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Author Topic: Solarladeregler fürs Auto mit Arduino?  (Read 4959 times)
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@Kickboxer
Natürlich ist Deine Lösung auch ein Ansatz oder einfach ein anderer Lösungsansatz.

Deiner
Quote
//Nichternstgemeinterlästermode_on
Du machst gerade folgendes:
- Du möchtest einen Anhänger ziehen, Dein PKW ist jedoch zu schwach
- Du kaufst einen zweiten PKW dazu und hängst ihn davor
- Du stellst fest, dass die Fuhre zu schnell wird
- Du verstopfst bei beiden PKW die Luftfilter bis die Leistung passt
//Nichternstgemeinterlästermode_off
Allegorie kann ich nicht ganz folgen.
Um anzunehmen ob das zweite Solarpaneel wirklich nicht benötigt wird, muss man erst einmal wissen wie schwer der Anhänger ist und welche Leistung das Auto hat.
 
Also ein Akku mit 36, 50 oder 80 Ah? Wie lange steht das Auto und wie alt ist der Akku und wie lange hält der Akku (z.B. bei Frost) noch die Ladung. Wie viel Sonne strahlt auf das Solarpaneel ein (besonders im Winter bei nur wenigen Sonnenstunden) wenn grade Energie am Akku gebraucht wird?

Wenn ein Solarpaneel mit max. 20W ausreicht um die Autobatterie zu laden und nur 9V Maximalspannung liefert (effektiv liegt  Vmax erheblich darunter – Saharawerte) kann Dein Vorschlag funktionieren. Aber auch dabei muss man davon ausgehen, dass im Sommer die Sonne 12 Stunden mit voller Kraft brennt und der Autoakku nach langer Urlaubsreise voll aufgeladen ist. Also kann man auch in diesem Fall die Ladung nur unterbrechen oder „verheizen“.

Letztendlich muss die benötigte (Solar-)Energie ausreichen um den „Nachladebedarf“ des Akkus abzudecken. Dabei wird es immer dazu kommen, dass mehr Solarenergie anliegt, als gerade vom Akku gespeichert werden kann und dann muss man eben abschalten oder „verheizen“, sonst nimmt der Akku Schaden.

Es liegt als primär nicht an der Schaltung (Hochregeln, Abschalten oder Verheizen) sondern an der Dimensionierung von Energiequelle (Akku, Windrad, Wasserrad oder Hometrainer mit Generator) und Verbraucher (Akku, Einspeiseregler uvm.)

Gruß Klaus
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Hallo!
Vielen Dank für all die Antworten.

Ich hab jetzt auch nochmal was gemacht, nachdem ich darüber nachgedacht habe, wie sowas funktionieren muss bzw. sollte bzw. tut.

Hier erstmal der Schaltplan:


Dann will ich mal anfangen...

Oben links (roter Bereich) sind die Anschlüsse der Solarzellen. Die sind in Reihe geschaltet und liefern damit im Idealfall etwa 18 V.

Daraus erzeuge ich zunächst permanent (blauer Bereich) mit einem LM 7805-Baustein eine 5 V Versorgungsspannung für den Arduino bzw. den ATMEGA-Chip.
Ferner werden (grüner Bereich) 3,3 V erzeugt, die der Step-Down-Wandler als Referenzspannung benötigt.

Jener findet sich oben rechts (gelber Bereich). Der ist ziemlich vereinfacht dargestellt, da gehören eine Menge Kondensatoren, Spulen etc. pp. bei. Ich dachte da an einen "L5973 D", der (korrekt beschaltet) dann 13,8 V bei maximal 2,5 A Strom liefert.

Das wird über einen MOSFET (pinker Bereich) dann auf die Batterie gegeben.

In regelmäßigen Abständen wird dieser Ladevorgang unterbrochen (d.h. der MOSFET nicht leitend geschaltet) und der Arduino leistet seine Arbeit.

Über einen Spannungsteiler (oranger Bereich) wird geprüft, ob die Batterie schon eine Spannung von, in diesem Fall, 13,8 V erreicht hat. Das ist allerdings zu hoch, wie mir gerade bewusst wird. Da müsste man den Spannungsteiler bzw. die Programmierung so anpassen, dass bei etwa 12,6 V der MOSFET dann nicht mehr eingeschaltet wird.

Nunja, der Arduino prüft also dann regelmäßig die Spannung der Batterie. Sollte diese unter einen Schwellenwert fallen (12,2 V? 12 V?), dann wird der MOSFET wieder eingeschaltet und lädt die Batterie wieder...

...

Alternativ... Spar ich mir den Aufwand und kauf irgendeine billige Solarzellenerhaltungsgeschichte. Da bleibt allerdings der Bastelspaß auf der Strecke...

Tja, Meinungen oder Korrekturen zum Entwurf?

Danke!
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Beste Grüße
Florian

http://www.flomei.de

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Das hol ich doch ganz dreist auf der ersten Seite nochmal nach oben... ;-D
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Beste Grüße
Florian

http://www.flomei.de

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Hallo flomei,

deine Schaltung könnte auch so funktionieren, jedoch stellen sich mir einige Fragen. Mit dem LM7805 verheizt man viel energie, vorallem wenn im Sommer der Akku voll ist und und die Sonne senkrecht steht. Da würde ich eine andere Lösung wählen (z.B. gibts bei pollin folgenden Bausatz:

http://www.pollin.de/shop/dt/NDc5OTgxOTk-/Bausaetze_Module/Bausaetze/Step_Down_Wandler_Bausatz.html

der hat einen besseren Wirkungsgrad und ist nicht teuer.

Einen Stepdown-Wandler brauchst Du nicht. Mann kann einen 12 V Akku ohne Gefahr direkt mit 18 V Voltpaneelen laden. Liegen die (nur theoretisch erreichbaren) 18 V max. an und der Akku ist nicht voll geladen, bricht die Spannung sofort ein. Bei Bleiakkus ist eine Ladestrombegrenzung in diesem Aufbau nicht notwendig, da die beiden Paneele mit Ihrer Leistung den Akku nicht gefährden können. Der Akku darf nur nicht überladen werden. Wird die maximale Ladespannung des Akkus erreicht, soll ja der arduino über das Mosfet die Ladung unterbrechen.

In der Praxis werden Blei-Säure-Akkus mit bis zu 14,5 V geladen. für eine Erhaltungsladung ist jedoch oft 13,8 V üblich.

Es reicht also der Arduino zum Spannungsmessen über den Spannungsteiler und für die Ansteuerung des Mosfets. Mit einigen LEDs kann mann sich die Funktion anzeigen lassen (an freie digitalports mit Vorwiderstand und dann im Programm ansteuern, z.B. läd, Akku ist unter 13,8 V oder Akku ist voll). Besser ist natürlich ein LCD auf dem die Werte und der Ladezustand ausgegeben werden können.

Bin übrigens mit meinem Laderegler weitergekommen. Die Platine ist fertig und ich bin gerade beim Testen und Zusammenschreiben der einzelnen Programmteile für Mosfetansteuerung, Strom,- und Spannungsmessung, SD-datenlogger und LCD Ausgabe. Dabei fallen mir immer wieder Dinge ein, die ich mit den letzten freien ports am Atmega umsetzen kann. Auch muss ich mir gedanken um ein Gehäuse dafür machen...

Gruß Klaus
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Hallo,

einen Dumpload oder ähnliches braucht man für PV-Module auf keinen Fall.
Das ist nur unnötiger Ballast. Üblicherweise werden die Module kurzgeschlossen, wenn sie nicht gebraucht werden.
Somit fällt die Spannung auf nahezu 0V und die Leistung bricht dann logischerweise auch fast komplett zusammen.
Daher macht ein Kurzschluss den Modulen nichts.

Wenn das Modul 18V Leerlaufspannung hat, dann heißt das, dass kein Strom fließt und somit das Modul keine Energie liefert.
Daher ist ein Step-Down Wandler für diesen Fall unsinnig. Sobald man die Zellen belastet, haben sie ja nicht mehr ihre Leerlaufspannung sondern die Spannung, die sich für die jeweilige Belastung einstellt. Da sich ein Bleiakku nun ziemlich viel "Strom nehmen kann", bricht die Spannung bis auf die Zellspannung des Akkus ein. Jedes einfachere Solarladegerät arbeitet nun so, dass es die Solarzellen einfach an die Batterie schaltet und bei Ladeschlussspannung von der Batterie weg und gleichzeitig kurz schließt. Bei dieser Art Ladung weiß man leider nie, ob man im optimalen Wirkungsgrad der Solarmodule arbeitet. Da sich dieser auch mit der Sonneneinstrahlung und Temperatur ändert, wird man den nur selten treffen.

Daher gibt es die feinere Lösung: Ein MPP Tracker Ladegerät. Wurde ja auch schon angesprochen.
Hier hat sich da mal einer genauere Gedanken gemacht:
http://www.timnolan.com/index.php?page=arduino-ppt-solar-charger


Grüße,

Tom
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@ Booner oder sonst wer (;


isses dann also wurst ob man die panels bei nicht gebrauch kurzschließt oder offen lässt ?
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Könnte bitte jemand nochmals den Schaltplan aus Reply #16 online stellen. Das Bild wurde beim Hoster gelöscht.
Danke
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