"Solarcomputer" messen von aktuellem Ladestrom und Verbrauch

[PREDATOR32]

Hallo leute!
es ist wieder campingzeit! Und dieses jahr wirds technisch: und zwar werde ich mir 2 solarzellen kaufen (je 50W) um darüber eine autobatterie zu laden und eine kühlbox (47W) zu versorgen und ein paar kleinigkeiten wie abends licht (1W Led stecklampe) und handy laden! so... und nun das was ich gerne dazu hätte! um die ganze rechnerrei zu machen, hab ich mir ne exceltabelle gebastelt (was auch sonnst:-) und nun möchte ich mir eine art solarcomputer basteln, der praktisch die gleichen berechnungen wie in der exceltabelle durchführt und mir darüber anzeigt wieviel noch in der batterie drin is und wieviel die solarzellen grade liefern usw.! das programm schreiben (BASCOM), display ansteuern, platine fräsen/löten is alles kein problem nur ich weiss leider nicht was ich brauche um das mit einem microcontroller zu messen!

was natürlich auch klar sein sollte ist das die schaltung an sich natürlich auch wenig strohm verbrauchen solte und von daher hätt ich gern eure meinung welchen ich da nehmen kann! bisher hab ich atmega32 und attiny13 schon im einsatz gehabt.



Was der computer berechnen / anzeigen soll:

- Ungefähre laufzeit des akkus bei aktuellem verbrauch / aktuellem ladestrohm.

- Vieleicht noch wie lang der letzte tageszyklus war. also die "tagesausbeute" sozusagen um damit weiterzurechnen (dafür brauch ich wohl nen DCF modul oder?)

- verbrauch und ladestrohm


ja so ungefähr...


und nochwas am rande: was meint ihr ob sich das lohnt ein nachführsystem zu bauen? also das die zellen immer richtung sonne zeigen! ob sich der aufwand lohnt oder is die "mehrausbeute" zu gering? habe da 2 einfache systeme gefunden und eins davon sozusagen "strohmlos"!

Vielen dank schonmal im vorraus!
Freue mich schon auf eure antworten! bis dann

Predator32767

[021aet04]

Um die optimale Leistung aus einner Zelle zu bekommen sollte man eine Nachführung und einen MPP (Maximum Power Point) Regler verwenden.

Damit du weißt wieviel der Akku noch hat musst du den Lade und Entladestrom messen (über die Zeit). Somit hast du den aktuellen Ladestand. Damit du die Tagesausbeute hast solltest du nur eine möglichst genaue Uhr haben, egal welcher Art (DCF, RTC,...). Die Motoren für die Solarnachführungen sollten nicht zuviel Strom aufnehmen und können relativ langsame Drehzahlen besitzen (da sich die Sonne auch relativ langsam bewegt).

MfG Hannes

[PREDATOR32]

ahja okay danke schonmal für die antwort!

ja ich denke auch das eine nachführung wohl das beste sein wird. Die funktionsweise des MPP reglers hab ich zwar nicht 100%ig verstanden, aber wen er die ausbeute erhöhen kan dan is das in ordnung.


Damit du weißt wieviel der Akku noch hat musst du den Lade und Entladestrom messen

ja das ist mir ja klar! Nur wie messe ich das? Das is ja die frage! also von der elektronischen seite her gesehen was muss zwischen Atmega und Batterie / Zelle??

[021aet04]

Strommessen kann man entweder mit Shunt oder mit berührungsloser Halltechnik (Hallsensoren). Wie du die Richtung feststellst (Laden oder Entladen) bleibt dir überlassen. Entweder du hast den Strom (egal welche Richtung) an einem Analogeingang und an einem Digitaleingang hast du die Richtung (z.B. High Signal = Laden, Low Signal = Entladen). Eine weitere Möglichkeit wäre ein Offset von der halben Referenzspannung. Wenn du genau die Referenzspannung hast ist der Strom genau 0. Liegt der Strom über dieser Spannung wird geladen, ist die Spannung unterhalb wird entladen. Eine 3te Möglichkeit wäre die Spannung vor und nach dem Shunt messen (mit 2 Analogeingängen). Dadurch kannst du die Differenz messen.

Hier ein Beispiel zu einem Sensor nach dem Hallprinzip https://www.distrelec.at/strom-sensor/lem/fhs-40-p-sp600/644644

MfG Hannes

[Jakob L.]

Nachführung ist mechanisch ziemlich anspruchsvoll (insbesondere, wenn die Mechanik auch stärkere Windböen überstehen soll). Da die Preise für Solarzellen in den letzten Jahren sehr stark gesunken sind, lohnt sich das normalerweise nicht mehr (insbesondere bei so kleinen Anlagen). Eine etwas größere Solarzelle ist deutlich billiger als die Mechanik für die Nachführung.

Autobatterien sind nicht besonders gut für Zyklenbetrieb geeignet, weil die Lebensdauer sehr gering wird, wenn man einen signifikanten Anteil der angegebenen Kapazität tatsächlich regelmäßig nutzt. Wenn du eine alte Autobatterie herumliegen hast, kannst du es natürlich damit versuchen. Ansonsten ist ein zyklenfester Akku (z.B. Multipower MP50-12C) wohl die bessere Wahl.

Falls dir die Erfassung der Ströme zu aufwändig ist, dann kannst du durch eine einfache Spannungsmessung zumindest eine ungefähre Aussage über den Ladezustand treffen. Allerdings hängt die Spannung auch vom aktuellen Strom ab, so dass dieses Verfahren nicht besonders genau ist. Ansonsten musst du eben eine Messschaltung mit Shunt, Verstärker und ADC aufbauen.

Tiefentladeschutz sollte man auch nicht vergessen. Eine einzige Tiefentladung kann einen Bleiakku dauerhaft zerstören. Überladung sollte (insbesondere bei wartungsfreien Akkus) auch vermieden werden.