Habe Bauteile (zumindest teilweise) und suche Projekt (Solar)

Hey Leute,

ich habe letztens von einem Freund ein paar kleine Solarmodule bekommen, welche nach folgende Daten haben 5V max 200mA. Davon habe ich 4 Module.

Nun bin ich auf der Suche nach einem mehr oder weniger Sinnvollem "Projekt" für diese Solarzellen. Soweit ich gelesen habe, darf ich schon mal NICHT die Module direkt an ein Arduino ESP8266 (mit Spannungsregler) oder so hängen, sondern es sollte eine Ladeschaltung mit Akkus dazwischen hängen.

Ich habe mir letztens ein paar LiFePo4 Akkus (4 Zellen mit 600mA und 2 Zellen mit 6.000mA) besorgt, da ich diese mit Schutzschaltung aber ohne Spannungsregler oder ähnlichem am ESP betreiben kann, da diese die 3,6V nicht überschreiten. Alternativ habe ich noch ein paar NiMh Akkus (Mignon Format mit 2.000mA) hier liegen und wenn ich etwas suche ggf. auch noch ein Bleiakku 6V mit 4Ah oder so.

Bei allen 3 Möglichkeiten an Akkus brauche ich ja eine Ladeschaltung, ggf. auch ein "Art" Tiefendladeschutz. Für die LiFePo4 Akkus habe ich mir so fertige Module mit Protection und so bei Ebay bestellt, kommen aber aus China und brauchen noch etwas, bis die hier sind. Wobei ich da eh noch den Widerstand tauschen darf, der den Ladestrom begrenzt. Nach Faustformel sagt man ja etwa 1/10 der Kapazität als Ladestrom, hab ich zumindest mal gelesen.

Für die NiMh Akkus gibt es soweit ich weiß Möglichkeiten sich ein Ladesteuerung auch selber zu bauen. Ich weiß nicht mehr ganz Zeitgemäß diese Art von Akkus, aber sind da. Mit einem Batteriehalter für 3 Zellen. Ich weiß aber nicht ob diese Zellen nicht bedingt Memory Effekt und der gleichen für diese Zwecke eher "suboptimal" sind. Vor allem weiß ich nicht, was die Zellen machen, wenn ich einerseits einen kleinen Strom ziehe und gleichzeitig mit Solarzellen Strom rein drücke.

Und zu Bleiakkus habe ich mal bisschen gegooglt, auch nicht unbedingt der Modernste Typ, dafür soll man die aber mit relativ wenig Aufwand (Beschaltung) Laden können.

Nun aber endlich mal zu meiner Frage, bzw. Hoffnung, vielleicht hat jemand von euch eine Idee für mich? Es geht am erstmal um eine Verwendung der Solarzellen. Ob am Ende ein Sensor dran hängt der alle x Minuten / Stunden ein Wert ermittelt und überträgt oder paar LEDs die zwischendurch leuchten ist ja eigentlich erstmal nicht ganz so entscheident. Ob eine solche Schaltung mit den Solarzellen ein Brauchbares Ergebnis erzielt ist am Ende ja anderes Thema bzw. ob der Akku genug liefern kann um die Sonnenfreie (Lichtfreie) Zeit zu überbrücken.

Michael

PS: Die LiFePo4 Zellen mit Ladeschaltung war vor den Solarzellen da, bzw. auf dem Weg. War eigentlich um mal ein wenig damit rum zu experimentieren, noch ohne konkrete Aufgabe.

Lithium-Polymer und auch LiFePo (Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus) können auch 1C als Ladestrom vertragen. Bei Modellflugakkus sind es meist 2C und manche sogar 8C!

1C heißt wenn dein Akku 600 mAh hat dann kann man ihn mit 600 mA laden.

NiMH haben keinen nennenswerten Memory-Effekt.
Der Innenwiederstand von NiMh ist sehr klein. Wenn du einen 1000 mAh NiMH mit 1A lädtst und gleichzeit 100 mA Strom ziehst dann tut sich da an der Akkuspannung fast nichts. Eine ganz simpler Laderegler wäre ein einstellbarer Spannungsregler bei dem man auch den Strom begrenzen kann. Zum Beispiel L200
https://datasheetspdf.com/pdf/69516/STMicroelectronics/L200/1

Den würde man dann auf die Ladeschlussspannung einstellen:
3*1.4V = 4.2V

Wenn der Akku fast voll ist geht der Ladestrom deutlich herunter mehr als bei einem richtigen Ladegerät.
Einen Tiefentladeschutz braucht man dann noch dazu.

Als Projekt:
wie wäre es mit Wetterdatenaufzeichnung bei ThingSpeak?
Dieses Tutorial zeigt das Prinzip

oder ein superkompakt zu programmierendes Webinterface mit ESP-Dash

Das Design liegt fest aber dafür muss man null HTML programmieren für das Webinterface.

vgs

Das klingt auf jeden Fall sehr interessant. Werde ich mir morgen mal näher an gucken und gucken was ich an Teile benötige. Also einmal für die NiMh Lösung und einmal für die LiFePo Akkus. Wobei für die LiFePo Akkus ist ja Laderegler mit Protection schon auf dem Weg.

Den Tiefendladeschutz muss ich später mal googlen bevor ich Teile bestelle. Also wie ich sowas am besten realisiere. Vor allem sollte das möglichst Stromsparend sein. Ich könnte natürlich den ADC vom Esp Chip mit einem Spannungsteiler nutzen und über die Software den ESP mittels Relais oder so abzuschalten bzw. von der Spannung zu trennen. Nur eigentlich wäre ggf. eine Schaltung dazu wäre vielleicht auch nicht verkehrt. Aber das ja am Ende Geschmackssache, ob es eine Hardware oder Softwarelösung sein soll.

Bei 4,2V muss ich zwar ein Spannungsregler nehmen um auf 3,3V bzw. max 3,6V runter zu kommen, aber da könnte ja eigentlich schon eine einfache Diode reichen, die nimmt ja schon mal 0,7V an sich, wenn ich gerade nochmal drüber nachdenke.

Muss man ggf. sich Gedanken machen, über einen Schutz der Solarmodule? Also das kein Strom vom Akku in Richtung Solarzelle fließt? Oder ist der Widerstand der Solarzelle hoch genug, damit das nicht passiert?

Aber beide Projekte klingen sehr interessant. Werde erstmal mit der Spannungsversorgung beginnen und dann weiter ausbauen.

Ja.
Nennt sich Diode.

Ja ich weiß, dass man mit einer Diode die "Richtung" des Stromflusses "kontrollieren" kann, war mir aber nicht sicher ob das Notwendig ist. ES ist mein erstes Projekt mit Solarmodulen und so.

Und Schutz der Solarzelle muss vermutlich in + und - sein oder?

Sry wenn das wieder eher viele "dumme" Fragen sind. Aber man möchte ja nicht alles gleich kaputt machen, auch wenn man es für Lau bekommen hat.

Naja, wenn Du es verhindern willst?
Im Übrigen gehört in jedem Modul eine rein, wenn Du die einzeln betreibst.

Gegen rückwärtsfließende Ströme eine Schottky-Diode vorschalten

Solarmodul -->----Schottky-Diode---->Laderegler--->Akku
Dann passiert nix.

Als Tiefentladeschutz könnte man so etwas nehmen

Mal eine Frage an die MOS-FET-Experten:
in dieser Schaltung hier ist ein NPN-Transistor in Längsschaltung drin


könnte man den NPN-Transistor Zwecks geringerem Spannungsabfall durch einen MOS-FET ersetzen? Und wenn ja wie sieht dann die Schaltung aus?
vgs

Okay muss ich mir mal näher angucken mit dem IC, vor allem wie man die ganzen Widerstände und so berechnet, welche noch Ohne wert sind. Und dieses Teil würde zwischen Akku und Last geschaltet?

Also die Last kommt oben an +5V 1A und Gnd oder?

Michael

Hallo,
bei mir läuft seit mehreren Jahren ein Systen aus
Solarzelle 6V 100mA
Laderegler TP4056 mit Unterspannungsschutz
Aku 18650 Li-Ion 3,7V
Step_up Regler auf 5V
Wemos D1
BME280

Wenn die Solarzellen nicht zu viel Strom bringen brauchst Du die über die Ladestrombegrenzung keinen Kopf machen. Real wird bei mir mit 40-50mA geladen.
Eine Diode nutzen um 0,7V kaput zu machen ist in dem Fall nicht so gut. Die 0,7V fallen ja auch ab wenn der Aku nur noch 3,3V hat. Dann bist Du also mit der Versorgungsspannung 3,3V ziemlich instabil und auch schnell unter 3,3V

Heinz

gibt es diese Laderegler auch für LiFePo-Akkus?
Die haben eine niedrigere Ladeschlusspannung von 3,65V
LiFePos sind zwar eigensicher = können nicht anfangen zu brennen wie Lithiom-Polymer aber bis auf 4,2V hochladen tut denen bestimmt nicht gut,

vgs

Für LiFePo Akkus habe ich 2 Typen an Laderegler, bzw sind auf dem Weg. Einer mit Schutzbeschaltung vor Tiefendladung der Zelle und eines, wo ich diese noch ergänzen muss. Hier mal die Links zu meinen Modulen dafür:

Möglichkeit A

Möglichkeit B Ohne Protection on Board

Möglichkeit A, wäre denke ich am "Sinnvollsten", da die ein Input von 3,8 - 6V verkraften. Also falls mal weniger Sonne scheint muss ich keine Module in Reihe klemmen, parallel für mehr Leistung würde ja dann reichen.

Wäre vielleicht trotzdem Parallel irgendwie mal an der Lösung mit den NiMh interessiert :wink:

So kann ich alles mal in Ruhe durchtesten und darauf dann das weitere Projekt aufbauen.

Michael

Haben LiFePO4 Batterien nicht eine Zellspannung von 2V und nicht 3,7V?
Grüße Uwe

Hallo,

ne

Also sind das zB Accurat Traction T6 LFP 12V LiFePO4 Lithium Versorgungsbatterie 6 Ah wieder andere Batterien.
grüße Uwe

Hallo,
ich denke das ist elektro-chemisch das gleiche , und es sind 4 Zellen in Reihe. macht 4x3,3=13,2V damit sind die kompatibel zur 12Volt Blei-Accu Technik
Heinz

@Rentner Also besser ein Spannungsregler, als eine Diode um von den Maximal 4,2V runter zu kommen? Weil optimal wären 3,3V bis 3,6V soll das Modul aber eigentlich keine Probleme machen (Laut Datenblatt)

Kann mir den jemand ggf. etwas dabei Helfen, was den Tiefendladeschutz angeht? Also irgendwie komme ich noch nicht so ganz da hinter, was von StefanL38 gepostet wurde. Also erstes googlen brachte noch nicht so richtig den Erfolg.

Es geht um die Widerstände um den ICL7665S (R11, R12, R21, R22, R31, R32). Die restlichen Widerstände sind ja mit Werten versehen. Für den Transistor muss ich gucken, was die ganze Schaltung am Ende an Strom benötigt. Bei 100mA könnte man ja den BC547 oder so nutzen. Aber ich denke 100mA könnten je nach Sensoren und so vielleicht etwas mager werden.

Widerstände sollten denke ich 1/4W reichen. Die "Leistung" geht ja über den Transistor und die Widerstände an den ICs, sind ja nur zum Einstellen der "Parameter" wann der Regler reagieren soll. Also wenn ich das richtig sehe?

Und zum anderen, was würde an "LOW BATTERY SHUTDOWN" und "LOW BATTERY WARNING" kommen? Weil ist V+ nicht der Strang, der gleich dem +Pol des Akkus gemeint ist?

Ich habe in einem anderen Forum gerade was durch zufall gefunden, was theoretisch mein "Problem" auch beseitigen könnte mit dem Tiefendladeschutz. Hier mal der Link zum Beitrag, vielleicht kann jemand mal drüber gucken über die Schaltung, ob das so passt?

Link

Am PV(Solar) nur eine Diode, nur denk dran, die Spannung hinter der Diode ist um 0,7V niedrigerje nach Typ

@fony Ja klar das mit den 0,7V ist mir klar, dass es weniger wird.

Ich hoffe, dass einer von euch sich mal die Schaltung am Link angucken kann, so richtig Reaktion auf einen alten Beitrag in einem anderen Forum gab es nicht. Nicht von mir der Beitrag aber zumindest 3 NiMh Akkuzellen, also ähnliche Situation.

Michael

Hallo,
ich finde die Schaltung im Link #17 etwas unglücklich da der Minus geschaltet wird. Das könnte sicher bei der ein oder anderen Schaltung zu anderen Problemchen führen.
Heinz