Ist es nicht falsch in Solarleuchten Ni-MH Akkus einzusetzen?

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4 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

"bis zur Kasse und ein paar Meter vorbei halten sie ja...."

Richtig.

Gerade diese "Plastikknutschkugeln" wie die auf deinem Bild. Da liegt die (ohnehin schon minderwertige) Solarzelle innen drin und bekommt nur noch den Bruchteil des Lichtes ab, den die Plastekugel durchlässt.

Häufig sind die Akkus schon tiefenentladen, wenn du die Leuchte kaufst, weil die dann vom vor-vor-vorletzten Jahr sind und/oder weil Kunden sie zum Ausprobieren einschalten und die dann nachts leerlaufen und am nächsten Tag leer bleiben, weil in den wenigsten Baumärkten die Sonne scheint :-).

Wenn du dir die Elektronik mal näher ansiehst, fällt dir vielleicht ein vierbeiniger schwarzer Chip auf. Das ist der Laderegler und gleichzeitig ein Step-Up-Wandler und auch ein Dämmerungsschalter.

Schau dir mal die Funktionsweise an.

Wenn genug Sonne scheint, dann geht die Leuchte aus und der Ladevorgang setzt ein. Eine Ladestrombegrenzung gibt es bei den paar mA nicht. Das ist in der Größenordnung auch nicht wirklich für NiMH schädlich, wenn sie dabei überladen werden.

Wenn die Sonne untergeht, verliert die Solarzelle an Spannung und es wird in den Leuchtmodus umgeschaltet.

Dir ist sicher nicht entgangen, dass solche Leuchten (sofern man sie nicht auf lebensbejahendere Farben umrüstet, wie ich es immer mache^^) kaltweiße LEDs, die 3V Durchbruchspannung haben, haben. Darunter tut sich nichts. Der NiMH liefert nur 1,2V.

Daher ist in dem schwarzen IC noch ein Spannungswandler drin (der vermeintliche grüne Widerstand ist eine Induktivität, die von diesem Wandler benötigt wird). Dieser erhöht die Spannung auf 3V.

Und hier liegt das Problem: Schaltet der Wandler nicht spätestens bei 1V Eingangsspannung ab, zieht er den Akku gnadenlos in die Tiefenentladung. Die Leuchte wird im Verlaufe der Nacht immer dunkler und dunkler, bis sie ganz erlischt und der Akku vielleicht noch 0,7V hat.

Am nächsten Tag wird der schon leicht angefressene Akku wieder (zumindest teilweise, da Solarzelle minderwertig) aufgeladen.

Diese Spirale geht immer weiter abwärts, bis die Solarleuchte gar nicht mehr funktioniert, weil der Akku hinüber ist.

Hinzu kommt, diese kleinen grünen Akkus haben nur einen Bruchteil der angegeben Kapazität. Sie sind oft buchstäblich nur halb voll. Rechnerisch müsste man mit den Standard 600mAh locker über die Nacht kommen.

Warum macht man so: Weil es billig ist und niemand mehr als 1€ dafür ausgeben will. Vernünftige Akkus, vernünftige Solarzellen und vernünftige Leuchtmittel kosten halt mehr und man könnte den Preis nicht halten.

Woher ich das weiß:Hobby

Dann wäre es auch nur von kurzem Nutzen, einen"anständigen" Akku einzusetzen. Den würde ja die tägliche Tiefentladung auch in die Knie zwingen. An der Qualität der verwendeten Elektronik kann man also kaum was machen. Andere LED mit kleinerer Durchbruchspannung brauchen dann wohl ne andere Induktivität?

Oder kann man mit der normalen roten LED ganz darauf verzichten? Die kann ja mit 1,2V.

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@Weltreisender24

Du könntest die Leuchte so richtig leerlaufen lassen, den NiMH herausnehmen und mal die Spannung messen. Wenn diese bei 1V (0,9V geht auch noch so gerade eben durch) liegt, dann ist alles in Butter und du kannst einen guten Akku einsetzen, weil dann die Abschaltung bei Tiefenentladung funktioniert. Ansonsten würde ich den trotzdem wechseln, aber irgendeinen Billig-NiMH einbauen (vorder durchladen). Alles andere ist Perlen vor die Säue.

Du kannst eine rote LED in die Schaltung einsetzen (habe ich selber schon gemacht). Die Schaltung schiebt da bei einer kaltweißen LED gerade mal 2-5mA durch. Da kannst du quasi alles einsetzen, weil der Spannungswandler nen sehr hohen Innenwiderstand hat (mit Glück sogar eine halbwegs geregelte Stromquelle). Die LED geht eher durch Frost und Witterung kaputt als durch zu viel Strom.

Wenn du die Induktivität austauschst (hab erstmal eine Alternative in der Bastelkiste^^), dann veränderst du lediglich die Spannung. Diese geht zwar hoch, aber die Stromstärke dafür runter. Kontraproduktiv und bei diesem Chinamist nicht wirklich sinnvoll.

Und noch einen Tipp für Solarleuchten mit offenliegender Solarzelle: Dichte sie rundherum mit Heißkleber ab, damit die Solarzelle ihrer Schutzart auch wirklich gerecht wird und das ganze tatsächlich im Regen mehr als eine Woche übersteht^^.

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@Weltreisender24

Von was für Accus sprichst Du überhaupt.

Wenn der Accu wie eine Batterie maximal 1,5 hat sind 0,7 Volt keine Tiefanentladung.

Alle Solarleuchten die ich bisher gesehen haben arbeiten mit 1,3 Volt oder so.

Da brauche ich dann keine sonderliche Elektronik um die LED zu betreiben. Ein Widerstand reicht und dann fällt an ihm eben etwas Spannung an wenn der Strom fließt.

Setze ruhig einen anderen Accu ein. Das die Accus nur eine gewisse Zeit halten ist normal. Darum wird oft auch die Anzahl von Ladezyklen angegeben. Heute halten die Accus länger als noch vor 10 Jahren.

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Hallo Weltreisender24,

Ich finde deine Frage interessant und versuche mal eine Antwort, die die Vielschichtigkeit des von dir beobachteten Nachlassens der Leuchtdauer erklären soll:

Ist es nicht falsch in Solarleuchten Ni-MH Akkus einzusetzen?

Nein, wenn man es richtig macht. Im Vergleich mit anderen Akku-Typen ist der Ni-MH Akku relativ unempfindlich, hat keinen Memory-Effekt, es gibt ihn in Varianten mit einer sehr niedrigen Selbstentladung, der dann auch als Lagerware, die erst nach einem Jahr in den Verkauf kommt, noch mehr als 80% der ursprünglichen Ladung hätte.... und er brennt nicht ;-) !!!
Außerdem ist die Ladetechnik ausgereift, unkompliziert und entsprechende Laderegler sind für wenige Cent zu erwerben.

NiCd wird kaum noch verwendet, da in fast allen Eigenschaften schlechter... und Akkus auf Lithium-Ionen Technologie basierend sind viel empfindlicher als Ni-MH Akkus.

Laut der technischen Beschreibung ( https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/1101251.htm) ist für diese Art Akku nichts so schädlich wie eine vollständige Entladung.

Das trifft auf andere Akku-Typen ebenso zu, viele reagieren sogar viel empfindlicher auf Tiefentladung als Ni-MH Akkus.

Außerdem verstehe ich nicht so ganz, warum du davon ausgehst, dass der Akku in deiner Solarleuchte bis zum bitteren Ende entladen wird?
Der Entwickler einer Solarleuchte sollte sich des Problems der Tiefentladung durchaus bewusst sein und eigentlich immer dafür sorgen können, dass bereits vor Erreichen des erlaubten niedrigsten Spannungswertes der Stromfluss langsam abgeregelt und eine schädigende Tiefentladung nicht stattfinden kann.

Besonders leicht ist die richtige Entladung mit einem Schaltregler zu realisieren, der bei weißen LEDs sowieso verwendet werden muss, um auf die benötigte Flussspannung von 2,7 bis 3,5 Volt zu kommen...außerdem sorgt er für einen konstanten Strom, der erst kurz vor erreichen der Entladeschlussspannung verringert wird bis zum Abschalten.

Du kannst ja mal den Ladezustand eine Akkus messen, nachdem die Leuchte aufgehört hat, Licht zu emittieren. Wenn der Wert von 1V bis 0,9V nicht unterschritten wird, ist alles okay.

Generell gilt für alle Akkutypen, dass ihre typische eigene Entladeschlussspannung nicht unterschritten werden darf, um ihre Lebensdauer nicht zu verkürzen bzw. sie irreparabel zu schädigen. Im Vergleich zu anderen Akkutypen ist aber der Ni-MH-Akku deutlich unkritischer und nippelt nicht sofort ab, seine Schädigung ist nicht so extrem wie bei Lithium-Technologie.

Was im Endeffekt dazu führt, dass deiner Beobachtung entsprechend die Leuchtdauer schnell nachlässt, müsstest du mal genauer messen, also

  1. Dauer und Intensität der Lichteinstrahlung
  2. ins Verhältnis gesetzt zu Ladestrom mit Ladeschlussspannung sowie
  3. Entladestrom bzw. Leuchtdauer und exakte Entladeschlussspannung
  4. Veränderung des Innenwiderstand der Akkuzelle über die Zeit (Wochen oder Monate)
  5. Kapazität der Zelle beim Kauf im Vergleich zur Kapazität z.B. nach einem halben Jahr

Außerdem altern Ni-MH Akkus deutlich schneller und verlieren an Kapazität, wenn sie stark erwärmt werden (starke Sonneneinstrahlung) und wenn viele Ladezyklen den Akku nicht vollständig aufladen oder auch immer etwas überladen. Es gibt also viele Gründe für den von dir beobachteten Effekt und die Verwendung von Ni-MH-Zellen ist keine schlechte Wahl, weil preiswert, zuverlässig und durchaus auch langlebig, wenn richtig behandelt.

Grüße, dalko

Wenn ich das richtig verstanden habe, hast du die Gartenleuchten erst seit kurzem ? Bitte beachte, dass wir uns in der Herbstzeit bzw. Winterzeit befinden. Du kannst einen extrem sonnigen Tag im Herbst / Winter nicht mit einem extrem sonnigen Tag im Frühling und vor allem Sommer vergleichen. Das könnte ein Grund für die nur so kurze Leuchtzeit von 2 Stunden sein! Die Sonne ist im Sommer am intensivsten. Das gilt auch für den Menschen, der sich evtl. Energie von der Sonne holen kann. Nur im Sommer wandelt unsere Haut Sonnenstrahlen in Vitamin-D um :-D.

Ob es wirklich an dem Akku liegt, kann ich dir nicht sagen. Grundsätzlich sind Ni-MH-Akkus keine schlechten Akkus und vor allem umweltfreundlicher als NiCd-Akkus, die man früher häufig in Solarleuchten verwendete.

Ich will das nun nicht schlecht reden :-D, aber die Qualität der Solarleuchten an sich können auch einiges aussagen. Solarleuchten im Wert von 100 € sind vermutlich besser als die von T€DI für 5 €. :-O Also ich weiß nicht, wie teuer deine Solarleuchten nun waren, welche Marke, etc.

Kommt immer auf die technischen Detalis der Lampen an.

Ist ein Bauteil zwischen Accu und Glüh Lampe oder sind es LED Lampen wird er Akku eh nie ganz leer. Eine LED brauchen immer was an Spannung um überhaupt zu leuchten.

Beispiel ab 0,7 Volt Leuchten sie eh erst. Alles was darunter ist da bleiben sie aus. Also werden die Accus eh nur von 1,5 Volt z.B. auf 0,7 Volt entladen und nicht wie es bei der Beschreibung von den Akkus steht 0 Volt. Denn nur das ist schädlich.

Sorry, die dicken Finger!!

Das " nicht hilfreich" war natürlich ein Fehler.

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Danke! Die Erklärung hat mir geholfen. Die Leuchtmittel sind zwei weiße LEDs. Klar, durch ihre Schwellenspannung saugen sie nicht bis zum bitteren Ende. Die "Ladereglung" besteht aus einem Transistor, der schaltet, wenn die Solarzelle mehr Spannung als der Akku hat.

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In diesen Solarlampen ist ein Step-Up-Wandler drin (irgendwo müssen die 3V für weiße LEDs ja herkommen, wenn nur 1,2V NiMH vorhanden ist). Der zieht den NiMH knallhart in die Tiefenentladung, wenn der keinen Abschaltmechanismus hat.

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