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andileibi(R)

01.05.2017,
14:19
 

Anlaufkondensator richtig auslegen (Elektronik)

Hallo Experten, ich habe für meinen Pool eine kleine, einfache Solarheizung (Gartenschläuche am Carportdach) gebaut.
Für die Zirkulation sorgt eine kleinen Teichpumpe (ca.15W) die wiederum an einer PV Paneele (30W) hängt.
Im großen und ganzen funktioniert das ganz gut, wenn die Sonne scheint ist die Heizung in Betrieb wenn nicht dann soll sie auch nicht laufen.

Mein Problem ist aber, dass die PV-Paneele zwar genug Strom liefert um die Pumpe anzutreiben auch wenn der Himmel leicht bewölkt ist, die Pumpe aber nur anläuft wenn wirklich die pralle Sonne auf das Paneel scheint, sprich der Anlaufstrom der Pumpe ist etwas zu hoch. Nun meine Frage, welchen Kondensator müsste ich dazwischen hängen um den Anlaufstrom zu überwinden.

das verwendete PV-Paneele ist:
https://www.amazon.de/gp/product/B007HLNFES/ref=oh_aui_detailpage_o00_s00?ie=UTF8&psc=1

die Pumpe ist:
https://de.aliexpress.com/item/AN40-1250-500LPH-12V-Brushless-DC-Mini-water-Pump-For-CPU-Cooling-Solar-Fountain-Garden-Water/32334226199.html

Gast

01.05.2017,
14:49

@ andileibi

Anlaufkondensator richtig auslegen

Ein Kondensator wird da nicht helfen. Wenn die gelieferte Energie nicht ausreicht, was soll da der Kondensator machen?

andileibi(R)

01.05.2017,
15:22

@ Gast

Anlaufkondensator richtig auslegen

» Ein Kondensator wird da nicht helfen. Wenn die gelieferte Energie nicht
» ausreicht, was soll da der Kondensator machen?

Die gelieferte Energie reicht ja um den Motor zu betreiben, nur eben nicht zum anlaufen.
Der Kondensator sollte die gelieferte Energie buffern, bis der Strom ausreicht um den Motor zu starten, oder sehe ich das falsch?

Hartwig(R)

01.05.2017,
16:03
(editiert von Hartwig
am 01.05.2017 um 16:07)


@ andileibi

Anlaufkondensator richtig auslegen

Hallo,

» ...oder sehe ich das falsch?

ja!

Was Du machen könntest wäre der Einsatz eines Akkus, der über das Solarpanel geladen wird und bei entsprechendem Ladezustand die Pumpe einschaltet. Nur Kondensator und Pumpe geht nicht, da die Pumpe ständig Strom verbrauchen würde und somit die vollständige Ladung des Kondensators durch die Pumpe verhindert wird.
Bei der Festlegung der Leistung der Pumpe mußt Du auch berücksichtigen, dass Du Strömungswiderstände im Schlauchsystem hast und zudem gegen die Schwerkraft (Warmes Wasser oben und kaltes Wasser unten) förderst. Die Angabe der Förderhöhe bei diesen Pumpen ist eher optimistisch und berücksichtigt weder Strömungswiderstände noch Temperaturunterschiede.

Grüße
Hartwig

andileibi(R)

01.05.2017,
19:06

@ Hartwig

Anlaufkondensator richtig auslegen

@ Hartwig
Die Pumpenleistung ist ausreichend, ist ja den letzten Sommer schon gelaufen.
Akku möchte ich vermeiden, die Pumpe soll ja nur laufen wenn die Sonne scheint und nicht wenn der Akku voll ist, sprich den ganzen Tag lädt die Sonne den Akku auf und in der Nacht läuft die Pumpe, das wäre kontraproduktiv.

Die Solarzelle liefert auch genug Energie um die Pumpe laufen zu lassen, wenn sie mal läuft, auch bei leicht bewölkten Himmel nur das anlaufen ist das Problem.

simi7(R)

D Südbrandenburg,
01.05.2017,
19:41

@ andileibi

Anlaufkondensator richtig auslegen

» @ Hartwig
» Die Pumpenleistung ist ausreichend, ist ja den letzten Sommer schon
» gelaufen.
» Akku möchte ich vermeiden, die Pumpe soll ja nur laufen wenn die Sonne
» scheint und nicht wenn der Akku voll ist, sprich den ganzen Tag lädt die
» Sonne den Akku auf und in der Nacht läuft die Pumpe, das wäre
» kontraproduktiv.
»
» Die Solarzelle liefert auch genug Energie um die Pumpe laufen zu lassen,
» wenn sie mal läuft, auch bei leicht bewölkten Himmel nur das anlaufen ist
» das Problem.

Dann häng nen fetten Elko dran. Wenn die Spannung hoch genug ist schaltet ein Trigger einen MOSFET und der die Pumpe.

Ich finde die Pumpe überdimensioniert. Geht bestimmt auch ne kleinere.
Eine mit normalem Gleichstrommotor hat bestimmt auch nicht so einen hohen Anlaufstrom.

Noch ein Tip: Wir haben mal mit nem alten Plattenheizkörper als Solarkollektor experimentiert. Ging besser als mit Gartenschlauch.

Jüwü(R)

E-Mail

Würzburg,
01.05.2017,
19:43

@ andileibi

Anlaufkondensator richtig auslegen

» @ Hartwig
» Die Pumpenleistung ist ausreichend, ist ja den letzten Sommer schon
» gelaufen.
» Akku möchte ich vermeiden, die Pumpe soll ja nur laufen wenn die Sonne
» scheint und nicht wenn der Akku voll ist, sprich den ganzen Tag lädt die
» Sonne den Akku auf und in der Nacht läuft die Pumpe, das wäre
» kontraproduktiv.
»
» Die Solarzelle liefert auch genug Energie um die Pumpe laufen zu lassen,
» wenn sie mal läuft, auch bei leicht bewölkten Himmel nur das anlaufen ist
» das Problem.

schalt halt mal einen Elko ca. 4700uF parallel

andileibi(R)

01.05.2017,
20:01

@ Jüwü

Anlaufkondensator richtig auslegen

Passt der Elko?
https://www.conrad.at/de/elektrolyt-kondensator-75-mm-4700-f-35-v-20-o-x-h-18-mm-x-355-mm-1-st-472565.html
wie kommt man auf den Wert 4700uF gibt es da eine Formel? Bin leider nicht vom Fach wie Ihr sicher bereits bemerkt habt ;-)

@simi7 danke für den Tipp mit dem Heizkörper, hab schon mal darüber nachgedacht aber dann wieder verworfen weil ich keinen zur Hand hatte.

» Dann häng nen fetten Elko dran. Wenn die Spannung hoch genug ist schaltet
» ein Trigger einen MOSFET und der die Pumpe.
Verstehe nur Bahnhof, was ist ein Trigger und was ist MOSFET.

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
01.05.2017,
20:47
(editiert von Sel
am 01.05.2017 um 20:49)


@ andileibi

Anlaufkondensator richtig auslegen

» Passt der Elko?
» https://www.conrad.at/de/elektrolyt-kondensator-75-mm-4700-f-35-v-20-o-x-h-18-mm-x-355-mm-1-st-472565.html
» wie kommt man auf den Wert 4700uF gibt es da eine Formel? Bin leider nicht
» vom Fach wie Ihr sicher bereits bemerkt habt ;-)

Der Wert ist wurscht, 4700µF/10000µF... egal. Hauptsache die Pumpe läuft an. Macht sie das nicht, so ist zu wenig Spannung auf dem Elko oder er hat nicht genug Ladung drauf. Zu berechnen ist da nix. Wozu auch?

» @simi7 danke für den Tipp mit dem Heizkörper, hab schon mal darüber
» nachgedacht aber dann wieder verworfen weil ich keinen zur Hand hatte.

Schrottplatz. Dann das Teil mattschwarz besprühen. Manchmal haben die Dinger ein Loch, dann mit Zweikomponentenkleber zumachen. Silikon geht auch, hält aber nicht lange. Und vorm Winter entleeren, so mußte schnell wieder zum Schrottplatz ;-)

» » Dann häng nen fetten Elko dran. Wenn die Spannung hoch genug ist
» schaltet
» » ein Trigger einen MOSFET und der die Pumpe.
» Verstehe nur Bahnhof, was ist ein Trigger und was ist MOSFET.

Elko dran und fertig, Polarität beachten. Der Elko braucht genügende Spannungsfestigkeit, nimm einen mit 40 Volt, dann bist du auf der sicheren Seite. Zum Beispiel: https://www.reichelt.de/Becher-Elkos/10-000-40M8/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=1490&GROUPID=3146&artnr=10.000%2F40M8&SEARCH=%252A Eine Diode mußt du unbedingt zwischen Panel und Elko schalten, denn der Elko könnte mal mehr Spannung als das Panel haben und dann tut das dem Panel wirklich nicht gut. Mehr brauchste nicht unbedingt machen. Die o.g. Lösung mit Trigger und Mosfet ist sicherer und arbeitet zuverlässig. Aber mit null Kenntnissen kannste sowas fast vergessen. Aber vielleicht kennst du jemanden, der einen kennt?

LG Sel

andileibi(R)

01.05.2017,
22:16
(editiert von andileibi
am 01.05.2017 um 22:17)


@ Sel

Anlaufkondensator richtig auslegen

Danke für eure Hilfe,
dann werde ich mal einen Elko kaufen und Parallel dazwischen hängen.
Eine Diode war bei der Paneele so und so dabei, ich denke die ist für den Fall gedacht, dass man mehrere Paneele zusammenschließt.
Sollte das mit dem Elko nicht funktionieren werde ich Wohl oder Übel in eine zweite Paneele investieren müssen dann ist auch für den Anlauf genügend Strom da. Die Variante mit Pufferbatterie halte ich persönlich wie bereits erwähnt, für meinen Anwendungsfall, für die schlechteste Variante.

Holen werde ich einen der beiden folgenden Elkos

10.000uF / 50V
https://www.conrad.at/de/elektrolyt-kondensator-snapin-10-mm-10000-f-50-v-20--x-h-35-mm-x-40-mm-1-st-476463.html

oder

4700uF / 50V
https://www.conrad.at/de/elektrolyt-kondensator-radial-bedrahtet-10-mm-4700-f-50-v-20--x-h-22-mm-x-35-mm-yageo-se050m4700bpf-2235-1-st-445312.html

Grüße,
Andreas

gast

01.05.2017,
22:20

@ Sel

Anlaufkondensator richtig auslegen

» .....Eine Diode mußt du unbedingt zwischen Panel und Elko schalten, denn der
» Elko könnte mal mehr Spannung als das Panel haben und dann tut das dem
» Panel wirklich nicht gut. ......» LG Sel

Wo soll bei einem parallel Kondensator höhere Spannung herkommen als das Modul liefert?
Die 0,7V Verlust durch die Diode gibt der ganzen Anordnung dann den Rest.
Ohne "Intelligenz" in Form von Elektronik wird das nix werden.

Hartwig(R)

01.05.2017,
23:37
(editiert von Hartwig
am 01.05.2017 um 23:47)


@ gast

Anlaufkondensator richtig auslegen

» » .....Eine Diode mußt du unbedingt zwischen Panel und Elko schalten, denn
» der
» » Elko könnte mal mehr Spannung als das Panel haben und dann tut das dem
» » Panel wirklich nicht gut. ......» LG Sel
»
» Wo soll bei einem parallel Kondensator höhere Spannung herkommen als das
» Modul liefert?
» Die 0,7V Verlust durch die Diode gibt der ganzen Anordnung dann den Rest.
» Ohne "Intelligenz" in Form von Elektronik wird das nix werden.

eben, der Elko kann sich ja nicht aufladen, da die Pumpe ja gleichzeitig Strom zieht - das kann nix bringen, schließlich kann er sich nur auf die Spannung aufladen, die an der Pumpe abfällt, und die reicht ja nicht!
aber wenn die Pumpe schon mal lief und jetzt nicht mehr, dürften Lager oder Kollektor nicht mehr ok sein oder da steckt irgendwelches Gewürm drin ;-), letzteres ist erfahrungsgemäß auch nicht durch Kondensatoren zu beeindrucken.
Auch wenn ein Akku zum Einsatz kommt, muß der ja nicht nachts laufen, aber um kurze Schattenperioden bei Bewölkung zu überbrücken, könnte der schon was bringen, je nach Wärmekapaziät des Kollektors (Pumpe abschalten wenn Vorlauftemperatur vom Kollektor =< Schwimmbadtemperatur von mir aus)


Grüße
Hartwig

Gast

02.05.2017,
00:14

@ Hartwig

Anlaufkondensator richtig auslegen

» » Die 0,7V Verlust durch die Diode gibt der ganzen Anordnung dann den
» Rest.

oder meist ~0,3V -> Schottky

» eben, der Elko kann sich ja nicht aufladen, da die Pumpe ja gleichzeitig
» Strom zieht - das kann nix bringen

Mein reden von Anfang an. ;)

xy(R)

E-Mail

02.05.2017,
06:50

@ andileibi

Anlaufkondensator richtig auslegen



Was hier noch fehlt sind ein richtig dicker Elko und eine Freilaufdiode.

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
02.05.2017,
08:52

@ Hartwig

Anlaufkondensator richtig auslegen

» » » .....Eine Diode mußt du unbedingt zwischen Panel und Elko schalten,
» denn
» » der
» » » Elko könnte mal mehr Spannung als das Panel haben und dann tut das dem
» » » Panel wirklich nicht gut. ......» LG Sel
» »
» » Wo soll bei einem parallel Kondensator höhere Spannung herkommen als das
» » Modul liefert?

Der Kondensator lädt sich auf die Spannung am Modul auf. Dann kommt eine Wolke, bissel Belastung hat das Modul ja, die Spannung sinkt. Aber der Kondensator muß sich dann übers Modul entladen, wird nicht gut sein.

» » Die 0,7V Verlust durch die Diode gibt der ganzen Anordnung dann den
» Rest.

Schottky 0,3 Volt und gut.

» » Ohne "Intelligenz" in Form von Elektronik wird das nix werden.
»
» eben, der Elko kann sich ja nicht aufladen, da die Pumpe ja gleichzeitig
» Strom zieht - das kann nix bringen, schließlich kann er sich nur auf die
» Spannung aufladen, die an der Pumpe abfällt, und die reicht ja nicht!

Es ging lediglich um das Anlaufen. Da kann (muß aber nicht) so ein Elko als Puffer was bringen. Wenn der Motor mal läuft, dann läuft er ja. Natürlich, kommt ne fette Wolke und der Motor bleibt stehen, so hilft (wenn wieder Sonne da ist) der größte Kondensator nix.

» Auch wenn ein Akku zum Einsatz kommt, muß der ja nicht nachts laufen, aber
» um kurze Schattenperioden bei Bewölkung zu überbrücken, könnte der schon
» was bringen, je nach Wärmekapaziät des Kollektors (Pumpe abschalten wenn
» Vorlauftemperatur vom Kollektor =< Schwimmbadtemperatur von mir aus)

Habe ich oben auch als beste Lösung so empfunden. Mit Akku wirds solide. Und den Regler dazu gibts in der Bucht für paar wenige Euronen. Akku+Regler bei dieser Lösung mit der notwendigen Leistung bequem für 50 Euro, besser als ein zweites Modul. Dazu noch einen kleinen Dämmerungsschalter oder eine Zeitschaltuhr und fertig ist der Laden. Ohne Frage.

LG Sel

Hartwig(R)

02.05.2017,
10:59

@ Sel

Anlaufkondensator richtig auslegen

Hallo Sel.

» Es ging lediglich um das Anlaufen. Da kann (muß aber nicht) so ein Elko als
» Puffer was bringen.

na ja, das wäre aber erklärungsbedürftig: Das Solarpanel verhält sich in dieser Situation wie eine Stromquelle. Der Motor - so er sich nicht dreht - stellt eine konstante Last dar. Durch den vom Panel vorgegebenen Strom stellt sich eine Spannung am Motor ein. Liegt jetzt ein Kondensator parallel zum Motor, hat dieser keinerlei Auswirkung auf die Spannung am Motor. Die wird allein durch dessen Widerstand bestimmt (der konstant ist, da der Motor steht). Im Anlaufmoment des Panels klaut sich der Kondensator noch Strom um sich aufzuladen, da wird es für den armen Motor sogar noch schwieriger.
Die einzige Lösung bestünde darin, den Strom der Stromquelle kurzzeitig zu erhöhen, also deren Innenwiderstand zu reduzieren. Das ginge eben durch das Aufladen eines Kondensators ohne Last, also vom Motor getrennt, um dann den geladenen Kondensator oder auch Akku zuzuschalten.
Eine geringe Chance besteht, den Motor zum Laufen zu bekommen, für den theoretischen Fall, das unmittelbar nach Anlaufen des Motors, also während der ersten Grade der Drehung, wenn noch keine kinetische Energie für ausreichend "Schwung" sorgt, ein durch eine ungünstige Stellung des Kollektors drastisch reduzierter Widerstand bis hin zum Kurzschluß kurzzeitig die Spannung einbrechen läßt. In diesem Fall könnte der Kondensator mit seiner Energie die kinetische Energie der Schwungmasse ersetzen und den Motor anlaufen lassen. Allerdings versagt diese Methode, sobald der Motor in genau dieser Stellung stehen bleibt. So gesehen ist die Lösung mit dem Kondensator, selbst wenn sie im Versuch funktioniert, äußerst unzuverlässig. Zudem lief die Anlage ja ehemals. Die Anlaufprobleme sind somit wahrscheinlich eher mechanischer Natur - eben zuviel Reibung.
Ausserdem stellt sich die Frage nach der Lebensdauer der Pumpe. Ich betreibe selbst seit geraumer Zeit eine kleine Nachfüllanlage für einen Gartenteich mit Grundwasser. Die Wasserverluste sind gering, so dass nur wenige Liter pro Tag zu ergänzen sind. Zum Einsatz kommt dafür eine kleine Tauchpumpe eines Herstellers hier in D. Die ist nicht sehr teuer, spätestens alle 2 Jahre ist ein Austausch fälllig.
Eine elektronische Starthilfe wäre also nur sinnvoll, wenn die Pumpe nicht schon das Ende ihrer Lebensdauer erreicht hat. Zunächst ist also eine Inspektion der Pumpe und des Motors erforderlich.
Ich sehe auch nur in dem Vorschlag von xy (andere sagten das auch) eine wirkliche Lösung. Spasseshalber hätte ich mal mit einem Relais, einem Kondensator und einer Z-Diode experiementiert, aber letztendlich ist die Lösung mit dem MOSFET die bessere.

Wenn der Motor mal läuft, dann läuft er ja. Natürlich,
» kommt ne fette Wolke und der Motor bleibt stehen, so hilft (wenn wieder
» Sonne da ist) der größte Kondensator nix.

Grüsse
Hartwig
»