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4.4.17 Solar-Lader erkunden

Erstellt ab 21.02.2011

In meinem Solar-Regenwasser Projekt hatte ich ja einen Shunt-Regler eingesetzt. Dieser Regler ist wohl sehr effizient, aber er hat den enormen Nachteil, dass er den Solarstrom brutal kurzschließt, wenn die  Akkus voll sind. Somit werden in den Ladepausen  100% Solarenergie in einem Leistungshalbleiter "verbraten, verballert, verschmurgelt".

Das fand ich schade, denn so etwa ab April zetzt bereits die Shunt-Regelung ein und der wertvolle Solarstomüberschuss wird sinnlos "verballert, verbrutzelt, verkokelt".

Hier einmal ein Prinzipschaltbild, wie solch ein Teil arbeitet:



Die Elektronik erkennt, wann der Akku voll ist und steuert den Leistungshalbleiter (hier einmal als Transistor gezeichnet) durch. Dieser Leistungshalbleiter schließt den Solarstrom brutal kurz, so dass der Akku nicht überladen werden kann, bzw, nicht in die Gasung kommt.

Bei diesem Prinzip ist es klar, dass man den überschüssigen Solarstrom nicht weiter verwenden kann, denn er wird ja kurzgeschlossen.

Ich arbeitete schon an diesem Problem mit einem riesigen Kondensator (680000 µF) und einer Leistungsdiode, um wenigstens die nicht kurzgeschlossenen Impulse besser ausnutzen zu können:

Bei bewölktem Wetter hat das auch ganz nett funktioniert, jedoch wenn pralle Sonne war, regelte Shuntregler so, dass nur ganz kurze Einschalt-Phasen waren, in denen die Solarplatten nicht kurzgeschlossen waren. Dies hatte zur Folge, dass logischerweise die Kondensatorspannung (U_solar) bei Belastung in die Knie gegangen ist.

Sowas wird zwar großzügig mit "PWM-Regelung" angepriesen ist bei näherer Betrachtung aber schon reichlich irrwitzig.

Somit ist solch ein Shunt-Regler für verteilte Aufgaben leider unbrauchbar. Er ist auch unbrauchbar, wenn man den Stromüberschuss im Sommer mit parallel angeschlossenen Reglern nutzen möchte. Zwar hatte ich ja auch versucht, die Akkukapazität zu erhöhen (zwei weitere KFZ-Akkus), aber das war dann wiederum im Winter nicht so der Hit, denn die damals drei angeschlossenen Akkus liefen meistens in der Schwebe (also nie ganz voll geladen) und das mögen die Blei-Säure-KFZ-Akkus nicht so gern und quittieren das mit einer gewissen Ladeträgheit.

Nun habe ich aber bei Conrad diesen PB137 Blei-Laderegler entdeckt.

Das Teil liefert zwar nur einen Ladestrom bis zu 1,5 Ampere, aber für meine Anwendungen könnte das durchaus locker reichen. Ich studierte also kurz das Datenblatt und war sehr erfreut, dass dieser Regler sowohl gegen Überstrom als auch gegen Übertemperatur geschützt ist.

Auch die elektrische Verschaltung ist super simpel:


Klar ist natürlich auch, dass das ein sogenannter "Längsregler" ist, bei dem ordentlich Abwärme entsteht, wenn er auf Voll-Last läuft. Daher sollte man gleich von Beginn an mit einem Kühlkörper arbeiten, um den Regler gut auf die 1,5 Ampere "hochfahren" zu können.

Ich habe dem Aufbau jeweils noch eine Led sowohl an der Solarseite als auch an der Akkuseite spendiert und das Ganze erst einmal auf Lochraster aufgebaut und schon einmal angeschlossen:



An die freien Klemmen ganz rechts auf der Lochrasterplatine könnte ich noch ein Voltmeter klemmen, das mir die genaue Akkuspannung anzeigt.

Vorhin schlurfte ich mal zu meinem neuen Regler hin und guckte mal und war sehr erstaunt, dass er ein wenig warm war, obwohl die Sonne schon seit locker 6 Stunden untergegangen war.

Dabei erkannte ich, dass der Laderegler nicht gegen Rückströme gesichert ist. Wenn also die Sonne untergeht fließt  ein wenig Strom zurück in die Solarplatten. Ok, es war schon weit nach Mitternacht, was also tun ? Nun, ich spendierte erst einmal eine Reihendiode am Ausgang des Reglers, um einen Stromrückfluss zu verhindern:


Die Kritiker unter Euch werden sagen: "Ja, das verballert, verschleudert, verknökelt ja 0,7 Volt !"

Ja, das ist mir auch klar, aber irgend etwas musste ich erst einmal unternehmen, um den Akku nicht über Nacht "leer zu lutschen". Dabei zeigte sich erneut, die erfreuliche Eigenschaft von Lochrasterplatinen, schnell erweiterbar und umbaubar zu sein. Man muss nicht immer gleich alles auf einer geätzten Platine aufbauen, das kann öfters mal ins Auge gehen. Mit Lochraster aber war es sehr einfach, die Diode nachträglich einzulöten. 

Ich werde diese Kombination erst einmal so ausprobieren und einmal sehen, wie sich das so verhält. Letztendlich könnte ich ja noch eine Diode in den Massefuß des Reglers bauen, um die 0,7 Volt wieder herauszukitzeln. Aber erst einmal will ich sehen, wie gut diese Konstellation vorerst läuft...

              • Wie heiß wird der Regler bei voller Sonne ?
              • Wird der Akku mit 1,5 Ampere auch gut geladen ?
              • Lohnt es sich überhaupt, die Regler-Fuß-Diode einzubauen ?
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Vielen Dank für das Interesse,

Euer

 


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