Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Solarzelle fuer Mikrokontroller


von Surfman19 (surfman19)


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Hi,

bin auf der Suche nach einer Solarzelle (Wasserfest fuer Outdoor) fuer 
einen ESP32 Mikrocontroller um eine Batterie zu laden: 5-10V, 1-2W.

will diesen Batterie Controller verwenden: 
https://www.adafruit.com/product/4755

Es gibt ja unterschiedliche Arten von Solarzellen - welche empfehlt ihr 
bzgl. Effizienz usw?

LG

: Verschoben durch Moderator
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Surfman19 schrieb:
> um eine Batterie zu laden: 5-10V
Wie kommt diese riesige Bereich zustande? Welcher Akku soll da geladen 
werden? Welche Energie kann der speichern?

> 1-2W.
Wie hast du diese Zahlen ermittelt? Sind diese 1-2W die dauerhafte 
Leistungsaufnahme deiner Schaltung?

> Es gibt ja unterschiedliche Arten von Solarzellen - welche empfehlt ihr
Vum gsnz sicher zu gehen vorneweg einen Akku, der auch mal 1 Woche ohne 
nennenswertes Nachladen überbrücken kann. Und dazu eine Solarzelle, die 
es schafft, diesen Akku binnen eines sonnigen Tages wieder aufzuladen.

Denn man muss sich schon im klaren sein, dass die Sonneneinstrahlung 
stark wetterabhängig ist: Beitrag "Wieviel Energie kommt eben von oben?"

Wenn du hier im Forum nach Solarzelle, Solarpanel und Akku suchst, dann 
findest du jede Menge Threads zu dem Thema und etliche gescheiterte 
Ansätze mit zu kleinen Akkus und zu kleinen Panels...

: Bearbeitet durch Moderator
von Georg M. (g_m)


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Für mich ist das wichtigste, dass das Solarpanel montagefertig ist, dass 
man keine mechanischen Konstruktionen selbst basteln muss.

https://img.kentfaith.de/cache/catalog/products/de/KF50.0012/KF50.0012-6-1200x1200.jpg

von Paul B. (paule201)


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Lothar M. schrieb:
> Wie kommt diese riesige Bereich zustande? Welcher Akku soll da geladen
> werden? Welche Energie kann der speichern?

Er meint damit die OCV der Solarzelle würde ich vermuten.

Surfman19 schrieb:
> einen ESP32 Mikrocontroller

Mit welchem Spannungswandler davor? Der Li Akku wir von 3-4.4V alles 
haben, dein ESP läuft nicht in diesem Bereich, der will 3.3V sehen. Oder 
ist das schon geklärt?

Option 1: Ein Ultra Low Drop Regulator und du nutzt den Akku nur bis 
3.4V runter
Option 2: Ein BuckBoost Regler der dir immer 3.3V aus deinem Akku macht. 
Der sollte aber natürlich deinen Akku nicht zu stark im Leerlauf 
belasten, sonst

Was komplett fehlt bei Adafruit: Unterspannungsabschaltung (USA) zum 
Schutz des Akkus.

Ich hab hier noch eine kleine Platine, die macht das alles.
USB-C oder Solar, Charger, Buck Boost, Unterspannungsabschaltung etc.
Verbraucht bei aktivem Buck/Boost (permanent 3.3 oder 5V am Ausgang (max 
0,5A)) 120µA aus dem Akku und schaltet bei 2.95V ab und bei 3.35V wieder 
zu. Die USA kann man deaktivieren, dann sind es nur 50µA für den 
BuckBoost.
Sie ist mit 20x65mm grade so groß wie ein 18650. Hab damals 5 Stück 
bestellt, aber nicht alle gebraucht. Bei voller Sonne (31.10.22) hatte 
ich mit der Solarzelle (Link) 109mA Ladestrom. Max Ladestrom der Platine 
sind 750mA. Über Lötbrücke sind auch 250mA und 500mA einstellbar.
https://www.amazon.de/gp/product/B0814VFDHK/
Es gibt auch größere Varianten davon, die können dann mehr. Lothars 
Empfehlung würde ich beipflichten. Die sollte schon so groß sein, dann 
sie denn Akku an einem Tag vollgeblasen bekommt. Oder noch größer, wir 
wissen ja nicht was dein Akku alles versorgen muss.

Die Platine kannst du zum Selbstkostenpreis von 10€ haben.
Wenn du interesse hast schick mir gern eine PN.

von Michael B. (laberkopp)


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Surfman19 schrieb:
> welche empfehlt ihr bzgl. Effizienz

Egal wenn du kein Grössenlimit vorgibst.

Die Frage ist eher, wann die Schaltung funktionieren soll.

Nur an sonnigen Tagen. Auch in der Nacht zwischen sonnigen Tagen. Auch 
an bedeckten Tagen. Auch an verregneten Tagen. Das alleine macht einen 
Unterschied von 1 zu 1000 aus.

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Wenn du einen Amateurfunk er in der nähe hast, frag, ob er das ARRL 
handbook hat. Dort war ein Kapitel über autonome Stationen drinnen... 
Also mit Auslegung von PV, Batterie,...

Die Überlegungen dort drinnen sind sicher noch richtig - bei der 
Technologie, die beschrieben wird wäre ich mir aber nicht sicher...

73

von Jobst Q. (joquis)


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Paul B. schrieb:
> Mit welchem Spannungswandler davor? Der Li Akku wir von 3-4.4V alles
> haben, dein ESP läuft nicht in diesem Bereich, der will 3.3V sehen. Oder
> ist das schon geklärt?
>
> Option 1: Ein Ultra Low Drop Regulator und du nutzt den Akku nur bis
> 3.4V runter
> Option 2: Ein BuckBoost Regler der dir immer 3.3V aus deinem Akku macht.

Option 3: Ein LiFePO4-Akku direkt, der mit 3,4 Volt geladen wird. 3,4V 
sind für einen ESP kein Problem und der Akku wird damit trotzdem auf ca 
95 % geladen. Das ist auch eine bessere Lösung, da der ESP kurzzeitig 
höhere Ströme braucht.

von Paul B. (paule201)


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Jobst Q. schrieb:
> Option 3: Ein LiFePO4-Akku direkt, der mit 3,4 Volt geladen wird.


Welches fertige Lade Modul soll er denn dafür nehmen? Mir ist keins 
bekannt. Single LiFePo4 macht nämlich kaum einer. Da wäre Selbstbau 
angesagt und ich glaube das ist nicht gewünscht. Oder kennst du eins?

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Surfman19 schrieb:
> (Wasserfest fuer Outdoor)

Im Prinzip vermutlich so etwas in kleiner mit weniger Leistung:
https://sonnenrepublik.de/shop-de/solarmodul-surf12
"Die hocheffizienten Solarzellen sind in einem seewasserfesten, 
UV-beständigen und semiflexiblen Folienlaminat mit Glasfaserverstärkung 
eingebettet."

von Michael B. (laberkopp)


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Dieter D. schrieb:
> Im Prinzip vermutlich so etwas

Krass 14Wp für 84.90, das eäten also 2496 EUR für die 410Wp Solarmodule 
die es quasi überall für 200 EUR gibt.

Teurer kann man Strom nicht holen.

von Manfred P. (pruckelfred)


Angehängte Dateien:

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Paul B. schrieb:
> Welches fertige Lade Modul soll er denn dafür nehmen? Mir ist keins
> bekannt.

Gibt es, zum einen als Schaltregler TP5000 umschaltbar oder für nur 
Li-Eisen CN3058.

Ich bezweifele, dass sich ein solches Lademodul mit der Charakteristik 
einer Solarzelle verträgt.

Paul B. schrieb:
> Da wäre Selbstbau angesagt

Da denke ich auch.

von Motopick (motopick)


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Wenn es mit dem Solarstrom nicht reicht, einfach noch ein paar
Windmuehlen dazustellen.

von Stefan F. (Gast)


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Surfman19 schrieb:
> Es gibt ja unterschiedliche Arten von Solarzellen - welche empfehlt ihr
> bzgl. Effizienz usw?

Zuerst mal müssen wir wissen, wie viel Energie dein Gerät verbraucht, 
und wann es wie lange betriebsbereit sein soll.

Dann wäre noch interessant, ob es um mobilen Einsatz geht, oder eine 
feste Installation. Und wo es installiert wird.

von Surfman19 (surfman19)


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Hi,

habe die genaue Leistung noch nicht berechnet - kommt drauf an ob ich 
einen ESP32 oder einen Raspberry Pi Zero W verwende.

Plan ist folgende Komponenten zu verbauen:
- Solarzelle mit Batterie: 10-20W mit ~25,000mah lithium Batterie.
- ESP32 oder Raspberry Pi Zero W oder Raspberry Pi Zero 2 W: braucht 
etwa 1-2W - je nach sleep cycle
- Kamera mit dem Mikrocontroller verwenden
  - Falls ich den Raspberry Pi Zero nehme: Raspberry pi camera-module 3 
sieht nett aus - aber braucht auch recht viel Strom was ich sehe.
  - Falls ich ESP32 nehme: Kamera muss ich erst Suchen
- LTE Modul: um Photo oder Video zu verwenden: 
https://www.lilygo.cc/products/t-sim7600?_pos=1&_sid=d4c54e7bd&_ss=r&variant=42358717972661
kann auch so 300uA - 2W brauchen - genau Zahlen ist schwer zu berechnen 
- da es von vielen Faktoren abhängt.

Georg M. schrieb:
> Für mich ist das wichtigste, dass das Solarpanel montagefertig ist, dass
> man keine mechanischen Konstruktionen selbst basteln muss.
>
> 
https://img.kentfaith.de/cache/catalog/products/de/KF50.0012/KF50.0012-6-1200x1200.jpg

Suche ein Solar Panel mit einer eingebauter Batterie - kenn jemand sowas 
- oder kann jemand ein Model empfehlen? Welche Solarzelle ist das hier 
denn verbaut - wieviel Watt - sehe auch auf deren Homepage nichts...?

Stefan F. schrieb:
> Zuerst mal müssen wir wissen, wie viel Energie dein Gerät verbraucht,
> und wann es wie lange betriebsbereit sein soll.

> Dann wäre noch interessant, ob es um mobilen Einsatz geht, oder eine
> feste Installation. Und wo es installiert wird.

Für feste Installation in der nähe eines Waldes.

Was hält ihr von dem diesem Solarpanel und Batterie hier?
https://www.herd360.com/products/solar-power-pack-spp1025
was ich sehe gibt hier einen 5V USB und noch einen 6V Ausgang - den ich 
auch mit einem DC Buck converter runter regeln kann auf 5V oder 3.3V? - 
je nach dem ob ich den ESP32 oder Raspberry Pi Zero W nehme...

Kennt jemand eine ähnliches Modul?

LG

: Bearbeitet durch User
von Harald A. (embedded)


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Suche bei Aliexpress nach: hunting camera solar
Da gibt es speziell für Wildkameras Solarmodule mit Akku, verschiedene 
Spannungen sind erhältlich, manchmal auch kombiniert in einem Produkt.

Beispiel: https://de.aliexpress.com/item/4000776251712.html

: Bearbeitet durch User
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Surfman19 schrieb:
> Suche ein Solar Panel mit einer eingebauter Batterie -

Wenn die Batterie im Panel eingebaut oder am Panel angebaut sein sollte, 
ist das thermisch eine schlechte Lösung. Wenn das Panel durch die Sonne 
heiß wird, wird immer der Akku auch zu warm und hält nicht lange. 
Manchmal ist noch ein Temperatursensor dabei, der dann die Akkuladung 
aussetzt.

von Michael B. (laberkopp)


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Surfman19 schrieb:
> Suche ein Solar Panel mit einer eingebauter Batterie - kenn jemand sowas
> -

Preis ist egal, dann wird dir einer das bauen. Ist zwar unsinnig den 
Akku hinterm warmen Panel zu montieren, aber der Wunsch des Kunden ist 
Befehl.

Surfman19 schrieb:
> Plan ist folgende Komponenten zu verbauen:

Klingt alles unsinnig.

Die Technik gibt es als Smartphone.
Hält höchstens 1 Tag durch.

Dazu also eine Powerbank mit Solarpanel. Gibt es handelsüblich.
Allerdings sind die meisten komplett ungeeigneter Schrott.

Wohl am ehesten noch https://www.pearl.de/a-ZX9045-3034.shtml

von Surfman19 (surfman19)


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Harald A. schrieb:
> Suche bei Aliexpress nach: hunting camera solar
> Da gibt es speziell für Wildkameras Solarmodule mit Akku, verschiedene
> Spannungen sind erhältlich, manchmal auch kombiniert in einem Produkt.
>
> Beispiel: https://de.aliexpress.com/item/4000776251712.html

bisschen klein - nur 0.4W.

Dieter D.  schrieb:
> Wenn die Batterie im Panel eingebaut oder am Panel angebaut sein sollte,
> ist das thermisch eine schlechte Lösung. Wenn das Panel durch die Sonne
> heiß wird, wird immer der Akku auch zu warm und hält nicht lange.
> Manchmal ist noch ein Temperatursensor dabei, der dann die Akkuladung
> aussetzt.

ok - wo kann ich denn ein besseres Solar Modul mit Akku bestellen?

Michael B. schrieb:
> Klingt alles unsinnig.

> Die Technik gibt es als Smartphone.
> Hält höchstens 1 Tag durch.

> Dazu also eine Powerbank mit Solarpanel. Gibt es handelsüblich.
> Allerdings sind die meisten komplett ungeeigneter Schrott.

> Wohl am ehesten noch https://www.pearl.de/a-ZX9045-3034.shtml

ist ja ein fun projekt. ein bisschen zu gross. 10 - 20W reicht mehr 
denke ich.

: Bearbeitet durch User
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