Solar Ladung

[niunui]

Mutig bis leicht wahnsinnig versuche ich mich mal an einem Thema, welches natürlich im Forum hier und auch dort anzutreffen ist, aber nach meiner Recherche gibt es noch keinen Bericht über eine vollendete, selbst erstellte Anlage. Weiß nicht, ob das bei mir klappt, aber einen Versuch ist es mir wert. Dabei bitte ich um freundliche technische Hilfe.
Gleich auch vorweg: das soll in jeder Beziehung was Einfaches werden. Zum Einen soll es möglichst preiswert sein, und zum Gleichen lege ich keinen Wert auf "anspruchsvolle" (sprich doch wieder teure) Technik; also im allereinfachsten Falle ein Solarmodul und ein DC-DC Step-Up-Konverter. Dann soll der Solarlader (SL) keineswegs einen leeren Akku vollladen, und das auch noch in kurzer Zeit. Im Gegenteil würde mir eine Teilladung reichen. Als Beispiel: Der Akku ist zu 50% geladen, der SL lädt über x Stunden - meinetwegen 3 bis 5 h - dann auf 70% oder 80% auf. Das wäre aus meiner Sicht schon eine feine Sache.

Für den Anfang beschäftigen mich diese Fragen:

- Zahl der Solarmodule (SM): es gibt ja genug DC-DC-Konverter, welche ab 10 Volt am Eingang arbeiten. Aber wäre es - aus welchen Gründen auch immer - dennoch sinnvoll - zwei oder mehr SMs in Reihe zu schalten?

- Art des Konverters: es gibt die "üblichen" DC-DC-Konverter und dann auch solche, die angeblich besonders für Solartechnik entwickelt werden. Deren Typen-Namen lautet auf "MPPT". Weiß jemand, was an diesem Typ so anders sein soll ?

- Irgendwo im Forum schrieb ein User, dass DC-DC-Konverter morgens, wenn die Sonne um die Ecke käme, nicht automatisch mit der Arbeit beginnen würden. Liegen hier irgendwelche Erfahrungen vor?

- Als ein mögliches Beispiel (keine Werbung !!) habe ich diesen Konverter mal ausgeschaut:
https://www.ebay.de/itm/1x-10V-60V-zu-1 ... SwS7pew1IE
Gibt es Erfahrungen mit solchen Typen?

- Umbau eines "seriösen" Konverters: Die in Europa vertriebenen Konverter für industrielle Anwendungen enden allesamt mit einer maximalen Spannung von 48 Volt. Gibt es Erfahrungen/Hinweise, die zu "frisieren", indem der Spannungsteiler verändert wird - und natürlich auf die Spannungsfestigkeit der Kondensatoren geachtet wird?

- Belegung des Ladesteckers: Is klar, den muss ich auch erst noch in China bestellen. Aber mir ist die Belegung der Anschlüsse noch unbekannt. Der hier im Unterforum vorhandene "Schaltplan" ist kein solcher, das ist eher eine Übersicht über die vielen Stecker-Arten.

Bin mir bewußt, dass ein Teil meiner Fragen in einem Elektronik- oder Solarforum evtl. besser aufgehoben wäre. Ich stelle sie aber dennoch zunächst mal hier: irgendwie muss man anfangen, also mutig ran und zudem gibt es hier im Forum schon so manche Spezialisten.... Das fürs Erste....... bitte mitarbeiten, ich meine es ernst.
Grüße, niunui

[w.sado]

Hi niuniu,
beschäftige mich auch mit dem Thema und werde in den nächsten Wochen ein "Balkonkraftwerk" aufbauen.
Einfach mal googeln...
Gruß, w.sado

[Krischan]

Es gibt schon komplette Sets für diesen Zweck. Musst nur noch Dein Ladegerät anstöpseln.
"Solar Inselanlage" als Stichwort. Da musst Du nix mehr selbst basteln.
Ist dann nur noch eine Platz/ Geld/ wieviel Output willst Du Frage.

[Goggl]

Balkonsolaranlage ist gut, soll man anmelden kann man aber auch vergessen.
Gibt es mittlerweile schon etliche Anbieter.
Wenn noch ein alter Zähler eingebaut ist und die Anlage liefert ordentlich Watt so läuft der u. U.rückwärts oder bleibt stehen.
Das ist dann aber schon mehr als etwas zivjler Ungehorsam.
Zum Verständniss, der Strom wird in dein Hausnetz eingespeist , man kann dann jede Steckdose im häuslichen Stromnetz nutzen !
Ich habe eine "grosse", behördlich gemeldete Anlage mit 7,5 kW peak aufm Dach. Lade auch mein e-Auto mit, geht prima, sofern die Sonne scheint.
Ein kleines Stück Unabhängigkeit und Betrag zur Energiewende.

[ripper1199]

Wir reden hier explizit von Lithium Akkus:
Ladezustand in % korreliert im Ruhezustand mit einer Akkuspannung.
Es macht KEINEN Unterschied ob man bei 1, 20, 50 oder 79% anfängt auf 80% zu laden.
Um zu laden, muss man eine Spannung die höher ist als die derzeitige Akkuspannung vorhalten. Da der Akku diese dann annimmt und einspeichert, bricht die Spannung ein. Also muss man mit genügend Ampere, also Anzahl an Elektronen nachliefern. Über die Zeit wird daraus eine Kapazität in Ah. Das kann man schnell und langsam machen, je nachdem wieviele Elektronen man hat die man einlagern kann. Für mehr braucht es mehr Solarpanele und einen dickeren DCDC.
Die Ladung hört auf wenn die Akkuspannung gleich der bereitgestellten Spannung ist.

Diese musst Du einstellen durch Versuche. 68V von 70,x V ist bei mit ca 86%.

Hier bist Du gefragt auszulegen wieviel Kapazität in welcher Zeit nötig ist, respektive ob es nicht vielleicht doch egal ist, da ein Roller ja doch eher ein Stehzeug ist.

Ein Solarmodul kann nur soviele Elektronen liefern wie gerade vereinfacht von der Sonne kommen.
Ein normaler DCDC Wandler kann als Beispiel 1A bei einer eingestellten Spannung für 80% liefern, sagen wir 68V. Er braucht dazu vom Solarpanel 68W /12 V = knapp 6A wegen Umwandlungsverlusten. Die Sonne scheint, das Panel könnte zB 200W liefern aber da die nicht abgenommen werden begrenzt es sich durch ein Hochlaufen der Modulspannung selbst. Alles ist gut. Jetzt kommt eine Wolke, das Modul kann nur noch 40W liefern. Der DCDC saugt nun mehr als geliefert wird, und die Modulspannung bricht zusammen. Der DCDC geht aus wegen Unterspannung, die Modulspannung erholt sich, der DCDC geht an, die Modulspannung bricht ein, und so flattert er halt hin und her. Das ist anzunehmen nicht gut für das Bauteil. Durch mehrere parallele Solarmodule kann man diesen Minimalumsatz länger zur Verfügung stellen. Oder man reduziert den DCDC Strom auf 0,5A am selben Panel. Serielle Verschaltung erhöht die Spannung. Kleinere Spannungsdifferenz zwischen in und out am DCDC ergibt gemeinhin weniger Wärmeentwicklung und damit bessere Effizienz. Wenn zwei Module die Alternative zu einem sind, ist mehr immer besser wenn dabei mehr Wp installiert werden. Nur mehr Spannung bei gleichen Wp sehe ich nicht als Vorteil.

Sprich hier bist Du gefragt richtig auzulegen.

Der drüben verlinkte 7210a macht das für Dich selber. Bricht die Modulspannung ein, reduziert es den Ladestrom soweit wie nötig. Wenn die Sonne wieder da ist, regelt er den Ladestrom wieder hoch. Das ist die Funktion eines Solarladereglers gegenüber einem DCDC.
Mppt ist ein ähnlicher Prozess, diesmal auf der Solarmodulseite. Das Solar Modul liefert abhänhig von Temperatur und Einstrahlung und der Spannung entlang einer Kennlinie seine Elektronen. Maximum Power Point Tracking mppt fährt nun diese Kurve ab und schaut wo es gerade am besten ist. Mit Deinem favorisierten DCDC stellt sich ein Gleichgewicht der Modulspannung ein ob es passt oder nicht, MPPT zwingt die Modulspannung auf einen funktionierenden Bereich und ist damit besser.

Die Sache mit dem morgens angehen ist eine Option des 7210a. Die Ladung startet automatisch wenn die Modulspannung ausreicht oder er bleibt aus nachdem er einmal abends ausgegangen ist. Reguläre DCDC flattern halt stundenlang bei falscher Auslegung der Anlage.

Gut funktionieren tut eine richtige Insel mit Zwischenbatterie und gesteuertem an aus.

Der 7210a ist was ganz besonderes insofern, dass er Solarstrom nimmt und hochwandelt, normalerweise ist das immer Step down, und er nimmt seinen eigenen Betriebsstrom von der Solarseite und funktioniert deshalb ohne Zwischenbatterie.

Wenn Du Deinen 1000 Eur Akku bereit bist mit Chinamüll aufs Spiel zu setzen, kann ich das Gerät nur empfehlen, es kann alles und noch mehr als Du brauchst.

[ripper1199]

2 weitere mögliche Ansätze:

https://photovoltaikbuero.de/pv-know-ho ... iterium-1/

Lesen und verstehen und dann Solarmodule entsprechend kaufen um ohne Step up die Module direkt anzuschliessen, ggf für Sommerbetrieb Überspannungsabschaltung vorsehen.

Alte Autobatterie für umme und einfachen PWM Laderegler mit Lastausgang auf 13,8V an und 12,8V aus einstellen und dann mit Deinem Step up betreiben. Dann hast das flattern nicht so arg.

[niunui]

Serielle Verschaltung erhöht die Spannung. Kleinere Spannungsdifferenz zwischen in und out am DCDC ergibt gemeinhin weniger Wärmeentwicklung und damit bessere Effizienz. Wenn zwei Module die Alternative zu einem sind, ist mehr immer besser wenn dabei mehr Wp installiert werden. Nur mehr Spannung bei gleichen Wp sehe ich nicht als Vorteil.

Einen Vorteil würde ich dann sehen wollen, wenn ein Wandler an der Grenze seines Startbereiches arbeiten soll, also hier: ein Solarmodul (SM) mit rund 17 Volt und der Wandler startet bei 10 Volt, - und wegen dieses Grenzbereiches die Effektivität deutlich weniger wäre, also z.B. anstelle der erhofften 95 % dann nur 80% wären. Dafür würde es sich lohnen, zwei SMs in Reihe zu setzen.

Der drüben verlinkte 7210a macht das für Dich selber. Bricht die Modulspannung ein, reduziert es den Ladestrom soweit wie nötig. Wenn die Sonne wieder da ist, regelt er den Ladestrom wieder hoch. Das ist die Funktion eines Solarladereglers gegenüber einem DCDC.
Mppt ist ein ähnlicher Prozess, diesmal auf der Solarmodulseite.

Woher nimmst du die Bezeichnung "7210a" ? Kann ich in meinem Link nicht erkennen.

Gut funktionieren tut eine richtige Insel mit Zwischenbatterie und gesteuertem an aus.

Ja, könnte sein, dass es letztlich auf sowas rausläuft. Anfangen und versuchen würde ich aber gerne erst mal ohne Auto-Akku. Stellen sich Probleme (Flattern) ein oder zwecks größerer Ausnutzung, würde ich aber nachrüsten.

Wenn Du Deinen 1000 Eur Akku bereit bist mit Chinamüll aufs Spiel zu setzen, kann ich das Gerät nur empfehlen, es kann alles und noch mehr als Du brauchst.

Diesen Kommentar verstehe ich nicht. Erst gibst du dir ganz viel Mühe, mit mehreren Argumenten die Sachlage zu beleuchten, und dann führst du am Ende alles mit einem einzigen Satz ad Absurdum?!
Den Begriff des "China-Mülls" halte ich mittlerweile für völlig überzogen und - pauschal angewendet - eh' für nicht sinnvoll. Was für einen Roller fahre ich? Ach ja - einen chinesischen! Das Ladegerät dazu stammt woher? Is klar, aus.....
Worin genau soll denn nun die Gefährdung liegen? Es handelt sich doch nur um eine Akku(Pack)-Ladung.

Dem Link in deinem zweiten Beitrag bin ich gefolgt, und habe auf Anhieb verstanden, dass das weitestgehend nicht passt. Denn hier geht es nicht um eine Hausdach-Anlage, die Strom ins 230-Volt-Netz liefern soll, und deswegen kommt hier auch kein Wechsel-Richter zum Einsatz, für den unter den genannten Bedingungen (Haus) gänzlich andere Vorgaben gelten.
Grüße, niunui

[achim]

Den China Müll kann ich insofern bestätigen als von ca. 10 Step Up Wandlern die ich bisher hatte, gerade mal ein einziger wie erwartet über längere Zeit funktioniert. Wenn man bedenkt dass schon ein geringfügiges Überladen den Akku nachhaltig schädigt, würde ich davon die Finger lassen. Einzig sinnvoller Weg in meinen Augen ist ein entsprechend großer Pufferakku mit Sinuswechselrichter und ein vernünftiges Ladegerät. Oder, falls verfügbar, ein Laderät für DC und entspr. Spannung der Pufferakkus.
Das wird aber extrem teuer und ist völlig sinnfrei, denn der Pufferakku (Blei) wird in 2 Jahren defekt sein und du brauchst mind. die doppelte Kapazität des Fahrakkus. Den Kwh Preis kannst du dir ausrechnen. Ungeachtet des Wucherpreises für Strom in Deutschland - ohne Förderung und Netzanbindung ist selbsterzeugter Strom immer um Größenordungen teurer.

Gruß,
Achim

[otten.l]

Das wird aber extrem teuer und ist völlig sinnfrei, denn der Pufferakku (Blei) wird in 2 Jahren defekt sein und du brauchst mind. die doppelte Kapazität des Fahrakkus. Den Kwh Preis kannst du dir ausrechnen. Ungeachtet des Wucherpreises für Strom in Deutschland - ohne Förderung und Netzanbindung ist selbsterzeugter Strom immer um Größenordungen teurer.

Ich kann Achim da nur beipflichten. Der Gedanke einer Inselanlage zur direkten Ladung eines NIU-Akkus ist zwar toll, aber wirtschaftlich wird das ganze eine Katastrophe - und mit Blick auf die Nachhaltigkeit wahrscheinlich auch.

Nimm eine netzgekoppelte Anlage und lade tagsüber wenn genügend Leistung da ist. Mit einem zusätzlichen Zähler und einer Funksteckdose könnte man das sogar leicht automatisieren.

[niunui]

Nimm eine netzgekoppelte Anlage und lade tagsüber wenn genügend Leistung da ist.

Bevor ich da was missverstehe: mit "neztgekoppelter Anlage" meinst du ein "normales" 230-Volt-Ladegerät?
Aber warum tagsüber und warum "genügend Leistung".

Au man, Leute, das klingt alles nicht gut. Kaum angelaufen, schon strauchelt das Projekt. Sammle erst mal noch Infos über mögliches Material.
Grüße, niunui

Nachtrag: Hat jemand zufällig einen solchen Ladestecker rumliegen? Dann müsste ich nicht 3 Wochen warten, für den Fall, dass doch...