Erdies Solarprojekt (war: Nochmal Solarzelle)

Heute mal ein Solarzellen - Update.

@fab-j hat mich auf die Idee gebracht, das ganze Solarladegedöns in das kleine Steuerpult des Df einzubauen. Das wäre im Prinzip möglich, den USB Lader müßte ich aber dann weglassen weil das ganze dann doch etwas zugepackt und unübersichtlich würde. Den kann man sicher auch anders bauen. Die Vorstellung, dass alles unsichbar wird und nur das kleine Kabel hinter der Verkleidung verschwindet finde ich schon reizvoll.

Da ich von den MPPT Wandlern mehrere gekauft hatte, habe ich heute einen mit dem Labornetzteil justiert. Den alten Kasten würde ich als Reserve so lassen, wie er ist. Beim Einstellen des Spannungs-Arbeitspunktes, der Ausgangsspannung und Strombegrenzung habe ich dann nochmal ausgerechnet wie denn so der Wirkungsgrad ist und der war schon bescheiden: Zwischen 70% und 80% je nach Belastung.
Von daher habe ich nochmal überlegt, ob man den nicht doch wegrationalisieren könnten, wie es einige schon mal vorgeschlagen haben.
Folgende Überlegung:
Ich habe 4 Zellen auf der Motorhaube mit je 7,2V Arbeitsspannung. Geschaltet sind sie in 2S2P, ich habe also im Optimalfall 14,4V Input und max 8,2V (etwas Sicherheitsreserve für den Akku) Output. Würde ich die Zellen alle parallel, also 1S4P schalten, wäre den Nennspannung 7,2V, Der Akku wird aber bis über 8V geladen, die Zellen würden dann etwas über dem besten Arbeitspunkt liegen. Laut Datenblatt der Solarzellen würden diese dann immer noch ca 92% ihrer Leistung abgeben wenn ich sie direkt an das Bordnetz anschließe. Ein Bisschen Spannung ginge noch durch die Schutzdiode verloren aber vermutlich wäre die Energieausbeute dann besser und ich hätte eine KISS Lösung.
Der Pferdefuß ist aber folgender: Keine Spannungsbegrenzung mehr. Würde das VM in der Sonne stehen, würde letztendlich der Akku überladen und schlimmstenfalls in Flammen aufgehen oder mit etwas Glück einfach kaputt gehen. Man könnte damit leben wenn eine Spannungsanzeige installiert wrüde. Bei zuviel Sonne schaltet man dann einfach das Licht an und verbraucht den überschüssigen Strom. Wenn man nicht dran denkt, geht es schief. Kritisch wird es wenn dann Akku randvoll ist. Irgendwie gefällt mir so eine Lösung nicht.
Daher meine Frage an die Elektroniker: Wie kann man eine Spannungsbegrenzung bauen, die geringe Verluste hat und akkurat genug ist, dass innerhalb eines Bereiches von 0,1V die Spannung reduziert wird? Sie könne auch einfach verheizt werden. Zener dioden habe ich schon überlegt, aber die sind dann doch zu ungenau. Wer hat eine Idee?

BTW: Letzte Ladung: Oktober 2017 ;)
 
Passende Zener diode parallel zum Akku und einen Widerstand in reihe mit den Zellen. Den Widerstand so dimensionieren, daß die diode bei überspannung nich thermisch überbelastet wird.
 
Wie gesagt, der Zener Dioden sind von der Kennlinie nicht steil genug. Das würde irgendwie gehen aber wenn ich die Begrenzung irgendwo über 4V/Zelle ansetze, denn wird schon bei 3,9V ein Teil der Energie über die Diode abgeleitet und das genau soll ja nicht sein. Auf der anderen Seite sind Lipos bzw LiIon Akkus so empfindlich, dass 50mV den Akku schon start beschädigen würden - zumindest wenn das öfters passiert.
Ich habe ein paar 2,7V Zener Dioden herumliegen und mit denen mal gespielt.
 
Das Teil gefällt mir schon viel besser. Statt eines Relais könnte man ja auch einen Mosfet ansteuern, oder. Mit den Dingern habe ich schon einiges rumgespielt und die sind ja echt praktisch. Der Vorteil wäre, dass bei Verwendung eines Mosfet die Schutzdiode (gegen Rückströme Akku-->Solarzellen) wegfallen würde, da der Mosfet ja selbst eine Diode ist. Ich glaube, an der Baustelle mach ich weiter. Erstmal so eine TL431 besorgen und was sonst noch so anfällt.
Dazu möchte ich noch eine Gescheite Anzeige für Spannung und Ladestrom haben, welche selbst mit geringem Strom auskommt. Das wäre dann die nächste Ausbaustufe.
 
@Jack-Lee der Laderegler wäre total oversized und schwer. Der kann auch nur 12V Akkus laden. Ich habe es mir Strömen um die 300mA zu tun, dann kann man nichts verschenken für Elektronik, die selber was wegfrist.
 
Ich würde ganz Oldschool was mit nem L200 von ST machen.
Strom und Spannungsbegrenzung über Widerstände einstellen und den Eingang vom L200 mit ner entsprechend leistungsfesten Zenerdiode grosszügig absichern um den Spannungsanstieg bei vollem Akku kurzzuschliessen.
Ich mal morgen in der Mittagspause mal nen Schaltplan.
Wenn der Wirkungsgrad top sein soll, dann halt was mit Schaltregler...

Edit: Hab überlesen dass du die Solarzellen parallel schalten willst...
Da muss ich mir nochmal Gedanken machen.
 
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Ich habe jetzt, meine bisherige Lösung mit DC-DC Wandler mit manuellem einstellbaren MPPT Arbeitspunkt in die Konsole des DF integriert und ich muß sagen, es gefällt mir viel besser. Kein klobiger Kasten mehr und man kann den Akku beliebig tauschen - sofern es ein 2S Lipo (LiIon) ist.
Was interessant ist: Ich kann jetzt Licht, Blinker und Hupe einschalten ohne dass ein Akku angesteckt ist. Das Ergebnis des Versuchs ist: Blinker funktioniert bei Sonne ganz normal, Tagfahrlich auch. Das normale Fahrlicht hat (vermutlich) nicht ganz die voll Helligkeit, habe ich nicht genau kontrolliert. Die Hupe gibt nur einen pickierten Gluckser von sich, dafür reicht dann der Strom nicht aus.
Da ich die LEDs für den Ladevorgang und Ladeschluss von der Plantine getrennt und in die Konsole eingebaut habe, kann man jetzt viel schöner sehen, ob sich was tut oder nicht.

Der durchschnittliche Ladestrom liegt, zumindest zu dieser Jahreszeit, etwas unter dem Verbrauch des Fahrlichtes. Das erkennt man daran, dass sich bei eingeschaltetem Licht der Akku ganz langsam entlädt. Ich habe zur Abwechslung mal den Lupine wieder verwendet und nach 2-3 Stunden zeigte der dann 90% an. Dannch habe ich dann mal das Licht ausgeschaltet und noch ein Eis an der Eisdiele geschlabbert und dannach war er dann wieder bei 100%. Also das Licht braucht etwas mehr als die Zellen liefern, aber durch die Pufferung hält der Akku dann deutlicht länger. Wenn man sparsam mit dem Licht umgeht, bekommt man die Akku während der Fahr wieder voll. Blinker und Co. fallen dabei nicht ins Gewicht.

Ich werde mal ein Bild machen.
 
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Für die dunkle Jahreszeit habe ich eine neue Idee: Bei ebay habe ich dünne Zellen gefunden, die theoretisch vielfach mehr Leistung haben als meine bisherigen. Die möchte ich auf dem Schaumdeckel platzieren, so dass man diese an das vorhandene System anstecken kann und durch die deutlich höheree Leistung auch bei schlechtem Wetter noch brauchbare Ladeströme hat. Im Sommer gibt das dann einen Lade-Boost. Der Akku müßte dann in kurzer Zeit voll werden. Eine gute Lösung wenn man parkt und im Winter ist der Deckel sowieso auch beim Fahren nützlich. Wenn die Zellen nur einen Teil von dem liefern, was draufsteht, müßte das funktionieren. Da der Anbieter aus China kommt, ist das finanzielle Risiko eher klein. Bald müßten sie da sein, ich bin gespannt ob die was taugen.
 
.. weil der verfügbare Strom sehr start schwankt. Das MPPT Teil funktioniert ja gut. Das einzige, was stört, ist der Wirkungsgrad. Die Zusatzzellen auf dem Schaumdeckel sollen einfach mehr Strom liefern für trübe Tage und wenn es schnell gehen soll. Den Deckel nimmt man ja auf etwas längeren Touren im Sommer mit und hat dann die Möglichkeit einer beschleunigten Ladung. Mit Haube geht das dann natürlich nicht. Aber mann kann nicht alles haben.
Aber das ist ja erstmal nur eine Idee.
 
weil der verfügbare Strom sehr start schwankt
Das ist ja der Grund für dir Strombegrenzung.

Wenn zu wenig Spannung da ist, braucht der Strom ja auch nicht begrenzt werden.
Dann geht (fast) alles durch.
Nur wenn zuviel Sonne da ist schützt die Begrenzung deine Zellen.

Ich finde die Idee gut, wir haben das in VM von meinem Ex Kolegen auch so gemacht.
Der hatte eine Alarmanlage :D eingebaut und die hat halt immer Strom gezogen.
 
Den Deckel nimmt man ja auf etwas längeren Touren im Sommer mit und hat dann die Möglichkeit einer beschleunigten Ladung
Willst du wirklich wegen den paar Watts im Sommer mit dem Schaumdeckel fahren? na dann gut schwitz :D. In der trüberen Jahreszeit fährst du doch eher mit Haube.
 
Willst du wirklich wegen den paar Watts im Sommer mit dem Schaumdeckel fahren? na dann gut schwitz :D. In der trüberen Jahreszeit fährst du doch eher mit Haube.

Das habe ich doch gar nicht gemeint. ich nehm die Deckel mit und wenn ich einen Stopp an der Eisdiele machen, kommt er drauf und beim Weiterfahren ist das Akku voll. Die Zellen sind vielfach stärker. Im Sommer ist die Lage ohnehin wenig kritisch, da reichen die Zellen auf der Motorhaube und beim Parken kann man bei Bedarf Schnellladung machen. So habe ich das gemeint. Warte mal ab bis ich fertig bin.

Immer diese Zweifler ;):D
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Das ist ja der Grund für dir Strombegrenzung.

Wenn zu wenig Spannung da ist, braucht der Strom ja auch nicht begrenzt werden.
Dann geht (fast) alles durch.
Nur wenn zuviel Sonne da ist schützt die Begrenzung deine Zellen.

Ich habe jetzt auch keine Strombegrenzung bzw. den Wert so hoch getrimmt, dass die Zellen mit ihrer Leistung diese nie erreichen. Der Vorteil des Wandlers ist, dass er die Last an dem Arbeitspunkt der Zellen optimal einstellt. Wenn ich zusätzliche Zellen auf dem Deckel habe, werde ich eine Begrenzung brauchen.
 
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Könntest Du einen Link/Hinweis einstellen?
Herzlichen Dank vorab!

Klar doch:
https://www.ebay.de/itm/NEW-2018-Hot-Sell-4-6W-156-mm-Mono-Flexible-Solarzellen-für-DIY-Solar-Panel/222807548729?ssPageName=STRK:MEBIDX:IT&var=521656253109&_trksid=p2057872.m2749.l2649

Es gibt da eine kleines Problem. Die einzelnen Zellen sind recht groß (15x15cm) und liefern 0,6V Spannung. Um eine ausreichend hohe Spannung zu bekommen, wären mehr Zellen nötig, als man auf der Wartunsklappe oder dem Deckel unterbringen kann. Man muß hier mit Aufwärtswandlern arbeiten. Aber auch da sind min. 6 Zellen nötig. Dazu habe ich mir aber schon Gedanken gemacht.
 
man müsste ein VM vielleicht extra für Solarzellen konstruieren.. wo ein bisschen mehr an gerader Fläche vorhanden ist (z.b. Hutze... wäre auch mehr Stauraum)
ohne die Aerodynamik völlig zu versauen...
(ich mein jetzt kein Australien-Solar-REnnfahrzeug.. und auch kein VM mit 2qm Solarfläche - sondern einfach bissal mehr Geradefläche oben...)
 
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