Solarzellen an Roboter -> NiMh im laufenden Betrieb

[anonymus93]

Guten Abend,

ich möchte die Akkus meines Hobbyroboters durch ein paar Solarzellen aufladen.

Dazu möchte ich ein zusammengesetztes Panel benutzen, welches insgesamt 24x24 cm groß ist und unter voller Sonnenbelastung 4v bei 2000mA liefert.

Nun stellst sich die Frage, wie ich damit meine Akkus (NiMh) im laufenden Betrieb aufladen kann, welche 3,2V mit 14400mAh liefern?

Das ganze wird in ungefähr so aufgebaut sein:

http://ferra-dev.de/uploads/rn.png

Wie soll ich die denn miteinander verbinden?


Über einen Überladungsschutz wollte ich mir keine Gedanken machen, da der Roboter maximal 1x die Woche nur im Betrieb ist und da auch nur knapp 5 Stunden arbeitet. Also wirklich überladen können die ja nicht, zumal sie auch im Betrieb sind (Sonne scheint auch nicht regelmäßig).

Kann mir jemand helfen?

Mfg anonymus93

[Jakob L.]

Um einen NiMh-AKku voll zu laden, braucht man eine Spannung von ca. 1.4-1.6 Volt pro Zelle. Bei 3 Zellen sind also etwa 4.2 bis 4.8 Volt. Mit den 4V von den Solarzellen braucht man also einen Step-Up-Wandler. Eventuell ist eine andere Schaltung der Solarzellen (z.B. 5V/1.5A sinnvoller), weil man dann nur noch eine Diode (Shottky) braucht, damit sich der Akku bei Dunkelheit nicht über die Solarzellen entladen kann. Auf eine aufwändige Ladekontrolle kann man wahrscheinlich wirklich verzichten, weil der Strom nicht besonders groß im Verhältnis zur Kapazität des Akkus ist und nur wenige Stunden am Tag tatsächlich mit hoher Leistung geladen wird.

Generell ist das Parallelschalten von NiMH-Akkus problematisch, da die Zellen keinen exakt gleichen Zustand haben. Wenn ein Akku voll ist, dann wird der Ladestrom in Wärme umgesetzt und ein warmer Akku zieht bei gleicher Spannung mehr Strom als ein kalter (und nicht ganz voller) Akku. Das kann die Unterschiede zwischen den Akkus noch verstärken. In dieser Hinsicht wären Lithium-basierende Akkus eindeutig besser, da die Akkus im vollen Zustand nur noch sehr wenig Strom annehmen und somit alle parallel geschalteten Zellen gleichmässig voll werden. Falls die etwas geringere Spannung (3.3V) ausreicht, dann wäre ein LiFePo-Akku wahrscheinlich das Beste. Da brauchst du bei den 4V von der Solarzelle nur noch eine Shottky-Diode, die die Spannung auf ca. 3.5-3.7V reduziert.