Spanning van zonnepaneel omzetten.

Dat kan o.a. met een schakelende voeding (SMPS) van het type buck-converter.

Die ebay pagina bevat wel heel weinig informatie over de werking van het ding. Hoe kom je erbij dat de ingangsspanning maximaal 21V zou mogen zijn?

Ik vond wel deze "manual": http://www.elvet.co.rs/Solarni%20kontroler%203%20%20KEMO.pdf

Deze zin: "3. The rated current of solar panels and loads must be less than the one of controller" suggereert voor mij sterk dat het geen switch-mode converter of zo is, maar alleen de stroom van het paneel naar de accu en van de accu naar de last kan onderbreken.

Als je met dit paneel deze accu wil laden zonder switchmode converter, zul je er nooit die 9W uit krijgen; hij kan onder goede omstandigheden ongeveer 200mA leveren, en zal dat ook doen als je de accu er rechtstreeks (of via een dergelijke "regelaar") op aansluit.

Het gemakkelijkst zou zijn om het bestaande paneel aan te passen, zodat je 2 strings van 15V krijgt, en die parallel zet. Als je dat via die laadregelaar aansluit, zou het nog redelijk efficiënt moeten laden. Een echte maximum power point tracker zou beter zijn, maar ik denk dat je met 13.8V (die wordt opgelegd door de accu tijdens het laden) redelijk in de buurt zit.

Een HV buck converter met een LM2596HVS op 13,8V uit is misschien ook een optie.

Ik had op o.a. de volgende pagina's de max. input voltage gevonden:

Linkje 1
Linkje 2
Linkje 3

Ik heb onder andere deze step-down converter gekocht een tijdje terug. Als ik het paneel hier op aan sluit, kan ik de voltage niet onder de 21 krijgen als het paneel ~25v genereert.

Het paneel uit elkaar halen is lastig, aangezien deze helemaal dicht gebouwd is i.v.m. weerbestendigheid.

Het gaat trouwens om de 9 watt versie van dit zonnepaneel.

@rbeckers: Het probleem met gewone buck converters is dat als de belasting meer op KAN nemen dan het zonnepaneel kan leveren je direct in een suboptimaal instelpunt komt te zitten.

Stel het paneel kan ehh... 9W leveren. Open klemspanning 30V, MPPT 27V, 0.333A. Stel je accu is na de nacht behoorlijk leeg, en wil makkelijk 1A hebben bij 13.8V. De switcher gaat het zonnepaneel belasten, spanning zakt, en je krijgt 27V bij 0.333A, hetgeen 0.75A bij 12V wordt. (de accu is behoorlijk ontladen en nog niet op 13.8V!). De regelaar ziet: 13.8V nog niet bereikt, en wil meer stroom gaan leveren. Daardoor zakt de spanning van het zonnepaneel verder en is er nog minder vermogen beschikbaar. De eindsituatie is iets van: het paneel op 12.5V (tijdens het opladen oplopend naar 14.3V) bij een stroom van 350-400mA: rond de 5.5W, terwijl er 9W mogelijk was.

De schakelende converter blijft alleen in het gunstige gebied zitten als de accu minder vermogen KAN openemen als dat het zonnepaneel op z'n MPPT kan leveren. Maar als je 's ochtends met weinig zon begint, floept ie meteen naar de "werkt-niet-goed" hoek, en blijft daar totdat de STROOM boven de gewenste stroom van de accu komt. In dit geval gooi je daarmee ongeveer een factor twee in vermogen weg. En win je vrijwel niks over de lineaire regelaar.

@rew
Ik heb zelf een MPPT inverter bij mijn panelen.
Maar dat van die buck converters is wat uitgebreider. Er zijn converters die behalve de spanning, een instelbare maximum stroom hebben. Dat is beter voor de accu en geeft een ander instelpunt.
Er is ook een weerstand tussen de 13,8V en de accu mogelijk maar dat is ook vermogen in warmte omzetten.

De vraag wordt of een buck converter en een 9W paneel voldooende energie kan leveren om 1W continu, via een accu, beschikbaar te stellen. En dat ook onder ongunstig weer.

Inderdaad, als je dit switch-mode wilt doen, kun je niet zomaar de uitgangsspanning als procesvariabele nemen voor je regelkring; in plaats daarvan zou je de ingangsspanning kunnen gebruiken, als je het simpel wilt houden, maar een goede MPPT tracker zal de ingangsstroom en ingangsspanning meten (of uitgangsstroom en spanning), en steeds gaan zoeken naar het meest optimale punt. Dit is bijna niet analoog op te lossen, omdat je bij normaal bedrijf niet weet aan elke kant van het maximum power point je zit, en dus ook niet of je meer of minder stroom moet gaan trekken. Op zich zijn de algoritmes daarvoor niet echt heel ingewikkeld, maar dat zit je dus wel aan een microcontroller vast.

Ik dacht dat de vuistregel was dat je op een mooie zomerdag in totaal ongeveer 6 uur lang je maximale opbrengst haalt; in dit geval zou dat dus 54Wh zijn, als je een goede MPPT regelaar gebruikt. Natuurlijk krijg je niet echt 6 uur lang de maximale opbrengst, maar gedurende een langere tijd krijg je een lagere opbrengst, waardoor je netto op 6x de piekwaarde uitkomt, onder nagenoeg ideale omstandigheden.

Dat betekend dus dat je op de beste dagen van het jaar iets meer dan het dubbele krijgt van wat je nodig hebt, en zeer waarschijnlijk kom je in de herfst en winter flink tekort, als je 1W continue zou gebruiken.

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op zaterdag 31 mei 2014 18:46:36 (31%)]

Je hebt gewoon een MPPT-lader nodig, die haalt altijd het max vermogen uit het paneel door de juiste belastingsstroom.
Die ladertjes zijn te koop of je maakt er zelf 1 met bijv. de LT3652.

Maar je gaat het lang niet redden 's winters. Om 1W continu te kunnen trekken heb je veel meer dan een 9W paneel nodig.

@SparkyGSX
Die vuistregel klopt vrij aardig. Als het een paar dagen achter elkaar bewolkt is, dan kom je niet alleen in de winter met dat paneel in de problemen.

Op 31 mei 2014 18:40:33 schreef SparkyGSX:
. Dit is bijna niet analoog op te lossen, omdat je bij normaal bedrijf niet weet aan elke kant van het maximum power point je zit, en dus ook niet of je meer of minder stroom moet gaan trekken.

Ik zou als het "analoog moet" kiezen voor een gesuperponeerde zaagtand op het instelpunt. Als je uitgangsstroom toeneemt ben je de goede kant op aan het gaan, als de uitgangsstroom afneemt ben je de verkeerde kant op aan het gaan. met de combinatie goed/fout en op/neer kan je dan bepalen of je instelpunt iets om hoog of omlaag moet.... Maar goed. Een microcontroller is makkelijker.

9 watt bleek uiteindelijk wat te weinig te zijn.

Ik heb een nieuw zonnepaneel kunnen bemachtigen. Het probleem zit hem nu in de nog hogere voltages. Wat ik in de praktijk gemeten heb was 118.7 volt in de volle zon (rond 17:00 uur), en 100v in de schaduw (ook rond 17:00 uur).

Ik heb wat rond gezocht, maar kan bijna geen converters vinden die als input 80 - 120 vdc hebben, en 12 - 15v output hebben. Wat ik gevonden heb waren zonnepaneel controllers van over de twee duizend euro. Omdat ik het toch graag een budget projectje wil houden, ben ik opzoek naar een goedkope oplossing.

De theoritische output van het paneel is 100 watt (±5%).

Het gaat om dit zonnepaneel.

Ik hoop dat iemand me hiermee opweg kan helpen.

Op 11 juni 2014 22:32:14 schreef cakemasher:
Ik heb wat rond gezocht, maar kan bijna geen converters vinden die als input 80 - 120 vdc hebben, en 12 - 15v output hebben.

Deze?:

http://www.ebay.nl/itm/Tracer1215RN-10A-12V-24V-Auto-MPPT-Solar-Charge…

Had zelf de tracer 1210 in gebruik.

Ah, dat is van die fantastische firma sureelectronics die geen backup geeft bij problemen en niet reageert op emails.

En als je 100 displaytjes besteld zitten die individueel ieder rondom in een 1cm piepschuim verpakt. Je kan ze dan niet opslaan: te groot, en je bent een halve dag bezig om ze uit het piepschuim te prutsen (ze hebben de boel dichtgelijmd... ) Sorry. Sure-electronics-frustratie hier....

Terug naar het probleem: Je hebt 100-150V (als ie in de schaduw 100V levert, moet je denk ik zeker begroten op "150V" voor als er toevallig minder stof in de atmosfeer zit dan toen je 118V hebt gemeten. Een converter die 120V aankan is dus m.i. te krap).

Dat wil je naar een accu hebben. Hoe groot is die accu. Scooter accu zeg je? 12Ah? (een snelle google laat 7Ah en 12Ah zien). Die mag je dus met max 0.4C laden, dus 0.4*12V = ongeveer 5W.

Zelf bouwen? Neem een 270 ohm weerstand. minimaal 50W (hij krijgt 40W voor z'n kiezen!) Zolang er geladen moet worden, zet je die met een FET tussen het paneel en de accu. Zodra de accu spanning boven de 13.8 komt, zet je hem uit. Of je het analoog voor mekaar krijgt om daar een goede hysterese of tijd-vertraging in te krijgen weet ik niet. Mogelijk is aansturen vanuit de arduino een optie?

Op 12 juni 2014 09:31:02 schreef rew:
...

Neem een 270 ohm weerstand. minimaal 50W (hij krijgt 40W voor z'n kiezen!) ...

Haal dan die weerstand weg. Zonnepaneel gedraagt zich als een stroombron.

Maar, is niet een beetje zonde om 80%+ van de energie weg te gooien van dat paneel?

Dat paneel is geen handige keuze. Er zijn veel 100W-panelen die zo'n 20V, 5A doen.

Inderdaad, de spanning hiervan is veel te hoog om handig te zijn, omdat je nu een kostbare switch-mode converter nodig hebt. Daarbij is 100Wp toch wel wat veel als je eerst van een 9Wp uitging voor dezelfde toepassing. Het voordeel daarvan is natuurlijk wel dat je je zou kunnen veroorloven een simpele, goedkope en inefficiënte oplossing te gebruiken, al is dat natuurlijk wat zonde van zo'n paneel.

Als je het ding direct (of met een weerstand in serie) op de accu zou aansluiten, dus zonder schakelende regelaar er tussen, zou je met ongeveer 1A kunnen laden, dus met ongeveer 13W, mits er voldoende licht is.

Als je een paneel zou kunnen vinden, of die paneel zou kunnen aanpassen, zodat hij een open-klem spanning van ongeveer 20V geeft, zoals Zonnepaneeltje ook al aangeeft, kun je die direct op de accu aansluiten, met alleen een MOSFET of relais in serie om het laden te kunnen onderbreken als de accu vol is, zul je met de 12-14V over de accu tijdens het laden redelijk in de buurt zitten met het maximum power point. Ik zou de open-klem spanning iets hoger kiezen dan strikt noodzakelijk, waardoor je met de spanning over de accu altijd net onder het maximum power point zit; als je er met de spanning boven zit, gaat de gewenste laadstroom niet meer lopen. Daarbij is het handig om een beetje marge te houden voor warme dagen, want als het paneel heet wordt zakt de spanning op het maximum power point een beetje in.

Op 12 juni 2014 10:17:06 schreef dino7:
Maar, is niet een beetje zonde om 80%+ van de energie weg te gooien van dat paneel?

Absoluut! Maar met een totaal ongeschikt zonnepaneel en een veel te kleine accu om wat met de enrgie te doen, kan je niets anders.

@sparky, alle datasheets die ik vorige maand heb gevonden van "loodaccus" hadden als max laadstroom 0.4C. Da's minder dan de 1A die het 100V paneel kan leveren. Dus zomaar het zonnepaneel als stroombron gebruiken werkt niet....

Hey. Wacht! Ik heb een rekenfout gemaakt. Ik was op 0.4A uitgekomen. 12Ah * 0.4C = 5A. Da's 60W. Kijk, dan kan je je niet meer veroorloven om 80% van de energie van het ding weg te gooien. Het 50W-weerstands-plan moet effe naar de vuilnisbak verwezen worden.

Eerst krijgt de topicstarter te horen dat het 9W paneel onderbemeten is voor de gevraagde belasting, en nu is er een 100W paneel en is het weer veel te veel en wordt 50 of 80% van de energie weggemikt...

Misschien moet eerst eens het power-budget echt doorgerekend worden...

Prima plan!!!!! Maar vast staat dat die 80 % een rekenfout van mij was......

Zijn er geen schakelende voedingen (zoals een laptopvoeding) die een ingangsspanningsbereik hebben van 100 tot 240VAC?
Die werken ook perfect op DC, daar net naast de ingang een bruggelijkrichter staat.
100 tot 150VDC is misschien wat aan de lage kant, maar kan werken.. simpel ook om eens uit te testen denk ik.

En dan is het maar een kwestie van een adaptor te vinden die 14,4VDC levert, en daar dan een weerstand tussen plaatsen (of lamp) met de accu ..

#Nailed-it!

Nee, dat gaat ook niet zomaar werken; zo'n adapter zal proberen zijn uitgangsspanning op de ingestelde waarde te krijgen, en meer of minder stroom gaan trekken om dat voor elkaar te krijgen. Zodra hij iets meer stroom probeert te trekken dan het paneel kan leveren, zakt de spanning is, waardoor de voeding nog meer stroom gaat trekken om te compenseren, waardoor de spanning nog verder zakt, etc.

Je zou zo'n voeding kunnen nemen, en de feedback loop ervan aanpassen, maar eenvoudig is het bepaald niet.

Sparky, met dit ENORM overbemeten zonnepaneel werkt het wel: Het lukt de voeding nooit om het zonnepaneel voorbij het MPPT te trekken.

(Hmm. Misschien als het net licht wordt dat het wel fout gaat....).

Dus niet de DC-DC converter inschakelen als het net licht wordt.