Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Blei-Gel-Akku & Solar


von pascalts (Gast)


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Moin!

Ich hab mir kürzlich mal eine kleine Wetter-Station auf Basis ESP32 
gebaut. Dabei ist ein Blei-Gel-Akku mit 6V und eine 6V Solarzelle mit 2 
Watt Peak. Die Energieversorgung reicht mehr als dicke, wenn man den ESP 
weitestgehend schlafen lässt und nur zum Messen aufweckt.

Nun hab ich in meinem jugendlichen Wahnsinn gedacht: Ein 2W Solarpanel, 
dass kann ich sicher direkt an den Akku anschließen (12 Ah), da passiert 
schon nichts... Zum Glück hab ich die Ladespannung mitgeloggt und 
festgestellt, das nach einigen Tagen die Ladespannung bei Sonne bis 7,8 
V hochgeht - klar zu viel meine ich.

Deswegen bin ich fix zu Conrad gehuscht und hab mir mittels Z-Dioden 
eine Energie-Verbrennungs-Schaltung ;-) gebaut (Nur R und Z-Diode), die 
die Spannung solide auf 6,8 bis 6,9 deckelt.

Meint ihr das kann ich so lassen oder muss ich mir noch was hübscheres 
einfallen lassen?

Wie ist das eigentlich mit der Ladeschlusspannung beim Blei-GEL-Akku? 
Ich hab bisher nur mit den Blei-Säure-Akkus aus der KFZ-Technik zutun 
gehabt...

Ich hoffe ich hab mit mit den 3 Tagen, an denen ich für je ca 1,5 bis 2 
Stunden die 7,X V hatte nicht den Akku zerlegt...

Danke im Voraus!

von batman (Gast)


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Paßt scho. Wenn die Spannung nicht permament anliegt, was beim 
Solarladen der Fall ist, lädt man mit 2,4-2,5V pro Zelle.
Denk dran, daß du im Winter nur noch einen Bruchteil der Tagesladung 
bekommst und sie ggf. mal lange reichen muß, also Spannung möglichst 
ausreizen.

von Michael B. (laberkopp)


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pascalts schrieb:
> Meint ihr das kann ich so lassen

Ja, exakter regelt das ein TL431 mit temperaturkompensierendem 
Spannungsteiler, aber deine Lösung ist schon ok.

Man könnte natürlich auch einen echten Solarladeregler dranbauen

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9.5

von pascalts (Gast)


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Der TL431 klingt interessant! Dieses Bauteil kannte ich bisher noch 
nicht. Sehe ich das richtig, dass ich einfach mittels Z-Diode eine 
Spannung an REF vorgebe und der dann die "schwere Arbeit" übernimmt?

(Links Solarzelle, Rechts Akku)
1
+ o-[R]-------------------o +
2
         |      |
3
        [R]     |
4
         |      |
5
         ----[TL431]
6
         |      |
7
      [Z-Di.]   |
8
         |      |
9
- o-----------------------o -

Ich versuche alles so einfach wie möglich zu halten, deswegen hatte ich 
mich gegen einen Solarregler entschieden. Was nicht da ist kann nicht 
kaputt gehen.

von batman (Gast)


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Nein, der TL ist doch selbst die Z-Diode, einstellbar durch 
Spannungsteiler. S. Datenblatt.

von nochmal testen (Gast)


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pascalts schrieb:


> Wie ist das eigentlich mit der Ladeschlusspannung beim Blei-GEL-Akku?

Wie bei jedem andern Blei-säure es gibt keine Ladeschlusspannungen.

Jdf. keine die man direkt messen könnte.
Der durch die angelegte Spg. verursachte Strom teilt sich immer auf in 
Ladestrom und in ungewolltes, den der die Nebenreaktionen wie 
Elektrolyse treibt.

Eine z.B. Volladung mit Konstantspannung 'Normalladen' ist dann 
vollbracht wenn der Strom sich über einen mehrstündigen Zeitraum nicht 
mehr nennenswert ändert. Wie hoch der dann ausfallen darf (und 
gleichzeitig die 'Überspannung' hängt von der Bauart ab. Bei einer 
verschlossenen -nicht geschlossenen*-  6V GEL vrla, salop sla, sind 
knapp ~7,5V bei 20° die Oberkante je höher die Temperatur um so 
niedriger, wenn mann drüber geht dann steigt eben der Innendruck durch 
den Sauerstoff zu stark an und das Teil entlüftet ggf. Dann kann eben 
auch kein Wasser mit dem an der Anode hockenden Wasserstoff 
zurückgebildet werden und man verliert nicht ersetzbaren Elektrolyt, das 
ist auch schon fast alles was man über das normale Laden wissen muss. 
Das Laden ist dann beendet und man trennt den Akku.

Und ob ein andauerndes Erhaltungsaladen mit niedrigerer Spg. eine 
akzeptable Methode ist hängt einzig von der Häufigkeit und Art der 
Belastung ab. Wird hier nicht der Fall sein aber nimm an die Anwendung 
w[rde in einem Zug 50% der gespeicherten Ladung entnehmen, das würde 
dann 2-3 Tage dauern bis sie wieder vollgeladen wäre, je nach Anwendung 
eher inakzeptabel wenn das wie auch immer geartete Gerät nicht 
einsetzbar wäre.

Dann gibts noch das schnelladen da nimmt man erhöhten Verschleis und 
verkürzte Lebensdauer schlichtweg in Kauf.

Und nat. kann man Methoden auch kombinieren ;)

---
Läßt sich alles nachlesen z.b. panasonic vrla handbook hängt bei vielen 
Produktbeschreibungen derer Akkus mit dran.

*[geschlossen ist alles was einfache Stopfen oder Deckel hat und eine 
Entlüftung aber ohne Ventil, da gehts im Gegensatz zu den 
verschlosssenen nur um Auslaufschutz, bei den verschlossenen zusätlich 
um den Sauerstoffkreislauf den es bei den anderen garnicht gibt.]


>> Ich hoffe ich hab mit mit den 3 Tagen, an denen ich für je ca 1,5 bis 2
>> Stunden die 7,X V hatte nicht den Akku zerlegt...

Schmerzgrenzen abs. max. beim normalladen Volt pro Zelle
z.B. nach Panasonic VRLA-HB, drüber gibts eben ggf. Verluste.

10° 2,55
20° 2,50
30° 2,45
40° 2,40
50° 2,35

von pascalts (Gast)


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batman schrieb:
> Nein, der TL ist doch selbst die Z-Diode, einstellbar durch
> Spannungsteiler. S. Datenblatt.

OK, aber meine Eingangsspannung schwankt ja. Deswegen wollte ich mit der 
Z Diode quasi einen Variablen Spannungsteiler bauen. Oder hab ich was 
völlig falsch verstanden?

Danke für die ausführliche Erklärung zum Thema Laden!

Ich werde meine Z Dioden Lösung jetzt so beibehalten.

Danke!

von Michael B. (laberkopp)


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pascalts schrieb:
> Sehe ich das richtig, dass ich einfach mittels Z-Diode eine
> Spannung an REF vorgebe und der dann die "schwere Arbeit" übernimmt

Nein, der TL431 ist eine (per Spannungsteiler einstellbare) Z-Diode und 
man wird zum Akkuladen den Spannungsteiler per Pt1000 oder 1N4148 so 
einstellen, daß er an die Temperaturabhängigkeit der Ladeschlussspannung 
des Bleiakkus angepasst ist.

von Bernd K. (prof7bit)


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Ein nackter TL431 kann niemals 2 Watt alleine wegheizen!

Und auch die jetzige Konstruktion mit der Zenerdiode wird wahrscheinlich 
schon heißer als es das Datenblatt erlaubt!

Es gibt aber Schaltungen bei denen der TL431 einen externen Transistor 
ansteuert, da kann man dann was ausreichend dickes auf ein Kühlblech 
setzen und hat dann einen ordentlichen Shunt-Regler der auch ein paar 
Watt mühelos verträgt.

von hinz (Gast)


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Bernd K. schrieb:
> Und auch die jetzige Konstruktion mit der Zenerdiode wird wahrscheinlich
> schon heißer als es das Datenblatt erlaubt!

Selbst im Bastlerbedarf gibts 5W Z-Dioden.

von pascalts (Gast)


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Also die Werte (Spannung in Grün) sehen gut aus. Die Z-Dioden scheinen 
das zu überleben.

https://wetter.go-eight.de/index.php?minush=2000

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