Solpanelfråga

[SeniorLemuren]

Jag har 1 st 80 W monokristallin panel med peakpowervolt 17.0V och en 150W polykristallin panel med peakpowervolt 18.08V. Kan jag parallellkoppla båda till samma regulator som bara har en ingång?

[Nerre]

Såvitt jag förstått kan du aldrig parallellkoppla två solpaneler utan att ha seriedioder, eftersom om en av panelerna ger mindre spänning än den andra så kommer den att förbruka ström istället för att generera ström.

Så inte ens om du hade haft två identiska paneler hade du kunnat parallellkoppla dem utan seriedioder.

[SeniorLemuren]

Ok. Om det är 2 olika paneler så köper jag det, men hur säker är du på att det gäller även likadana paneler?

[Nerre]

Jag är åtminstone 95% säker på att jag har läst just om att om en solpanel får högre spänning än vad den själv ger så förbrukar den ström istället för ger ström.

[Icecap]

Jag håller med Nerre här. Även om de var identiska kan man inte vara säker på att de blir belysta identiskt osv. Ett par dioder vill klara biffen bra. Om du saknar några kan jag nog skaka fram ett par.

[netrunner]

Jag kan inte fatta varför peakpowervolt-grejer är så dyra?

En arduino + strömschunt + spänningsdelare + "DC/DC stepdown" (som styrs av adruinon) och sen är saken klar?

[SeniorLemuren]

Jag håller med Nerre här. Även om de var identiska kan man inte vara säker på att de blir belysta identiskt osv. Ett par dioder vill klara biffen bra. Om du saknar några kan jag nog skaka fram ett par.

En koll i min elektronikdatabas visar att jag endast har ett gäng 31DQ06 Schottky som bara klarar 3.3 A. Panelerna är märkta max ström 9A. och de blir ju då för små. Så har du något som passar så tar jag gärna emot hjälp. Har du tre lämpliga dioder så kan jag koppla ihop 2 st 150W och en 80W. Det skall väl hålla kylskåpet snurrande.

[Icecap]

Ska kolla. Det kan bli till nästa helg innan jag har dom.

[SeniorLemuren]

Ok.

[RoPa]

Dioder i serie är naturligtvis en bra säkerhetsdetalj men om du ska ansluta till en regulator (som kan optimera mot PPV) så har den säkert inbyggd panel/last isolator.
Regulatorn kommer försöka hitta peak power voltage och om du har två paneler med olika sådan spänning kommer den ena att lägga sig över och den andra under.
Så blir det även om du har dioder eller inte.

Två paneler i parallell kommer att bidra med så mycket ström de kan och skapa en gemensam spänning (oavsett dioder).
Det är bara om den ena panelens tomgångsspänning (Iout=0) är lägre än den andra panelens driftspänning som det börjar gå ström baklänges.

Enligt mig behövs inga dioder om inte panelerna sitter så att den ena kan hamna helt i skugga så dess tomgångsspänning blir under driftspänningen på den andra.
Annars är dioderna bara en källa till förlusteffekt.

[SeniorLemuren]

Ok. Så snart solen visar sig så skall jag göra lite tester utan dioder för att se hur det funkar. Återkommer i frågan när jag fått lite kött på benen.

[Nerre]

Sätt en amperemeter i serie med varje panel så du ser att det inte går ström åt fel håll.

[xxargs]

Solpanel kan betraktas som en ganska ursel backspänd zenerdiod som läcker ström baklänges med början vid 0.29 Volt/cell och läcker med all genererad ström från solljus vid ca 0.42 -0.45 Volt/cell (värdena taget ur huvudet - även om det inte är helt rätt så framgår principen vart fall - det brukar vara 11-celler solcell för att ladda 3.7V LiIon-batteri inklusive spänningsfallet över en schottky-diod, dock hade man vunnit mycket på med 12 eller 13-celler i serie då den betydligt lägre läckströmmen pga. några hundradels Volt lägre spänning över varje enskild solcell skulle göra att mer ström finns kvar att ladda batteriet även vid svagare ljusförhållande än vad som är i dagsläget )

Är panelerna nedlastade ordentligt (18V panel är nere på 13.8 Volt) så är läckströmmen ganska låg och det mesta av genererade solströmmen går till batteriet, 17V panel ligger en Volt lägre och även inkopplad mot 13.8V batteri så har den lite större läckström intern i solpanelen gentemot 18V panelen men den ladda ändå med stor andel av uppfångade strömmen till batteriet.

Kopplar man mot PPV-regulator med båda panelerna parallellkopplade till en ingång så blir det annorlunda - då kanske ingångsspänningen ligger på 16 Volt när regulatorn har hittat optimum arbetspunkt rent effektmässigt och man kanske får läget att ena panelen levererar 60% av totaleffekten och den andra bara 40% av effekten då 17V panelen börja läcka så mycket ström internt av den höga spänningen vilket gör att totaleffekten mot batteribanken är lägre än om båda panelerna gick in till varsin PPV-ingång som arbetar oberoende av varandra och den vägen får ut 100% av panelerna och tillsammas ger större totalbelopp energi än när panelerna är parallellkopplade.

Sedan måste man ändå ha att panelerna bryts bort med relä eller backdiod vid kvällning och natt, annars drar panelerna ström baklänges ur batterierna med en viss ström (väldigt beroende av spänningen) under natten. Solpaneler är som sagt en dålig version av zenerdiod med tämligen 'rund' knä från att det spärrar tills det leder.

En sak till att tänka på är att 18V panelen börja ge ström mot 13.8V batteri betydligt tidigare på morronen än en 17V panel av just anledningen att det blir något högre spänning över per cell i 17V panelen vid 13.8V volt på utgången än 18V panelen vilket gör att läckströmmen kan vara mer dubbel så mycket i 17V panelen gentemot 18V panelen vid en given ljusinflöde och levererar ingen ström alls medans 18V panelen får lite ström över och kan leverera effekt till batteriet.

Läckströmmen på en 50 mA cell vid 100 klux
ligger ungefär:

0.3 mA vid 0.297 Volt (0.6% av total strömstyrka vid 100 klux)
0.9 mA vid 0.327 Volt (1.8% av total strömstyrka)
1.1 mA vid 0.336 Volt (2.2% av total strömstyrka)
1.6 mA vid 0.354 Volt (3.2% av total strömstyrka)
3 mA vid 0.372 Volt (6% av total strömstyrka)
7 mA vid 0.390 Volt (14% av total strömstryrka)

En gråmulen dag mätt vid kortsluten utgång på en 50 mA cell gav 1.24 mA vilket är knappt 2.5% (eller 1/40-del) av solcellens totala strömkapacitet,

Vilket av ovanstående tabell så inser man att den ger ingen laddström alls om solcellsspänningen är något över 0.336 Volt/cell (42 celler matat ett batteri med 13.8 Volt polspänning) medans håller man 0.297Volt/cell (48 celler mot 13.8 Volt polspänning) så får man 76% av den strömmen som man mäter vid kortsluten cell vid en gråmulen dag (2.5% av maxkapaciteten i ström), som förvisso fortfarande bara är 1.9% av maxkapaciteten gentemot full solljus mitt på dagen.

Att sätta ett lager gladpack (plast) framför solcell tar bort ca 30% av strömkapaciteten

Om det kommer en för ögonen knappt märkbar molnslöja framför solen i övrigt klar dag minska strömmen till 20% av innan...

Det är med ögonen omöjlig att avgöra om solpaneler laddar bra eller inte då att ljusstyrkan går från 100% till 20 % motsvarar dämpningen av en mycket lätt tonad glasskiva. ögat jobbar 10-logaritmiskt gentemot ljusstyrkan och komprimerar väldigt vilket gör att en halvering i ljusstyrka är något som knappt märks upplevelsemässigt medans en solcell ser ljuset i linjär skala och just halverar strömmen...