Solarmodule mit Regler und Batterie 150W

[la_geria]

ich habe ein solarmodul 150W / 12V gekauft, dazu einen Regler 12A sowie eine Batterie 90AH.
Ich möchte daran betreiben sechs Geräte 5V/3A je Stück und drei Geräte 12V/ 1,5A. Was muss ich tun das die gekaufte Hardware funktioniert. Mein Idee die 12V vom Regler in 220V zu wechseln scheiterte das ich Batterie in die Knie fahre, Ladespnnung der Zelle ca. 11,5V.
Neue Idee einen Wandler 5V / 15A zu kaufen für die sechs 5V Geräte und die 12V direkt auf die drei anderen Geräte anschliessen. Kann das dann klappen ohne die Baterie in die Knie zu ziehen?  Wer weiss Rat????

[el-haber]

Hi,
einfach mal zusammenrechnen:

5V/3A * 6 = 90W
12V/1,5A * 3 = 34W
===================
Gesammtverbrauch 124W

Wirkungsgrad von Linearreglern für 12V zu 5V : 40%
Wirkungsgrad von Schaltreglern 12V/5V besser 85%
124W + 15% => ca. 140W

Das Solarmodul solle also die Dauerlast liefern können.
Allerdings geht das nur einen sehr kurze Zeit lang, in der die Optimale Sonneneinstrahlung vorherscht.
Als notwendigen Pufferspeicher hast Du eine Batterie mit 90Ah vorgesehen, die dir über ca. 8 Stunden Deine Verbraucher versorgen kann.
Laden und Verbrauchen dieser Batterie ist aber nicht gut möglich, da der Verbrauch schon die Energielieferung aus der Solarzelle ausmacht.
Die Batterie muß also zuerst unbelastet vollgeladen werden.
Dann ist ein Lastabwurf bei Tiefentladung zu realisieren, sonst brauchst Du alle halbe Jahre eine neue Batterie (Tiefentladung).

Ich empfehle Dir, einen leistungsfähigen DC/DC-Wandler 12V zu 5V für jeden der 5V-Verbraucher einzusetzen, da diese am wenigsten Verlustenergie bewirken. Die gebräuchlichen (L296, LT1005, MC39xxx) gehen bis 5A.

Die 12V Geräte sind über den Lastabwurf ebenso wie die 6 Schaltwandler für die 5V Geräte an die Batterie anzuschließen.

Wenn die Geräte nur sporadisch eingeschalten werden, dann einen Schalter an der 12V-Seite vorsehen, so daß die Schaltwandler nicht im Leerlauf Verluste produzieren und die Batterie unnötig entleeren.

CU
Stef

[la_geria]

Das Solarmodul solle also die Dauerlast liefern können.
Allerdings geht das nur einen sehr kurze Zeit lang, in der die Optimale Sonneneinstrahlung vorherscht.
Als notwendigen Pufferspeicher hast Du eine Batterie mit 90Ah vorgesehen, die dir über ca. 8 Stunden Deine Verbraucher versorgen kann.
Laden und Verbrauchen dieser Batterie ist aber nicht gut möglich, da der Verbrauch schon die Energielieferung aus der Solarzelle ausmacht.
Die Batterie muß also zuerst unbelastet vollgeladen werden.
Dann ist ein Lastabwurf bei Tiefentladung zu realisieren, sonst brauchst Du alle halbe Jahre eine neue Batterie (Tiefentladung).

Ich empfehle Dir, einen leistungsfähigen DC/DC-Wandler 12V zu 5V für jeden der 5V-Verbraucher einzusetzen, da diese am wenigsten Verlustenergie bewirken. Die gebräuchlichen (L296, LT1005, MC39xxx) gehen bis 5A.

Die 12V Geräte sind über den Lastabwurf ebenso wie die 6 Schaltwandler für die 5V Geräte an die Batterie anzuschließen.

Wenn die Geräte nur sporadisch eingeschalten werden, dann einen Schalter an der 12V-Seite vorsehen, so daß die Schaltwandler nicht im Leerlauf Verluste produzieren und die Batterie unnötig entleeren.

Also die Anforderung ist diese einen 24h/7Tage Betrieb zu gewährleisten. Es ist nicht möglich einfach etwas abzuschalten, da es sich um Sendeanlagen handelt welche ständig laufen müssen. Unter den gegebenen Umständen bitte ich darum zu erklären was zu tun ist. Die Anlge wurde von Lieferanten so augelegt und er telte mit das diese 50% Reserve hat. Selbstverständlcih hatten wir die Anlage ohne Last ca. 4 Wochen laufen lassen um die Batterie vollständig aufzuladen.Danke

[el-haber]

Hi,
da bist Du einem Bananenprodukt aufgesessen.
Das reift erst beim Kunden und mit Geld (statt mit Wärme).

Also 1. Für einen 24h/7 Betrieb muß die Energiemenge berechnet werden, die gewonnen und entnommen werden kann.

2. Die Solaranlage und die Batterien sind entsprechend aufzustocken.

Zu 1. Rechne mit 4h*150W als Tagesproduktion Deines Solarmoduls.
Rechne mit 140W/h Verbrauch an 12V bei optimalen Konvertern.

zu 2. Ergebnis aus 1.
(Batterie muß 2 Tage halten: 6720Wh - Für 12V sind das 560Ah)
(Solargenerator: 6720Wh/4h = 1680W peak)

Und dann kommt der Winter!
Für diese Jahreszeit gilt, daß es genügend Wind, aber keine verwertbare Sonne gibt. - Also einen Windgenerator dazuschalten.

CU
Stef

[la_geria]

Das hört sich ja toll an, ich bin also auf Lanzarote, hier haben wir 8 Sonnenscheinstunden täglich auch im Winter. Kannst du nun beschreiben was ich nun machen muss?

[el-haber]

Hi,
selbst bei 8h ist die Anlage unterdimensioniert, da Du von den 8 Stunden nur ca. 4 mit der maximalen Ausbeute nutzen kannst!


Schön für Dich, daß Du erst jetzt zugibst, daß hier keine Mitteleuropäischen Maßstäbe anzusetzen sind.
Selbst wenn Du jetzt einen Solarfolger an die Panele schraubst, dann bleiben Dir immer noch 16h Versorgungslücke.
Dazu kommt noch die Ladezeit, in der die gesamte Ladeenergie gleich in der Funkkiste verheitzt wird. Da das Solarmodul nur die gleiche Energiemenge bringt, die Deine Funke verbraucht, kommt es also zu keiner Ladung der Batterie für die folgende Nacht.

Simple Rechnung: 140W/h*48h = Batteriekapazität
wie oben schon ausgerechnet 6720Wh Bei 12V also 560Ah
Ladung: 6720Wh/8h (bei Solarfolger) ca. 850Wpeak

CU
Stef

[la_geria]

nun weiss ich aber immer noch nicht mehr. Ich weiss  nun das es falsch ist was dort installiert ist. Ich weiss aber immer noch nicht was ich denn jetzt tun muss um die Anlage in Gang zu bekommen, wäre nett ich bekäme eine Erklärung, bin nicht der Freak, hoffte das sich hier welche tummeln

[DJansgar96]

ich würd noch ein oda zwei mudule dazukaufen und vielleicht noch nen zweiten akku oda so,...

[Knolle_P [Webmaster]]

Wie El Haber schon sehr ausführlich geschrieben hat ist die Anlage wesentlich unterdimensioniert.
Selbst wenn die Sonne jeden Tag 8 Stunden volle Leistung bringen würde was sie aber eben nur mittags tut dann müssten mindestens noch 2 weitere Solarmodule her und mindestens 1 weiterer Akku um die 16 Stunden Dunkelheit zu überbrücken.
Da die Sonne aber eben nicht immer volle Leistung bringt, die Akkus mit jedem Tag auch immer kleiner werden und beim Laden der Akkus auch einige Verluste auftreten die hier noch nicht berücksichtigt wurden, wird noch mehr Leistung benötigt in Form von Akkus und Modulen.

Laut El Habers Rechnung brauchst Du also 5-6 von den Solarmodulen und 6 Akkus. Wobei er die Akkus für 48 Stunden dimensioniert hat. Da würden auch weniger gehen, da wir ja nur 16 Stunden ganz ohne Licht sind aber wie gesagt, die Akkus werden von Tag zu Tag "kleiner".
(Kleiner im bezug auf die zu speichernde Energiemenge)
Aber er wird dir sicher noch antoworten!
Die Info hier nur schon vorab.
Ach so ein passender grosser Laderegler wird wohl auch noch gebraucht, ich denke nicht das es so gut ist die alle zusammen an das Batterie-Paket zu hängen.
Gruss,
KnolleP

PS:
Wenn man Dir das Paket verkauft hat für 24 Stunden Dauerbetrieb und die Angaben genau so waren wie hier. Dann ist das eine Sauerei. In DE kann man den Kaufvertrag dann rückgängig machen eventuell sogar Schadendsersatz verlangen wegen fehlen einer zugesicherten Eigenschaft. Aber das müsste man dann auch beweisen können....
Ist jedenfalls eine Sauerei sowas...

[el-haber]

Hi Knolle und La_geria (oder wie darf ich Dich anreden?),

genau das sind die Hinweise, die sich in der Rechnung verbergen.
Allerdings bezweifle ich, daß alle Angaben aus Deinem  ersten Eintrag bei der Beschaffung auf dem Tisch lagen.
Sonst kann ich mir die Behauptung eines Sicherheitspuffers von 2 bei dieser Dimensionierung nicht erklären.
Ich komme mit meiner Rechnung und den Ausgangszahlen auf eine Betriebszeit von 8h aus der Batterie + die Betriebszeit unter Sonnenschein (4-8h) aber keine weitere Ladung der Batterie. Also insgesamt eine Betriebszeit von etwa 8h täglich.
Was mir auch auffällt ist die Aussage - "ich habe ein Solarmodul ...... Laderegler und Batterie gekauft." War hier überhaupt ein beratendes Unternehmen beteiligt?

Wenn ich einen Faktor 2 zur Sicherheit einführe, der einen Regentag überbrückt, dann Brauchst Du einen Satz Batterien mit zusammen mindestens 560Ah (Vielleicht in 2 Gruppen aufgeteilt, die jeden Tag umgeschalten werden, damit die Alterung nicht zu stark greift.) Das sind bei 100Ah pro Batterie also 6 Stück. (gerade Zahl wegen der 2 Gruppen).

Dazu muß das Solarmodul auch in der Lage sein, alle Batterien in der kurzen Betriebsphase volzuladen. Ansatz mit Kapazität / 6h als Standortvorteil ergibt ca. 100A Ladestrom und damit ein Modul mit mindest. 1200Wpeak. Dazu einen passenden Laderegler und Umschalter.

Mit etwas Geschick ist dies auch aus meinem letzten Posting herauszulesen.

CU
Stef

[la_geria]

Danke für Eure Ausführungen, der zu erst angegebene Text ist die Anfrage beim Fachhändler im Original. Ich bin nun doch sehr zornig das ich darauf reingefallen bin, sollte doch ein "Fachhändler" das können und Wissen haben eine entsprechende Anlage zu konfigurieren. Leider haben wir weder den Platz für weitere 2x1mtr. grosse Panele z.Zt. um weitere Panelen zu installieren. Zudem ist das nicht finanzierbar, da diese Anlage ein Prootyp für weitere 72 Anlagen sein sollte, also damit fällt dann wohl die ganze Geschichte flach da unrentabel. Was tummeln sich doch in BRD nur für tolle Fachfirmen, danke für Eure Hilfe. Für ein paar Accesspoints im WLAN und drei Switche ist das nicht ok.

[el-haber]

Hi,
dumme Gegenfrage!

brauchen die WLAN-Repeater und Router wirklich so viel Strom?
Kannst Du mal mit einem Dummy-Widerstand von 2Ohm (und entsprechender Kühlung) die Stromkennlinie der Solarmodule über einen Tag aufzeichnen?
Vielleicht gibt es noch Optimierungspotenzial.
Allerdings ein oder 2 Module mehr werden es auf jeden Fall.

Cu
Stef

PS. nicht jeder Fachhändler kann mit 24/7 und dahinter versteckten Fallen was anfangen. Auch sind die Solarmodulhändler für solche Anfragen nicht wirklich alle gleich schlau.
Wahrscheinlich hat sich der Händler gedacht, das ist wie ein autonomes Kraftwerk, das in BRD zur Zeit häufig entsteht - Wenn Sonne da, dann Strom verkaufen und wenn keine Sonne da, dann kein Strom - Basta.

[la_geria]

Also die Accesspoints ziehen an 5V ca. 1,8Amp. Somit ist die Angabe wohl richtig, die Tatsache das es APs sind bedeutet das ich die Energie tatsächlich kontinuierlich benötige. Diese Fa. ist also selber Hersteller von Panellen und für mich war das klar das die Ihr Handwerk verstehen. Was denkst Du nun was ich tun muss, es kommt mir sehr komisch vor das ich diese Technik mit der vorhandenenTechnik nicht betreiben kann. An 220V hatte ich über drei Jahre einen Stromverbrauch von knapp 10kw. Gibts da nun eine Lösung zwecks Funktion?

[el-haber]

Hallo La_geria,
dann lass uns nochmal alles durchrechnen.
5V, 1,8A als genauer Wert der Dauerlast mal 6 Geräte. + 2 Geräte mit 12V Versorgung.

Für 5V ergeben sich also 54W. (statt zuvor 90W). mal 24Stunden.

Anders rum 10kW / 1000Tage (3 Jahre) = 10Watt pro Tag)
irgendwas stimmt da nicht überein. Vielleicht geht die Leistung der Repeater-Module mit der Belastung rauf und runter?

Gehen wir von einer mittleren Last von 20Watt pro Tag aus (reserver = Faktor 2).
Dann sollten die 900Watt/h aus der Batterie und die 150W*6h aus dem Modul doch reichlich sein.

einzige Methode um Energie zu sparen sehe ich in der Verwendung von guten Schaltwandlern, die aus den 12V die 5V erzeugen.

CU
Stef

[la_geria]

also welche Geräte und wo kann man diese zu welchem Preis kaufen