Advies gevraagd over oplaadbare voeding

Een kennis van mij heeft het volgende probleempje.
Op een plaats waar geen elektra aanwezig is wil hij verzameld regenwater uit een opvangbak automatisch wegpompen. Hij heeft hiervoor een fontein-systeempje aangeschaft met een zonnepaneeltje en een klein opvoerpompje. Hij heeft er een vlotterschakelaar tussen gemonteerd zodat het pompje alleen maar draait als er water aanwezig is. Op zich werkt het systeem prima, zodra het pompje een minuut of zo heeft gedraaid is het afvoerslangetje gevuld en loopt het resterende water via capillaire werking automatisch weg.
Nu heeft hij mij gevraagd of ik een oplaadbare (batterij-)voeding kan maken zodat het systeem ook 's nachts kan werken. Zou dit ook met een supercondensator van 6 volt kunnen werken?

Supercaps zijn meestal niet de beste oplossing, ze lopen lineair leeg dus spanning wordt steeds lager.
Een accu houdt tot het einde toe redelijk dezelfde spanning. (met supercaps kan dat ook, maar dan heb je speciale regelaars/controllers nodig)

Het stroomverbruik van de pomp is ook niet onbelangrijk om te weten...

Het korte antwoord: ja, maar slechts 1 maal; 'snachts wordt die condensator niet opnieuw opgeladen...
Een kleine 6V accu gaat beter werken.

[toevoeging]
Hij kan ook een zelfstartende sifon (a.k.a. autosifon) plaatsen: een doorvoer onder de hoogste waterstand met een slang tot op de bodem.
Slangdiameter is wel een beetje kritisch: als die te groot is start de sifon niet (maar wordt het water toch afgevoerd), als de slang te dun is kan de toevoer misschien groter zijn dan de afvoer.

Bij een supercap van 1F en een stroom van 1A zakt de spanning met 1V per seconde. Met 330mA dus 1V per 3 seconden. Voor 1 minuut heb je dan een supercap nodig van 20F.

Supercaps zijn doorgaans 2.8V, dus 2 van 40F in serie zou kunnen.

Bijv deze https://www.tme.eu/nl/en/details/bup002r8l606fc/supercapacitors/bigcap…

Voordeel is dat ze nooit stuk gaan. Een accu moet elke paar jaar vervangen worden.

Je hebt dan zoals gezegd wel een speciale regelaar nodig, die de supercap output omzet in een vaste spanning.
Een pomp gaat anders steeds langzamer draaien en dat wil je niet.
(bij halve spanning heeft de pomp nog maar een kwart van zijn vermogen, en een spanning van <= 3v vinden ze meestal niet fijn)

Waarom moet dat water weggepompt worden? Kan het niet met een simpele overstort?

Dat zal wel niet.
Als het hele parcours 'down the hill' zou zijn heb je die hele opvangbak niet nodig...

heb je toch helemaal geen overstort of pomp voor nodig? Als een slang op 70cm hoogte naar buiten komt en tot onder de ton loopt en in de ton op de bodem ligt (of tot welke hoogte je de ton wilt legen), zuigt hij hem elke keer leeg tot dat punt als hij de 70cm vloeistof niveau heeft bereikt. Dag en nacht, wel of geen zon.

Kan niet met een "simpele" overstort, bakje kan niet gewijzigd worden.
Pompje moet even lopen om de capillaire werking opgang te brengen.

Laad-regelaar? Dat zal wel meevallen met zo een klein pompje. Na een minuut pompen met 330mA is de spanning gezakt van 5.5V naar 4.5V. En dan schakelt de vlotter de zaak af en kun je weer gaan laden.

Wel moet je zorgen dat de spanning per condensator niet te hoog wordt. En 5.5V is misschien niet genoeg. Dus dan zou ik gaan voor 3 condensatoren in serie met een spannings-bewaking per condensator.

Iets als dit bijv.

Rode leds beginnen te geleiden bij 1.8V. Samen met de Vbe van de transistor is dat dus 2.4V. Dus onder 2.4V per condensator doet de transistor niks en heb je geen verliezen. Wordt de spanning hoger, dan gaat de transistor geleiden en wordt het teveel afgevoerd.

Dat betekent wel dat de transistoren samen de volledige laadstroom moeten dissiperen als de zon schijnt en de condensators al vol zitten. Maar met 2Wp (0.7W per transistor) zou een klein koelplaatje toch wel moeten volstaan.

Met 3 condensatoren van 60F in serie krijg je 7.5V (20F) bij een volle condensator, die dan zakt naar 6.5V na een minuut pompen met 330mA. Wil je minder spanningsval, dan kun je nog kiezen voor grotere condensatoren, of een extra string van 3 parallel:

PS, ik heb hier gerekend met een pomp-stroom van 330mA. Maar dat zou betekenen dat het systeem zonder batterijen alleen werkt als de zon op zijn hoogste punt staat. Dus waarschijnlijk heeft de pomp veel minder stroom nodig.

Met accu's kan ook, bijv 2 x 18650 LiFePo in serie. Maar ook dan moet je voorzien in een laad-regelaar met balancing om te zorgen dat elke accu beneden zijn max spanning blijft.

Zou kunnen met dezelfde schakeling als hierboven, maar dan met witte leds, of een zener-diode van 2V7.

En je moet diep-ontlading voorkomen, dus uitschakelen als de spanning te laag wordt. Anders is het snel afgelopen voor die accu's.

[Bericht gewijzigd door deKees op (19%)]

Op woensdag 30 juli 2025 13:43:21 schreef deKees:
Dus onder 2.4V per condensator doet de transistor niks en heb je geen verliezen.

Nouja, die 10k kan bij een condensator nog wel iets uitmaken, maar dat trekt niet de hele boel helemaal leeg. Dat is in ieder geval iets. En met afgerond 1mA op 20F duurt 1 volt zo'n 20000 uur. 2 jaar. Ok. Tegen die tijd heb je wel weer nieuwe zon gehad.

10K over 0.6V is volgens mij hooguit 60uA. Daar heb je geen last van. :)

En trouwens, 1mA op 20F is 1V per 20000 seconden. ofwel 5.5 uur.
Met 60uA wordt dat 92 uur. En vanaf 5.5V totaal is er helemaal geen verlies meer.

[Bericht gewijzigd door deKees op (51%)]

Op woensdag 30 juli 2025 11:54:42 schreef SeniorM:
Op een plaats waar geen elektra aanwezig is wil hij verzameld regenwater uit een opvangbak automatisch wegpompen.

Het lijkt erop dat het water verder nergens voor wordt gebruikt. Waarom dan eerst opvangen? Kan het niet direct geloosd worden?

Deze: https://www.tinytronics.nl/nl/power/bms-en-laders/li-ion-en-li-po/met-…
Of deze bijvoorbeeld: https://www.tinytronics.nl/nl/power/bms-en-laders/zonneladers/waveshar…
Afhankelijk wat de spanning van het zonnepaneel doorgaans is (vaker lager = beveiligen en de module met een lagere ingangsspanning kiezen). Simpel te realiseren door ingebouwde batterijhouder (verschillende types). Alleen nog even een waterdicht kastje er omheen.

Ik weet niet hoe deze werken, maar sommigen van die modules schakelen uit als de belasting minder dan een paar tiental mA is. Dan heb je er niks aan voor deze toepassing.

Ik kan er zo snel niks over vinden in de specs, maar dat zegt ook niet alles.

Voor de eenvoud van het simpel laden zou ik een loodaccu nemen.

https://www.123accu.nl/VMF-SLA5-6-VRLA-AGM-Loodaccu-6V-5-0-Ah-T1-termi…

En om de accu netjes op te laden onderstaande module tussen het zonnepaneel en de accu en deze afregelen op 6,5V - 6,75V. Dan kan de accu nooit overladen worden

https://www.kiwi-electronics.com/nl/20w-adjustable-dc-dc-boost-convert…

De ingangsspanning moet lager zijn dan de uitgangsspanning, anders kun je het board beschadigen.

Wat zou er gebeuren als ik het zonnepaneel rechtstreeks via een diode op de lood/zuur accu aansluit?
Dan blijft de laadspanning toch altijd onder de maximaal toegestane laadspanning.

.

[Bericht gewijzigd door Paulinha_B op (100%)]

Zonnepaneel is 2Wp / 340 mA / 7,68 Volt
Batterij: https://www.123accu.nl/VMF-SLA5-6-VRLA-AGM-Loodaccu-6V-5-0-Ah-T1-termi…

Ja, sorry hoor, het stond al in de openingspost, ik had er inderdaad overheengekeken.

Voor het opladen moet dat wel in orde zijn, lijkt me.

Aan de ontlaadkant wel opletten dat de batterij nooit al te diep wordt ontladen. Daarvoor zijn er moduultjes in de handel, zelf maken kan natuurlijk ook.

Op woensdag 30 juli 2025 11:54:42 schreef SeniorM:
odra het pompje een minuut of zo heeft gedraaid is het afvoerslangetje gevuld en loopt het resterende water via capillaire werking automatisch weg.

Als communicerende "vaten" zul je bedoelen!

Cappillaire werking is heel anders ;)

[Bericht gewijzigd door vergeten op (11%)]

Nee, communicerende vaten communiceren langs onder. Een hevel communiceert langsboven. Communicerende vaten hebben dan ook geen opstart nodig, deze hevel dus duidelijkerwijs wel.

[Bericht gewijzigd door Paulinha_B op (35%)]

Op woensdag 30 juli 2025 13:34:09 schreef SeniorM:
Kan niet met een "simpele" overstort, bakje kan niet gewijzigd worden.
Pompje moet even lopen om de capillaire werking opgang te brengen.

Je moet toch een slang leggen voor de capillaire werking? Er zal toch wel ergens een aflaatkraantje ofzo aan dat bakje zitten of niet?
Dan net voor dat aflaatkraantje een extra leiding monteren met een bocht op de juiste hoogte. Eventueel kan je nog experimenteren met een zelfgemaakte venturi om de grotere slang mee te laten aanzuigen.
Zo is het hier gedaan met een bassin waar dat overstort als veiligheid dient. Een dunnere slang op 15cm onder het max niveau die in een grotere slang is gemonteerd. Wanneer de kleine slang begint te spuien ontstaat er een onderdruk in de grote. Door het kleine verschil (20cm) zorgt dat voor voldoende onderdruk zodat de grote vol water gezogen wordt. Daardoor gaat de grote slang ook spuien en is de afvoer een stuk hoger, tot het moment dat het niveau tot een veilige hoogte is gedaald. Als extra toevoeging werd er nog een klep gemonteerd die opent wanneer de grote slang gaat spuien, dan is de druk in die grote slang net iets hoger dan de druk van de buitenlucht of omgeving.