Z-Dioden und Supercaps

Am 20.09.2010 20:29, schrieb Christoph Müller:

Hallo,

Tl431 ist eine einstellbare, aktive Zenerdiode mit besseren Werten bei der Temperaturstabilität und schärferem Kennlinienknick, auch die Referenzspannung ist präziser als bei einer Standardzenerdiode und auch der differentielle Ausgangswiderstand ist geringer siehe:

Der minimale Referenzstrom liegt typisch bei 2 µA und der minimale Strom für die Regelung liegt bei 400µA.

Es gibt auch noch eine Lowpowerversion, das ist der TLV431 mit 0,15µA und 55 µA, siehe:

Bernd Mayer

Am 20.09.2010 09:54, schrieb Christoph Müller:

Moin Christoph!

Vor allem ist eine sinnvolle Selektion die Grundvoraussetzung. Bei der Auswahl unserer 6-Zellen-Module mit 500F hatte ich mit Wima und Maxwell über die damals angebotenen Techniken gesprochen: Beide mit parallel-R, Maxwell damals auch mit elektronischem Balancing. Aber in jedem Fall ist die Selektion wichtig. Das Balancing muß dann nur noch die feinen Unterschiede wegbügeln. Dazu reichen recht hochohmige parallel-Rs oder kleine Ströme.

Ich hatte zunächst Bedenken, ob die Balancing-Schaltung unsere freundlichen 50A Ladestrom abkann, aber davon muß ja nur sehr wenig weggebügelt werden.

Geht es Dir um nennenswerte Ladeströme? Muß die Energie länger gespeichert werden?

Einer der Gründe, die gegen Wima damals gesprochen haben (abgesehen davon, daß wir deren erster größerer Auftrag dafür gewesen wären und sie noch keine günstigen Seriengehäuse hatten, so wie die passive Balanching-Technik) war, daß ich nach mehreren Gesprächen mit zwei Technikern wohl den Abteilungs-Chef am Telefon hatte. Dieser hat mich unterbrochen, als ich berichtete, was ich mit seinem "Kollegen" schon geklärt hatte: Er hielt es für nötig festzustellen: "Herr X ist nicht mein Kollege, sondern mein Mitarbeiter!". Ich hatte mir gedacht, daß er wohl eine arme Wurst ohne Selbstbewustsein ist und wollte mit einer Firma, die scheinbar ein so merkwürdiges Betriebsklima hat keine Geschäfte machen, wenn es Alternativen gibt.

Ciao Dschen

Am 20.09.2010 20:55, schrieb Bernd Mayer:

Danke schön!

Bernd Mayer :

Um das mal fortzusetzen: der maximale Strom beträgt 100mA (und dann fallen über dem TL431 2,5V ab). Das sind 0.25W, was ein TO92 Gehäuse noch verkraftet. Bild 17: R2 weglassen, R1 = 0 Ohm ergeben 2,5V. Ist der Strom grösser, muss man mehr tun (externer Tranistor, Bild 21); hängt davon ab, wieviel Strom vernichtet werden muss; wieviel ist es denn?

Wenn die Caps voll sind, würde ich da aber dann lieber die Solarzellen abkoppeln.

Andere Frage: wie lange sollen die Supercaps die Ladung puffern? 12 Stunden? Dann wird die einfachste Lösung (Zenerdiode) nicht zufriedenstellend laufen; die zieht Dir den Cap recht schnell leer und so richtig "randvoll" werden die dann auch nicht.

M.

Am 20.09.2010 21:41, schrieb Dschen Reinecke:

Was soll ich groß selektieren, wenn ich z.B. nur 5 oder 6 Stück brauche? Muss ich dann 100 kaufen? Oder gibt Adressen, wo man schon fertige Module kriegt? Habe keine gefunden.

Es geht um eine solare Bewässerungsanlage im Freien. Die Solarzelle steht nur in den seltensten Fällen ideal, so dass sie ziemlich überdimensioniert werden muss. Täglich müssen knapp 4000 Ws an Pumpe und Elektronik abgegeben werden. Jetzt habe ich eine Akkulösung. Allerdings ist mir die Selbstentladung zu hoch, so dass ich nach rund einer Woche am Ladegerät nachladen muss. Kleineren Akku mit weniger Selbstentladung will ich jetzt auch noch mal versuchen. Befürchte allerdings, dass dann die maximale Zyklenzahl des Akkus auch entsprechend schneller erreicht ist. Deshalb die Überlegung mit den Supercaps oder eben größerer Solarzelle und doch wieder eigentlich zu großem Akku.

Ein finanzielles Problem ergibt sich aus der Leerlaufspannung der Solarzellen, die bei 12-Volt-Anlagen ja bei immerhin 22 Volt liegen. Wenn die Elektronik streikt, sollen die teuren Dinger ja überleben. Also müssen sie auf 22 Volt dimensioniert werden. Bei 2-Volt-C's sind das immerhin 5 Stück extra, bei 3,3-Volt-Typen noch 3 und wg. Serienschaltung müssen die C-Werte auch noch größer werden. Gibt's da vielleicht einen Tipp eines Praktikers?

Profilneurotiker scheint's ziemlich oft zu geben. Ist vielleicht deren Motivation, irgendwas besser machen zu wollen als Andere. Souveräne Menschen sind mir aber auch lieber.

he?

Nun, zumindest solltest Du beim Kauf darauf achten, das sie aus einem Fertigungslos stammen, also aus einem Karton kommen.

e und

Ein Blei(gel-)akku sollte die Ladung eigentlich l=E4nger halten. Der ist f=FCr eine solche Anwendung auch die beste L=F6sung. Dort musst Du nur die Ladespannung begrenzen. Daf=FCr gibts massen- haft Schaltungen im Netz, z.B. diese hier:

Da ist von vornherein das Speicherverm=F6gen deutlich geringer. Oder der Speicher deutlich teurer.

Das ist bei Modulen zur Ladung von 12V-Akkus =FCblich. Eine Diode in Reihe reicht da als Schutz f=FCr das Modul. Gruss Harald

Dann muss ich doch mal schauen, ob da nicht noch irgendwo ein Parasit sein Unwesen treibt.

Oh ja - DAS habe ich auch schon bemerkt. Wenn aber das Eine nicht tut, dann muss man sich was überlegen.

??? In Reihe zu was?

Am 21.09.2010 09:12, schrieb Matthias Weingart:

Maximal 5 Watt.

Im Prinzip ja. Kann man der Elektronik trauen? Die Caps sind schließlich ganz schön teuer. Spinnt die Elektronik, sind die teuren Teile mal Caps gewesen.

Ja.

OK, abgehakt. Danke jedenfalls für die Info.

Das ist eine Menge.

Bist du bei dieser Diagnose sicher? Wenn täglich nachgeladen wird, dann dürfte die Selbstentladung keine große Rolle spielen.

Hast du mal über andere Möglichkeiten der Energiespeicherung nachgedacht? Z.B. könnte man das Wasser bei Sonnenschein (also wenn gerade Leistung vorhanden ist) in einen Hochbehälter pumpen. Dann müßte der Pufferakku nur die Elektronik und Ventile versorgen.

XL

Christoph Müller :

M.

Ja, normalerweise h=E4lt so ein Akku seine Ladung einige Wochen bis einige Monate. Jedenfalls deutlich l=E4nger als moderne NiMH-Akkus. Auto- akkus sind bei einem solchen Betrieb aber schon nach wenigen Zyklen kaputt und haben dann auch eine starke Selbstentladung. Vielleicht liegts bei Dir aber auch daran, das die Solarzellen auf Dauer einfach nicht genug Energie f=FCr Deine Pumpe liefern.

Eine Diode in Reihe zum Solarmodul verhindert R=FCckstrom aus dem Akku in das Modul. Die ist aber manchmal schon im Modul eingebaut. Gruss Harald

Meist findet sich dieser in der elektronischen Steuerung.

Zum Modul. Aber das schuetzt den Akku nicht vor dem Ueberladen, Du brauchst so oder so einen Regler. Da Deine Anlage sicher auch keine 22V mag muesstest Du diesen Regler entweder bauen oder kaufen. Klar kann der theoretisch mal kaputtgehen aber das ist bei richtiger Dimensioniereng (wo nichts heiss wird) selten. Nur dafuer einen 22V toleranten Akku zu basteln macht irgendwie keinen Sinn.

Wenn man Solarzellen voll ausknirzen will braucht man hier einen SEPIC-Regler mit einer Maximum Power Point Tracking Schaltung (MPPT) dran. Da das aufwendig wird ueberdimensioniert man die Solarzelle oft ein wenig, dann spart man sich das MPPT Gezumpel.

TL431 kannst Du dann auch eher vergessen weil die Solarzellen die Dinger ueberlasten wuerde.

Am 21.09.2010 11:35, schrieb Matthias Weingart:

Maximal 5 Watt von der Solarzelle an das 12-Volt-Modul. Dürfen auch 13 oder 14 Volt sein.

Grad' hat's mich aber fast vom Stuhl gehauen, als ich den Strom von der Zelle gemessen habe. Sind spätnachmittags 17:00 nur 100 µA. Das erklärt mir nun Einiges. Mit einem derart dramatischen Leistungseinbruch durch Gebäudeschatten habe ich nicht gerechnet. Für die Zelle ist das ja anscheinend schon finsterste Nacht, die am Standort demnach schon etwa

Dann sollte man also Pb-Akku einfach gegen C mit 14 Volt tauschen können. Pb-Akkus werden meines Wissens ja auch mit Spannungsbegrenzung geladen.

Als Laie muss man solche Fragen halt mal stellen. Wer nicht frägt, bleibt dumm.

Danke für die Infos.

Danke für den Tipp. Habe deshalb mal nachgemessen, was die Solarzelle tatsächlich abliefert. Jetzt ist mir Einiges klarer geworden. Näheres in der Antwort an Jörg.

Stimmt. Mit hat beinahe der Schlag getroffen, als ich nachgemessen habe.

Danke für die Infos!

Am 21.09.2010 11:34, schrieb Axel Schwenke:

Habe die Solarzelle maßlos überschätzt. Oder sie funktioniert nicht richtig. Siehe meine Antworten an Harald und Jörg.

Habe ich auch gedacht.

So kleine Pumpen ziehen ordentlich Strom. Der Wirkungsgrad ist unter aller Kanone (gemessen 9%). Entsprechend große Solarzellen sind dann nötig. Die sollen das Geschehen aber nicht dominieren, sondern sich im Hintergrund halten. Also müssen sie klein sein, weshalb sie sie Pumpen nicht mehr antreiben können. Deshalb kommt man um einen elektrischen Energiespeicher hier kaum drum rum. Dass ich mich mit der Dimensionierung aber gleich derart verhauen habe, schockt mich nun doch etwas.

Wenn Deine Zelle eine Schutzdiode eingebaut hat, könnte sie schlicht unter die Durchlaßspannung fallen. Vielleicht stattdessen eine Schottkydiode (gibt es die mit entsprechender Belastbarkeit?) nehmen. Aber wenn der Akku eine höhere Spannung als die Zelle hat, ist dann eh dicht.

Das geht.

Meist sind die 1W von den Marketingleuten so getrieben worden, dass das nur bei gleissendem Sonnenschein mitten in der Sahara gilt.

Es scheint auch von der Gueteklasse der Zellen abzuhaengen. Waehrend Dachanlagen an bewoelkten Tagen hier noch ein klein wenig Strom liefern scheint bei den solaren Gartenlatuechten nix mehr zu gehen. Die sind dann nachts aus oder funzeln nur einige zig Minuten vor sich hin.

Ja, kann man, und werden sie. Wobei Supercaps mit niedrigem Innenwiderstand recht teuer sind und auch nicht ewig leben. Bleiakkus kann man aus Turnuswechsel bei Alarmanlagen bekommen. Wenn man einen kennt der jemanden kennt der ... :-)

Ist schon ok, dafuer sind NGs ja da. Aber wie machst Du mit einer 1W Zelle eine Gartenbewaesserung?

Guter Einwand. Christoph, miss mal bei Abschattung den Kurzschlusstrom Deiner Solar-Chose. Aber mache sowas nie bei Grossanlagen, da bedarf das einiger Sicherheistvorkehrungen :-)

Wenn der Kurzschlusstrom ordentlich ist, kann man mit einem Schaltregler noch was rauskitzeln. Wird dann aber etwas Aufwand.