shuntregler" oder "Parallelstabilisierung". Vor ca. 20 Jahren 
wurde mir beigebracht, dass Shuntregler der Standard seien. Inzwischen 
hat sich in der Halbleitertechnologie einiges getan, dass man es heute 
vielleicht anders angehen kann.

Eine Regelung in Reihe zwischen Solarzelle und Akkusatz muß im Ernstfall 
die volle Leerlaufspannung der Solaranlage aushalten, bei leeren Akkus 
den vollen Strom bei möglichst wenig Spannungsabfall. Spannungsfest und 
geringen Durchlasswiderstand bekommt man nach wie vor nur schlecht unter 
einen Hut.

Wenn man parallel zur Batterie regeln kann, muß der Regler nur einen 
Teil der Leistung übernehmen, nämlich so viel, bis die Spannung unter 
die Ladeendspannung kommt. Bei dieser Spielanlage mit 5 Watt würde ich 
ganz sicher diesen Weg gehen!

[Christian W. (woersty)]

Durch entfernen der 5 LEDs konnte ich den Verbrauch des Reglers auf 8,5 
mA senken. Ich lasse das jetzt so und teste mal eine Weile.

Grüße
Wörsty

[Ronny S. (loetwolf)]

Also die LEDs würde ich schon lieber drinnen lassen - sie sollen dich ja 
über den Ladezustand informieren. Du kannst ja solche anstatt nehmen, 
die extrem wenig Strom ziehen - unter 2mA. Nur die Widerstände müssen 
dann entsprechend angeglichen werden (höher). Im Elektronik-Kompendium 
gibt es einen guten Vorwiderstandsrechner zum Ermitteln der einzelnen 
Werte.