3,6V-Akku mit 12V-Solarmodul laden?

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Moderator: T.Hoffmann

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onyx
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Mi, 20.03.13, 18:24

Kann man handelsübliche Akkus (AA), wenn man sie zu 3,6 oder 6V zusammenschließt, mit einem Solarmodul 12V/10W laden ohne dass sie Schaden nehmen?
Es fließen doch maximal 833 mA und das nur, wenn die Solarzelle bei Sonne die maximale Leistung erreicht. Normalerweise werden wohl nur ca. 0,5 A fließen.
Oder braucht man zwischen dem Solarmodul und den Akkus ein Bauteil, das die Spannung begrenzt und wenn ja, welches?

Danke für eure Ratschläge!
Fraenk
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Mi, 20.03.13, 19:11

Welche Akkus? NiMh, NiCd?

Man kann Akkus laden wie die meisten billigen Solarleuchten es tun:
maximal 1/10 der Kapazität non-stop. Ist er Voll wird die Energie in Wärme umgewandelt. Das geht aber nur bei NiCd ohne zu große Schäden. NiMh überleben das nicht lange, hier sollte abgeschalten werden.
Natürlich kann man sagen, hey, die Sonne ist nur die Hälfte vom Tag da, und selbst da nicht immer optimal, also passt die Sache wenn der Akku mit niedrigem Strom (Trickle-Charge) geladen wird. Ja, kann man, dann muss man aber mindestens alle zwei Jahre die Akkus wechseln, wie es bei den Solarleuchten eben so üblich ist.

Man kann Akkus laden wie die meisten billig Ladegeräte es tun:
Laden bis der Akku warm wird, dann wird abgeschalten. Auch hier ist es suboptimal für den Akku, aber machbar.

Beide Methoden führen auch zu dem sogenannten Memory-Effekt, da der Akku nie ganz entladen wird.

Man kann Akkus richtig laden:
Das geht nur über uC oder fertigen IC, beinhaltet Spannung, Strom und Temperatur Messung.

Da der Akku bei einer Solar-Anwendung aber meist eh in der Sonne schmoren wird, zudem den Memory Effekt in solchen Anwendungen aufweisen wird und somit egal wie miserabel er geladen wird aufgrund der anderen Umstände (Temperatur, Memory effekt) ziemlich früh das zeitliche segnen wird, muss man sich da nicht verkünsteln und kann einen festen schwachen Strom (ca 1/10 C (kann ja jederzeit angepasst werden falls man merkt, dass der Akku nie wirklich voll wird oder zu warm)) einstellen und am besten die robusteren NiCd Akkus verwenden.
onyx
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Mi, 20.03.13, 22:41

Vielen Dank, Fraenk!

Ich verwende sowohl NiMh als auch NiCd.
Bisher habe ich die Akkus mit einer Solarzelle (5W/9V/ca.0,5A) geladen, was auch gut funktioniert.
Ich war mir aber nicht sicher wie sich eine noch höhere Spannung seitens der Solarzelle auf den Ladevorgang auswirkt.
Wenn ich es richtig verstanden habe, spielt beim Laden die Stromstärke die entscheidende Rolle und die sollte etwa 1/10 der Kapazität des Akkus langfristig nicht überschreiten.
Ich verwende für meine Solarlampen (Eigenbau) als Stromquelle 3 hintereinander geschaltete Babyzellen je 5000 mAh, zusammnen also 15000 mAh oder
6 x Mignon je 3 in Reihe und die 2 Dreierpacks parallel, das ergibt dann 6 x 2500 mAh = 15000 mAh.

Theoretisch könnte ich dann eine Solarzelle nehmen, die im Schnitt 1500 mA liefert und bei der die Spannung keine entscheidende Rolle spielt.
Ist das so richtig?
Fraenk
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Mi, 20.03.13, 23:33

oh die Spannung habe ich total vergessen. Die ist schon auch wichtig. Die Leistung hängt auch von der Spannung ab, und wenn du eine höhere Spannung anlegst muss mehr Leistung im Akku verbraten werden. Er fängt an auszugasen und verliert Kapazität wenn die Spannung zu hoch ist.
Also das einfachste ist die Spannung auf bspw. 1.45V pro Zelle zu halten und eben mit einem konsten Strom zu laden.

Du hast 3 Baby mit 5Ah = 18Wh oder 6 Mignon mit je 2.5Ah = 18Wh
Was sind das für Solarlampen, das müssen ja Strahler sein, wenn die solche Akkus brauchen ^^

Du kannst die Spannung recht ineffizient mit einem Spannungsregler auf die richtige 1.45V pro Zelle herunterregeln. Dann kannst du mit dem 5W Modul mit max. 0.5A laden, mit dem 10W Modul mit max 0.8A, in besten Zeiten.
Du kannst aber auch einen Buck oder auch genannt Step-Down Spannungswandler verwenden, wodurch die überschüssige Spannung nicht vernichtet wird sondern genutzt. Erfordert natürlich mehr Aufwand und eine Leiterplatte. Bei deinem 10W Modul kannst du dann bei 6*1.45V mit ca 0.9A (80% Effizienz) bei 3*1.45V mit 1.8A laden. Dann kannst du aber gleich einen suchen der den Ausgangsstrom begrenzt, sodass das auch gleich geregelt wäre. Oder du schaust einfach nach einem fertigen Solar-Lader IC den du dan eben auf einer Leiterplatte noch aufbaust.
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Achim H
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Do, 21.03.13, 09:08

onyx hat geschrieben:Ich verwende für meine Solarlampen (Eigenbau) als Stromquelle 3 hintereinander geschaltete Babyzellen je 5000 mAh, zusammnen also 15000 mAh oder
6 x Mignon je 3 in Reihe und die 2 Dreierpacks parallel, das ergibt dann 6 x 2500 mAh = 15000 mAh.
In einer Reihenschaltung summieren sich nur die Spannungen.
In einer Parallelschaltung summieren sich nur die Ströme (bei Batterien/Akkus/Kondensatoren die Kapazitäten).

3 Babyzellen hintereinander: 3x 1,5V/5000mAh = 4,5V/5000mAh
6 Mignon (je 3 in Reihe und die 2 Dreierpacks parallel): 3x 1,5V/ 2x 2500mAh = 4,5V/5000mAh
onyx
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Do, 21.03.13, 11:57

Wieder was gelernt!

Die Gesamtkapazität meiner Akkukonstruktionen ist also nicht 15 000 mAh, sondern 5000. Ich werde deshalb weiterhin mein 9V/5W-Solarmodul einsetzen und mit maximal 500 mA laden.
Meine Eigenbau-Lampen haben ca. 50 LED`s (RGB, farbige und wei?e), wobei jede etwa 20 mA braucht, zusammem also rund 1A.
Deshalb brauche ich ein kräftiges Akkupack. Komischerweise leuchten die Lampen damit nicht 5 Stunden, sondern fast 20 und das extrem hell! Das würde eigentlich dafür sprechen , dass sich die Kapazität bei einer Reihenschaltung doch erhöht. Möglicherweise spielen auch die Vorwiderstände an den LED eine Rolle, keine Ahnung.
Borax
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Do, 21.03.13, 12:07

wobei jede etwa 20 mA braucht, zusammem also rund 1A... Komischerweise leuchten die Lampen damit nicht 5 Stunden, sondern fast 20
Ja, aber wahrscheinlich bekommen die nie 1A sondern um einiges weniger. Und wenn die Akkus leerer werden sinkt deren Spannung und damit auch der Strom, den die LEDs kriegen.
und das extrem hell!
Subjektiv betrachtet (und das reicht ja) stimmt das. Wenn Du mit einem Luxmeter nachmessen würdest, dann könntest Du sehen, dass die volle Leuchtkraft nur bei randvollen Akkus erreicht wird, dann nimmt die Helligkeit recht schnell auf einen bestimmten Wert ab und wird dann langsam immer weniger. Siehe auch Entladekurve NiMH Akkus: http://de.wikipedia.org/w/index.php?tit ... stikrp.svg . Mit dem Auge kann man diese Helligkeitsabnahme praktisch nicht wahrnehmen, wenn man keinen direkten Vergleich hat.
onyx
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Do, 28.03.13, 19:05

Borax hat geschrieben:Ja, aber wahrscheinlich bekommen die nie 1A sondern um einiges weniger. Und wenn die Akkus leerer werden sinkt deren Spannung und damit auch der Strom, den die LEDs kriegen.
Du hast recht: Ich habe mal gemessen, welcher Strom bei vollen Akkus durch die Lampe fließt, es sind tatsächlich weniger als 200 mA.
Da ist es kein Wunder, dass die Lampe notfalls 24h brennt.
Das ist mir nur recht, denn ich brauche sie nicht jeden Abend ausschalten.
Mache ich übrigens sehr konfortabel mittels Fernbedienung.
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