Vad händer om en solcell blir kopplad till en spänning ?

Lysdioder, Optiska sensorer, Fiberoptik, Displayer, Lasrar, Optiska kopplare
jfri
Inlägg: 172
Blev medlem: 1 februari 2010, 21:41:20

Vad händer om en solcell blir kopplad till en spänning ?

Inlägg av jfri »

Har tänkt spänningsmata en PIC med en solcell samt ett batteri som backup. Hade tänkt koppla dioder mellan batteri/solcell och Vcc på PIC. På så vis matas ingen ström till batteriet om solcells spänningen är högre än batterispänningen. Likaså ingen ström från batteriet till solcellen då batterispänningen är högst. Undrar dock om det senaste behövs? Efter vad jag förstått så är en solcell i princip backspänd diod. Behövd då en extra backspänd diod? Är det då oproblematiskt att koppla en spänning till den? Eller olämpligt?
Användarvisningsbild
Electricguy
Inlägg: 12304
Blev medlem: 15 augusti 2007, 16:52:14
Ort: Kälmä' typ..

Re: Vad händer om en solcell blir kopplad till en spänning ?

Inlägg av Electricguy »

Har för mig att solcellen kommer att producera värme. Mycket lite dock.
xxargs
Inlägg: 10183
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Re: Vad händer om en solcell blir kopplad till en spänning ?

Inlägg av xxargs »

Solcell läcker ström baklänges och fungerar ungefär som en ganska dålig zenerdiod med mjukt knä där läckströmmen ökar raskt vid runt 0.4 Volt/cell. - det är egentligen läckströmmen i själva solcellen som begränsar solcellens maximala spänning vid full ljus

solceller kräver en diod i serie för att inte ladda ur batterier vid mörker, oftast väljer man en schottkydiod för så låg framspänningsfall som möjligt. skall man reglera spänningen för tex. laddning av en LiIon-cell med en zenerdiod så skall den göras _innan_ schottkydioden då zenerdioden också läcker en del ström en bit under sitt knä och det kan man man inte tillåta på en oskyddad LiIon-batteri.

skall du ladda LiIon-cell så krävs det minst 11 solceller, en BZX84C4V7 mellan solcell+ och solcell- därefter en BAT65 eller liknande mot LiIon-batter, som du också kopplar in din last på (som måste ovillkorligen bryta strömförbrukningen helt tilldelar av µA när spänningen går under 3 Volt på LiIon-cellen)

---

Lite ofarligare batterier att jobba med är NiMh-batterier - helst av typen med låg självurladdning ('ready 2 use' av Varta, 'eneloop' av Sanyo, 'ReCycklo' av GP, 'infinum' av panasonic - skulle inte förvåna mig om alla dessa tillverkas av samma fabrik...) och dessa kan också ha 4.7V zenerdiod som reglering före dioden men är inte lika nödvändig som mot LiIon-batterier, 11-cellers solceller kan ladda 3 sådana NiMh batterier i serie.

Nackdelen med NiMh-batterier är lägre laddningsströmsverkningsgrad (runt 71% vid 100% fulladdning) i jämförelse med LiIon-batterier med nästan 100% laddningsströmsverkningsgrad.


När du bygger grejor för solcellsdrift med rimligt stora solpaneler så måste det byggas strömsnålt som sjuttsingen - undvika att ha spänningsregulatorer och helst köra direkt på batteri (därför en microkontroller som klarar oreglerad matningsspänning mellan 3 - 5 Volt) då läckströmmen i spänningsregulatorn kan stå för största delen av förbrukningen när det kommer till kritan...
jfri
Inlägg: 172
Blev medlem: 1 februari 2010, 21:41:20

Re: Vad händer om en solcell blir kopplad till en spänning ?

Inlägg av jfri »

De komponenter jag avser att använda är
Solcell köpt av electrokit
http://www.electrokit.com/solcell-4-5v- ... 1-mm.45447
LiPo batteri från electrokit
http://www.electrokit.com/batteri-lipo-100mah.45689
och en laddare till detta också från electrokit
http://www.electrokit.com/batteriladdar ... 1555.45283
När det gäller laddaren så laddar den mha en USB kontakt som är ditlött. Därför hade jag inte tänkt ladda batteriet
med solcellen utan låta den spänningsmata elektroniken direkt via en BAT42 diod (samma för batteriet). Har förstått att det kopplingsschema som electrokit länkar till inte kan stämma.
Avser att koppla högohmiga spänningsdelare direkt till batteri och solcell och sedan via en spänningsföljare till ADC ingångar på en 16F1938 PIC. På så viss kan strömförsörjning övervakas och loggas.
xxargs
Inlägg: 10183
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Re: Vad händer om en solcell blir kopplad till en spänning ?

Inlägg av xxargs »

Du har en skyddad LiIon-batter, då är det enklare, dock tycker jag att solpanelen ser liten ut och 4.5 Volt är lite i lägsta laget för att ladda batteriet fullt - 11 solceller verkar vara minimum för LiIon-batterier om den skall ladda fullt till 4.2 Volt vid full sol. Vid ljusmulet väder så måste man sänka spänningen till under 3.25 Volt innan någon ynka mA visar sig som laddström... - och det beror på solcellens egen läckström som gör att spänningen inte är högre trots att det kanske generera 2 mA i ström varav 1 mA läcker i mjuka zenerknäet på solcellen själv.

klipper in citat från annat inlägg baserat på egna mätningar:

"till detta har man solcellernas läckström (mörkerström) som ökar väldigt fort med spänningen över själva solcellen - tex vid 0.297 Volt per cell så är läckströmmen 0.3 mA för en 60 mA solcell medans vid 0.336 volt per cell så är läckströmmen 1.1 mA på samma cell. vid gråmulet väder så tillverkades det 1.24 mA ström (mätt kortslutet) av solljuset och med 0.336 V per cell så läcker den 1.1 mA vilket gör att det är bara 0.14 mA kvar för laddning. Å andra sidan med 0.297 volt spänning per solcell så läcker den bara 0.3 mA vilket innebär vid 1.24 mA genererad ström så får man 0.94 mA över för laddning."

Skall man ladda även i mulet väder så måste spänningen per cell hållas lägre - typ under 0.3 Volt så att läckströmmen i själva solcellen hålls låg relativt strömmen av genererad ljus av någon eller några mA för sådana här solceller - jag skulle nästa säga att du behöver två st 4.5V solceller kopplade i serie om du skall kunna räkna med någon enstaka mA i laddström vid ljusmulet väder.

---

Nackdelen med laddkretsen MAX1555 är att den drar för mycket ström innan den kommer igång och öppnar för laddning mot LiIon-batteriet - upp till 3 mA enligt databladet - för runt 3 mA ström kommer din solpanel att ligga på största delen av dagarna och fallen med full ström @ 100 mA kan räknas på ena handens fingrar i dagar per år och då under några få timmar per dag som bäst.

jag skulle göra något liknande bilden:
solladdare.PNG
Då det gäller att vara rädd om varenda mA som solcellen kan klämma ur sig, och då har man inte råd med strömslukande laddkretsar

du pratar om diod från batteriet till din förbrukare, men behövs egentligen inte här då jag antar att kretsen skall vara helt driven av solen och därmed en effektbudget där solcellen ger mer än nog med energi.

Det hindrar iofs. inte att sätta dit laddkretsen till batterisidan som ett parallellt system om du vill kunna ladda denna på annat sätt tex. under vintertid då solceller presterar mycket lite elekricitet och i princip kan man inte förutsätta någon laddning alls under 3-4 månader vintertid. Sverige är inge bra land för solceller om man säger så.

Jag tycker dock att du kanske valde lite väl litet batteri för detta, skall det klara mulet väder under en månad i sträck som det gärna är i januari och bidraget från solcellerna är princip inget alls även om det upplevs är ljust ute, så är det bra om batteriet är lite större och kan försörja under ett antal veckor.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
jfri
Inlägg: 172
Blev medlem: 1 februari 2010, 21:41:20

Re: Vad händer om en solcell blir kopplad till en spänning ?

Inlägg av jfri »

Jag hade inte tänkt ladda batteriet med solcellen eftersom laddkretsen har usb kontakt monterad för att laddas genom usb. Enligt kopplingsscemat för min inköpta produkt så har jag en 1555 krets. Men som jag skrev detta kopplingsscema stämmer inte så troligen har jag en annan krets.
Är vid närmare eftertanke benägen att hålla med om att batteriet är i klenaste laget. Men det är ett tag till dess blir vinter igen. Electrokit hade en större solcell men den var också betydligt dyrare.
xxargs
Inlägg: 10183
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Re: Vad händer om en solcell blir kopplad till en spänning ?

Inlägg av xxargs »

som sagt, det är inget som hindrar att du har min koppling _och_ din köpta laddkrets parallelt - LiIon-cellen bryr sig inte vilket fall

Om du kör solcell till MCU direkt via diod så kan spänningen stiga ganska högt vid stark sol och MCU inte förbrukar så mycket ström i viloläge, visst, du kan använda zenerdiod på samma sätt som min skiss för att begränsa spänningen, men då dumpar du all energi direkt till värme i zenern och inget av detta kommer batteriet eller MCU till nytta i senare läge, därför föreslår jag min skiss, så att solcellen nyttjas för att ladda batteriet när den kan och kanske paralleldrift med din laddare för påfyllnad utifrån när det är gråmulet/vintertid.
Skriv svar