Wie Ladeanzeige in Schaltung mit Solarzelle integrieren?

[Engel]

Hallo,
ich möchte im Garten, wo eine Netzstromversorgung schwierig und wo sonst der Akku oft gewechselt werden muss, eine Kleinstanwendung mit monokristallinen Solarzellen versorgen. Der Verbraucher wird normalerweise mit 2 parallel geschalteten 9-Volt-Blocks versorgt und benötigt 24 Stunden am Tag höchstens 1 mAmpere im Durchschnitt. Zur Stromversorgung wollte ich 3 oder 4 Solarzellen in Reihe schalten. Bisher habe ich zwei in Reihe geschaltet, diese liefern im Leerlauf 8,4 Volt und 50-60 mAmpere, lade ich einen Akku auf, nur 25-30 mAmpere. Ich dachte, die Leistung geht unter Last um 25 bis 30 Prozent zurück, warum sind es bei mir über 50%? Liegt das am Innenwiderstand des Akkus oder ist dies je nach Solarzelle sehr unterschiedlich? Nach einem Solarrechner würde ich 30-40 mAh Ertrag pro Tag erhalten. Daher ausreichend, aber keine grossen Reserven. Drei Solarzellen liefern ja über 12 Volt, das müsste ja zum Aufladen eines 8,4 Volt Akkus reichen.

Zur Schaltung:
Die Solarzellen 1) erzeugen eine Spannung zwischen 0 und 13 Volt. Liegt die Spannung über 10 Volt und die Akkus haben weniger als 9,7 Volt, werden diese aufgeladen; haben die Akkus 9,7 Volt erreicht, wird der überschüssige Strom über die Zenerdiode 4) abgeleitet und eine LED 3) leuchtet (zur Kontrolle, dass der Akku voll ist). Erzeugen die Solarzellen eine Spannung von unter 10 Volt, verhindert die Schottky-Diode, dass Strom über die Solarzellen und Dioden verloren geht und der Verbraucher 7) wird aus den Akkus gespeist.
Ich habe nur Grundkenntnisse in Elektronik, keine Erfahrung mit Solarzellen und habe mir das Halbwissen zusammengesucht. Daher zwei Fragen: Könnte meine Schaltung wie von mir gedacht funktionieren? Die Schaltung sollte möglichst einfach, muss aber nicht optimal sein.
Aißerdem hätte ich noch eine LED, die mir anzeigt, dass der Akku geladen wird, aber leider keine Idee, wie ich diese in die Schaltung integriere.
Danke für eure hilfreichen Antworten

[hubert.g]

Hallo
Ohne relativ aufwändige Schaltung mit OP wird da nichts gehen. Diese Schaltung würde dann aber mehr Strom brauchen als dein Verbraucher.
Solarzellen sind sehr hochohmige Stromquellen deren Innenwiderstand sich mit der Sonnenbestrahlung ändert. Datenblatt angaben sind immer sehr optimistisch.

[anders]

Du schreibst, dass du monokristalline Zellen verwendest.
Die liefern aber selbst im Leerlauf pro Stück weit weniger als 1V, unter Last vielleicht 300..500mV.
Wie kommt es zu dieser Diskrepanz?

[Engel]

Hallo,
danke für eure Antworten!
Dann lasse ich es mit der Anzeige.
Die Zellen sind bis auf "helle Streifen" einheitlich schwarz, da müssten es doch monokristalline sein. Die Spannungen und Ströme sind gemessene Werte. Die Zellen sind aus einem Handyladegerät.
Viele Grüße
Jürgen

[anders]

Die Zellen sind bis auf "helle Streifen" einheitlich schwarz

Kristalline Solarzellen sind wegen einer aufgedampften Entspiegelung oft bläulich.
Ebenso fällt auch noch die baumartig verzweigte Ableitelektrode aus schmalen Aluminiumstreifen auf.

Wenn das Material auf die Rückseite einer Glasplatte aufgedampft ist, und wie geritzt in zentimeterbreite Streifen unterteilt ist, wird es sich um eine Zelle aus amorphem Silizium oder einem anderen Halbleitermaterial handeln.
Jeder dieser Streifen stellt ein Fotoelement dar, die elektrisch alle hintereinandergeschaltet sind. Dadurch ergibt sich dann die hohe Ausgangsspannung.
Zellen aus kristallinem Silizium kann man so nicht herstellen; da sind die einzelnen Elemente immer mechanisch getrennt.

[Engel]

Hallo,
danke für eure Antworten! Ich habe gedacht:
die Oberfläche der Solarzelle ist einheitlich, daher keine polykristalline. Der Sonne zugewandten Seite ist kein Glas, die Oberfläche ist nicht rötlich oder bräöunlich, von mir berechneter Wirkungsgrad liegt bei 12%, daher ist es nicht amorph, bleibt monokrillalin übrig. Könnte aber auch eine seltene Art sein.
Grüsse
Jürgen

[Elk]

Hallo,
eine einfache "Ladekontrolle" siehst du am angehängten Bild.
Funktion: Ab einem bestimmten Strom soll an R1 eine Spannung von etwa 0,6 V abfallen, die den Transistor dann durchsteuert und die LED zum Leuchten bringt. Der Wert für R1 muss daher entsprechend gewählt werden.

stromkontrolle.gif

Eine Ober-und Unterspannungsanzeige könnte sehr einfach mit dem ICL7665 realisiert werden, der nur 3 µA Eigenverbrauch hat.
Aber wie bereits gesagt wurde, diese ganzen Kontrollleuchten verbrauchen für eine so kleine Solaranlage wahrscheinlich zuviel Energie.


Gruß Elk

[Stromer13]

Noch ein kleiner Beitrag zu den Solarzellen, amorpe Zellen sind sehr dunkel gehalten , schwarz auch leicht zuerkennen da diese sehr oft unter einen nicht UV beständigen Kunststoff sich befinden, Dünnschicht Module erkennt man auch an den dunklen Zellen liegen aber meist zwischen 2 Glasplatten, Monokristaline Zellen sind meistens blaülich haben einen recht annehmebaren Wirkungsgrad ( zw. 13-17%), und die Polykristallinen Zellen erkennt man leicht an der " Eisblumen Struktur ".
Ich bevorzuge einfache Dünnschicht Module da diese günstig im Preis sind.
Gruß

[SAD]

Moin!

Beim großen "C" kann man sich gut ansehen,wie monokristaline Solarzellen aussehen.