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R.M

Bekanntes Mitglied
24.12.2006
10.248
Hallo

Wo ist das Problem, wenn die Spannung passt geht direkt laden immer die steigende Akkuspannung wirkt wie ein Regler und der Strom geht zurück,

Mache ich seit mehren Jahren, einzig ein Relais das abschaltet wenn der Akku voll ist ist drinnen.

Die Bastelei mit DCDC und ähnlichem kostet mehr als sie bringt besser gleich ein Modul passender Spannung nehmen.

Gruß

Roman
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Nach dem, was twiker gemessen hat, ist das wirklich so. Allein bei schlechten älteren Zellen oder hochohmigen Dünnschichtzellen lohnt es sich, die Eingangsspannung zu variieren. Neuere kristalline Zellen arbeiten im gesamten Bereich, auch bei bedecktem Himmel, bei konsanter Spannung mit gutem Wirkungsgrad.
Trotzdem, ein Tiefsetzstelle kann durchaus mit einem Gesamtwirkungsgrad von 99% arbeiten, wenn er nur der mäßigen Anpassung dient. Diese Wandler mit Ringkern ohne ordentllichen Luftspalt arbeiten nicht zufriedenstellend.
 

Emil

Bekanntes Mitglied
04.04.2006
2.893
Jeder PWM/Shunt-Laderegler verbindet das Solarmodul direkt mit der Batterie, nur dass er halt auch die Spannungsüberwachung der Batterie übernimmt und nach Kennlinie lädt. Deshalb ist der Ertrag mit einem direkt angeschlossenen Solarmodul auch nicht anders.

Einen Vergleich von MPPT/PWM Regler findet man hier.

Ob sich ein MPPT-Regler gegenüber einem PWM-Regler/Direktanschluss und zusätzlichem Modul lohnt hängt davon ab wie viel Energie der MPPT-Regler über das Jahr zusätzlich bringt, ob man gerade dann Energie braucht wenn die Module kalt oder sehr heiß sind, und ob man von der verfügbaren Fläche begrenzt ist.

Was nützt es ein zusätzliches Modul zu installieren wenn dessen MPP-Spannung ab einer bestimmten Temperatur unter die Batteriespannung fällt. Dann geht der Ertrag drastisch nach unten. Dies haben schon einige Leute in der Kombination von 24V Bleibatterie und 60-Zellen-Modulen erfahren müssen. Da wird gerade im Sommer die Bleibatterie dann nicht mehr voll.

Der Andere Punkt ist der Ertrag der Module bei niedriger Modultemperatur, d.h. gerade bei geringer Einstrahlung. Da fehlen dann im Winter wenn die Solarenergie sowieso schon knapp ist 30-50 % der möglichen Leistung.

Dann ist es letztlich nur ein Rechenexempel. Was kostet ein zusätzliches Watt in der kritischen Zeit vom MPPT-Regler und was kostet das zusätzliche Watt vom zusätzlichem Modul für das spezifische Batteriesystem.

Da die Regler strombegrenzt sind und die Leistung mit der Batteriespannung variiert ist das Watt vom MPPT-Regler umso günstiger je höher die Batteriespannung ist.

Beim Vergleich ist aber auch zu berücksichtigen, dass man für PCM-Regler und direkten Anschluss auch ein Modul mit der passenden Zellenzahl braucht und dann die 36-Zellen Module für 12 V Systeme im Verhältnis zu den in sehr großer Stückzahl hergestellten 60-Zellen Modulen pro Watt teuer sind, außer man findet irgendwo ein Schnäppchen.

Wenn jetzt ein MPPT-Regler bei 12 V bei 200W Leistung etwa 100 Euro kostet, dann sind das bei 33 % mehr Ertrag kosten pro zusätzlichem Watt von etwa 1,5 €/Watt, bei 24V sind es 75 ct/Watt, bei 48V sind es nur noch ca. 38 ct/Watt.

Und bei leistungsstärkeren Reglern wird es auch noch günstiger. Bei meinen Reglern hat das zusätzliche Watt bei 33 % mehr Leistung 24V etwa 50 c gekostet. Und als ich die Anlage baute haben die Module in D noch etwa 1,5 €/Watt gekostet. meine direkt aus China importierten effektiv 1,1 €/Watt.

Meiner Meinung nach kann man aufgrund der sehr unterschiedlichen Randbedingungen keine pauschale Aussage treffen ob das direkte Laden oder die Verwendung eines MPPT-Reglers die kWh günstiger liefert. Man muss das für ein konkretes Beispiel ausrechnen und auch solche Dinge wie Platzbedarf, Montagekosten, Bedarf zu bestimmten Jahreszeiten, usw. berücksichtigen.
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Protest, Euer Ehren.
Die Diagramme sind super, wenn sie der Wirklichkeit entsprechen. Ansonsten wird um das Thema viel zu viel Theater gemacht. Emil, bedenke, Victron in den Niederlanden wollen Geld mit ihren Reglern machen. Deshalb versuchen sie, uns Angst vor jedem Selbstbau einzuflößen. Das wirkt bei mir nicht. Reale Solarmodule aus China haben andere Kennlinien, aber ansonsten sind die Informationen gut. Monokristallin, das heißt, gute Qualität mit kaum Verlust ohne tracking.
AN EINEM MPPT-REGLER IST ÜBERHAUPT NICHTS KOMPLIZIERT UND DER VON MIR BESCHRIEBENE MOTORREGLER FUNKTIONIERT IMMER; AUCH WENN DER MOTOR DAVON KAPUTT GEHT

Denkt bloß nicht, dass Ihr den mit analogen Bauelementen einfach nachbauen könnt. Mit dem Mikroprozessor funktioniert es auf Anhieb, denn der hat ähnliche Eigenschaften wie der Motor.

Der Regler, bei dem das Potentiometer (der blaue Trimmer) mit dem Getriebemotor angetrieben wird: Das ist ein reiner Zweipunktregler mit etwas regeltechnisch ganz Schlimmem: einer sogenanten Totstrecke: Zeit, in der überhaupt nicht geregelt wird. So etwas schwingt immer und wenn man es rein analog nachbaut, habt Ihr echtes Theater. Noch schlimmer als bei dem 7210.
Der Getriebemotor ist regeltechnisch gesehen viel komplizierter, als Ihr meint.
Ich habe hier mit unendlicher Regelverstärkung gearbeitet, indem ich hier nur die Zustände Motor links herum und Motor rechts herum zulasse. So etwas schwingt IMMER!
Ich habe schon gesagt, dass ich diese Schwingung brauche, ich benötige eine Mischung von analog und digital und ein bloßer Zweipunktschalter ist eben digital, weil er im zeitlichen Abstand ein- und ausschaltet. Der Motor macht genau , was wir brauchen, er schwingt, aber immer nur ein kleines Stück, das nicht stört. Die jeweilige Endstellung des Motors hat ein ganz hervorragendes Gedächtnis, denn wenn kein Strom fließt, bleibt der Motor an der Stelle stehen, an der er sich gerade befindet.Die Reibung des Getriebes ist hier überaus wichtig, denn die nimmt die Energie aus dem System, sodass die Schwingung so klein bleibt, dass sie nie stört. Mit rein analogen Bauelementen funktioniert das nicht. Man muss schon zu einem Trick greifen. An der richtigen Stelle zwei Dioden, ein Kondensator und ein Widerstand, dann funktioniert es.
Geduld, ich werde Euch eine sehr einfache Schaltung liefern, ich denke, ich komme sogar mit zweien der vier Mosfet-Operationsverstärker aus, und vier bis fünf Kondensatoren und ca sechs Widerständen, Stromversorgung lasse ich außer Acht.
Das Ding schwingt dann, was manche zum Wahnsinn treiben würde und deshalb gibt es merkwürdigerweise auch keine perfekten MPPT-Regler für 2 Euro auf dem Markt.

Alle beschriebenen Regler funktionieren und der mit dem Mikroprozessor auf Anhieb und ist am billigsten: 31 Cent der Tiny5 in einer der Apotheken (in Massen billiger!), ein shuntwiderstand, halt der ist zu teuer und ich ändere: Ich nehme das Zuleitungskabel als shunt und setze da einen Operationsverstärker und , je nach Typ, zwei oder vier Widerstände dran. Also 20 Cent teurer, aber keinen Verlust durch einen dicken shuntwiderstand.
Jetzt noch einiger Grips für das Programm, aber das habe ich bei der Regelung von Destillationsanlagen mit entsetzlich langen Zeitkonstanten und Totzeiten geübt. Kommt noch.

Das wichtige ist die Behutsammkeit bei der Regelung, die nur sehr langsam erfolgen darf. Langsam ist falsch ausgedrückt, behutsam. So zähle ich im Mikroprozessor das Register nur um genau 1 bit herauf oder herunter, der Getriebemotor ist genauso behutsam und man verwendet in Chemieanlagen tatsächlich auch motorbetriebene Stellantriebe, dann aber nicht im Zweipunktbetrieb, denn das zersägt jeden Motor.
Die Regelzeiten bis zur Stabilität habe ich oben angegeben,je nach Prozessortakt. Die anlogen Regelungen sind noch schneller, also fast µs-Bereich, falls das Solarpaneel und der PWM-Regler mitmachen.

Wer früher einmal eisenlos Gegentaktendstufen für seine Musikanlage gebaut hat, hat regeltechnisch schon etwas gelernt. Schwingungen, die alle vier Transistoren zerstörten, sind dabei ein einprägsames Erlebnis...

Also, ich lasse hier bewusst eine Schwingung zu, ich benötige sie. Aber, wenn sie nicht zu groß wird und das Radio nicht stört, funktionierts und stört überhaupt nicht die Effektivität.

Nein, MPPT-Regler sind einfach und billig.
Teuer ist alleine der Wandler. das Teuerste daran der Kühlkörper, wegen des Versands aus China.
Den baue ich , bei den Chinapreisen, nicht selbst und gebe gerne hungrigen Chinesen einen Almosen, ohne selbst das Handwerk zu verlernen, denn notfalls will ich auch meine Atomreaktoren selbst betreiben können, ehe es andere gleich hinter der Grenze allzu sorglos machen.

Am Stammtisch darf man abschweifen:
Wir sollten unser Netz selbst in die Hand nehmen, 1935 waren wir dazu nicht in der Lage, heute können wir es. In unserer Demokratie ist es möglich, aus einem Konjunktiv II einen Konjunktiv I zu machen und mehr noch, Präsens . In der Türkei und in Syrien erstmal nur Futur II.
Wer macht mit? Wir wollen keine Revolution, sondern haben es nur mit Minister Gabriel und seinen Freunden zu tun. Im Übrigen ist Gabriel ein netter Mensch, auch, wenn er zur Zeit nicht in unserem Sinne Politik macht.


Noch eine Ergänzung :

Roland, ganz am Anfang , am 18.8., hast Du das Strom-Spannunsdiagramm einer Dünnschichtzelle ins Forum gesetzt.
Da kann man sehr wohl sehen, was MPPT ausmachen kann. Schon alleine, wenn wir den Temperatureinfluss beachten. Wir sollen nur nicht selber basteln, meint Victron.
Immerhin liegt Victron in ihren Preisen unter 200 Euro.

Dünnschichtzelle
 

R.M

Bekanntes Mitglied
24.12.2006
10.248
Hallo

100W modul so um die 70 € da lohnt sich kein Laderegler, für 24 V sollte es auch ein 72 Zellen Modul sein.

Gruß

Roman
 

Hotzi-47

Aktives Mitglied
24.12.2004
611
So, und damit Roland basteln kann, schonmal ein totsicher laufender Regler:

Danke, genau das wollte ich nicht. Nicht mehr. Ich hab vor über 30 Jahren schon an der MPP und Solarladeregler Entwicklung mitgearbeitet und viel gemessen. Ich bin aber etwas faul geworden und suche ungern in meinem Archiv nach den alten Unterlagen. Und das ganze ist für mich eher ein Randproblem, ich will da was fertiges haben.

Du hast erst was von 2 Euro plus 9,50 Euro oder so geschrieben, und wie einfach alles ist, ein paar Bauelemente und schon funzt es. Und nu das: Ein Motor, der kaputtgeht und der Regler totsicher funktioniert. Was soll das denn? Das wir uns nicht missverstehen, das und genau das will ich nicht.
Also nichts, was totsicher kaputtgeht.

Also wo ist Deine sooooo einfache Entwicklung?

Gruss, Roland
[size=x-small]Meine mittlerweile über 5 kW Photovoltaikanlagen laufen, drei Stränge, alle mit MPP-Tracking Reglern. Alle fertig gekauft und von Fachfirmen installiert. Ein Teil davon schon mal abgebaut und nach Dachrenovierung wieder aufgebaut. [/size]
 

el El

Bekanntes Mitglied
11.09.2012
2.881
Morgen miteinander
also ich versteh das ja gar nicht, das bringt doch nix. Wenn einem was nicht gefällt kann man ja drüberlesen und sich seinen Teil denken. Das ist ein nettes kleines Forum, Disput auf höherem Niveau gut und schön. Doch manches Gestachel geht zu weit, das verdirbts. Denkt mal drüber nach.
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Es geht hier um einen Regler, der optimiert, sprich, eine waagerechte Tangente an die Spannungs-Leistungskurve sucht. Es fällt mir schwer, die Funktion einer solchen Schaltung allgemeinverständlich zu erklären und bedarf des Aufwandes, den ein Mathematiklehrer im Gymnasium benötigte, um den Schülern den Grenzübergang des an einer Stelle um Epsilon wackelnden Differenzquotienten zur ersten Ableitung klarzumachen.
Merkwürdigerweise gibt es offensichtlich, ich habe jedenfalls danach gesucht, solch einen billigen MPP-tracker nicht zu kaufen.
Diese bescheuerte Konstruktion mit dem Potentiometermotörchen funktioniert jedoch und ist stabil, solange der Motor ordentlich Reibung hat, was für einen Getriebemotor immer der Fall ist.

Mir geht es nur darum, dass ein normaler Sterblicher, der einen Reifenberg bewohnt, einsieht, dass man so etwas bauen kann.
Aber es ist auf jeden eine dynamisches schwingendes System, das dynamisch berechnet werden muss und auf keinen Fall statisch funktionieren kann.

Irgendwo habe ich noch aus alten Zeiten Motorpotentiometer liegen, aber die suche ich nicht heraus. Es geht, den Beweis kann ich nur nachliefern, auch rein elektrisch, mit einfachen Mitteln und extrem billig. So billig, dass man wirklich jedes Solarmodul damit ausrüsten kann und selbst die schadhafteseten Module, die man spottbillig erhält, alle einzeln damit ausrüsten kann.
Nachdem wir dem Herrn Werner Maus (bzw. Strohleuten aus dem Kanzleramt), der im Moment in Bochum seiner Gerichtsverhandlung lauscht, keine 400.000DM überwiesen hatten, damit er uns aus dem Gefängnis befreite, saßen wir im Gefängnis fest, meine verletzten Nerven und Sehnen starben ab und ich habe seitdem meine Elektronikbastelei so gut wie aufgegeben und meine Schätze tief im Keller vergraben. Ich habe Bekannte und Verwandte, die mir beim Zusammenlöten helfen und deshalb kann ich nicht immer auf Anhieb sofort meine nur im Kopf vorhandenen Pläne umsetzen.
Ich habe noch weitere Behinderungen davongetragen, die rein physischer Natur sind und zu schneller Ermüdung und Schlaflosigkeit führen.
Das tracker steht jedenfalls für mich hinten an, da ich noch andere Versprechungen gemacht habe.

Vielleicht noch zur Erklärung der Funktion eines Differenzierers:
Eine Möglichkeit ist die, einen Meßwert zu speichern, dann eine der beiden Variablen geringfügig zu ändern und mit dem neuen Wert zu vergleichen. beim Mikroprozessor leicht durchzuführen, diese Befehle hat jeder Mikroprozessor, der auch Messwerte von außen mit der nötigen Genauigkeit erfassen kann. Der kleinste Atmel 4 kann es nicht, der 5er kann es bereits.

Der Differenzierer mit Operationsverstärker besteht aus einem Widerstand zwischen Ausgang und Minuseingang und einem Kondensator, der das Signal auf den gleichen Eingang einkoppelt. Parallel zum Kondensator leider noch ein Widerstand, der dafür sorgt, dass der Differenzierer nicht aus dem Arbeitsbereich herausläuft.
Evtl für manche OPs notwendige Beschaltung erwähne ich nicht.
Unverzichtbar für dieses schwingende System ist noch ein Element, dass die Schwingenergie aus dem schwingenden System so stark dämpft, dass sie nicht mehr stört. Dessen Dimensionierung ist die schwierigste.


Tiny5 in vielen Apotheken 31 Cent, Programmieren ist schon einige Stunden Arbeit, das Programm hineinschreiben kostet nichts. Das ist die billigste Lösung, bei größerer Stückzahl.
Von fuzzy-Lösungen, wie anscheinend beim 7210, halte ich nichts. Ich denke, wir sind dank twikers Experimenten eindeutig zu dem Schluss gekommen, dass das Teil doch nicht lohnt.
Roman pflegt, gute Ware bei namhaften Herstellern zu kaufen, da lohnt sich tracking auch kaum. Bei dritte-Wahl- Solarmodulen und schlechteren Dünnschichtteilen, die viele von uns besitzen, aber sehr wohl. Ein rein analoges Doppelteil mit nur einem Vierfach-OP ist erwägenswert. Das Tiny kann aber zusätzlich die PWM für einen Wandler (2 Euro Material, das meiste für den Kühlkörper) bereitstellen. Mit seinen mindestens vier Kanälen, sogar für vier komplette Solarstromoptimierer, um mal möglichst deutsch zu bleiben. Immer diese Abkürzungen und falschen Artikel.
Ich habe es schon erwähnt, man kann auch elektrisch erregte Motoren damit ausrüsten, wie meinen Leroy-Somer im Saxo oder den Thrige. Relaisgeklapper und Mikroprozessoren in der Sagembox sind der Zuverlässigkeit und Optimierung abträglich.
 

r1

Neues Mitglied
01.01.1970
0
An dieser Stelle schmeißt ich mich mal an Bernds Seite. Und sei es nur mit der Übersetzung Bernd -> Klartext :). Was er Beschrieben hat ist die traditionelle Art einer analogen Nach fuhr Einrichtung für einfach alles. Diese funktioniert so wie beschrieben zuverlässig. Einzig, wenn man Solarmodule mechanisch mit einem Motor dem Sonnenhang folgen lassen möchte, bildet der Motor in der Mechanik die Schwachstelle. Dieser Motor kommt in der hier thematisierten Anwendung nicht vor! Es ist also eine betriebssicher Lösung vorgestellt worden.
 

Twiker76

Aktives Mitglied
04.04.2006
1.020
Das hat nichts mit einfach und kostengünstig zu tun.

Von meiner Seite ist alles geschrieben. Auch der RM hat es auf den Punkt gebracht(Punkt)

schönen Feiertag noch
 

Hotzi-47

Aktives Mitglied
24.12.2004
611
[size=small]
Das hat nichts mit einfach und kostengünstig zu tun.

Von meiner Seite ist alles geschrieben. Auch der RM hat es auf den Punkt gebracht(Punkt)
[/size]

Recht so! Ein paar Bauteilepreise zusammenrechnen macht noch keinen Gerätepreis. Die Entwicklung, Erprobung, Zusammenbauen und so kosten Mühe und Zeit und damit Geld. Und man sieht ja immer nur das Endprodukt, die vielen Fehlversuche landen irgendwo im Müll. Gekostet haben die aber auch. Und von einfach kann wirklich keine Rede sein, wenn man die kleinen Rechner dann auch noch programmieren muss.

Aber wirklich alles gesagt? Nö, ich warte noch immer auf die Beantwortung dieser Fragen, die ich am 1.10. ganz besonders an Dich gerichtet hatte (oder an andreasandreas, der das Teil ja auch hat):

Zu dem MPP Tracker und Laderegler MPT-7210-A habe ich eine Frage und Bitte: Hat das Gerät ein CE Kennzeichen? Schau bitte drauf, ob Du das irgendwo findest.

Denn ganz unabhängig davon, ob oder wie gut das Gerät funktioniert, könnte ich Probleme bei der Einfuhr bekommen. Manchmal gehts ohne Zollprüfung durch. Wenn der Zoll aber prüft, dann wird jedes Gerät ohne CE Kennzeichen vernichtet oder zurückgeschickt. Wenns doch durchgeht, man nutzt es, und es kommt zu Folgeschäden, einem Brand oder sowas, ziert sich jede Versicherung, den Schaden zu zahlen. Das fehlende CE Kennzeichen veranlasst Versicherungen, Schadensregulierungen abzulehnen.

Gilt sinngemäß auch für die billigen China DC/DC Wandler, und zwar ganz unabhängig davon, dass sie möglicherweise ganz gut funktionieren


Die China-Wandler könnten allenfalls als Bauteil durchgehen, da sie ja ohne Gehäuse geliefert werden. Und bei allen Sendungen unter 30 Euro ist die Wahrscheinlichkeit gross, das der Zoll nicht kontrolliert. Die aktuelle CT hat dazu gute Berichte und Erfahrungen publiziert. Die Versicherungsfrage bei Brand oder anderen Folgeschäden bleibt. Bei reinen Selbstbaugeräten könnte es allerdings ähnliche Probleme mit Versicherungen geben, wenn die Bude abgefackelt ist. Ist zwar jetzt nicht ein technisches Thema, doch es könnte mich durchaus veranlassen, von Nicht-CE Geräten und Selbstbau Abstand zu nehmen.

Gruss, Roland
 

R.M

Bekanntes Mitglied
24.12.2006
10.248
Hallo

Das mit dem CE Kennzeichen ist nicht immer ein Hindernis.

Wenn es nur eine Platine ohne Gehäuse ist kein Problem, das Teil einfach als Ersatzteil für ein Gerät deklarieren schon gehts.

Bei Fertiggeräten gehts nur mit Gewerbeschein schließlch darf man ein Gerät importieren um es hier prüfen zu lassen.

Wichtig ist vor allem genau zu wissen ob nun CE erforderlich oder nicht. Akkus dürfen z.B. kein CE Zeichen tragen wenn kein aktiven Bauteile oder ähnliches drinen sind.

Ist relativ schwierig, protected Cells also mit CE unprotected ohne CE.

Gruß

Roman
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Kann das jemand ausprobieren?

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1b/Inverting_Amplifier.svg/330px-Inverting_Amplifier.svg.png


Ich würde es gerne ausprobieren: Die Schaltung besteht aus drei Teilen:
1.) Vorverstärker für das Solarstrom-Shunt (mindestens 1m Zuleitungsdraht )
2.) Differenzierer
3.) Integrator
4.) PWM-Wandler wie der für 9Euro50

Ihr schaltet drei gleiche Operationsverstärker hintereinander immer Ua an Ue. Die Widerstände R sind aber entweder Widerstände oder Kondensatoren.


Es gibt aber noch Haken und Ösen. da ich nicht genau das Verhalten der OPs kenne, können sich diese am Ende des Arbeitsbereichs aufhängen, da kann ich nicht für garantieren, auch nicht dafür, dass ich mich voll mit der Dimensionierung verhauen habe.

Ihr könnt aber auch warten, bis der Sommer völlig zuende gegangen ist und ich zum Basteln komme.


Fubktionsweise:

das eingangssignal misst den Solarstrom als Spannungsabfall an Zuleitungskabel, deren Enden Ihr vertauschen müsst, falls falsch gepolt.
Am Ausgang des ersten Operationsvertärkers soll dann der 100 bis 10.000fache Spannunsabfall anstehen., jedenfalls eine brauchbare Spannung, so zwischen 2 und 10 Volt.

Steigt diese Spannung an, geht der zweite Operationsverstärker mit seinem Ausgang nach Minus, sinkt sie, nach Plus.

Ist der Ausgang des zweiten OP positiv, steigt die Steuerspannung für den PWM-Wandler (Schleifer des Potis) und umgekehrt.

das Ding sucht von beiden Seiten die horizontale Tangente des Stromes im Spannungs-Stromdiagramm.
Nur mit sehr viel Glück bleibt die mal oben auf dem Scheitelpunkt liegen, normal kippt die aber pausenlos von links nach rechts. Die Steigung wendet sich dort.



Zu der Dimensionierung:
1. Der erste Operationsverstärker verstärkt die Solarstrominformation: gemessen und verstärkt wird die Spannung, die am Widerstand eines der Zuleitungsdräht von mindestens 1 Meter Länge abfällt: an den Enden messt Ihr dann Ue des ersten Operationsverstärkers mit R1=500 Ohm und R2=10kOhm bis 10MOhm, R2 so gewählt, dass bei vollem Solarstrom (Kurzschluss machen!) am Ausgang des Operationsverstärkers ca 2 bis 10 Volt zu messen sind =Ua

2. Der Differenzierer erhält folgende Werte: R1 ist ein Folienkondensator (kein Elektrolyt) von 1µF, R2 ein Widerstand von 100kOhm

3. Der Integrator erhält folgende Werte: R1=10MOhm R2=1µF (Folienkondensator)
Ua steuert den PWM-Wandler


Die Werte sind ziemlich unkritisch, nur ganz entfernt müssen die Größenverhältnisse stimmen.
Als Operationsverstärker nehmt Ihr einen fast beliebigen Vierfach Mosfet-Typ.

Ist eine Apotheke in der Nähe, nehmt Ihr den zum Beispiel:

https://www.conrad.de/de/operationsverstaerker-typ-k-kec-korea-electronics-kia324f-gehaeuseart-flp-14-ausfuehrung-allgemein-quad-op-amp-157025.html

Datenblatt:

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/157025-da-01-en-IC_KIA324F_KEC_FLP14.pdf

Ich hoffe, Ihr habt ordentlich gespart.? Ich will Euch schließlich nicht finanziell ruinieren.

Es gibt noch andere mit viel weniger Stromverbrauch und 3 Volt Spannungsbedarf, die sind aber dreimal so teuer. Wollt Ihr Aleppo bombardieren, also für den militärischen Bedarf, dann können die auch sehr viel teurer sein. Diese hier genügen aber.
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Kann das jemand ausprobieren?

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1b/Inverting_Amplifier.svg/330px-Inverting_Amplifier.svg.png


Ich würde es gerne ausprobieren: Die Schaltung besteht aus drei Teilen:
1.) Vorverstärker für das Solarstrom-Shunt (mindestens 1m Zuleitungsdraht )
2.) Differenzierer
3.) Integrator
4.) PWM-Wandler wie der für 9Euro50

Ihr schaltet drei gleiche Operationsverstärker hintereinander immer Ua an Ue. Die Widerstände R sind aber entweder Widerstände oder Kondensatoren.



Es gibt aber noch Haken und Ösen. da ich nicht genau das Verhalten der OPs kenne, können sich diese am Ende des Arbeitsbereichs aufhängen, da kann ich nicht für garantieren, auch nicht dafür, dass ich mich voll mit der Dimensionierung verhauen habe.

Ihr könnt aber auch warten, bis der Sommer völlig zuende gegangen ist und ich zum Basteln komme.


Fubktionsweise:

das eingangssignal misst den Solarstrom als Spannungsabfall an Zuleitungskabel, deren Enden Ihr vertauschen müsst, falls falsch gepolt.
Am Ausgang des ersten Operationsvertärkers soll dann der 100 bis 10.000fache Spannunsabfall anstehen., jedenfalls eine brauchbare Spannung, so zwischen 2 und 10 Volt.

Steigt diese Spannung an, geht der zweite Operationsverstärker mit seinem Ausgang nach Minus, sinkt sie, nach Plus.

Ist der Ausgang des zweiten OP positiv, steigt die Steuerspannung für den PWM-Wandler (Schleifer des Potis) und umgekehrt.

das Ding sucht von beiden Seiten die horizontale Tangente des Stromes im Spannungs-Stromdiagramm.
Nur mit sehr viel Glück bleibt die mal oben auf dem Scheitelpunkt liegen, normal kippt die aber pausenlos von links nach rechts. Die Steigung wendet sich dort.



Zu der Dimensionierung:
1. Der erste Operationsverstärker verstärkt die Solarstrominformation: gemessen und verstärkt wird die Spannung, die am Widerstand eines der Zuleitungsdräht von mindestens 1 Meter Länge abfällt: an den Enden messt Ihr dann Ue des ersten Operationsverstärkers mit R1=500 Ohm und R2=10kOhm bis 10MOhm, R2 so gewählt, dass bei vollem Solarstrom (Kurzschluss machen!) am Ausgang des Operationsverstärkers ca 2 bis 10 Volt zu messen sind =Ua

2. Der Differenzierer erhält folgende Werte: R1 ist ein Folienkondensator (kein Elektrolyt) von 1µF, R2 ein Widerstand von 100kOhm

3. Der Integrator erhält folgende Werte: R1=10MOhm R2=1µF (Folienkondensator)
Ua steuert den PWM-Wandler


Die Werte sind ziemlich unkritisch, nur ganz entfernt müssen die Größenverhältnisse stimmen.
Als Operationsverstärker nehmt Ihr einen fast beliebigen Vierfach Mosfet-Typ.

Ist eine Apotheke in der Nähe, nehmt Ihr den zum Beispiel:

https://www.conrad.de/de/operationsverstaerker-typ-k-kec-korea-electronics-kia324f-gehaeuseart-flp-14-ausfuehrung-allgemein-quad-op-amp-157025.html

Datenblatt:

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/157025-da-01-en-IC_KIA324F_KEC_FLP14.pdf

Ich hoffe, Ihr habt ordentlich gespart.? Ich will Euch schließlich nicht finanziell ruinieren.

Es gibt noch andere mit viel weniger Stromverbrauch und 3 Volt Spannungsbedarf, die sind aber dreimal so teuer. Wollt Ihr Aleppo bombardieren, also für den militärischen Bedarf, dann können die auch sehr viel teurer sein. Diese hier genügen aber.

Ich bin entsetzt: Conrad hat meinen Lieblings-Vierfach-Mosfet-OP für 60 Cent nicht mehr, mit dem obigen sollte es aber auch gehen.
 

andreas Andreas

Aktives Mitglied
25.10.2005
1.402
Hallo
MPT7210.
Ich habe kein CE Zeichen gefunden. Es gab auch kein Datenblatt mit irgendeiner Konformitätserklärung. Es gibt ja noch nicht mal eine Bedienungsanleitung mit Namen und Anschrift der Firma. Ich bin mir nicht 100% sicher, ob dieses Produkt so etwas braucht. Es könnte sein, daß es ein Vorprodukt ist, das erst bei Einbau in eine komplexe Anlage bewertet werden kann. Ich bin mir nicht sicher, ob mich das als Kunde tangiert, oder ob ich nicht ohnehin bei Inbetriebnahme die Haftung übernehme für z.B. EMV.
Soweit die rechtliche Seite.

Jetzt mal die praktische.
Ein Boost Konverter besteht im wesentlichen aus einer Diode, einem Schalter, Eingang sowie Ausgangskapazität und einer Induktivität.
Gehen wir mal die einfachen Fehlermodi durch:
Diode offen -> kein Stromfluss zwischen Modul und Batterie möglich -> sicherer Zustand
Diode Kurzschluss -> Strom fliesst von Batterie durch das Modul -> Batterie kann tiefentladen werden, wenn Leistung zu hoch Brand möglich -> Sicherung vorsehen z.B. 10A.
Schalter offen -> keine Gefahr
Schalter Kurzschluss -> Modul wird kurzgeschlossen, da sich der Strom aber nicht deutlich erhöht gegenüber Normalbetrieb -> keine Gefahr.
Induktivität offen -> kein Stromfluss -> keine Gefahr.
Induktivität Kurzschluss -> Eingangskapazität erzeugt extreme Ströme intern im Gerät -> Schalter könnte Kurzschluss erleiden, EMV Problem.
Eingangskondensator offen -> EMV Problem und Stabilitätsprobleme bei der Regelung und Eigenversorgung -> unklar
Eingangskondensator Kurzschluss -> siehe Schalter Kurzschluss.
Ausgangskondensator offen -> EMV Problem.
Ausgangskondensator Kurzschluss -> Batterie Kurzschluss -> Sicherung vorsehen z.B. 10A.

Jetzt noch etwas komplexere Fehler: MPT überlädt (Lithium) Batterie weil sich die SW aufhängt oder die Ausgangsspannung falsch misst.-> jetzt wird es kompliziert, man muss viele Fälle unterscheiden:
1. Die Leistung des Moduls ist so klein, dass die BMS Lastwiderstände eine Überladung sicher verhindern und auch thermisch dafür ausgelegt sind.
2. Es gibt eine Überspannungsabschaltung aufgrund einer Gesamtspannung oder Einzelzellen Überwachung die den Stromfluss trennt (Die Überwachung braucht leider auch noch Energie, z.B. um ein Relais zu halten).
3. Es gibt keine Überwachung, Bleibatterien gasen, es gibt Knallgas, das muss aber ohnehin irgendwie gehandhabt werden. Lithiumbatterien können bei Überladung Feuer fangen oder zerstört werden, stark abhängig von der Auslegung (welche Leistung liefert das Modul, welche Kapazität hat die zu ladende Batterie, wie viel Energie wird entnommen, etc.)

Ich habe mir das Teil mal von innen angesehen. Es gibt keinerlei Sicherung, an keiner Stelle.

Deshalb meine Empfehlung für den Dauerbetrieb:
Den Ausgang mit einer Sicherung bestücken.
Eine Überspannungs/Unterspannungsüberwachung, die den MPT im Fehlerfall von der Batterie trennt, aber leider auch Energie kostet. M.M. ist das Teil des Batterieschutzkonzepts, das man ohnehin braucht und hat. (Suche nach LICOUP)

Übrigens ist ein Buck-Converter bei manchen Fehlern im Nachteil, ein kurzgeschlossener Schalter bewirkt dort direkt das Überladen und Tiefentladen der Batterie, beim Boost Konverter wird das Modul kurzgeschlossen, was kaum einen Unterschied zum Normalbetrieb macht.

Da ich nur mit Schutzkleinspannung arbeite, würde ich mir bei diesem Gerät mit seiner kleinen Leistung nicht allzuviele Sorgen machen. Ich würde auf jeden Fall eine 10A Sicherung in der Nähe der Batterie installieren, die Hauptsicherung mit 100-350A ist für dieses kleine Gerät falsch dimensioniert.

Gruß
andreas
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Die Regelverstärkung der drei hintereinandergeschalteten Operationsverstärker im vorletzten Beitrag könnte unkompensiert mehr als eine Billiarde betragen. Damit steigt die Gefahr, dass unvorhergesehene Kopplungen auftreten, denn kein Operationsverstärker ist ganz ideal.
Sollte so etwas passieren, würde ich Folgendes versuchen: den ersten Operationsverstärker ganz fallenlassen und die beiden verbleibenden so bestücken:
OP Nr.2: R1=1µF R2= zwei parallel gegeneinander geschaltete billige Siliziumdioden
OP Nr.3: R1=100kOhm R2=1µF
Die beiden Dioden nehmen ordentlich mögliche Regelverstärkung heraus und begrenzen die Amplituden, zudem erhöhen sie die Regelverstärkung von Nr.2.
Ich kenne den Vierfach-OP für 11Cent nicht und es ist nicht ganz auszuschließen, daß die Teile fehlerhaft sind.
Ich entdecke aber gerade einen alten Bekannten, den JFet-OP TL062, der zuverlässig arbeiten sollte. Ist zwar nur ein Doppel-OP, aber da ist auch der TL064, der mit 29Cent einen auch nicht gerade existenzbedrohend bei Conrad ausraubt. Gibt es bei Conrad von verschiedenen Herstellern und in verschiedenen Spezifikationen. Militärisch ist nicht erforderlich. Bleibt Roman und Assad vorbehalten.
Aber auf jeden Fall sollte man unbeschaltete Eingänge gegen Störschwingungen auf Masse legen!
Neben den üblichen Vorsichtsmaßnahmen bei OPs.
 

Hotzi-47

Aktives Mitglied
24.12.2004
611
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Das mit dem CE Kennzeichen ist nicht immer ein Hindernis.

Wenn es nur eine Platine ohne Gehäuse ist kein Problem, das Teil einfach als Ersatzteil für ein Gerät deklarieren schon gehts.

Bei Fertiggeräten gehts nur mit Gewerbeschein schließlch darf man ein Gerät importieren um es hier prüfen zu lassen.

Gruß Roman
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Hallo Roman,
danke für die Stellungnahme. Das fehlende CE Kennzeichen kann sehr wohl ein Hindernis in den zwei beschriebenen Fällen sein, also bei der Einfuhr und bei der Versicherung im Schadensfall.

Das nun das 7210 - wie andreasandreas freundlicherweise schrieb - kein CE Kennzeichen drauf hat, könnte man im Betrieb wohl Probleme bekommen. Einführen könnte ich dank Gewerbeschein, dauerhaft betreiben in meiner Anlage nicht. Als Dauertest deklarieren? Na ja, das wäre schon gewagt.

Also bleibt die Kosten - Nutzen Analyse: Kosten niedrig, Nutzen gering oder gar nicht, Risiko hoch. Nicht kaufen, nicht nutzen. Es funktioniert wohl nicht immer gescheit (danke an Twiker und andreas für die Testergebnisse). Ihre Berichte haben mich vor einem möglichen Fehlkauf abgehalten. Wie Bernd immer bemerkt: für die Tonne.

Sinnvoll sind MPP Regler sowieso nur ab einer gewissen Modulgröße. Bei kleinen Solaranlagen im Bereich bis zu wenigen 100 Watt reicht eine mehr oder weniger direkte Ankoppelung und ein herkömmlicher PWM Regler, der ja in Wirklichkeit nur ein Laderegler für die Akkus ist. So sind ja auch meine eigenen Erfahrungen, über die ich in diesem Thread und an vielen anderen Stellen in den elweb Foren bereits früher berichtet hatte: Mein Solarmodul auf dem CityEl über eine Diode direkt auf die Akkus. Arbeitspunkt so gewählt, dass die Akkus eigentlich nie überladen werden konnten. Hat sich einige Jahre gut bewährt, vor allem, weil tagsüber laden mit knapp 100 Watt Solarmodul nie die Energie zurückbrachte, die ich auf dem 25 km Arbeitsweg aus den Akkus gezogen hatte. Also keine Gefahr, den Akku zu überladen.

Zum direkt Laden also nochmal: Man kann, wenn man kann. Ein wenig Können und Wissen um Strom und Spannung und Anpassung der Arbeitspunkte gehört dazu. Dann aber ist es die einfachste und sicherste Schaltung. Ein Überladen der Akkus muss man mit anderen Massnahmen verhindern.

Gruss, Roland
[size=x-small]Re-search, in Deutsch: Wiedergefunden: Werde sowieso erstmal die zwei MPP-Tracker, die ich habe, noch einsetzen: ein 170W 36V Tracker von meyer-solar und ein MPT15 von Brusa. Beides gute Geräte.[/size]
 

Hotzi-47

Aktives Mitglied
24.12.2004
611
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Kann das jemand ausprobieren?

Ich würde es gerne ausprobieren: Die Schaltung besteht aus drei Teilen:
1.) Vorverstärker für das Solarstrom-Shunt (mindestens 1m Zuleitungsdraht )
2.) Differenzierer
3.) Integrator
4.) PWM-Wandler wie der für 9Euro50

Fubktionsweise:
das eingangssignal misst den Solarstrom als Spannungsabfall an Zuleitungskabel, deren Enden Ihr vertauschen müsst, falls falsch gepolt.
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Hallo Bernd,
danke für Deine Vorschläge. Wenn Du es gerne ausprobieren würdest, tue es. Ich mache es mit Sicherheit nicht. Denn ich weiß nicht, warum der Solarstrom als Regelgröße hergenommen werden soll. Ich will die maximale Ausgangsleistung oder den maximalen Ladestrom in den Akku erreichen.

Bei max. Solarstrom hast Du NULL Leistung. Solarmodul im Kurzschluss heißt maximaler Solarstrom. Also Null Strom in den Akku. Was genau willst Du mit der Erfassung des Solarstroms regeln? Der Solarstrom ändert sich auch wenig mit dem MPP, sondern hauptsächlich mit der Einstrahlung. Der MPP ändert sich dagegen hauptsächlich mit der Temperatur des Moduls, die wiederum die Arbeitsspannung verändert.

Gruss, Roland
[size=x-small]Sorry, will ja nur verstehen, was Du da eigentlich machen willst.[/size]
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Das ist nicht richtig. Die Batteriespannung ist konstant. Ist der Strom maximal, ist auch die Leistung maximal.
Zusammenfassend können wir also feststellen. Wir mit dem Schraubenzieher am zweiten Poti in der Hand sind die geborenen MPP-Tracker. Ohne Test können wir sagen, alles andere ist überflüssig.CE-Zeichen hin, CE-Zeichen her.

In den Suchmaschinen kann man überhaupt keine zutreffenden Antworten finden. Es wird nur ein völlig unseriöses Geschäft mit dem Anpreisen von MPPtrackern betrieben, die dann zu völlig überhöhten Preisen verkauft werden. Ich finde keine belastbaren Messwerte, die man mit dem Schraubenzieher sofort finden kann.
Also, unter den gegebenen Bedingungen und ohne glaubhafte Messung: verzichtet lieber darauf. Twiker hat uns mit seiner Messung vor viel Schaden bewahrt und Romans Beurteilung geht in die gleiche Richtung.
Bestehen die Verluste einer Solarzelle hauptsächlich aus dem Ohmschen Widerstand (wie bei vielen Dünnschichtzellen und liegt das MPP 10% unterhalb des gerade eingestellten Wertes, liegt der Wirkungsgradgewinn nicht viel höher als 1%, was meist vom Ruhestromverbrauch des Gerätes mehr als aufgezehrt wird. Teildefekte Zellen, wie fehlerhafte kristalline, können allerdings bei MPP-tracking sehr hohe Gewinne zeigen, auch Verdopplung. Dann nämlich, wenn die Modulspannung bei geringer Beleuchtung infolge von Leckströmen unter die Batteriespannung sinkt und bei diffusem Licht überhaupt nicht mehr geladen wird, oder auch, wenn sich ein Laubblatt auf dem Modul niedergelassen hat und die Spannung um den entscheidenden Wert gesunken ist.
Aber belastbare Messwerte finde ich nicht im Web.
Wer ohnehin einen Wandler benötigt, wie Dragan, für den lohnt es sich, denn er hat eh den hohen Wandlerverlust. Bei den CE- Teilen ("China-Export") würde mich interessieren, welches Bauteil den höchsten Verlust erzeugt, der Ferrit-Ringkern oder der Leistungstransistor, sprich, was mehr Wärme entwickelt.

Oho, da habe ich tatsächlich Unsinn geschrieben:
Ich benötige zur Einstellung des ersten OPs den maximal möglichen Ladestrom bei voller Beleuchtung und das ist bei der Verwendung eines Wandlers mit stark abweichender Spannung niemals der Kurzschlusstrom des Moduls. Nein, es geht hier nicht um die Zuleitungen des Solarmoduls, sondern um die zur Batterie. Die sollten für einen verwendbaren Messwert eine Mindestlänge nicht unterschreiten.
Mit dem Kurzschlussstrom des Solarmoduls kannst Du lediglich ungefähr messen, welcher Strom im Arbeitspunkt allerhöchstes geliefert werden kann und nicht überschritten wird. Was auch erforderlich ist, zu wissen. Verwertet für die Regelung wird lediglich der an den Batteriezuleitungen gemessene Ladestrom.
 

Hotzi-47

Aktives Mitglied
24.12.2004
611
Oho, da habe ich tatsächlich Unsinn geschrieben:
denn:
..... Verwertet für die Regelung wird lediglich der an den Batteriezuleitungen gemessene Ladestrom.

Ja ja, entweder wolltest Du nur mal kontrollieren, ob ich noch aufpasse, oder Du wolltest einfach den Widerspruch aus uns herauskitzeln. So wie jetzt geschrieben von Dir macht es Sinn.

Aber so schwer, wie hier immer dargestellt, sind die MPP Tracker gar nicht zu verstehen. Der zwingend nötige DC/DC Wandler wird auf den besten Arbeitspunkt für 25 Grad C laut Datenblatt des Solarmoduls voreingestellt. Dahin muss er im Zweifelsfalle immer wieder zurückfallen. Dann verändert er in kleinen Schritten die Pulsweite und damit die Eingangsspannung. Wenn der Ausgangsstrom steigt, gehts weiter in die gleiche Richtung. Wenn er fällt, dann gehts zurück. Auf die Art wandern er immer in kleinen Schritten um den besten Arbeitspunkt herum. So sollte es funktionieren. Wenn die Einstrahlung sich nicht ändert durch den Sonnenlauf oder Wolken oder andere Abschattung, gehts auch gut. Ansonsten läuft er nur der Abschattung hinterher, was natürlich nix bringt.
Ein gescheiter MPP Tracker arbeitet daher eher langsam. Also die kleinen Veränderungsschritte mit Abfrage nur alle 10 Sekunden oder so. Öfter bringt nur Unruhe. Denn die MPP Veränderungen durch Temperaturveränderungen passieren ja langsam.

Viel einfacher wäre eine Steuerung. Keine Regelung. Also Temperaturfühler ans Modul und dann laut Datenblatt die Spannung des DC/DC Wandlers einstellen. Hat sich nicht durchgesetzt, weil die Leute diesen Temperaturfühler am Modul nicht wollten. Ist halt eine zusätzliche Verdrahtung, und es hätte da auch irgendwie standardisiert sein müssen. Das war aber überhaupt nicht zu erreichen.

Gruss, Roland
 

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