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Strom und Spannung von Akku in Solarinsel messen


P4trick
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Guten Morgen liebes Forum,

 

Ich möchte gerne mit dem Voltage/Current Bricklet die Leistung meiner Solarzelle meiner WEtterstation messen und Zusätzlich den Ladezustand des Akkus überwachen.

 

nun hat das Bricklet ja einen IN und einen OUT Anschluss. Bei der Solarzelle ist mir die SChaltung noch klar-> Die Solarzelle kommt an den Anschluss IN und Out geht weiter zum Laderegler für den Solarakku.

 

Wie Schließe ich nun aber den Akku korrekt an? Er wird ja von der Solarzelle geladen, als das er auch die Bricks mit Strom versorgt- Sprich IN un dOUT ist nicht klar definiert...

In der Doku zu dem Bricklet habe ich jedoch etwas von bidiriektionaler Verbindung gelesen: "Bidirektionale Strommessung (z.B. Laden/Entladen)"

Heißt das soviel wie " ist egal wie rum du es anschließt, es geht immer" ?

 

Möchte es nicht durch falsches Anschließen zerstören.

 

Kann mir jemand erklären wie ich das am besten lösen kann?

 

Danke und Gruß

Patrick

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Bidirektional bezieht sich auf IN/OUT. Das Problem ist bei dir der Laderegler, du hast ja drei Komponenten. So wie ich mir das momentan vorstelle könntest du die Solarzelle an den Laderegler anschließen. Das Bricklet dann zwischen Laderegler und Akku. Dein Verbraucher müsste dann parallel zum Laderegler (weiß nicht ob das geht).

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Also es ist bei mir so, das der Laderegler auch einen Tiefentladeschutz drin hat. Daher hat der Laderegler 3 Anschlüsse (Also eigentlich 6, aber 2 gehören ja immer zu einem) 1: Solarmodul 2: Akku 3: Last

 

Möchte ich nun die Spannung und Leistung wissen, die mir das Solarmodul effektiv bringt, also ohne das der Laderegler auf seine 13.5 Volt Ladespannung runterregelt, muss das erste Bricklet direkt hinter die Solarzelle zwischen Zelle und Laderegler. So kann ich sehen was die Zelle an Leistung bringt.

 

Möchte ich den Akku überwachen, würde ich jetzt das zweite Bricklet zwischen Akku und Laderegler anschließen. So würde zwar Tagsüber ( Wenn der Akku geladen wird) wahrscheinlich die Ladespannung und Ladestrom des Solarreglers gemessen, sobald aber das Licht nicht ausreicht und der Ladevorgang sich abschaltet, ich die Akkuwerte erfassen können. Mein Ding ist halt im Moment: Tagsüber fließt der Strom vom Laderegler Richtung Akku um zu laden, aber Nachts (oder ohne Licht) fließt der Strom vom Akku Richtung Laderegler.

 

Das meinte ich mit, " IN und OUT ist nicht klar definiert".

Ist das dem Bricklet egal und kann trotzdem die Werte messen? Kann mir das Bricklet kaputt gehen wenn Strom in das Bricklet durch den "OUT"- Anschluss hineinfließt?

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Das ist eine interessante Frage, die für mein Vorhaben auch relevant ist (siehe Thread "Schaltung für 2 alternative Spannungsquellen"), da mein Solarladeregler ebenso aufgebaut ist, wie der von P4trick (ist das nicht bei allen so?).

Ich hatte eigentlich vor, das Voltage/Current Bricklet zwischen den Lastausgang und die Verbraucher zu schalten, um den Akkuzustand zu prüfen. Die Spannung sollte sich doch nicht von der Akkuspannung unterscheiden (ist vielleicht ein kleines bißchen geringer wegen des Ladereglers), oder?

Wenn das natürlich auch zwischen Laderegler und Akku geht, wäre das eine überlegenswerte Alternative.

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Das ist eine interessante Frage, die für mein Vorhaben auch relevant ist (siehe Thread "Schaltung für 2 alternative Spannungsquellen"), da mein Solarladeregler ebenso aufgebaut ist, wie der von P4trick (ist das nicht bei allen so?).

 

Nicht unbedingt. Ich habe von Conr*** nicht die billigste Version eines Reglers genommen. Es gibt noch einen "kleineren" Regler, der keinen Tiefentladeschutz hat. Bei dem wird nur das Panel und der Akku angeschlossen und die Last direkt an den Akku. Wenn dann aber nachts der Akku nicht geladen wird und die Last den Akku leernuckelt, kann dir das den Akku zerstören. Bei meinem steuert der Laderegler automatisch die Entladefunktion und schaltet die Last ab, sobald der Regler erkennt das die Akkuspannung sinkt.

 

Ich würde aber immer zu einem mit Tiefentladeschutz greifen- und bei diesen wäre dann die Schaltung immer so.

 

was die Sache mit dem Relaisstrom angeht: gut das du mich darauf hinweist. :) Im Moment war mir das noch gar nicht aufgefallen. Aber da kann man ja von den einschlägigen Shops sich ein Relais besorgen das etwas mehr aushält und über das TF-Relais dann das andere Relais schalten (oder alternativ anstatt das Dual-Relais-Bricklet das industrial Quad-Relais-Relais Bricklet nehmen)

 

Die Frage galt hier jetzt zur Überwachung meiner Wettestation, dort habe ich nur 20Watt und es wird hier nur überwacht, nicht geschaltet. Aber für das andere Projekt mit meiner Solarinsel wäre es wichtig.

 

Du könntest das Voltage/Current Bricklet schon zwischen Verbraucher und Regler schalten, würdest dann aber nur sehen was dein Verbraucher an Last zieht, nicht die Gesamtlast- denn dein Laderegler braucht zum Funktionieren ja auch Strom. Somit kann es sein das dir deine Ladeanzeige sagt "Akku reicht noch für 2 Stunden" Aber nach 1ner Stunde ist trotzdem alles aus weil dein Laderegler sich auch was genommen hat, was ja dein Bricklet am Lastausgang nicht erkennen konnte. Ist jetzt ein Extrembeispiel- wie sehr das ins Gewicht fällt, kann ich nicht sagen.

 

Außerdem ist bei meiner Wetterstation die Last selbst mein Brickstapel, bzw. ein Step-Down-Bricklet was ja auch Strom und Spannug von sich selbst überwachen kann. Somit habe ich die Werte des Solarmoduls durch das erste V/C Bricklet, die Akkuwerte durch das zweite V/C Bricklet und die Verbrauchswerte der Last durch die eigene Messwerterfassung durch das Step-Down Bricklet.

 

Gruß

Patrick

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Interessant! Ich wusste nicht, dass es auch Laderegler gibt ohne einen Lastanschluss. Allerdings muss ich sagen, dass bei mir der Tiefentladeschutz nicht richtig funktioniert, d.h. bei mir wird die Last zu lange eingeschaltet. Dies führt dazu, dass die Verbraucher eingeschaltet werden, dann bricht die Spannung zusammen und der Laderegler schaltet die Last wieder aus, dann erholt sich der Akku und der Laderegler schaltet die Last wieder ein. Es wird also ständig ein- und ausgeschaltet. Leider kann man an meinem Laderegler keine Spannung für die Last einstellen, wann abgeschaltet werden soll. Deshalb will ich das ja auch mit dem Voltage/Current Bricklet selbst machen.

Ich habe bei meinem Laderegler mal nachgemessen und konnte keinen Unterschied der Spannung zwischen Akku-Anschluss und Last-Anschluss feststellen. Deshalb sollte, zumindest für meinen Zweck, der Lastanschluss ausreichen. Wenn es beim Akku auch geht, wäre das trotzdem eine Überlegung wert.

Bez. Relais: Das Industrial Quad-Relay verkraftet "nur" 1,2A, ist also keine Alternative.

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Du wirst auch keinen Unterschied bei den Spannungen (V) feststellen, du musst den Strom messen (V) Verbraucht wird nicht die Spannung sondern der Strom.

Da P (W) = U(V)*I(A) ist und U, Also die Spannung gleich ist, ist der Strom von der Akkuseite zur Lastseite unterschiedlich.

 

Was das Relais angeht, doch das Industrial Ralais schaltet ja nicht die gesammte Last, sondern soll nur einen kleinen Strom liefern um ein größeres Relais anziehen zu lassen, also den Steuerstromkreis zu schließen, wird als Ian (Anzugsstrom)oder Ib (Betriebsstrom) angegeben.Musst mal schauen was da angegeben wird. Oder hier, das ist vielleicht auch Hilfreich:

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0207211.htm

unter "Kennwerte und Grenzwerte eines Relais"

 

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Ich vermute mal, dass der Laderegler nicht viel Strom verbraucht. Abgesehen davon möchte ich den Ladezustand der Akkus prüfen, damit ich rechtzeitig abschalten kann, und das kann ich doch nur über die Spannung machen, oder? Schließlich muss das auch bei ausgeschalteten Verbrauchern gehen (damit ich weiß, wann und ob ich einschalten darf). Da dann aber kein Strom fließt, aber Spannung anliegt, ist das dann doch der richtige Weg! Außerdem wird doch auch der Ladezustand von Akkus/Batterien über die Spannung angegeben/ermittelt.

So gesehen, müsste mein Vorhaben funktionieren.

Warum willst du das Voltage/Current Bricklet zwischen Akku und Laderegler stecken? Denkst du, dass dein Laderegler soviel Strom verbraucht?

Wenn du die "Ersparnis" durch den Solarbetrieb ausrechnen willst, dann solltest du das Bricklet doch auch besser zwischen Laderegler und Last bauen, da du im Netzbetrieb ja den Laderegler nicht mit Strom versorgen wirst.

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Mh... ich möchte nicht lügen, und genau weiß ich es nicht- aber soweit ich weiß kannst du NICHT über die Spannung auf den Ladezustand schließen.

Würdest du den Akku komplett entladen und dann sich etwas erholen lassen, würde sich nach einiger Zeit wieder ein Wert um 12 V einstellen. sobald du ihn jedoch wieder belastest, wird die Spannung wieder direkt einbrechen. Hättest du die Spannung gemessen wäre dein Akku jedoch als "Voll" deklariert worden.Meine auch schon Kennkurven von Akkus gesehen zu haben die bis kurz vor "Leer" Ihre Spannung gehalten haben und dann innerhalb kurzer Zeit ist die Spannung rapide eingebrochen.

 

 

 

Ich habe etwas gegooglet und was ich gelesen habe, sagen die meisten das man den Ladezustand nur über Messen den eingeladenen Kapazität und abziehen der entnommenden Kapazität errechnen kann.

 

Wie gesagt, klingt kompliziert- ist es glaube ich auch. Ich weiß es nicht genau und würde sagen da sollte sich ein etwas versierterer Elektroniker zu wort melden.

Sorry

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Hmmm, d.h. du würdest messen, wie lange wieviel Strom in die Akkus reingeflossen ist und dann dasgleiche für den Strom, der entnommen wurde? Hört sich zwar machbar an, aber dazu müsstest du auch mit einem komplett leeren Akku starten und diesen dann laden (bzw. der Akku sollte zumindest so leer sein, wie du ihn maximal entladen willst, damit du leicht bestimmen kannst, wieviel noch zu entnehmen ist). Aber dabei hast du trotzdem das Problem der Selbstentladung. Und dazu kommt noch, dass das auch noch temperaturabhängig ist. Ich denke, dass wird dann noch etwas komplizierter.

Hier (http://de.wikipedia.org/wiki/Starterbatterie) ist zumindest eine Tabelle angegeben, wie sich Ladezustand und Spannung verhalten. OK, das ist eine Starterbatterie, aber ich denke, das spielt keine Rolle. Ich gehe deshalb davon aus, dass man das über die Spannung machen kann.

Außerdem: Wie macht es denn der Laderegler? Der misst doch auch nur die Spannung und schaltet ab, wenn die zu klein wird, um eine Tiefentladung zu vermeiden, oder? Der misst doch bestimmt nicht irgendwelche "Kapazitäten".

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Hallo,

 

in der ganzen Diskussion ist die ursprüngliche Frage von P4trick wohl irgendwie untergegangen: Was passiert, wenn man das Voltage/Current Bricklet zwischen Akku und Laderegler platziert? Wird es zerstört? Oder zeigt es dann beim Laden negative Strom- und Spannungswerte an? Oder wird das Laden verhindert? Oder ...?

 

Andere Frage: Wie könnte man mit TF-Mitteln möglichst einfach eine korrekte Kapazitätsmessung eines Akkus machen?

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Mit einem Analog-In Bricklet.

Die Kapazitätsmessung bei Akkus basiert meines Wissens auf der Annahme, dass die Spannung die aus dem Akku kommt mit sinkender "Füllung" auch geringer wird.

 

Du kannst also die Spannung deines vollen Akkus nehmen und die Spannung deines leeren Akkus und dazwischen dann interpolieren. Die Interpolation sollte je nach Akku unterschiedlich sein. Bei einigen genügt es linear zu interpolieren, bei anderen ist die Spannungkurve eine andere.

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Der Thread dürfte für ein neues Kit inspirierend sein und zwar eins für Solarenergie. Mit integr. Laderegler und Anschluss für Solarmodul, Akku, Last und Monitoring aller relevanter Daten z.B. im LCD oder den kommenden 4x7 Segments  :D

 

Die Kapazitätsmessung bei Akkus basiert meines Wissens auf der Annahme, dass die Spannung die aus dem Akku kommt mit sinkender "Füllung" auch geringer wird.

strex hat das sehr eindruckvoll in seinem Rover-Projekt so praktiziert:

http://www.tinkerunity.org/forum/index.php/topic,1800.0.html

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  • 2 weeks later...

Hallo,

 

ich habe das Voltage/Current Bricklet nun zwischen Laderegler und Verbraucher angeschlossen und bisher funktioniert es wunderbar. Aber interessieren würde es mich trotzdem: Wie kann ich das Voltage/Current Bricklet korrekt zwischen Akku und Laderegler anschließen? Geht das überhaupt?

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Moin!

 

Ich bastele zwischendrin an einer ähnlichen Geschichte. Ich habe ein Standard-Solarpanel mit 150W und einen Steca PR1515 Laderegler, der eine 80Ah Starterbatterie lädt.

Das Bricklet habe ich zwischen Panel und Laderegler gesetzt. Vom Modul kommen Spannungen von ca. 20V bis ca. 35V, der Strom liegt dabei bei so über den Daumen 5A. Das verkraftet das Bricklet ganz gut.

Der Laderegler pegelt Strom und Spannung auf akkuverträgliche Werte runter, sprich eben 13,1 - 13,5V.

An den Akku habe ich einen AEG Spannungswandler angeschlossen, der wieder 220V für 'normale' Geräte draus macht. Da der Wandler bis zu 500W Geräte versorgen kann (gibt auf weit stärkere) dürfte bei größeren Lasten das Bricklet das Zeitliche segnen, wenn man aber nur einen Switch oder kleineren Rechner etc. versorgen möchte, ist alles ok.

Je nach Position des Bricklets (zwischen Panel und Regler oder zwischen Akku und Verbraucher) misst man entweder die Ladung oder die Entladung.

Das Integral über die Zeit ist dann die jeweilig geflossene Ladungsmenge.

'Richtig' oder 'falsch' gibt es da m.E. nicht, hängt halt davon ab was man wissen will ;-)

Den Ladezustand des Akkus im Betrieb zu messen ist etwas kniffelig, wenn es in Ruhe (also ohne Ladung oder Verbrauch) gemessen wird, bekommt man 2,05V je Zelle, also bei einer Starterbatterie 6 x 2,05V bei voller Ladung, unter ca 11V sollte man nicht gehen, da das irreversible Reaktionen gibt und den Akku schädigt, weil Bleiakkus eben keine Tiefentladungen mögen. Bei einer Abschaltung bei 11,5V ist alles ok - m.M.n.

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Das Voltage/Current Bricklet kann positive und negative Ströme messen. Es kann zwischen einem Akku und Ladegerät eingebaut werden und somit Lade- und Entladeströme messen. Die Bezeichnung "IN" bzw. "OUT" bezieht sich dabei auf die positive Strommessung, d.h. Strom fließt von IN nach OUT.

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Na das hört sich ja gut an (hab's inzwischen auch in der Doku auf der Internetseite gesehen ...). Interessieren würden mich die (Ent-)Ladeströme schon, allerdings wäre das im Moment rein zur Info, da ich mit den Werten nichts steuern kann (oder hat jemand eine Idee, was man damit machen könnte?). Vielleicht kaufe ich dann doch noch ein Voltage/Current Bricklet oder ich schließe das vorhandene Bricklet zwischen Akku und Laderegler an.

Aktuell schalte ich schon bei einer Spannung von 12.15V von Akku- auf Netzbetrieb um. Ich denke, da ist noch Puffer (ich weiß allerdings nicht, bei welcher Spannung mein Laderegler abschaltet), aber ich würde nicht weiter als 11.8V, eher nur 12V, gehen.

 

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Je nach Position des Bricklets (zwischen Panel und Regler oder zwischen Akku und Verbraucher) misst man entweder die Ladung...

Misst man die Ladung des Akkus nicht eher zw. Regler und Akku und nicht wie Du angegeben hast zw. Panel und Regler ?

 

Moin!

 

Sorry, da war ich nicht präzise ;-) Mit Ladung meinte ich den Ladestrom der vom Panel kommt. Der und die Panelspannung variieren ja je nach Sonneneinstrahlung. Da ist es auch spannend zu Wissen was vom Panel zum Regler fliesst und was anschliessend davon vom Regler wieder in den Akku wandert.

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Interessieren würden mich die (Ent-)Ladeströme schon, allerdings wäre das im Moment rein zur Info, da ich mit den Werten nichts steuern kann (oder hat jemand eine Idee,

Zur (groben) Berechnung wie lange es dauert bis der Akku voll aufgeladen ist oder der aktuelle, prozentuale Ladestand des Akkus etc.

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