Kombinierte Laderegelung Solar / 230V-Batterielader

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Autor
Kombinierte Laderegelung Solar / 230V-Batterielader
Suche nach: solar (665)

    







BID = 709345

joerchb

Gerade angekommen


Beiträge: 15
Wohnort: Pohlheim
 

  


Hallo liebe Forenteilnehmer !

ich stehe gerade etwas auf dem Schlauch, was die Konzeption meiner Laderegelung für einen Wohnwagen-Akku angeht.

Und zwar gehts um folgendes : Ich möchte den Akku (12V Blei, 35Ah) Umschaltbar einmal mit einem 230V-Batterielader (Standbetrieb) und andererseits mit einem 20 Wp-Photovoltaikmodul (Mobilbetrieb) laden können. Dazu hatte ich mir erstmal eine Verschaltung gebaut, in der ein Solarlademodul von Conrad quasi als Zentrale Komponente die Eingangsstromquellen umschaltbar entgegennimmt, also sowohl vom Batterielader als auch vom Solarmodul.

Der Sinn und ZWeck der Übung war, die Lastseite des Solarladereglers mit Tiefenladdeschutz zu nutzen, um mir u.a. auch Bauteile und Verdrahtung zu sparen. Der 3-Wege-Umschalter der dem Gerät auf Modulseite vorgeschaltet ist, trennt die Plus-Leitung auf und trennt schön sauber zwischen Batterielader ; Aus ; PV-Modul auf.

Meine Rechnung : Output-Batterielader 4,5A und Solarladeregler-Input max 8A schienen nicht aufzugehen, da mir nach einigen Sekunden der Solarladeregler abrauchte ....

OK, der Batterielader ist schon 20 Jahre alt, der scheint da noch äußerst Brutal mit wesentlich mehr Saft zu funktionieren .. egal. der wird erstmal ausgemustert

Nun zur Frage :
Ich habe einen neuen Batterielader gekauft, der mit 800mA Output etwas weniger Power hat. Den Solarladeregler muss ich noch austauschen.
Soll ich den selben Weg nochmal versuchen, oder lieber eine Trennung "weiter hinten" Richtung Verbraucherseite einbauen, also quasi per Umschalter ENTWEDER Batterielader direkt auf Akku ODER PV-Lader direkt auf Akku, und dann die Verbraucher wiederum, mit zwischengeschaltetem Tiefentladeschutz, direkt am Akku abzugreifen ?


Hat da jemand eine Idee für mich ? ich komme seit ein paar Wochen nicht wirklich vorwärts, was mich angesichts der Aufgabe echt wundert, weil meine Ansprüche jetzt nich ganz so exotisch sind. Ich muss mit dem Saft grad mal 3 oder 4 LED-Lampen, 2 Lüfter, evtl. mal eine Wasserpumpe für höchstens 3-4 Tage Mobil betreiben können, also keine dicken Verbraucher ...

Egal, wäre super wenn jemand mir ein paar Tipps geben könnte.

Danke schonmal und Gruß Jörg















BID = 709347

joerchb

Gerade angekommen


Beiträge: 15
Wohnort: Pohlheim

 

  

Hallo nochmal, habe dazu noch ein paar Bilders :

Das war der Zustand bis Mitte letzter Woche, wo mir dann das Conrad-Kaschtl abgeraucht ist.

Gruß Jörch

BID = 709365

dl2jas

Inventar



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Ich würde entweder oder laden.

Im Normalfall ist das Solarmodul angeschlossen. Reicht das nicht, wird halt mit dem Batterieladegerät Netzbetrieb geladen. Da würde ich eins nehmen, was so etwa 6 A Ladestrom liefert. Sicherheitshalber würde ich den Solarregler dann abklemmen. In der Praxis gibt es häufiger Probleme, wenn man zwei Regler, was auch immer, parallelschaltet.

DL2JAS

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mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert

BID = 709368

Otiffany

Urgestein



Beiträge: 13763
Wohnort: 37081 Göttingen

Ich würde die Umschaltung mit Relais machen. Beim Einschalten der 230V Ladung, zieht ein Relais an, welches die Batterie an die Ladespannung anschaltet. beim Abschalten der 230V Ladung fällt das Relais ab und schaltet automatisch auf Solar um.
Gruß
Peter

BID = 709373

joerchb

Gerade angekommen


Beiträge: 15
Wohnort: Pohlheim

Hallo, danke schonmal für die Antworten !

@dl2jas :

Ja, ich denke auch das könnte der richtige Weg sein, dazu habe ich mal meine ersten Versuche mit EAGLE gepostet, wie das prinzipiell aussehen könnte.

WoWa_Prinzipschaltbild stellt den bisherigen Zustand dar.

WoWa_V2 würde ich dann wohl eher umsetzen.

Bitte keine allzu herbe Kritik an den Schaltbildern, ich habe eben zum ersten mal so ein Schaltplanprogramm ausprobiert

@ Otiffany :

Also meinst Du anstatt meinem Umschalter , wenn ich WoWa_V2 zugrundelege ?
wäre dann natürlich die sexyere Variante. Was für ein Relais wäre das dann und finde ich sowas bei Conrad/Reichelt/anderer Online-Versender ?

Danke und Gruß Jörch



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BID = 709377

dl2jas

Inventar



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Ja, die zweite Variante.

Entweder ist der Akku mit dem Solarregler verbunden oder dem Lader für Netzbetrieb.
Peter, hast Du einen Schaltungsvorschlag, wie das mit dem Umschaltrelais geht?

DL2JAS

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BID = 709402

joerchb

Gerade angekommen


Beiträge: 15
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Super, Danke erstmal !

Noch ein paar Detailfragen :

a) wenn alle dieselbe Masse(Minus) benutzen , ist das OK, oder muss ich doch irgendwo trennen ?

b) Ich habe jetzt als Batteriewächter auf der Lastseite ein Teil von WAECO :
http://www.kuehlbox.com/Kuehlboxen-......html

reicht der erstmal für meine geringen Ansprüche, oder ist das eher ein No-Go und ich sollte gleich was besseres nehmen ?

c) Da ich nun für die Solar-Laderegelung keine Lastseite mehr brauche, reicht mir dann sowas hier aus :
http://www.conrad.de/ce/de/product/.....09051
bzw.
http://www.conrad.de/ce/de/product/.....09051

Oder wieder dasselbe Ding :
http://www.conrad.de/ce/de/product/.....4V-8A
wobei sich hier die Frage stellt, ob man das ohne Lastseite dann einfach betreiben kann.

Ich würd auch nochmal woanders nach Geräten gucken, geht mir jetzt nur um die prinzipielle Geräteauswahl.


Ih habt mir schon sehr weitergeholfen, sobald das alles dann endlich funzt, stell ich mal ne komplett-Doku mit Bilders und Schaltplan zur Verfügung.


Gruß Jörch




BID = 709428

dl2jas

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Ich habe eine viel einfachere Idee.

Zuerst, die Massen solltest Du nicht schalten, unnötig.
Ich unterstelle, das Solarmodul hat eine Leerlaufspannung in der Gegend 20 Volt. Ich würde es direkt an den Akku anklemmen, allerdings Diode dazwischen. Bei voller Sonneneinstrahlung rechne ich mit einem Ladestrom von etwa 1,5 A. Ein Überladen des Akkus ist da praktisch ausgeschlossen. Ohne Solarregler kannst Du auch das Ladegerät 230 Volt direkt anklemmen.
Du möchtest eine Tiefenentladung verhindern, löblich. Das Ding im Link ist aber nur bis 5 A brauchbar. Bei einer Wasserpumpe dürfte das recht knapp werden. Ich würde die Akkuspannung mit einem Voltmeter überwachen. Dann weißt Du auch, wann die nächste "Stromtankstelle" angefahren werden muß, also mit Ladegerät 230 Volt laden.

DL2JAS

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BID = 709463

joerchb

Gerade angekommen


Beiträge: 15
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Hi,

ja, der Batteriewächter ist auch erstmal als kurzfristige Übergangslösung gedacht. Bis ich die Wasserpumpe, bzw. größere Verbraucher anschliesse wird wohl noch ein wenig Zeit ins Land gehen. Der WoWa ist von 1973 und die Wasserleitungen noch erstausstattung

Das Solarmodul hat mir gestern bei voller Sonneneinstrahlung die 20 V -Skala gesprengt, was eindeutig über der Gasungsspannung liegt. Da der Akku im WoWa-Innenraum (wenn auch mit umhüllung und entlüftung) sitzt, wollte ich da schon was davorklemmen.
Welche Diode kann denn so eine Begrenzung machen ?
Z-Diode ? Geht das damit, da ja die Eingangsspannung zwischen 16 und 21 V variiiert, bei ca. 1,25 A müsste das Ding ja ne dicke Verlustleistung kompensieren oder ?
Wie wird die Eigentlich kompensiert , komplett in Wärme umgesetzt ?

Hehe, Du siehst, Du hast noch weitere Fragen aufgeworfen

Lass mich raten, evtl. macht so ein Laderegler auch nix anders oder ? nur mit Kästchen drum.

OK, danke nochmal und Gruß Jörch






BID = 709480

dl2jas

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Hast Du das Datenblatt zum Solarmodul?

Wenn Du es genauer studierst, siehst Du, daß es verschiedene sinnvolle und nicht sinnvolle Arbeitspunkte gibt. Meist gibt der Hersteller als Kurzdaten den maximalen Kurzschlußstrom und die maximale Leerlaufspannung an, keine Last angeschlossen. Das sind die beiden Extrema, bei der keine Leistung übertragen wird.
Du kennst bestimmt die einfache Formel P = U x I.
Ist U ganz hoch und I gleich 0, gibt es keine Leistung. Beim Kurzschluß ist I ganz hoch und die Spannung 0, ebenfalls keine Leistung. Bei vielen Solarfreaks gibt es den Irrglauben, daß das Solarmodul gleichzeitig maximale Spannung und maximalen Strom liefert.
Maximale Leistungsübertragung erfolgt irgendwo zwischen diesen beiden Extrema. Grob ist die maximale Leistung bei 2/3 der Leerlaufspannung gegeben. Bei 20 Volt Leerlaufspannung hast Du dann 13,3 Volt als günstigsten Punkt, was recht genau der Akkuspannung entspricht.
Die erwähnte Diode soll nicht regeln, nichts verheizen, sie soll lediglich eventuellen Stromfluß rückwärts verhindern. Am ehesten ist eine Schottky-Diode geeignet, sie hat eine geringe Flußspannung. Soll es nichts kosten, findest Du die Dinger in alten PC-Netzteilen. Bei gut 1 A ist nichtmals ein Kühlkörper notwendig, Verlustleistung im Bereich wenige hundert Milliwatt.

Du wolltest wissen, wo die Verlustleistung verheizt wird, hauptsächlich im Solarmodul!


DL2JAS

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BID = 709490

Otiffany

Urgestein



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Den manuellen Umschalter ersetzt Du einfach durch die Relaiskontakte und die Spule des Relais`s speist Du von dem mit 230V betriebenen Lader. Wenn Die Spannung vom Solarmodul nicht mehr ausreicht, schaltest Du den Netzlader an und die Umschaltung erfolgt über das Relais automatisch. Eleganter wäre es natürlich, wenn man über einen Komparator die Modulspannung messen würde und bei Unterschreiten der Spannung über das Relais den Akku ans Netz legen würde.

Gruß
Peter

BID = 709509

joerchb

Gerade angekommen


Beiträge: 15
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Hi,

@DL2JAS :

Typ 20W-12V
Leistung 20 Wp
Nennspannung 17,6 V
Nennstrom 1,14 A
Leerlauf-Spannung 21,6 V
Kurzschluss-Strom 1,22 A

Klingt plausibel, was Du erklärst. Also nur die Rückflussperre per Diode verhindern ?

wenn ich 2/3 annehme komme ich dann auch dementsprechend auf 14,4 V
Was besagt dann in dem Falle die Nennspannung ? das wäre die Maximale Spannung, wenn Last anliegt oder wie ? Okok, das waren erstmal rethorische Fragen, ich mach mich da nochmal selber schlau

Wie gesagt, Hauptsache mir Platzt die Batterie nicht Mittags um 1 , wenn die pralle Sonne den WoWa eh schon aufgeheizt hat und das Modul ordentlich feuert

@Peter :

OK, das mit dem Relais klingt sehr interessant, allerdings habe ich mir mit dem Schalter (finden, Gehäuse anpassen, befestigen, Schildbeschriftung anpassen, etc.) sooo viel Mühe gegeben, so dass cih ihn erstmal behalten werde.
Allerdings wäre das in Zukunft mal interessant, wenn ich das richtig sehe bräuchte ich dann aber ein Relais, was zwischen 2 Quellen hin und her schalten kann ? Oder reicht es aus, wenn die von DL2JAS vorgeschlagene Rückflusssperre besteht und ich den Batterieladerausgangsstrom dann einfach zufliessen lasse ?

Danke und Gruß,

Gute Nacht und einen angenehmen Einstieg in die kommende Woche,

de Jörch









BID = 709524

dl2jas

Inventar



Beiträge: 9914
Wohnort: Kreis Siegburg
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Du bist auf dem richtigen Weg!

Nennspannung 17,6 V
Nennstrom 1,14 A
Das dürfte die Herstellerangabe sein, bei dem das Modul die höchste Leistung abgibt, optimaler Arbeitspunkt. Bei etwa 14 Volt ändert sich nicht viel, ist recht genau die Ladeschlußspannung eines Bleiakkus 12 Volt. Die Spannung ist etwas niedriger, der Strom etwas höher. Die abgegebene Leistung ist fast gleich.
Der optimale Arbeitspunkt einer Solarzelle liegt meist zwischen 2/3 und 3/4 der Leerlaufspannung, passt prima.

Der Akku wird bestimmt nicht kochen bei dem kleinen Strom. Die gut 1 A sind nur bei optimaler Ausrichtung möglich, wenn mittags die Sonne im Sommer richtig scheint und der Himmel wolkenfrei ist. Nachts scheint die Sonne nicht, zumindest nicht in unserer Gegend. Wenn der Akku mit 35 Ah im Durchschnitt mit 500 mA geladen würde, ist das ein brauchbarer Dauerladestrom, der der Selbstentladung entgegenwirkt.
Erwarte nicht viel von dem Solarmodul, wenn Du nicht wirklich sparsam mit den Verbrauchern im Wohnmobil umgehst.

Vor wenigen Jahren haben ein Freund und ich ein kleines Schiff gechartert. Das war etwa 10 m lang und dürfte inetwa dem Wohnraum eines nicht ganz kleinen Wohnwagens entsprechen. Die Akkukapazität, Motor und Bordelektrik zusammen, betrug etwa 400 Ah. Spätestens nach zwei Tagen bei etwas Liegezeit haben wir für mehrere Stunden den Diesel angeworfen.
Beim Licht, Glühlampen, waren wir halbwegs sparsam. Wir hatten mehrere Funkgeräte an Bord. War nur eins eingeschaltet, waren das 2 A bei Empfang und etwa 30 A Spitzenstrom beim Senden.

Das als kleiner Überblick, was aus einem Akku gezogen wird, wenn nicht nur eine LED eingeschaltet wird...


DL2JAS

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BID = 709641

Ltof

Inventar



Beiträge: 9331
Wohnort: Hommingberg


Zitat :
dl2jas hat am 22 Aug 2010 15:27 geschrieben :

Ich würde entweder oder laden.

Ich nicht.

So einen Aufwand habe ich in meinem Womo nie getrieben und werde das im nächsten auch nicht machen.

Es ist unwahrscheinlich, dass ein Modul mit 20 W Peak das Ladegerät großartig irritiert. Eher umgekehrt, was auch nicht weiter tragisch ist. Da die meisten Solarregler eine viel zu große Hysterese haben, wird dieser schlimmstenfalls einfach abschalten und nicht wieder angehen, während der Akku über Netz geladen wird und die Sonne bleibt eben ungenutzt.

Eine entweder/oder-Schaltung halte ich für unnötig.

Ein Tiefentladeschutz kommt mir auch nicht in die Karre. Ich kann gut darauf verzichten, dass mir alle Verbraucher abgeschaltet werden, nur weil der Bass gerade mal etwas heftiger war oder der Anlaufstrom der Wasserpumpe die Spannung kurz einknicken lässt. Bestenfalls eine Warnung bei entsprechend niedriger Akkuspannung finde ich nützlich. Da kann ich selbst entscheiden, ob ich das ignoriere oder doch alle Leuchten, Radio etc. abschalte, z.B. damit die Gasheizung (mit Gebläse) noch bis zum nächsten Morgen durchhält.

edit:
35 Ah ist nicht sonderlich viel. Ist der Akku denn wenigstens zyklenfest? Ansonsten kannst Du gleich einen Schnellwechsler für die regelmäßig kaputten Akkus einplanen.


_________________
„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Ltof am 23 Aug 2010 18:21 ]

BID = 710110

joerchb

Gerade angekommen


Beiträge: 15
Wohnort: Pohlheim

Hi, so, laden scheint schonmal zu gehen, ich hoffe dass ich heute noch mit Sonne nach Hause komme, um die Solar-Seite auch mal testen zu können.

Was mir auffällt, das Batterieladeteil fietscht mit sehr unangenehmem Ton, also muss ich das Ding noch Sounddicht verpacken.

Was ich blöd finde,ist, dass der Entladeschutz erst nach 13,4 Volt (hatte gestern bei 12,4 angefangen zu laden) die Verbraucherseite freigibt. Ich denke ich werde das Ding als Kompromissvorschlag zu meinem Vorposter Ltof parallel schalten und als reine Tiefentladewarnung nutzen, gekauft und in nicht mehr Rückgabefähigem Zustand ist das Ding ja schon. Und eine Drehspul-Voltmeter liegt schon in meinem Reichelt-Warenkorb

Zyklenfester Akku ? Hmmm, 35Ah-Starterbatterie von ATU ...

Als ich die ersten Teile für den WoWa gekauft hatte, war ich mir noch nicht sicher ob er durch den TÜV kommt, daher der eher günstige Einstieg in die Thematik.

Danke nochmal und Gruß










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