Solarleuchte im Eigenbau - Bauteileauslegung

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

Antworten
concursus
Mini-User
Beiträge: 5
Registriert: Mi, 16.06.10, 22:01

Mi, 16.06.10, 23:27

hallo Borax,
ich würde die Schaltung ja auch sehr gerne mal aufbauen, aber ich bin mir nicht sicher ob das auch alle passt.
Habe die Schaltung mal so Simuliert wie du es dargestellt hast, aber bei mir kommen ganz andere Werte raus.
Allerdings hast du im gezeigten LTC Schaltplan leider alle relevanten Parameter ausgeblendet.
Ich habe dir mal meine asc-Datei per PM gesendet, und würde mich freuen wenn du mir das mal erklären kannst, danke.
Gruß concursus
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 10637
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

Do, 17.06.10, 09:46

Hallo concursus,

Anbei 'Dein' LTC Schaltplan korrigiert zurück.
Ich hab nur die LEDs ersetzt (ich hab das LED-RED model nicht, bzw. weiß nicht was Du da eingetragen hast), einen (Poti-Wert) verändert (P2 hat 250K; die Mitte sind also ~120K) und die Simulationsparameter ein wenig angepasst. Um die 'Sonne' zu simulieren ist V1 eine Puls Spannungsquelle (6 Sekunden 'an', je 3 Sekunden Anstieg und Abfall, 14 Sekunden aus). Ferner werden erst ab der zweiten Periode (nach 30 Sekunden) die Kurven ausgewertet, weil in der ersten Periode ist der 0.55F Kondensator (der 'Akku') völlig leer (er startet ja bei 0V), was natürlich nicht den Gegebenheiten eines Akkus entspricht. In der zweiten Periode ist er dann genau auf die eingestellte Unterspannungsgrenze entladen.
Dateianhänge
Solar_VollRegler3_Test.zip
(1.43 KiB) 287-mal heruntergeladen
concursus
Mini-User
Beiträge: 5
Registriert: Mi, 16.06.10, 22:01

Do, 17.06.10, 13:28

cool, besten dank :D

jetzt sieht die Simu bedeutend besser aus, halt genau so aus wie das was du hier eingestellt hattest, danke.
Also wenn du da mal das ein oder andere Model für LTC brauchen solltest, kannst dich ruhig melden.
Egal ob ICs, Dioden, LEDs, FETs oder was auch immer, habe fast alle Models.
Mal schauen das ich das mal demnächst aufbaue, danke.

Gruß concursus_dei
concursus
Mini-User
Beiträge: 5
Registriert: Mi, 16.06.10, 22:01

Do, 17.06.10, 13:40

hier mal ein paar Model:

.model GREEN_LED D(Is=2.27n N=6.79 Rs=0.25 Eg=2.3 Cjo=42p Iave=40m Vpk=4 mfg=Nichia type=LED)
.model RED_LED D(Is=3e-22 N=1.5 RS=10 Eg=2.3 Cjo=10p Iave=40m Vpk=4 mfg=Nichia type=LED)
.model BAT60A D(IS=121U RS=0.158 N=1.04 XTI=2.06 EG=.500 CJO=52.5P M=.250 VJ=.280 FC=.500 BV=8.0 IBV=1.00M TT=10P Iave=3 Vpk=10 mfg=Infineon. type=Schottky)

was ich noch fragen wollt, kann ich für die 1N5818 auch die BAT60A nehmen, danke

sorry, habe grad gesehen das die BAT60A ja nur bis 10V kann
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 10637
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

Fr, 18.06.10, 08:59

Schön, wenn es jetzt so klappt wie 'vorgesehen'. Danke für das Angebot mit den models. Wegen der Schottky...
Du sucht wohl nach einer mit weniger Vf-Drop... Kann ich verstehen. Ganz brauchbar sind die SK22A-SK24A Typen (SK24A: 0.19€ beim R: http://www.reichelt.de/?ACTION=3;GROUP= ... ICLE=95382). Vf ca. 0.3V bei 0.5A (was ja etwa dem hier 'üblichen' maximalen Strom entspricht) bzw. nur 0.2V bei 100mA.
concursus
Mini-User
Beiträge: 5
Registriert: Mi, 16.06.10, 22:01

Fr, 18.06.10, 11:41

hallo Borax,
danke für die Infos über die Dioden :D
Was ich noch fragen wollt, sind 11,3V für einen Bleiakku nicht viel zu wenig, weil da würde er ja absolut Tiefentladen.
Ich werde das für meine zwecke auf ca. 12,3V abgleichen. Oder ist die Schaltung nicht für Bleiakkus geeignet, ich denke doch oder ?
du kannst mir ja mal deine mailadresse per PN schicken, sende dir dann mal einige LTC lib,s
Benutzeravatar
Sailor
Moderator
Beiträge: 9255
Registriert: Di, 28.11.06, 22:16
Wohnort: Saarland, Deutschland und die Welt

Fr, 18.06.10, 12:36

concursus hat geschrieben: Was ich noch fragen wollt, sind 11,3V für einen Bleiakku nicht viel zu wenig, weil da würde er ja absolut Tiefentladen.
Ich werde das für meine zwecke auf ca. 12,3V abgleichen. Oder ist die Schaltung nicht für Bleiakkus geeignet, ich denke doch oder ?
Hier die Tabelle eines Herstellers für meine derzeitigen Vlies-Starterakkus nach :

11,20 Volt => 0 %
11,40 Volt => 10 %
11,60 Volt => 20 %
11,79 Volt => 30 %
11,97 Volt => 40 %
12,14 Volt => 50 %
...
12,71 Volt => 90 %
12,83 Volt => 100 %

Die Erhaltungsladung soll mit 13,5 Volt stattfinden.

Für Nasszellen (Blei) sind 11,3 Volt kein Problem. Da war ich schon viel tiefer, ohne dass die Lebensdauer sichtbar gelitten hat.
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 10637
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

Fr, 18.06.10, 12:40

sind 11,3V für einen Bleiakku nicht viel zu wenig
Nein, eigentlich nicht (siehe auch Sailors Antwort). Außer der Akku bleibt lange Zeit auf diesem Niveau. Aber hier wird er ja gleich wieder voll geladen.
Hier in diesem Datenblatt wird sogar noch weiter runter entladen: http://www.powerstream.com/bb/bp12-12.pdf.
12.3V (bei ein bisschen Last) ist ja noch fast voll...
Wenn Du der Batterie 'was gutes' tun willst, dann würde ich das ganze System so auslegen, dass 'üblicherweise' nur ca. 50% Kapazität verbraucht werden. Je nach Temperatur liegst Du dann zwischen 11.9 und 12.2V.
Hier ist eine recht schöne Seite zu diesem Thema (allerdings Englisch):
http://www.solar-electric.com/deep_cycl ... ry_faq.htm
greencap
User
User
Beiträge: 15
Registriert: Sa, 10.07.10, 10:00

Sa, 10.07.10, 12:21

Revolution...
hallo ist echt klasse wie hier Schaltpläne in Teamarbeit entworfen und optimiert werden...nur eines gefällt mir persönlich an den bisherigen Entwürfen nicht...die Dinger brauchen alle einen Akku! So ein Akku lebt leider nicht sehr lange.
Meine Überlegung war daher mit Kondensatoren, den sogenannten "Green Caps" zu arbeiten...

Solarmodul
SCHOTT solar
OUTDOOR MODUL ASI30o4/097/080M
Nennspannung: 4,8 V
Nennstrom: 0,081 A
Kurzschluß-Strom: 0.108 A
http://www.conrad.de/ce/de/product/1103 ... 0M/2420120

Energiespeicher
2x in Reihe geschaltete
SAMWAH
GREEN CAP 60F 2,5V
Typ: DS0E606Z18040BB
Nennspannung: 2.5 V/DC
RM: 7.5 mm
Temperaturbereich: -25 - +70 °C
Abmessungen: (Ø x L) 18 mm x 40 mm
Elektrische Kapazität: 60 F
RoHS-konform: Ja
http://www.conrad.de/ce/de/product/4514 ... 5V/0245960

Leuchtmittel
SIGNAL-CONSTRUCT
MULTI-LOOK-LED WEITWINKEL WEISS E5,5
Farbe: weiß
Typ: MWCE5563
Betriebsspannung: 15-18 V/AC/12 V/DC
Abmessungen: (Ø x L) 5.6 mm x 16 mm
Abstrahlwinkel: 150 °
Sockel: E5.5
RoHS-konform: Ja
http://www.conrad.de/ce/de/product/7258 ... 55/0212371

+

Barthelme
BRÜCKENFASSUNG E5,5
http://www.conrad.de/ce/ProductDetail.h ... 1584812032

ODER:

FASSUNG MIT OPTIK WU-I-5L
Schutzart: IP67
Ausführung: Hochglanzchrom
LED-∅: 5 mm
Typ: WU-I-5L
Befestigung: M8 x 0.75
RoHS-konform: Ja
http://www.conrad.de/ce/de/product/1852 ... Detail=005

+

LED...welche würdet ihr mir empfehlen?...sollte schon einigermaßen hell sein, möglichst warmes Licht geben und lange leuchten.
Möchte die LED nicht einlöten müssen, sollte leicht zu wechseln sein!

Tja, weiß leider nicht, wie das alles zu verschalten ist. Die Solarzelle sollte möglichst als Lichtsensor genutzt werden, um die LED tagsüber auszuschalten. LED sollte eher spät zu leuchten beginnen. Reicht die Kapazität der Kondensatoren, oder würde die LED nur kurz leuchten? Ach ja, wie kann ich hier am einfachsten/effektivsten die Spannung zwischen Kondensator und LED ändern?

Hoffe mir kann jemand weiterhelfen. Wäre toll, wenn ich Interesse an dem alternativen Konzept wecken konnte.

Vielen Dank schon mal. Viele Grüße aus dem Norden.
greencap
User
User
Beiträge: 15
Registriert: Sa, 10.07.10, 10:00

Sa, 10.07.10, 18:32

Hallo, habe noch einen Schaltplan für einen 5 V zu 12 V Transverter gefunden.
Hier der Link dorthin:

http://www.sprut.de/electronic/switch/s ... allup.html

(2. Variante, mit dem TL497)
Das sollte erstmal ein Stückchen weiterhelfen, hoffe ich. Nur wie muß dann alles zu einer Schaltung zusammengefügt werden?
Viele Grüße
Benutzeravatar
Beatbuzzer
Auserwählter
Auserwählter
Beiträge: 3174
Registriert: Fr, 17.08.07, 11:02
Wohnort: Alfeld / Niedersachsen
Kontaktdaten:

So, 11.07.10, 09:18

Kurz nochmal zu den Akkus:
Also die pauschale Aussage, dass ein Akku nicht lange hält, ist Ansichtssache.
Bei den geringen Lade- und Entladeströmen in einer Solarlampe sollte die Alterung minimal sein, vorausgesetzt, man vermeidet schaltungstechnisch Über- und Tiefentladung.

Normale NiMHs bzw. Eneloops können laut Homepage bis zu 1500 Zyklen. Und ich denke unter den eben genannten Umständen sollte man die auch erreichen können.
Selbst bei 1000 Zyklen sind das schon 3 Jahre, wenn der Akku jeden Tag geladen / Entladen wird.

Nächst besseres wären dann wohl die LiFePo4 Akkus. Wenn man die wie oben genannt pflegt und schont, gibt der Hersteller A123 Systems ja 5000 Zyklen und mehr an. Das sind 15 Jahre!

Ich gehe davon aus das die Green Caps oder Gold Caps wesentlich früher ausgetrocknet sind bzw. stark an Kapazität verloren haben.
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 10637
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

Mo, 12.07.10, 11:55

Mal abgesehen vom Preisunterschied...
2x in Reihe geschaltete GREEN CAP 60F 2,5V haben dann zwar 5V (abs. Max! Darauf MUSS geachtet werden, sonst gehen die ganz schnell kaputt!), aber eben nur noch 30F. Klingt zwar immer noch nach 'viel', aber letztlich ist das für den hier anvisierten Zweck ein 'Witz'. 1Farad = A*s/V; in diesem Fall also 30F=1A*30s/V.
Von den 5V die Du max. in den Kondensator reinpumpen darfst, sind etwa 2.5V 'nutzbar', unterhalb von 2.5V dürfte die LED nicht mehr leuchten. Wenn wir mal ein 20mA LED annehmen gilt also: 30F = 0.02A*3750s/2.5V. Reicht also gerade mal für etwas über eine Stunde (3750 Sekunden)...

=> Wenn es um lange Haltbarkeit geht, LiFePo-Akku + meine etwas aufwändige Schaltung verwenden. So gut wie möglich darauf achten dass die Akkus 'kühl' bleiben (je nach Aufstellort der Solarlampe z.B. den Akku im Schatten montieren oder sogar in der Erde vergraben :mrgreen: )
greencap
User
User
Beiträge: 15
Registriert: Sa, 10.07.10, 10:00

Mo, 12.07.10, 20:46

Hallo Beatbuzzer, hallo Borax, hallo Forum, Danke für die Tips!
von den LiFePO-Akkus habe ich schon einmal gehört. Klingen von den Eigenschaften her sehr interessant, nur wurde immer wieder darauf verwiesen, daß diese nur mit speziellen Ladegeräten geladen werden dürfen, was, wie es nun scheint wohl nicht ganz richtig ist?
@Borax: Ich habe in den ganzen Beiträgen keine Schaltung für LiFePo-Akkus gefunden. Habe eine solche evtl. aber übersehen. Da sich die Spannung der LiFePo-Akkus ja von der anderer Akkus unterscheidet, werde ich die für diese entworfenen Pläne wohl nicht ohne weiteres übernehmen können. Wäre Dir sehr dankbar, wenn Du mir noch mal den Link zu Deiner LiFePo-Akku-Schaltung gibst.

Zu den A123-LiFePo-Akkus habe ich folgendes gefunden:
# Original A123, 1100 mAh.
# mit Z-Lötfahne.
# im Schrumpfschlauch
# Spannung: 2,2 - 3,3 Volt

Viele Grüße und Dank
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 10637
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

Di, 13.07.10, 16:57

Du kannst den gleichen Schaltplan wie für die Bleiakkus verwenden. Von der Ladecharakteristik unterscheiden sich LiFePo nicht sehr von Bleiakkus, beide werden bis zu einer Maximalspannung geladen. Du musst nur mit den Potis exakt auf die Unterspannungsgrenze bzw. Ladeschlussspannung für LiFePo Akkus abgleichen. Pro Zelle Unterspannungsgrenze=2.0V (ich würde auf 2.8V gehen), Ladeschlussspannung=3.6V (ich würde auf 3.4V gehen). Wenn ich das richtig sehe, möchtest Du ja nur eine LED anschließen (und dafür ggf. auch nur eine LiFePo Zelle verwenden). Dadurch ändern sich ein paar Spannungsteilerwerte. Dazu passenden Schaltplan kann ich schon erstellen, wenn wir uns über die 'Eckwerte' (LED und Akku) einig sind.
greencap
User
User
Beiträge: 15
Registriert: Sa, 10.07.10, 10:00

Di, 13.07.10, 20:54

Hallo Borax,
vielen Dank für die schnelle Antwort. Wäre für einen Schaltplan sehr dankbar.

Als LiFePo4 Akku habe ich solche von A123 im Auge, diese fassen 1100 mAh und arbeiten mit einer Spannung von 2,2 - 3,3 Volt.
http://www.dach-shop24.de/a123-lifepo4- ... ef=froogle

Als Solarmodul eignet sich bei einer Ladeschlußspannung von 3,3 V wohl das
SCHOTT solar
OUTDOOR MODUL ASI30o3/070/030M
Nennspannung: 3,3 V
Nennstrom: 0,027 A
Kurzschluss-Strom: 0.035 A
http://www.conrad.de/ce/de/product/1103 ... 0M/2420120

als Leuchtmittel/LED hatte ich bisher an die
SIGNAL-CONSTRUCT
MULTI-LOOK-LED WEITWINKEL WEISS E5,5
Farbe: weiß
Typ: MWCE5563
Betriebsspannung: 15-18 V/AC/12 V/DC
Abmessungen: (Ø x L) 5.6 mm x 16 mm
Abstrahlwinkel: 150 °
Sockel: E5.5
RoHS-konform: Ja
http://www.conrad.de/ce/de/product/7258 ... 55/0212371
+
Barthelme
BRÜCKENFASSUNG E5,5
http://www.conrad.de/ce/ProductDetail.h ... 1584812032

gedacht. Der Vorteil dieser Kombination wäre, daß man die LED ggf. einfach austauschen kann, ohne erneut löten zu müssen. Zudem brauche ich mich bei fertigen LEDs nicht um die Kühlung, etc. zu kümmern. Ansonsten würde ich gerne eine LED mit möglichst warmer Farbtemperatur (~2300 K oder gerne noch wärmer) einsetzen. Eine solche LED habe ich bisher leider noch nirgends gesehen.

Mit welcher ungefähren Leuchtdauer kann ich bei einer solchen Kombination in der Praxis rechnen (also keine dauerhafte maximale Sonneneinstrahlung, etc.)?

Wenn es zu den einzelnen Bauteilen preiswertere oder andere empfehlenswerte Alternativen gibt, bin ich natürlich auch für neue Vorschläge offen.

Viele Grüße,
greencap
Benutzeravatar
Sailor
Moderator
Beiträge: 9255
Registriert: Di, 28.11.06, 22:16
Wohnort: Saarland, Deutschland und die Welt

Di, 13.07.10, 22:54

Deine Zusammenstellung passt nicht.

Die LED-Spannung ist zu hoch. So muss die Spanung zuerst auf 12 Volt gebracht werden, was mit unnötigen Verlusten verbunden ist, Danach wird die überschüssige Spannung zur Heizung über einen Widerstand benutzt.

Die Spannung der Solarzelle muss etwas über der Ladespannung des Akkus liegen, da über dieerforderliche Diode zur Verhinderung nächtlichen Rückstromes auch noch etwas Spannung benötigt.

Die LED sollte so effizient wie möglich sein. Da geht zur Zeit wohl kein Weg an der Nichia Superflux Raijin vorbei.
greencap
User
User
Beiträge: 15
Registriert: Sa, 10.07.10, 10:00

Mi, 14.07.10, 14:51

Hallo Sailor, danke für Deinen Hinweis! Die Nichia LED klingt interessant, da ich gerne ein neuerliches Löten beim Leuchtmitteltausch vermeiden möchte, stellt sich nur die Frage nach einer Art Steckfassung für die von Dir vorgeschlagene Nichia Superflux...gibt es was in diese Richtung? Wie soll ich die vorgeschlagene LED kühlen?
Würde dann ggf. die warmweiße Version nehmen, siehe:
http://www.leds.de/Standard-LEDs/SuperF ... SS-K1.html

Nur, wie wahrscheinlich ist es, eine solch doch sehr spezielle LED in einigen Jahren nachkaufen zu können? Die LED mit E5,5 Fassung und 12V ist mehr oder weniger Standard, da wird es "immer" Ersatz für geben.

Die Nichia-LED arbeitet je nach Version mit 2,8V/3,1V/3,2V...die Batterie wird aber bis 3,3V geladen. Da müßte die Spannung doch auch noch reduziert werden. Ist der Verlust hier wesentlich geringer als wenn die Spannung auf 12V gebracht wird?

Das Solarmodul mit der nächst höheren Spannung arbeitet mit 3,6V
SCHOTT solar
SOLARMODUL F. 2 NICD AKKUS
Nennspannung: 3,6 V
Nennstrom: 0,174 A
Kurzschluss-Strom: 0.26 A
http://www.conrad.de/ce/de/product/1122 ... US/2420120

Von Vorteil wäre hier der höhere Nennstrom des Moduls, allerdings müßte dann sichergestellt werden, daß der Akku trotz der 3,6V der Solarmoduls nicht über die angegebenen 3,3V geladen wird. Zur Vermeidung dessen hatte ich ursprünglich auch an ein 3,3V Modul gedacht, was gemäß Deiner Erklärung jedoch nicht hinreichend ist.

Viele Grüße,
greencap
Benutzeravatar
Sailor
Moderator
Beiträge: 9255
Registriert: Di, 28.11.06, 22:16
Wohnort: Saarland, Deutschland und die Welt

Mi, 14.07.10, 15:13

Superflux ist schon lange Standard für leistungsfähige LED´s insbesondere im KFZ-Bereich. Der Schraubsockel steht eher für LED´s im Anzeigenbereich. Da geht es also weniger um die Leistung der LED sondern eher um den einfachen Austausch vorhandener Glühbirnchen.

Mir ist in den letzten 20 Jahren keine LED im Einsatz gestorben. Daher habe ich noch keine ausgetauscht. Trotzdem hier ein Link auf Selbstbaufassungen.

Die von Dir verlinkte 12 Volt LED könnte mit drei eingebauten LED´s 3 mal so viel Licht machen - bei gleicher Belastung des Akkus. Dazu kommen noch 30 bis 50% Wandlerverluste, eine Erhöhung der Ausfallwahrscheinlichkeit durch den Wandler ...
greencap
User
User
Beiträge: 15
Registriert: Sa, 10.07.10, 10:00

Mi, 14.07.10, 16:23

Okay, eine Fassung werde ich mir dann irgendwie selbst zusammenfriemeln, nur wie kann ich die LED kühlen?
Unter http://www.leds.de/High-Power-LEDs/High ... -Zubehoer/ sind einige Kühlkörper aufgeführt, die aber nicht so recht zu passen scheinen...jedenfalls ist mir schleierhaft, wie damit die Superflux-LED gekühlt werden könnte.

Die Nichia Superflux LED warmweiß 25lm 70° RAIJIN NSPLR70CSS-K1 arbeitet je nach Version mit 2,8V/3,1V/3,2V...der Akku wird bis 3,3V geladen. Dann sollte ich wohl die 3,2V Variante nehmen, dann braucht die Spannung nur wenig reduziert werden...
http://www.leds.de/Standard-LEDs/SuperF ... SS-K1.html

Als Solarmodul paßt dann wohl das Schott mit 3,3V oder das Schott mit 3,6V, nehme ich an.
SCHOTT solar
OUTDOOR MODUL ASI30o3/070/030M
Nennspannung: 3,3 V
Nennstrom: 0,027 A
Kurzschluss-Strom: 0.035 A
http://www.conrad.de/ce/de/product/1103 ... 0M/2420120
bzw.
SCHOTT solar
SOLARMODUL F. 2 NICD AKKUS
Nennspannung: 3,6 V
Nennstrom: 0,174 A
Kurzschluss-Strom: 0.26 A
http://www.conrad.de/ce/de/product/1122 ... US/2420120

Als Akku käme dann wie gehabt der LiFePo4-Akku von A123 mit 1100 mAh und einer Spannung von 2,2V - 3,3V zum Einsatz.
http://www.dach-shop24.de/a123-lifepo4- ... ef=froogle

Hoffe die Zusammenstellung paßt jetzt.

Gruß,
Greencap
Benutzeravatar
Sailor
Moderator
Beiträge: 9255
Registriert: Di, 28.11.06, 22:16
Wohnort: Saarland, Deutschland und die Welt

Mi, 14.07.10, 16:47

Das ist immer die gleiche LED mit Angaben zur Helligkeit und und zum Strombei verschiedenen typischen Spannungen.

Du musst Dir zu den einzelnen artikeln die Datenblätter ansehen. Dann wirst Du erkennen, dass die Spannungs- und Stromangaben nur unter bestimmten Bedingungen im Rahmen von Fertigungstoleranzen stimmen.

Bei der Solarzellen: typ. Spannung und Leerlaufspannung (bei meiner Anlage oben 7,2 Volt und 9,2 Volt) sowie typ. Strom und Kurzschlussstrom.

Bei leeren Akkus wandert der Strom Richtung Kuzschlussstrom und die Spannung der Solarzelle sinkt Richtung typ. Spannung oder sogar darunter. Bei vollen Akkus steigt die Spannung der Solarzellen Richtung Leerlaufspannung und der Strom sinkt unter den typ. Strom.

Bei den Akkus musst Du die Spannungen Akku leer, Akku voll und evtl. Akku auf Erhaltungsladung beachten.

Aber eine grundsätzliche Frage habe ich noch:

Wie lange und mit welchem Strom soll Deine Leuchte betrieben werden? Nur im Sommer, auch im Winter, auch wenn einige Tage wenig oder keine Sonne scheint?

Danach richtet sich die Größe der Solarzelle und die Größe (Kapazität) des bzw. der Akkus.

Ich habe in der oben beschriebenen Anlage immer noch die ersten Akkus drin und sie arbeiten besser als zum Einbauzeitpunkt, trotz der Hitze jetzt und den sehr tiefen Temperaturen im vergangenen Winter. :D
greencap
User
User
Beiträge: 15
Registriert: Sa, 10.07.10, 10:00

Mi, 14.07.10, 17:04

Die LED sollte auch im Winter und bei diffusem Licht eine Nacht über leuchten, weshalb ich die Solarmodule wohl eher großzügig dimensionieren werde müssen.

Die beiden genannten Solarmodule von Schott waren jene, von denen ich annahm, sie sollten für den Zweck am geeignetsten sein. Verfügbar sind die Module in den Nennspannungen 3,3V/3,6V/4,8V/8,4V/18V, wobei sich jeweils die Nennströme unterscheiden. Ich würde mithin jenes Modul nehmen, welches für den genannten Zweck am geeignetsten ist. Die Schott Module wurden in diversen Beiträgen lobend hervorgehoben, weshalb meine Vorauswahl auf diese viel. Ggf. könnten auch zwei Module parallel geschaltet werden, sofern die Nennströme eines Moduls nicht hinreichend sind.

Viele Grüße,
Greencap
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 10637
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

Mi, 14.07.10, 18:05

Die LED sollte auch im Winter und bei diffusem Licht eine Nacht über leuchten, weshalb ich die Solarmodule wohl eher großzügig dimensionieren werde müssen.
Das wird schwierig... Die Unterschiede zwischen sonnigem Sommertag und verhangenem Wintertag sind einfach 'gigantisch'. Wir reden hier nicht über einen Faktor von 2,3 oder sogar 10, sondern etwa über einen Faktor von 100(!). Mein Photovoltaik-Anlage auf dem Dach produziert an guten Tagen bis zu 20 kWh (Monatsdurchschnitt im Sommer liegt bei etwa 12kWh) und im Winter an schlechten Tagen etwa 0.1kWh (Monatsdurchschnitt im Winter etwa bei 2 kWh).

Solarmodul: Nimm eins mit 4,8V, das dürfte an schlechten Tagen immer noch etwa 3.5V liefern (bei sehr geringem Strom)
Für die 'richtige' Spannung am Akku und am LED sorgt 'meine' Schaltung (Update für eine Nichia SuFlu LED und eine LiFePo Zelle schaff ich vielleicht heute...)
Wenn Du die Nichia SuFlu LED bei nur 20-30mA betreibst, kann auf eine Kühlung verzichtet werden.
greencap
User
User
Beiträge: 15
Registriert: Sa, 10.07.10, 10:00

Do, 15.07.10, 12:48

Ähm ja, so war das auch eigentlich nicht gemeint, da habe ich wohl etwas ungeschickt verkürzt...die LED sollte auch nach einem diffusen Sommertag leuchten, bzw. auch nach klaren Wintertagen. Ggf. muß ich ein zweites Modul parallel schalten...dadurch sollte sich ja nichts an der Schaltung verändern, das Modul hat ja die gleiche Spannung, etc.
Super, freue mich schon auf das Update Deiner Schaltung, Danke.
Viele Grüße,
Greencap

P.S.:
Als Solarmodul käme dann also das
SCHOTT solar
OUTDOOR MODUL ASI30o4/097/080M
Nennspannung: 4,8 V
Nennstrom: 0,081 A
Kurzschluss-Strom: 0.108 A
http://www.conrad.de/ce/de/product/1103 ... 0M/2420120

zum Einsatz, als Akku wie gehabt der LiFePo4-Akku von A123 mit 1100 mAh und einer Spannung von 2,2V - 3,3V.
http://www.dach-shop24.de/a123-lifepo4- ... ef=froogle

Als Lichtquelle weiterhin die Nichia Superflux LED warmweiß 25lm 70° RAIJIN NSPLR70CSS-K1, betrieben mit 20mA, wie von Dir vorgeschlagen
http://www.leds.de/Standard-LEDs/SuperF ... SS-K1.html
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 10637
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

Fr, 16.07.10, 10:22

Weil dieser Akku problemlos bis auf 2.0V herunter entladen werden darf und die RAIJIN laut Datenblatt bei 2.5V nur noch etwa 1mA zieht, dürfte bei 2.2V praktisch kein Strom mehr durch KSQ und LED fließen (<1mA), so dass man sich die Unterspannungsabschaltung sparen kann. Der KSQ-Teil der Schaltung ist auch der eher 'kritische' Teil. Weil die Akku-Spannung nur wenig über der LED-Flussspannung liegt, muss es eine Low-Drop Schaltung sein, diese ist beim anvisierten Strom von 20-30mA allerdings gar nicht so einfach. In der Simulation sieht es bei der Variante unten ganz brauchbar aus, allerdings ist die Abhängigkeit von der Schottky-Diode extrem groß. Ersatz der BAT46 mit einer 1N5857 führt zu einem LED-Strom von fast 50mA(!). Exaktes Einmessen und Prüfen dieser Schaltung ist also essentiell. Möglicherweise wäre ein simpler Vorwiderstand hier auch nicht viel schlechter, aber dafür müsste man die RAIJIN Spannungs-Strom-Kennlinie für genau die verwendete LED erst mal selbst vermessen.
Schaltplan:
Solar_VollRegler1LED1.png
[EDIT]
Hier noch die Variante mit nur Vorwiderstand. Auch hier gilt: Einmessen ist wichtig!
Solar_VollRegler1LED2.png
Erwartungsgemäß auch nicht viel schlechter, ok, der Stromverlauf ist nicht so schön konstant wie oben, aber diese Schaltung hat auch ihre Vorteile...
1. Wenn wenig Sonne (Akkuspannung <3V) => LED leuchtet nur schwach, aber leuchtet trotzdem fast die ganze Nacht
2. Der 'Ruhe-Strom' bei Akkuspannung < 2.5V liegt hier bei weniger als 0.1mA (bei der obigen Schaltung sind es etwa 0.5mA), so dass der Akku auch nach längerer Zeit ohne jede Ladung (z.B. weil Schnee auf der Solarzelle liegt) nicht tief entladen wird.
greencap
User
User
Beiträge: 15
Registriert: Sa, 10.07.10, 10:00

So, 18.07.10, 19:51

Hey Borax, vielen, vielen Dank für die Schaltpläne!!! Werde dann wohl den zweiten Schaltplan umsetzen...sobald ich mir die nötigen Teile besorgt habe. :)
Viele Grüße,
Greencap
Antworten