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Spannung an Solaranlage zu hoch?

Liebe ELVforum-Community, mit dem heutigen Tag informieren wir Sie darüber, dass dieses Forum demnächst eingestellt wird. Alle weiteren Informationen zu diesem Schritt und welche Alternative wir planen, entnehmen Sie bitte dem angepinnten Forumsbeitrag.
Beiträge zu diesem Thema: 8

Homematic Schaltaktor für Batteriebetrieb HM-LC-Sw1-Ba-PCB für Smart Home / Hausautomation

Artikel-Nr.: 104895

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Spannung an Solaranlage zu hoch?
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08.10.2016, 17:41
Liebes ELV-Team,

ich verwende den Homematic Schaltaktor HM-LC-Sw1-Ba-PCB an einer kleinen Solaranlage mit Akku und Laderegler, um gelegentlich eine Bewässerungspumpe zu schalten.

Ich habe jetzt festgestellt, dass mein Solarpanel zeitweise bis zu 17,5 V Spannung liefert und die dann auch am Versorgungseingang (KL1) des Schaltaktors anliegen.

Laut Datenblatt dürfte die Versorgungsspannung nur bei 5–15 VDC liegen.

Bisher funktioniert alles ohne Probleme aber empfehlen Sie auch bei dieser leicht überhöhten Spannung einen Step-Down-Wandler zu verwenden wie in dem anderen Forenbeitrag "Neue Revision bis 24V DC Eingangsspannung?" geraten?

Der empfohlene Kemo M015N kommt mir für die benötigten 21 mA etwas überdimensioniert vor - würde nicht ein einfacher Festspannungsregler wie der L78L12 von STMicroelectronics mit max. 40 mA auch reichen?

Viele Grüße,
Daniel Krampe
Aw: Spannung an Solaranlage zu hoch?
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08.10.2016, 18:27
Servus,
Du schreibst "mit Akku" - warum schließt Du den Aktor nicht an den Akku an? Bei dem kann die Spannung nicht so hoch werden...
Ich persönlich würde mir um die 2,5V keine Gedanken machen, zumal, wenns denn zuviel wäre, hätte das Ding schon das Zeitliche gesegnet...
Ein StepDown ginge natürlich auch, wäre mir aber zuviel Aufwand.
Zur Beruhigung kann man ja 2-3 Dioden in Reihe schalten, dann sind auch 1,4-2,1V weg.
Gruß - Toni
Aw: Spannung an Solaranlage zu hoch?
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08.10.2016, 20:34
Hallo Toni,
vielen Dank für Deine Antwort.
Wenn das Solarpanel Strom erzeugt, schaltet der Ladecontroller zum Akku durch und dann liegen natürlich auch am Akku die 17,5 V an. Ich probiere jetzt mal aus, ob der Homematic Schaltaktor durchhält und falls nicht, bestelle ich einen neuen und reduzieren dann die Spannung mit Deinem Tip.
Grüße,
Daniel
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08.10.2016, 20:50
...am Akku können unmöglich 17,5V anliegen, weil der niedrige Innenwiderstand eines (?12V)Akkus die Spannung auf den Nennwert (vermutlich 12V - 13,8V) zusammenbrechen läßt.
Irgendwo hast Du einen Denk/Messfehler drin...
Wenn Du ein "fettes" Solarpanel hättest, wäre es theoretisch möglich, daß im Lauf der Zeit ein kleiner Akku auf 17,5V geladen werden könnte, was aber wiederum dann den Akku zur Explosion bringen würde.
Bei einem (vermuteten) Panel mit vielleicht 5W und einem Akku mit 10Ah passiert gar nix, da die 17,5V nur bei "vollster" Sonneneinstrahlung auftreten (und ohne Laderegler!!!).
(10Ah und 5W "aus dem Bauch" - ohne Berechnung oder Gewährleistung!!! zum Rechnen bin ich jetzt zu faul.)
Gruß - Toni
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09.10.2016, 13:24
Mein Vorredner hat die wesentlichen Dinge schon gesagt, dennoch eine Frage: hast Du gemessen!!, daß die Spannung am Schaltaktor so hoch ist, oder stehen die 17,5V nur im Datenblatt des Solarpanels - was ich vermute.
Zu den 17,5V am Aktor könnte es dann nur kommen, wenn die Verbindung Akku-Aktor unterbrochen wird und der Aktor somit direkt am Solarpanel hängt.
Wenn Du Dich davor schützen willst - und der Aktor funktioniert ab 5V, kannst du die bereits empfohlenen Dioden in Serie zur Speisung des Aktors schalten, oder auch gleich eine Z-Diode mit der gewünschten Differenz. Ich persönlich nehm aber immer Dioden. (Wegen dem Arbeitspunkt bei so kleinen Strömen...)
Ein Kluger kann sich leicht dumm stellen - umgekehrt wird es schwierig.
Aw: Spannung an Solaranlage zu hoch?
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09.10.2016, 19:23
Hallo zusammen,

vielen Dank für Eure hilfreichen Tipps. Ich habe jetzt den Fehler gefunden und möchte ihn gerne teilen, falls jemand dasselbe Problem hat:

Da ich Strom und Spannung vom Solar-Panel (5W) und Batterie (1,2 Ah) kontinuierlich messe, habe ich die Minus-Pole aller Anschlüsse zusammengeschaltet und nur die Plus-Pole nach den drei Strompfaden Solar, Batterie und Last aufgeteilt. Ich bin davon ausgegangen, dass der Solarcontroller den Plus-Pol zur Batterie trennt, sobald die Batterie voll geladen ist.

Leider passiert das in dieser Schaltung nicht und die Batterie lädt immer weiter. Das führt dazu, dass ich wirklich an den Kontakten der Batterie 17V gemessen habe, der Solar-Controller anzeigt "Batteriespannung zu hoch" und die Batterie zischende Geräusche macht...

Wenn ich den Strompfad vom Solar-Panel komplett separiere (incl. Minuspol) dann funktioniert es und der Ladecontroller begrenzt die Spannung an der Batterie auf ca. 14 V, egal welche Spannung am Solarpanel anliegt.

Wieso das so ist habe ich leider nicht verstanden, da ich nicht genau weiß wie der Ladecontroller funktioniert. Vielleicht hat ja jemand von Euch eine Erklärung!?

Anbei habe ich die falsche und die richtige Schaltung angehängt.

Viele Grüße,
Daniel


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10.10.2016, 08:28
Was ist die blaue Platine, die Du im ursprünglichen Plan doppelt hast und jetzt nur 1x ? (das nur Nebenbei)

Mögliche Fehlerquelle, die ich mangels Innenleben des Solsum nicht 100% sagen kann:
Ich habe früher selber Solarregler in ähnlicher Art gebaut, da war aber NIE die Masse auf selbem Potential, weil ein MOSFET als Regler (Solarseitig) einerseits und ein Shunt (Laststrommessung) andererseits ein gemeinsames Massepotential verhinderten.
Dieser Schaltungstyp dürfte sehr weit verbreitet sein. Ich hab noch ein paar Steca-Regler hier rumliegen, müßte mal messen, ob die gemeinsames Massepotential haben oder nicht, glaube aber: nicht

Und das kann dazu führen, daß der Regler nicht mehr regeln kann, weil Du den Regler-MOSFET damit "gebrückt" hast = voller Saft auf den Akku - immer!
Ein Kluger kann sich leicht dumm stellen - umgekehrt wird es schwierig.
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10.10.2016, 08:55
Servus,
der Laderegler begrenzt die Spannung, die an die Batterie geht auf 14,4V (bzw. 13,8V), das ist die Ladeschlussspannung eines Bleiakkus.
Je nachdem, wie der Laderegler aufgebaut ist (da gibts verschiedene Schaltungen, die ich mir nicht alle angesehen habe), kann man nicht einfach den Minus- oder Pluspol "zusammenschalten". Beim "LM358" (http://corsair.flugmodellbau.de/files/elektron/197890~1.PDF) z.B. ist der Plus durchgeschaltet. Vermutlich ist Dein Regler ähnlich, durch Deine erste Schaltung wurde der Laderegler durch den gemeinsamen Minus praktisch kurzgeschlossen, weshalb die volle Solarspannung an die Batterie durchgereicht wurde und damit die Batterie zerstört hat.
Die Spannung eines Solarpanels ist proportional zur Sonneneinstrahlung, 17V ist die max. erreichbare Spannung, die auch angegeben wird. Schließt man das Panel bei Sonne kurz und misst den Strom, bricht die Spannung auf nahe 0V zusammen und der Strom steigt bis zum angegebenen Maximum.
P.S.: zwischenzeitlich hat rainmaker auch geantwortet, ich schicks trotzdem ab.
Gruß - Toni