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Selfmade-PV Tagebuch 28.05.23 – erster Versuch für einen Unterspannungsschutz

Selfmade PV Tagebuch

Wie versprochen soll es heute um eine Möglichkeit bzw. eine Idee gehen um die Blei-Gel-Akkumulatoren vor einer Tiefentladung zu schützen. Da eine Tiefentladung bei Blei-Akkumulatoren jeglicher Art sehr gefährlich für die Lebensdauer und Ladezyklen der Batterie ist, ist es erforderlich hier einen Schutz zu integrieren. Auch hier habe ich versucht anständige Komponenten mit einem kleinen Budget zu kombinieren.

Inhalt

Hinweis (Disclaimer)

Die in meinen Beiträgen gezeigten Inhalte dienen ausschließlich zu Informations- und Unterhaltungszwecken. Es liegt in der Verantwortung der Leser, jegliche Nachbauten, die auf meinen Inhalten basieren, auf eigene Gefahr durchzuführen

Die Bauteile

Wer meinen Newsletter oder auch die Kurzvideos auf meinem Youtube-Kanal verfolgt hat, der hat bereits einen kleinen Überblick über die Bauteile erhalten, die ich für diesen Versuch verwenden möchte. Es sind 4 Bauteile die ca. 100€ kosten.

Als Erstes habe ich eine Steuerplatine gefunden, die verschiedene Modi zu Schaltvorgängen bei einer Spannungsänderung besitzt. Unter anderem auch das Setzten des Schaltkontaktes bei unterschreiten einer voreingestellten Spannung. Sie kann somit als Unterspannungsrelais arbeiten. Leider war dem Modul keine Betriebsanleitung beigefügt und auch im Internet konnte ich nichts derartiges finden. Ich musste mich durch Probieren an die verschiedenen Funktionsweisen des Moduls herantasten. Das ist leider zu bemängeln, da das Modul neben den 7 Modi auch über Zeitfunktionen verfügt,vermutlich eine Art Anzug- bzw. Abfallverzögerung.

Dann gibt es ein Schaltnetzteil das die Ladung der Batterie übernehmen soll. Da hier nur eine Erhaltungsladung bis zum nächsten Morgen erforderlich sein soll, ist die Leistung des Netzteil auch nicht sonderlich hoch. Entschieden habe ich mich für ein 150 Watt Netzteil. Wichtig hierfür ist vielmehr, dass das Netzteil kurzschlussfest ist und die Ausgangsspannung etwas geregelt werden kann. Der Überlastschutz des Netzteils muss so ausgeführt sein, dass der Strom begrenzt wird. Es gibt auch Netzteile deren Überlastschutz durch Abschaltung der Sekundärseite (24 Volt) geregelt wird, das ist aber für die Ladung der Batterie kontraproduktiv. Das Netzteil würde sich bei dieser Ausführung vermutlich immer wieder weg- und zuschalten, sobald der Überlastbereich überschritten wird. Deswegen habe ich ein Netzteil genommen, dass als Überlastschutz den Strom begrenzt.

Zu guter Letzt noch zusätzlich zwei Relais aus dem KFZ-Bereich um das Netzteil schalten zu können und den Ladestrom nicht über die Kontakte auf der Steuerplatine führen zu müssen. Das macht am Ende das Austauschen bei einem Defekt oder Verschleiß der Relaiskontakte einfacher.

Aufbau

Um das Ganze anschaulicher zu machen und mir den Aufbau zu erleichtern, habe ich einen Schaltplan erstellt, welcher das Gesamtsystem darstellt.

Die Versorgungsspannung für das Steuermodul kommt hier von der Batterie und das Netzteil wird bei unterschreiten der eingestellten Spannung zugeschaltet und soll die Batterieladung erhalten. Mir war wichtig, dass im ausgeschalteten Zustand keine unnötige Energie verbraucht wird. Daher habe ich sowohl ein Relais auf der Sekundärseite (24 Volt) des Netzteils geschaltet, als auch auf der Primärseite (230 Volt). So ist das Netzteil im ungenutzten Zustand komplett ausgeschaltet und verbraucht keinen Ruhestrom. Es wird nur der Strom aus der Batterie benötigt um das Steuermodul zu betrieben. Der Strom für den Betrieb liegt gemessen bei 0,01 Ampere. Also sehr überschaubar.

Nachdem die Komponenten gemäß Schaltplan verdrahtet sind, kann der Versuch gestartet werden und das System im aktiven Zustand getestet werden. Dazu benötige ich ein regelbares Labornetzteil, das die Batterie simulieren soll, und 230 Volt für des Schaltnetzteil.

Testversuch

Wenn das Labornetzteil und die 230 Volt bereit stehen, wird das System das erste Mal im Gesamten in Betrieb genommen. Da hier noch keine Batterie geladen werden soll, wird die Ausgangsspannung des Netzteils mit einem Multimeter gemessen um den Schaltvorgang sichtbar zu machen.

Getestet habe ich mit folgenden Einstellungen: der Modus (U-1) den ich für den Test verwendet habe, hat eine Spannungseinstellung bei der das Relais gesetzt wird. Diese habe ich auf 24,3 Volt eingestellt. Dann hat der Modus eine weitere Spannungseinstellung bei der das Relais zurückgesetzt wird. Diese habe ich auf 25,3 Volt eingestellt. Das Netzteil habe ich im Vorfeld auf 25 Volt eingestellt.

Das Modul soll also bei 24,3 Volt über die Relais das Netzteil einschalten. Diese soll mit 25 Volt die Batterieladung erhalten, bis am nächsten Morgen die PV wieder übernimmt. Steigt nun die Spannung durch den Laderegler über 25,3 Volt schaltet das Modul über die Relais das Netzteil aus und der Laderegler übernimmt wieder alleinig die Ladung der Batterie. Dies hat im Testaufbau auch theoretisch so funktioniert.

Wie geht es weiter?

Der Test war ein voller Erfolg. Das System kann eine Unterspannung erkennen und über das Netzteil die Ladung der Batterie zuschalten. Wie geht es nun weiter? Da ich den Versuchsaufbau so nicht in die Bestandsanlage integrieren kann, muss ein Gehäuse oder ähnliches her. Hier geht es vor allem wieder um Schutzmaßnahmen. Es muss zum Beispiel der Berührungsschutz für die offenen Klemmen der Primärseite (230 Volt!) des Netzteils erstellt werden. Und das wird auch das Nächste sein worum ich mich kümmern werde.

Damit ist der Test offiziell beendet und ich kann mich um die Weiterentwicklung kümmern. Vielen Dank für deine Interesse an meinen Artikeln, Videos etc. Alles Gute und bis demnächst.

Dieser Beitrag hat einen Kommentar.

  1. Ronald Preuss

    Hallo, grundsätzlich würde ich keine Gel- Akkus verwenden, sondern AGM- Akkus hier kann schon mal eine Tiefentladung stattfinden, ohne schaden zu nehmen. Aus Erfahrung kann ich sagen, dass man die Akkus nach zirka 100 Zyklen, dann weitere 100 Zyklen über Kopf verwenden sollte um einer Säureschichtung entgegenzu- wirken. Wir haben mit solchen Akkus in diversen E- Mobilen Fahrleistungen von über 30.000 km erreicht und sie dann weiter in PV- Anlagen als Speicher verwendet. Besonders gut waren auch da die China Akkus, auch Preiswert. Das richtige Laden der Akkus ist natürlich sehr wichtig, besonders bei Reihen Verschaltung.
    MFG R.Preuss

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  1. Ronald Preuss

    Hallo, grundsätzlich würde ich keine Gel- Akkus verwenden, sondern AGM- Akkus hier kann schon mal eine Tiefentladung stattfinden, ohne schaden zu nehmen. Aus Erfahrung kann ich sagen, dass man die Akkus nach zirka 100 Zyklen, dann weitere 100 Zyklen über Kopf verwenden sollte um einer Säureschichtung entgegenzu- wirken. Wir haben mit solchen Akkus in diversen E- Mobilen Fahrleistungen von über 30.000 km erreicht und sie dann weiter in PV- Anlagen als Speicher verwendet. Besonders gut waren auch da die China Akkus, auch Preiswert. Das richtige Laden der Akkus ist natürlich sehr wichtig, besonders bei Reihen Verschaltung.
    MFG R.Preuss

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