Regler für Solarzellen (photovoltaische Zelle)
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Re: Regler für Solarzellen (photovoltaische Zelle)
06.08.2010, 19:33:41
Hi

Als Betreiber einer Experimentalanlage, die blos Mobiltelefone lädt, ein paar Gedankengänge. Hier ist nicht ein, sondern (möglicherweise) mehrere Schaltnetzteile nötig.

.) wegen des notwendigen Wirkungsgrades sind nur Schaltnetzteile denkbar. Warum kein Analog-Längsregler? Gedankenspiel: Eingang bei vollem Akku: 14 Volt, Ausgang 12 Volt, Strom 0,5A. Bei einer Nutzleistung von 6 Watt hast Du einen Verlust von 1 Watt, Du - nein die Solarzelle muss also schon bevor der Wirkungsgrad des Akkus zuschlägt, 16 % mehr liefern als Du entimmst.

.) Normalerweise können Netzteile von höheren zu kleineren ("Buck"), oder von kleineren nach größeren Spannungen ("Boost") wandeln. In Deiner Anwendung kann beides vorkommen, dass Eingangsspannung von der Batterie von 11.4 bis 14,2 Volt sein kann, der Ausgang aber 12 +/- 0,5 sein soll. Es ist ein Wandler in "Buck-Boost"-Topologie nötig. Ich befürchte, so etwas wird schwer von der Stange käuflich zu erwerben sein. Vor allem die Solarschaltungen, die im Campinghandel aufliegen sind für Deine Anwenung und eine stabile Ausgangsspannung nicht gedacht. Man rechnet mit nachgeschalteten Geräten, die einfach  alles von 8 bis 30 Volt verdauen und selbst zurechtwandeln.

.) Die Solarzelle: Dieser Punkt kann von mir nur ganz grob über den Daumen geschätzt werden, die Erfahrung begrenzt sich auf kleinere Leistungen, für Mobiltelefone. Vieleicht meldet sich noch jemamnd mit Erfahrung. Vor Abschätzung sollte jemand messen, wieviel das Gerät tatsächlich im Ruhezustand und im Betrieb benötigt. Vielleicht ist es auch möglich, die Elektronik anzusehen, ob eine interen Stabilisierung vorhanden ist, sie trotz der Angabe 12 +/- 0,5 Volt konstruktiv mit kleineren oder größeren Spannungen fertig wird. Dann könnte der obige Wandler wegfallen. Für meine experimentelle Ladestation sind im Ganzjahresbetrieb pro entnommene Wattstunde eine Solarzelle mit einer Nennleistung von 2 Watt nötig.

.) Der Akku: für eingermaßen Akkuschonenden Ganzjahresbetrieb sollte der Akku pro entnommene Wattstunde ca. 60 Watt enthalten. Das ist noch nicht sehr großzügig dimmensioniert. Die Hälfte ist zwar ausprobiert, hat aber für den Winter nicht genügend Leistung enthalten. Meist war sie im Anfang Februar leer und musste an einer Autobatterie nachgeladen werden. Mit ca. 100 Watt liegt man dann auf der sicheren Seite.

.) Die Ladeschaltung: Hier gibt es die meisten wen-und-aber. Fazit aus langer überlegung ist: Wandler, die den Punkt des maximalen Wirkungsgrades der Solarzelle ausnutzen, werden gerne verkauft, zahlen sich aber (Kosten/Nutzen) bestenfalls für Solarzellen ab ein paar hundert Wattstunden aus. Der Ladungsgewinn liegt im einstelligen Prozentzbereich. Ein passendes Paneel zum direkt anschließen tut's bei kleineren Leistungen, auch im Campingbereich, wenn z.B. nur ein Eisschrank oder der TV damit gespeist wird - daher vermutlich auch in Deiner Anwendung. Ein elektronischer Überladeschutz ist aber dringend zu empfehlen, da er die Batterie am Leben erhält. Stichworte: Bleibatterie - Gasen - Säurestand verringert sich. Überladeschutz gibt es sicher käuflich zu erwerben. Wenn einstellbar, dann Batterischonenderweise auf 13,8 (Akkus werden nur 80 Prozent geladen) oder auf Ladungsgeile 14,2 Volt (Akkus leben kürzer) einstellen.

Fragen? Bitte um etwas Geduld - Antwort folgt, sobald ich Zeit habe.

Gruß und *zirp*
GriLLe
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