Frage von Nemadies, 77

17 Volt auf 12 Volt mit Gerät bringen (Solar)?

Weiß jemand wie man unkonstante 17 Volt einer Solarzelle auf Konstante 12 Volt ohne große Verluste bringt? Da gibt's denke ich doch kaufbare Transformatoren mit speziellen schaltung oder sowas in der Art? Oder auch zwei Solarzellen mit 34 Volt auf 12 Volt.

Antwort
von PeterKremsner, 52

Dazu brauchst du einen DC/DC Wandler, genauer einen Step Down oder auch Buck Converter genannt.

Da könntest du zB den nehmen:

http://www.amazon.de/DC-DC-Step-down-Einstellbare-Supply-Module/dp/B008U492C0

wenn du im Internet suchst findest du etliche solcher Module für unterschiedliche Ströme, der hier ist für 3A.

Die Ausgangsspannung ist einstellbar, dadurch kannst du sie jederzeit ändern wenn du möchtest. Es gibt aber auch Converter die auf 5V fix eingestellt sind, diese sind zu bevorzugen, wenn du dir sicher bist, das du nie mehr als 5V brauchen wirst.

Solche Module gibt es auch direkt zur Printmontage oder zB von Texas Instruments als IC. Allerdings brauchst du dann eine externe Induktivität Dioden und ein paar Kondensatoren, die Schaltung musst du auch selbst machen. Für Ströme ab ca 3A aufwärts brauchst du auch noch einen externen Mosfet der den Strom schalten kann.

Je nach Qualität der Konverter und zusätzlichen Komponenten kommst du so auf Wirkungsgrade um die 95%.

Kommentar von Nemadies ,

Super Antwort! :) Einzig den vorletzten Absatz habe ich nicht verstanden. Evtl. liegts daran dass ich mir unter printmontage und IC nichts vorstellen kann. Und benötige ich für eine 100 Watt Solarzelle da noch was spezielleres ?

Kommentar von PeterKremsner ,

100W ist schon ein ganzes Stück mehr Leistung, für den Bereich wird es schon schwerer DC/DC Wandler zu finden, sollte aber möglich sein.

Wichtig ist in dem Fall du musst nachsehen ob dein Wandler die Leistung auch bringen kann, du kannst also keinen 3W Wandler an einer 100W Solarzelle betreiben, da brauchst du schon einen Wandler der mindestens 100W schafft, am besten sollte er 120W schaffen, dann bist du im sicheren Bereich.

Hinter dem Wandler solltest du es auch noch mit einer entsprechenden Sicherung absichern.

IC bedeuetet Integrated Circuit, im allgemeinen Sprachgebrauch werden die Dinger auch Computerchips genannt, obwohl die Bezeichnung hier gar nicht zutrifft. Printmontage ist die Montage der Bauteile auf Leiterplatten mittels Löten, das Mainboard deines PCs wäre so eine Leiterplatte, auch als Platine bezeichnet.

Die Solarzellen selbst solltest du aber mit Kondensatoren puffern, damit verhinderst du dass da etwas zu schwingen beginnt.

Der Parallelregler wie von bit77 ist auch eine Option und für Solarzellen eigentlich gleich gut geeignet wie die Schaltregler du musst den Widerstand und Transistor nur gut genug kühlen, der sollte schon 100W aushalten können.

Lediglich wenn du zusätzlich noch eine Batterie von der Solarzelle ladest kann man es hier mit Schaltreglern versuchen und die restliche Energie auf Seite der Solarzelle in die Batterie einspeisen, dadurch wird die Schaltung aber um einiges größer und komplizierter.

Antwort
von bit77, 35

So eine Solarzelle wird in der Regel mit einem Parallelregler stabilisiert. Die Ausgangsspannung von 17 Volt wird bei voller Einstrahlung erreicht, wenn sie mit dem Höchststrom belastet wird, jedoch steigt dieser noch etwas an, wenn die Last etwas üder den Maximalstrom erhöht wird.

Im Leerlauf dürften etwa 23 Volt meßbar sein. Mit der Schaltung im angehängtem Bild lassen sich stabile Verhältnisse einstellen. Man kann dann direkt einen 12 Volt Bleiakku ranhängen, der automatisch geladen wird.

Mit dem Trimmpoti stellt man zuerst die Spannung auf 13,8 bis 14 Volt ein. Das ist nämlich die tatsächliche Standardspannung für die meisten 12V-Verbraucher und auch die Spannung eines KFZ-Bordnetzes.

Ein Nachteil ist nicht zu vermeiden: ohne eine Stromentnahme verheizt der Widerstand die gesamte Modulleistung, was aber egal ist.  Die Schaltung wird parallel zur Solarzelle geschaltet.

Längsregler würden hier übrigens trotzdem zu viel Energie verschwenden, denn im Teillastbereich arbeiten diese schlechter.

Nur bei kleiner Leistungsentnahme könnte man es mit einem Spannungsregler vom Typ 4812 versuchen, ein 7812 hätte bei schwachen Lichteinfall eine zu hohe Dropspannung.

Expertenantwort
von Peppie85, Community-Experte für Elektronik, 27

das klingt nach dem job für einen Laderegler. google mal nach solarladeregler 12 V

ein solcher laderegler hat in der regel auch noch einen ausgang, an dem man die verbraucher anschließen kann. dieser schaltet sich ab, wenn die akkuspannung unter einen bestimmten wert sinkt (tiefentladeschutz)

lg, Anna

Kommentar von Nemadies ,

Aber manche schalten sich ja bei der angegebenen Spannung von 14 Volt ab. Was aber wenn das Solarmodul 17 Volt erzeugt?

Kommentar von Peppie85 ,

der laderegler schaltet nicht ab, er regelt die spannung runter. entweder macht er das über PWM (Pulsweitenmodulation) oder in dem er einffach eine dummylast zuschaltet, um so die spannung am panel bei 14 volt zu halten.

lg, Anna

Expertenantwort
von realistir, Community-Experte für Elektronik, 34

Transformatoren an Gleichspannung funktioniert nicht.

Das Stichwort für das was du brauchst heißt Stepdown Wandler.

Kommentar von Nemadies ,

Das mit DC/AC war mir klar. Aber danke, genau nach dem Stichwort habe ich gesucht :)

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