Aufladen von Solarpanels mit Arduino

Ich habe einen Solarpanel-Laderegler aus Anleitungen mit einem leicht lesbaren Schema gebaut und aus irgendeinem Grund lädt sich meine Batterie bis zu einem bestimmten Punkt auf und verliert dann wieder an Ladung. Das bringt mich dazu, ein paar Fragen zu stellen, da ich sehr neu in diesem Bereich bin.

Mein Setup: 10W Solarpanel, 12v7A Lead Acid Battery, Arduino Nano und alle Komponenten aus dem obigen Schaltplan mit Ausnahme der Last an dieser Stelle.

Weitere Details zu den Spezifikationen des Solarmoduls: Solarmodul 10 W • Vmax P = 17,2 V • Imax P = 0,57 A • Voc = 21,6 V • Isc = 0,83 A • 396 x 348 x 25 mm

  1. Bevor ich mein Solarpanel anschließe, liegt die Spannung meines Panels bei etwa 20 Volt (mit Voltmeter), aber direkt nachdem ich es an den Stromkreis anschließe, fällt die Spannung ab. Liegt das daran, dass jetzt Strom fließt und dadurch die Spannung sinkt?
  2. Ab einem bestimmten Punkt (ca. 12,4 Volt) hört meine Batterie auf zu laden und beginnt tatsächlich an Spannung zu verlieren. Könnte dies daran liegen, dass der vom Solarpanel gelieferte Strom nicht ausreicht, um die Batterie aufzuladen? Wenn nicht, irgendwelche anderen Ideen?
  3. Macht es Sinn, dass Arduino, Solarpanel, Batterien und Ausgangsspannungsmasse alle miteinander verbunden sind?
  4. Bei welcher Spannung würde ich meine Batterien tatsächlich im Massenlademodus (99 % pwm) aufladen? Muss sie höher sein als die aktuelle Spannung der Batterie und um welchen Betrag?

Vielen Dank für die Hilfe und bitte haben Sie etwas Geduld, ich bin neu in diesem Bereich.

Antworten (2)

  1. Es ist üblich, dass eine Spannungsquelle in der Spannung abfällt, wenn Strom gezogen wird. Dies liegt am Quellenwiderstand innerhalb der Spannungsquelle. Wenn Sie die Ausgangsspannung des Panels messen, ohne dass es angeschlossen ist, messen Sie die Spannung des Panels, ohne dass Strom durch seinen internen Quellwiderstand fließt. Wenn Strom fließt, fließt er durch diesen Quellenwiderstand und es gibt einen Spannungsabfall darüber, sodass die Ausgangsspannung jetzt abfällt.

Wie stark die Spannung unter Last abfällt, hängt davon ab, wie viel Strom Sie ziehen möchten, und vom internen Quellwiderstand des Panels.

a) Es könnte natürlich und eine Funktion des Solarmoduls selbst sein. b) Möglicherweise ziehen Sie zu viel Strom aus dem Panel und die Spannung fällt stark ab.

  1. Batterieentladung: Es könnte sein, dass die Batterie Strom in das Panel zurückschiebt. Sie können dies unterbinden, indem Sie eine geeignete Diode in Reihe schalten. Sie müssten Spannungen und Ströme messen, um herauszufinden, was vor sich geht. Messen Sie die Batteriespannung, wenn das Panel an dieser Stelle getrennt ist. Ein in Reihe geschaltetes Amperemeter sagt Ihnen, in welche Richtung der Strom fließt und welche Spannung daher größer ist als die andere, und dies hilft Ihnen herauszufinden, was vor sich geht.

  2. Antwort: Ja.

  3. Das kann ich nicht beantworten, ich weiß eigentlich nicht, was unter "Massenladung" definiert ist.

Danke, ich werde eine Weile warten und wenn sonst niemand antwortet, werde ich Ihre Antwort als akzeptiert markieren. Frage 4 könnte vereinfacht werden, indem man fragt, mit welcher Spannung sollte ich eine 12-V-Batterie aufladen?

Ich glaube tatsächlich, dass Ihr Panel zu klein ist. Es gibt bestenfalls nur unter 1 Ampere. Bei Sonnenschein. Was ist mit bewölktem Winter? Oder verregneter Sommer? Ihre Batterie hat möglicherweise einen so niedrigen Widerstand, dass dies nicht ausreicht. Verdoppeln Sie es!

1 Ja, „12-V“-Panels haben eine dreieckige „spezifische Leistungskurve“, wo sie die beste Leistung haben, wenn sie auf 16 V geladen werden. (Sie können dies mit einer Drehmomentkurve eines Automotors vergleichen.) Dies bedeutet, dass Ihr Panel mehr Leistung liefert, je näher Sie der Ladegrenze Ihrer Batterie kommen, wenn der Ladevorgang eigentlich nachlassen sollte. Ein Dilemma. Hoffentlich wird Ihr PWM-Pulsen damit fertig.

2 Sind Sie sicher, dass Ihre PWM-Einstellung ausreichend ist? Vielleicht lässt Ihr Arduino bei 12,4 V zu stark nach und das Ergebnis ist ein Rückstrom. Und noch etwas: Ich habe gelesen, dass "PWM-Ladegeräte niemals voll laden". Da Sie die Software haben, können Sie das Pulsieren reduzieren, zumal Ihr Panel wahrscheinlich zu klein ist, wie ich oben kühn gesagt habe.

3 Gemeinsamkeiten sind in Ordnung. Es ist sogar notwendig, wenn Sie eine Spannung ablesen möchten.

Sie müssen eine größere Ladespannung als die aktuelle Batteriespannung haben. Dies ist kein Kondensator, den Sie langsam mit einem Erhaltungsstrom auffüllen können, dies ist eine Chemie, die geändert werden muss. Wenn Sie eine zu geringe Spannungsdifferenz verwenden (z. B. schwaches Ladegerät / Panel), erreichen Sie eine "Unterladung", die die Batterie durch Sulfatierung usw. ruiniert. Ich weiß, ich habe es getan. Ein 12V AGM mit einem "1,2W" Schuhgrößenpanel. Die Spannungsanzeige ging mit dem Wetter auf und ab, nie über 13,4 V, aber der Spannungstrend ging von April bis Oktober langsam und direkt nach unten. Sie können das Wort „Undercharging AGM“ nachschlagen.

Lesen Sie, was auf der Seite der Batterie aufgedruckt ist. Handelt es sich um eine Gel-Batterie oder eine AGM- oder eine Sloshy-Säure-Batterie? Ein AGM soll oft auf 14,8 V ("max. 15 V") aufgeladen werden und sich beim Loslassen im Ruhezustand ohne Last bei 13,2 V stabilisieren. Und schwüle Säure sollte auf vielleicht 14,4 V aufgeladen werden.

Anstatt „blind“ die Spannung zu messen und das Beste zu hoffen, sollte man den Strom messen . Wie? Bei chinesischen Geräten ist oft ein Stahldraht als niederohmiger Widerstand zu messen. Nehmen Sie zum Beispiel einen 2 m dünnen Stahldraht, messen Sie seinen Widerstand von Ende zu Ende und schneiden Sie eine geeignete Länge ab, die beispielsweise 0,1 Ohm entspricht. Rollen Sie es zusammen, schalten Sie es in Reihe zwischen Panel und Batterie und messen Sie den Spannungsabfall zuerst mit einem Multimeter, dann mit Ihrem Arduino. (Und verwenden Sie keine schwachen kleinen Testkabel wie meins. Jeder Milliohm zählt.) Dies gibt Ihnen maximale Kontrolle und Sie können sogar Überstrom / Überhitzung der Batterie erkennen. Und Sie können die Ladestromkurve besser an Ihre Akkuspezifikationen anpassen. Passen Sie den Ladestrom wie gewünscht an Volt an.

4 Was Ihre "Massenladung" betrifft, denke ich, 2 A bis 12,5 V, dann weniger. (Wir verwenden 12 V 9 Ah AGM.) Und ich weiß nicht, welcher Ladespannung das genau entspricht - es hängt vom Innenwiderstand ab und wie bereit Ihre Batterie ist, aufgeladen zu werden. Aber vielleicht 1V diff? Und denken Sie daran, dass diese Ladespannung ansteigt, wenn der Akku gefüllt wird. Sie können also nicht nur eine bestimmte Spannung einstellen, außer der Start- und Endspannung.

Imo sollte Ihr Ladezyklus also zwischen 11,5 und 14,8 V liegen. "Bulk" zuerst, entspannter über sagen wir 12,5 V. Möglicherweise hat Ihr Hersteller genauere Zahlen. Und lesen Sie den "Max. Anfangsstrom" auf Ihrem Batterieetikett!

Und achten Sie auf die Temperatur, den negativen Ladungs-/Temperaturkoeffizienten! Angeblich sollen Autobatterien in Dubai nur auf 12,0V (+50C) geladen werden, bei -30C aber auf 15V (Arvidsjaur Testcenter).