Pumpe an Solarzelle: Wann zuschalten?

[Karl (Gast)]

Ich habe eine Membranpumpe, 
https://www.pollin.de/p/hochdruck-wasserpumpe-daypower-wp-165-12-v-6-l-min-330099, 
für die Bewässerung per Perlschlauch im Gewächshaus.

Nun möchte ich die Pumpe per Solarmodul betreiben. Da ich weder den 
maximalen Druck noch den maximalen Durchfluss brauche, reicht mir ein 
Betrieb mit 6V völlig aus, die Pumpe zieht dabei etwa 1A.

Ich habe ein Solarmodul 20W 18V, welches im Leerlauf bis 22V bringt. Das 
könnte ich mit einem Elko puffern und per PWM so auf die Pumpe gegeben, 
dass sie mit etwa der gewünschten Leistung läuft.

Problem: Die Pumpe hat einen relativ hohen Anlaufstrom von 3A. Solange 
das Modul nicht ausreichend Strom liefert, zieht die Pumpe es runter. 
Dabei läuft die Pumpe natürlich nicht an, es fließt aber ein merklicher 
Strom. Nun habe ich Bedenken, dass mir das auf Dauer den Motor killt.

Nun könnte ich die Pumpe zuschalten, wenn die Solarspannung hoch genug 
ist. Dummerweise ist die Leerlaufspannung des Moduls auch bei geringer 
Bewölkung bereits so hoch, dass sich daraus kaum auf die entnehmbare 
Leistung schließen läßt.

Ich müsste also irgendwie rausbekommen, wann das Modul genügend Leistung 
liefern könnte, um die Pumpe zu betreiben, ohne die Pumpe ständig 
zuzuschalten.

Ich hab da gerade keine Idee. Wie könnte man das realisieren?

Btw: Nein, ich möchte keinen extra Akku für die Pumpe einsetzen. Es 
reicht völlig, wenn die nur bei Sonnenschein läuft.

[Wolfgang (Gast)]

Karl schrieb:
> Dummerweise ist die Leerlaufspannung des Moduls auch bei geringer
> Bewölkung bereits so hoch, dass sich daraus kaum auf die entnehmbare
> Leistung schließen läßt.

Guck dir die Kennlinie an. Dann wird dir auch klar, warum.

Messe den Kurzschlussstrom. Der sagt dir, mit welcher Leistung die Sonne 
auf dein Panel trifft. Und wenn du dann feststellst, dass sie gut 
scheint, lädst du den Elko auf und schaltest auf die Pumpe.

[Karl (Gast)]

Wolfgang schrieb:
> Guck dir die Kennlinie an. Dann wird dir auch klar, warum.

Die Kennlinie ist mir bekannt. Mir ist auch klar warum.

Wolfgang schrieb:
> Messe den Kurzschlussstrom. Der sagt dir, mit welcher Leistung die Sonne
> auf dein Panel trifft.

Ja, das wäre ein Ansatz. Wahrscheinlich muss man da umdenken: Normale 
Spannungsquelle wie Akku => Spannung messen, wenn ausreichend 
zuschalten. Solarmodul = Stromquelle => Strom messen, wenn ausreichend 
zuschalten.

Wie könnte man das realisieren? Mit Mosfet kurzschließen, Strom über 
Shunt messen?

Wenn ich die Steuerschaltung auch aus dem Modul versorgen will, müsste 
ich diese über Diode und Elko puffern und das Modul nur kurzzeitig für 
die Messung kurzschließen. Klingt machbar.

[Sonne satt (Gast)]

Karl schrieb:

> Ich habe ein Solarmodul 20W 18V, welches im Leerlauf bis 22V bringt. Das
> könnte ich mit einem Elko puffern und per PWM so auf die Pumpe gegeben,
> dass sie mit etwa der gewünschten Leistung läuft.

Mit einer kleinen ~1W Pumpe und ~1W Panel + Elko + Komparator + FET 
funktioniert das.

Die läuft halt alle x Sekunden an wenn der Strom nicht reicht..

Dein Elko muss recht groß sein.. (C = dt * I /dU)

[Patrick (Gast)]

Nimm doch für Messzwecke ein kleines zusätzliches Solarmodul, das du mit 
einem Widerstand permanent "kurzschließt" - über diesem kannst du dann 
die Spannung messen und daraus auf die aktuelle Bestrahlung schließen. 
Das kleine Modul einfach direkt neben das große, dann sparst du dir dort 
die Verrenkungen zum messen.

[Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)]

Ich denke, mit einem wirklich großen Elko (1..2 F aus dem 
Auto-Audio-Bereich) sollte sich das Problem wieder auf eine 
Spannugnsmessung reduzieren lassen. Die Spannung erreicht erst dann den 
Sollwert, wenn genügend Ladung (sprich: Strom) im Elko steckt ...

[Karl (Gast)]

Frank E. schrieb:
> Die Spannung erreicht erst dann den
> Sollwert, wenn genügend Ladung (sprich: Strom) im Elko steckt ...

Naja, bei 3A Anlaufstrom und 1A Dauerstrom sackt die Spannung dann um 
1-3V pro Sekunde ab. Eine Pumpe, die mit 3 Sekunden taktet ruiniert 
wahrscheinlich den Motor noch schneller... Die zieht ja dann alle paar 
Sekunden den Anlaufstrom.

Nene, ich glaub ich mach das mal mit der Kurzschlussmessung. Geht halt 
nicht µC-frei, aber so einen ATmega hab ich noch rumliegen.