Beleuchtung über Solarzellen

[gamecounter]

Hey!

Gestern kam meine Mutter auf die idee, dass sie gerne eines ihrer Dekoteile aus Ton beleuchtet haben will. Nun ok, is ja nicht so schwer. Ich hab ja noch ein paar Solarzellen aus uralt zeiten aus einem Baukasten zuhaus rumliegen, mit denen wird sich schon was machen lassen.

Jo, so kann man sich täuschen.

Nun hab ich vor lauter Problemen nur nochmals Probleme.
Also wie soll ich anfangen? Ziel is es, mittels 2-3 LED's das Objekt, sobald es dunkel wird, mit der am Tag aus den Solarzellen gespeicherten Energie, zu beleuchten. Dass das nicht die ganze Nacht möglich ist, ist mir schon klar, aber für 2-3h müsste es eigentlich gehen (von der Energie).

Nun zu den Problemen:

Die Solarzellen, die ich zuhause habe, liefern, wie es halt nun mal so ist, nur knapp 0,5V. Hänge ich die beiden zusammen komme ich im Durchschnitt auf 1V. 1V reicht allerdings leider kaum, um eine LED zu betreiben. Dazu sind schon eher 2V erforderlich.

Nun ich habe mir das ca so vorgestellt:

Ich lade über den Tag, 2 GoldCaps parallel, und sobald es dunkel wird, betreibe ich die LED's über die GoldCaps, die nun in Serie liegen (-> 2V).

Was hält ihr von dieser Idee??

Das Problem was sich dabei ergibt, ist, wie stelle ich fest, wann geladen wird und wann beleuchtet wird?

das problem ist, dass ich keine stromsparende lösung dafür finde, also die im ladezustand kaum strom verbraucht.

könntet ihr mir vielleicht bei diesen problemen ein bisschen weiterhelfen??

vielen dank

gamecounter

[recycle]

Bei uns im Baumarkt gibts seit Monaten kleine Solarleuchten für den Garten. Die kosten im Doppelpack inclusive Akkus knapp 6 Euro.

Ich habe mir vor mehreren Monaten 2 davon gekauft und im Garten aufgestellt. Die Dinger haben selbst im tieftsten Winter bei kaum Sonne jeden Abend ca 1-2 Stunden geleuchtet und das obwohl die Mignon Akkus die da drin sind Frost eigentlich nicht so gerne mögen.
Jetzt wo es etwas wärmer ist und tagsüber wenigstens hin- und wieder mal ein paar Sonnenstrahen durchkommen, leuchten Sie schon merklich länger.

Als Gartenbeleuchtung finde ich die Dinger nicht so schön, aber die Schaltung und Elektronik die da drin ist, müsste deine Zwecke eigentlich erfüllen.



Ich lade über den Tag, 2 GoldCaps parallel, und sobald es dunkel wird, betreibe ich die LED's über die GoldCaps, die nun in Serie liegen (-> 2V).

In den Gartenleuchten ist ein einzelner 1,2 V Mignonakku drin. Ich vermute mal um diue LED ans leuchten zu bekommen ist da irgendeine Schaltung zur Spannungserhöhung drin die nur Energie frist, wenn die LED leuchtet und nicht während der Akku geladen wird

[Ratber]

@Gamecounter


Ja,so einfach ist das auch wieder nicht.
Du mußt die "Anlage" schon richtig Planen.

Als erstes gehst du vom Verbraucher aus denn der Bestimmt Spannung,Strom und über die Laufzeit die benötigte Energie.

Also für die LED 2V/20mA und als Laufzeit nehme ich mal deine Vorgabe von 3 Stunden.

Das wäre dann für einen Akku 60mA bei 2V für 3 Stunden also 0.36Wh die der Akku abgeben sollte also 180mAh.
(Is natürlich nur der Theoretische Wert.In der Praxis gibt man bei Strömen größer 1C 10-15% hinzu und bei Strömen unterhalb 1/10C zieht man es ab.Die Kapazität ist etwas Variabel abhängig von der Last.Selbstentladung und Temperatur hab ich jetzt weggelassen damit es nicht allzu komplex wird)
Da ist man schon mit 2 Zellen der Größe AAA (Micro) dicke dabei.
Die könnten die LED's mit ihren derzeit aktuellen 850mAh Theoretisch über 14 Stunden am Leuchten halten.
Die Zellenspannung einer Zelle geht von rund 1.45V bis auf 1V runter so das zwei Zellen von 2.9-2V gehen.
Das wäre natürlich etwas ungesund für die LED's
Da es hier wohl kaum um größtmögliche Leuchtintensität geht kann man den LED's hier jeweils einen Vorwiderstand passend für 2.9V gönnen.
Das wären dann 2.9V-2V/0.02A=45 Ohm
Da gibts den 45.3 Ohm aus der E96 Reihe aber wenn die nicht greifbar ist dann gibt es aus der noch gebräuchlichen E24 Reihe 43 oder 47 Ohm.

Da die Akkuspannung nach dem Laden und bei leichter Belastung schnell von den 1.45V weg ist kann man ruhig den 43 Ohm nehmen.
Bei 20mA und 0.9V am Widerstand reicht übrigens ein gängiger 1/4W Typ Satt und breit aus.(0.02A*0.9V=0.018W oder 1/55W)



Bei einsatz eines Kondensators kommt wieder die Kondensator(ent)ladekennlinie ins Spiel und in Verbindung mit einer LED als Entladestrecke wird die Rechnung dann etwas komplizierter da eine LED eben ein Spannungsabhängiger Widerstand ist.

Aber damit das nun nicht in Rechnerei ausartet rechne ich einfach mit 20mA und Fertig.
Einwenige Differenz in der Praxis ist jetzt einfach mal Latte.

Wir müssen noch einen Spannungsbereich festlegen in dem die LED arbeiten soll.
Aus dem Abschnitt mit dem Akku nehme ich mal die 2-2.9V heraus wobei auch hier die LED's Parallel liegen und jede ihren Vorwiderstand (45 Ohm) hat.
Wie gesagt nehme ich den Strom einfach konstant mit 20mA an auch wenn es nicht wirklich stimmt.
Die Spannung passe ich mal auf 3V an.
Der Grund : Ein Vielfaches der Soalrzellenspannung von 0.5V (Jaja,auch hier streiten die Eierköppe)

So kann ich schön mit der einfachen Formel T=(U1-U2)*C/I arbeiten.

U1 ist die Ladespannung also die Obere Spannung.
U2 dementsprechend die Untere Spannung.
C ist die Kapazität des Kondensators
Und T ist die Laufzeit in Sekunden.

Nehmen wir also einen Goldcap mit 1F (max 5V) an den wir bis auf 3V aufladen.

Ich setze dann mal in die Formel ein:

T=(3V-2V)*1F/0.06A
T=1V*1F/0.06A
T=16.66 sekunden.

Naja,nicht gerade der Brüller oder ?
Bei 10F sind es auch nur knapp unter 3 Minuten.
Also so sind Goldcaps nicht brauchbar.

Wenn wir die Spannung am Kondensator erhöhren und eine Konstantstromquelle (Einfache Schaltung mit 2 Transen und etwas drumrum doer nem Fet mit was drauf) vor die LED's hängen dann kann man das schon um einiges erweitern aber mehr als einige zig Minunten ist da nicht drinn oder man baut sich ne Teuere Kondensatorbatterie auf.

Ich würde da zu Akkus raten.
Die Bieten mehr Kapazität und sind wesentlich Preiswerter.
Das bischen Elektronik um den Akku zu schützen lohnt da allemale.



Und zuletzt die Solarzelle.

Mit einer maximalen Spannung von 0.5V pro Zelle kannste mit 2 Zellen nicht viel anfangen ohne mit niedrigspannungsinvertern die Spannung anzuheben.(Schon erwähnt worden)
Da würde es sich anbieten die Zellen zu dritteln (Der Glaser kann das sehr gut) um die nötige Spannung zu bekommen Sofern die Fläche reicht.




Ja,das war jetzt nur mal nen Rundflug über die Thematik.
Es fehlt noch einiges aber für ne Übersicht sollte es reichen.


Mach was draus.

[gamecounter]

danke für die antworten!!

ich bin aber nun zum entschlussgekommen, dass es wohl am einfachsten ist, so ne solarlampe aus dem baumarkt zu kaufen, und einfach "umzubauen".

(weil die solarzellen die ich da hab, auch nicht mehr ganz funktionstüchtig sind)

mfg gamecounter

[Albanac]

kann ich auch zerbrochene Zellen seriell aneinanderschalten um an eine höhere Spannung zu kommen oder müssen die genau z.B. gedrittelt sein (zu gleichen Teilen)

[Ratber]

Ja,du kannst auch Bruch nehmen und in Reihe schalten aber da gibt es was zu beachten.

Der Strom den eine Zelle liefern kann ist abhängig von der Fläche (Jaja,auch Bauart,Geometrie usw. spielen eine Rolle aber die lass ich jetzt einfach weg un bleibe beim Wesentlichen).

Wenn du unterschiedliche Bruchstücke in Reihe schaltest dann bestimmt das Kleinste (Schwächste) den Maximalen Strom.
Limitierst du den nicht dann riskierst du es einfach.

Genauso als wenn du unterschiedliche Akkutypen in Reihe Schaltest (Nehmen wir mal folgendes an.Eine Mignon 1800mAh,eine Mignon 2600mAh,eine Baby 3500mAh und eine Mono 4000mAh).
Die geringste Kapazität und der größte Innenwiderstand bestimmen den maximalen Strom und das Entladeende oder diese Zelle Fackelt ab bzw. wird durch Tiefentladung/Umpolung zerstört.

Solange du das berücksichtigst geht das klar