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Hallo,
ich möchte 6-8 Solarzellen C50 von Sunpower in Reihen schalten und diese 4-5,5 Volt dann mit Step-Up-Wandler auf rund 14 Volt transformieren, um damit Blei-Gel oder AGM-Akkus zu laden.

Dazu habe ich einige Solarzellen und mehrere Step-Up-Wandler (vom Typ MT3608 und SX1308, die wohl fast baugleich sind) gekauft. Die Solarzellen liefern maximal 0,68 Volt und 5,7 Ampere, was aber wohl nur selten annähernd erreicht wird. Nun musste ich feststellen, dass die Wandler nur maximal 4A Eingangsstrom vertragen.

Am Besten wären wahrscheinlich größere Wandler, aber diese bekomme ich nicht zu einem günstigen Preis. Daher will ich die vorhandenen Wandler nutzen. Was mache ich nun?
- Schauen, wo der Wandler heiß wird und dort einen Kühlkörper draufsetzen?
- Kann ich den Strom von einer Reihe Solarzellen auf zwei Wandler verteilen?
- Die Solarzellen teilen und so auf einen geringeren Strom kommen (wenn sonst nichts anderes geht)?
- Oder was habt ihr für Vorschläge?
Vielen Dank und ein schönes Wochenende!
Engel

» Hallo,
» ich möchte 6-8 Solarzellen C50 von Sunpower in Reihen schalten und diese
» 4-5,5 Volt dann mit Step-Up-Wandler auf rund 14 Volt transformieren, um
» damit Blei-Gel oder AGM-Akkus zu laden.

Dafür bräuchten wir erst mal die Kapazität der Akkus (wieviele Ah, genauer Typ und Hersteller). Gerade diese Akkus mußt du schon ziemlich genau laden, also du mußt den Ladestrom kontrollieren und die Ladeendspannung messen. Wenn diese erreicht ist, soll auf Erhaltungsladung umgeschalten werden. Außerdem wäre es ganz gut, wenn du einen Tiefentladeschutz einbaust.

» Dazu habe ich einige Solarzellen und mehrere Step-Up-Wandler (vom Typ
» MT3608 und SX1308, die wohl fast baugleich sind) gekauft.

Damit hätte sich der Einsatz dieser Regler eigentlich schon erledigt. Nutze sie für andere Zwecke. Was du brauchst ist ein halbwegs brauchbarer Wandler, mindestens mit Strombegrenzung und einstellbarar Maximalspannung. Und um das richtig zu dimensionieren brauchen wir eben die Daten der Batterien.

LG Sel

» Hallo,
» ich möchte 6-8 Solarzellen C50 von Sunpower in Reihen schalten und diese
» 4-5,5 Volt dann mit Step-Up-Wandler auf rund 14 Volt transformieren, um
» damit Blei-Gel oder AGM-Akkus zu laden.
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» Dazu habe ich einige Solarzellen und mehrere Step-Up-Wandler (vom Typ
» MT3608 und SX1308, die wohl fast baugleich sind) gekauft. Die Solarzellen
» liefern maximal 0,68 Volt und 5,7 Ampere, was aber wohl nur selten
» annähernd erreicht wird.

Solarzellen liefern i.d.R. 0,45V im idealen Arbeitspunkt.
Die andere Angabe bezieht sich wohl eher auf die Leerlaufspannung ohne Last.
Genau so wird es mit dem angegebenen Strom sein. Das ist sicher der Kurzschlussstrom.

Guck dir mal Kennlinien von Solarzellen an.

» Nun musste ich feststellen, dass die Wandler nur
» maximal 4A Eingangsstrom vertragen.
»
» Am Besten wären wahrscheinlich größere Wandler, aber diese bekomme ich
» nicht zu einem günstigen Preis. Daher will ich die vorhandenen Wandler
» nutzen. Was mache ich nun?
» - Schauen, wo der Wandler heiß wird und dort einen Kühlkörper draufsetzen?
» - Kann ich den Strom von einer Reihe Solarzellen auf zwei Wandler
» verteilen?

Wenn beide Wandler 100% gleich sind ja, sind sie aber nicht.

» - Die Solarzellen teilen und so auf einen geringeren Strom kommen (wenn
» sonst nichts anderes geht)?

Dumme Idee.

» - Oder was habt ihr für Vorschläge?
» Vielen Dank und ein schönes Wochenende!
» Engel

Hallo,

danke für deine Antwort.

» Guck dir mal Kennlinien von Solarzellen an.

Kenndaten vom Datenblatt:
Vmpp: 0,58 Volt
Impp: 5,7 Ampere
Voc: 0,68 Volt
Isc: 6,1 Ampere


» » Nun musste ich feststellen, dass die Wandler nur
» » maximal 4A Eingangsstrom vertragen.

» » - Kann ich den Strom von einer Reihe Solarzellen auf zwei Wandler
» » verteilen?
»
» Wenn beide Wandler 100% gleich sind ja, sind sie aber nicht.

Angenommen, ich nehme zwei Wandler vom gleichen Typ. Bei den Wandlern kann man die Ausgangsspannung sehr genau einstellen. Was kann passieren, außer das der eine Wandler 4 Ampere und der andere 2 Ampere "verarbeitet"?

Kann ich die Wandler irgendwie nach "Ähnlichkeit" sortieren?

Viele Grüße
Engel

» ich möchte 6-8 Solarzellen C50 von Sunpower in Reihen schalten und diese
» 4-5,5 Volt dann mit Step-Up-Wandler auf rund 14 Volt transformieren, um
» damit Blei-Gel oder AGM-Akkus zu laden.

Du brauchst dabei unbedingt einen Wandler der den Deadlock vermeidet. MPP-Wandler machen das.

Hallo Sel,

danke für deine Antwort.

Ich habe erstmal einen Powersonic PS-12260 mit 26 AH.
Bei diesen ist die Initial Charge Voltage 14.4-15 Volt, die Recommendend Charge Voltage 13.5 bis 13.8 Volt. Maximaler Strom jeweils 6.5 A.
Mit Solarstrom muss/kann man ja anders laden wie mit einem Laderegler. Daher dachte ich, ich stelle die Voltzahl vom Step Up-Wandler so ein, dass maximal 13.8 Volt beim Akku ankommen, dann reguliert sich der Strom selber. Außerdem denke ich, dass sich bei so einer kleinen Anlage ein MPP geführter Laderegler nicht lohnt.

» Damit hätte sich der Einsatz dieser Regler eigentlich schon erledigt. Was du brauchst ist ein halbwegs brauchbarer » Wandler, mindestens mit Strombegrenzung und einstellbarar Maximalspannung.

Ich wollte die kleine "Anlage" so auslegen, dass die Solarzellen maximal soviel Strom abgeben können, wie der Akku aufnehmen kann. Und die Ausgangsspannung ist bei diesen Reglern genau einstellbar.

Den Entladeschutz wollte ich auf der Entnahmeseite einbauen.

Was kannst Du mir empfehlen?

Viele Grüße
Engel

» Außerdem denke ich, dass sich bei so einer kleinen Anlage ein MPP geführter
» Laderegler nicht lohnt.

Es reicht dir, dass es gar nicht funktioniert?

Hallo,

dake für deine Antwort!

was genau meinst Du mit deadlock?

Ich habe leider keinen MPP-Wandler gefunden, der mit 3 Volt Eingangsstrom auskommt und für diese kleine Anlage einen angemessen Preis hat. Gibt es sowas oder was kannst Du mir sonst empfehlen?

Viele Grüße
Engel


» » ich möchte 6-8 Solarzellen C50 von Sunpower in Reihen schalten und diese
» » 4-5,5 Volt dann mit Step-Up-Wandler auf rund 14 Volt transformieren, um
» » damit Blei-Gel oder AGM-Akkus zu laden.
»
» Du brauchst dabei unbedingt einen Wandler der den Deadlock vermeidet.
» MPP-Wandler machen das.

Soweit ich recherchiert habe, funktioniert es dann nicht optimal, da man dann den Punkt mit der maximalen Wattausbeute verfehlt.

Warum sollte es gar nicht funktionieren?


» » Außerdem denke ich, dass sich bei so einer kleinen Anlage ein MPP
» geführter
» » Laderegler nicht lohnt.
»
» Es reicht dir, dass es gar nicht funktioniert?

» was genau meinst Du mit deadlock?

Der Wandler hat einen negativen Eingangswiderstand, bei kleiner Spannung zieht er hohen Strom. Bei hohem Strom liefert die Solarzelle aber nur *sehr* kleine Spannung, also auch nur sehr wenig Leistung. Aus diesem Dilemma kommt ein normaler Schaltregler nicht raus.

Hallo,

danke für die Erklärung. Da ist mir wohl eine Enttäuschung erspart geblieben. Würde es denn mit einem Step-down-Wandler (mit natürlich mehr Solarzellen) gehen oder hätte ich da ein ähnliches Problem?

Viele Grüße
Engel

» Hallo,
»
» danke für die Erklärung. Da ist mir wohl eine Enttäuschung erspart
» geblieben. Würde es denn mit einem Step-down-Wandler (mit natürlich mehr
» Solarzellen) gehen oder hätte ich da ein ähnliches Problem?
»
» Viele Grüße
» Engel

Wenn du mehr Solarzellen hast, ist es einfacher den Akku direkt zu laden.
Vom Akku zum Verbraucher, kannst du dann immer noch einen Aufwärtswandler schalten.

» Wenn du mehr Solarzellen hast, ist es einfacher den Akku direkt zu laden.
» Vom Akku zum Verbraucher, kannst du dann immer noch einen Aufwärtswandler
» schalten.

Hallo,
danke für deine Antwort. Habe gerade gegoogelt, dass es mit einem Step-Down-Wandler (fast) genausoviele Probleme gibt.
Da ich mich mit Elektronik nicht genug auskenne, um komplizierte Schaltungen aufzubauen, soll ich einfach soviele Solarzellen in Reihe schalten, um mit dem MPP in der Nähe der Ladespannung zu kommen und vor dem Akku noch eine Schutzschaltung setze. Damit ich nicht soviel Solarzellen in einer Reihe schalten muss, könnte ich ja einen Akku mit weniger Volt (z.B. LiPo oder NiMh) nehmen.
Kann ich dann von diesen Akku, statt einen Verbraucher anzuschließen, auch den Blei-AGM-Akku mit einem Aufwärtswandler laden? (Auch wenn es nicht sehr effektiv ist)
Viele Grüße
Engel

» » Wenn du mehr Solarzellen hast, ist es einfacher den Akku direkt zu
» laden.
» » Vom Akku zum Verbraucher, kannst du dann immer noch einen
» Aufwärtswandler
» » schalten.
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» Hallo,
» danke für deine Antwort. Habe gerade gegoogelt, dass es mit einem
» Step-Down-Wandler (fast) genausoviele Probleme gibt.
» Da ich mich mit Elektronik nicht genug auskenne, um komplizierte
» Schaltungen aufzubauen, soll ich einfach soviele Solarzellen in Reihe
» schalten, um mit dem MPP in der Nähe der Ladespannung zu kommen und vor dem
» Akku noch eine Schutzschaltung setze. Damit ich nicht soviel Solarzellen in
» einer Reihe schalten muss, könnte ich ja einen Akku mit weniger Volt (z.B.
» LiPo oder NiMh) nehmen.
» Kann ich dann von diesen Akku, statt einen Verbraucher anzuschließen, auch
» den Blei-AGM-Akku mit einem Aufwärtswandler laden? (Auch wenn es nicht sehr
» effektiv ist)
» Viele Grüße
» Engel

Dann benötigt der LiPo- oder NiMh Akku ja auch eine Überwachungsschaltung gegen über- und vor Allem gegen Unterspannung.

Hier ist ein Beispiel mit dem ich meinen Balkonfernseher betreibe.
Ganz ohne Schaltwandler. Mit einem Serienregler der den Akku überwacht.
(Ausnahmsweise einmal nicht selber gebaut.)
Das Solarpanel ist nicht ganz klein 86cm * 53cm.
Die blau eingezeichneten Modifizierungen brauchst du ja nicht in den Regler einbauen. Der funktioniert auch ohne meine Sonderwünsche.



edit.:
Nur für besonders Interessierte.
Funktion des “hokus pokus“ Serien-Laderegler!

T6 betrachten wir erst einmal nur als Diode.
(Was für kleine Ladeströme durchaus akzeptabel währe).
Die “Diode T6“ verhindert ein Entladen des Akkus, über die Solarzelle mit ihrem recht großen Sperrstrom.

Ist das Laden des Akkus wegen Ladeschlussspannung abgeschaltet, ist Q4 und somit T5 gesperrt.
Wird die Solarzelle Sonnenbestrahlt, zieht sie die Spannung mit ihrem Minuspol weit unter das Massepotential. Und damit den Source Anschluss von T5. Das Gate ist aber über R30 am Source Potential und T5 bleibt gesperrt!

Ist die Ladung für den Akku freigegeben, ist Q4 durchgesteuert und über den Spannungsteiler R26-R30 wird das Gate T5 in den positiven Bereich angehoben. T5 wird leitend. Die negative Spannung am Source wird kleiner, was die Gatespannung weiter anhebt, so dass T5 niederohmig wird und über Sein Drain-Source Widerstand von 17mOhm nur noch wenige mV abfallen!

Nun fragt man sich, warum der Aufwand mit T6 und dem Operationsverstärker?
Das Problem ist, dass der Laderegler für Ströme bis zu 7A ausgelegt ist. Währe T6 einfach nur eine Diode, würde wegen der Flussspannung recht viel Leistung in Wärme umgesetzt.
Auch bei einer Schottkydiode währen das noch einige Watt!

Betrachten wir den Fall, dass die Ladung freigegeben ist. Dann ist T5 aufgesteuert, und wir betrachten ihn als Kurzgeschlossen. Dann liegt der Nicht invertierende Eingang des OPV am Massepotential. Wird jetzt die Solarzelle von der Sonne beschienen, Sinkt das Potential am invertierenden Eingang. Und dass bis unter das Massepotential. Der OPV steuert seinen Ausgang Richtung Plus, so dass der invers betriebene T6 durchsteuert und die Flussspannung seiner eigenen Source-Drain Diode kurzschließt.

Der OPV hat eine Verstärkung von 1M Ohm / 2,2kOhm = 455.
Damit reichen wenige mV, an der Source Drain strecke, um T6 an- und durchzusteuern.

(Der Inversbetrieb von Mosfets ist möglich, aber, wegen der internen Diode, in anderen Fällen nicht sinnvoll.)

Kriminell wird die Schaltung erst, wenn die Ladung wegen der Ladeschlussspannung unterbunden ist, also T5 gesperrt ist. Und die Sonne scheint.
Dann werden die Eingänge des roten OPV weit unter das Massepotential gezogen.
Zum Beispiel 22V-Solarzelle minus Akkuspannung. Laut Datenblatt sind 0,3V unter der Betriebsspannung zulässig! Der OPV wird also geradezu vergewaltigt. Vermutlich dient R33 in der positiven Versorgungsspannung dazu, den OPV vor einem tödlichen Massaker zu bewahren. Direkt am Pin 5 und 6 habe ich in diesem Fall bis zu minus 0,7V gemessen.

Zur Modifikation:
Die gelbe Ladekontrolle zeigt ja bei Ladefreigabe von Q4 nur an, dass die Spannung der Solarzelle größer als die 5,5V-Zenerspannung +2V-LED ist. Da wird aber noch kein Ladestrom in den Akku gespeist! Ich stellte fest, dass ab einem Ladestrom von 60mA die Ausgangsspannung am Pin 7 vom roten OPV 5V beträgt. Also lag es nahe, den noch freien OPV im IC, als Komparator, zur Refferensspannung einzusetzen, um eine echte Ladeanzeige zu realisieren. Die Z-Diode Dx ist eingefügt um ein Glimmen der weißen LED zu unterbinden. Denn der OPV kann nicht so hoch nach Plus aussteuern, um unter die 3V Flussspannung der LED zu kommen. Das Problem wird durch D1 Und R33 in der Versorgungsspannung besonders groß.
Ich hätte natürlich Pin 2 und 3 vom blauen OPV-Komparator vertauschen können und die LED nach Masse schalten. Aber dann hätte der LED-Strom einen zusätzlichen Spannungsfall an R33 hervorgerufen. Die bestehende Funktion wollte ich aber nicht beeinflussen.

Allerdings, zur Schonung des Akkus, bei Unterspannung, schon! Die Lastabschaltung ist mit Ry von 11V auf 11,5V angehoben worden. (Was natürlich auch die Freigabespannung anhebt. Kein Problem!)

Zusätzlich ist ein kleines DMV zur anzeige der Akkuspannung installiert.

» Zusätzlich ist ein kleines DMV zur anzeige der Akkuspannung installiert.


Was ist ein DMV ?

Ich kenne nur ein DVM (digital-volt-meter).

» » Zusätzlich ist ein kleines DMV zur anzeige der Akkuspannung installiert.
»
»
» Was ist ein DMV ?
»
» Ich kenne nur ein DVM (digital-volt-meter).

Ein solches hatte ich vermutlich auch gemeint.