Solpanelens verkliga effekt och vilket batteri som krävs

[martinrosen]

Vi håller på med ett projekt där en 1W LED-lampa skall drivas av en 20W monokrystalid solpanel.
Lampan styrs av ett skymningsrelä, som internt finns i solpanelens tillhörande laddregulator. Dvs att när solpanelen tar till sig ljus och börjar ladda så stängs energin till lampan. När solpanelen slutar ladda så tänds lampan. Allt i 12V

Solens timmar, mängden ljus och solens vinkel är lite av ett aber när vi skall räkna på åtgången och vilken storlek på batteri som krävs.

frågor:

1. Är solpanelens storlek och format rätt tilltaget för 1W LEDbelysning?
2. Vilken storlek på 12V batteri krävs för att systemet skall bli självförsörjande året runt?
3. generellt hur många Ampere hinner en 20W solpanel ladda upp på en vinterdag med 6-8 h ljus? alltså på riktikgt, inte enligt tillverkarna.
4. Vilken sorts batteri är bäst för utomhusbruk året runt (12V och i bilbatteristorlek)


Mycket tacksam för svar och diskussion
/Martin

[Nerre]

1. Är solpanelens storlek och format rätt tilltaget för 1W LEDbelysning?

Frågan är helt irrelevant, solpanelen ska ju inte driva lampan utan ladda batteriet.

2. Vilken storlek på 12V batteri krävs för att systemet skall bli självförsörjande året runt?

Det beror lite på.

Man måste dels titta på hur mycket batteriet tål att laddas ut (vissa batterier går sönder om man laddar ur för mycket). Då får man fram två värden som batteriet måste pendla mellan.

Sen är frågan om du ska förutsätta att batteriet blir fulladdat varje dag under den ljusa tiden eller om du vill ha batteri med överkapacitet så det bara laddas fullt när det är soligt och man har lite reservkapacitet att ta av molniga dagar.

3. generellt hur många Ampere hinner en 20W solpanel ladda upp på en vinterdag med 6-8 h ljus? alltså på riktikgt, inte enligt tillverkarna.

Det är lite svårt att svara på eftersom 20 W är vad den max kan ge, men hur mycket den ger vid molnigt vet man inte. Antingen behöver man kurvor över vad den ger för spänning och ström eller så får man mäta sig fram till det.

Och det är inte Ampere som panelen laddar batteriet med, det är Ah.


Det finns andra trådar på forumet där problematiken har diskuterats, sök och läs.

[martinrosen]

Då tackar jag för absolut ingen information alls, utom att du bara påpekade hur okunniga och irrelevanta mina frågor var. Jag är inte speciellt insatt i detta. Därför frågar jag.

Om frågan nu ställts av en mer elektronikkunnig person så hade den kanske kunnat besvarats.
Det jag vill veta är om min solpanel räcker till och hur stort batteri jag behöver för att inte behöva ladda batteriet om allt står påslaget året runt.

Självklart kan man alltid säga att jag borde ha en 200w solpanel och ett 120 Ah stort 12V batteri, men då faller det på sin egenom osmidighet. Jag menar minsta möjliga lösning för att det skall fungera.

M

[zeus]

Välkommen till forumet!

Kan denna hjälpa: http://24volt.eu/sol_dimensionering.php

Jag tror det blir svårt att få ut stora mängder energi från en solpanel på vintern, annars tror jag det inte krävs så mycket för att göra det du vill.

[Nerre]

Då tackar jag för absolut ingen information alls, utom att du bara påpekade hur okunniga och irrelevanta mina frågor var. Jag är inte speciellt insatt i detta. Därför frågar jag.

Du har ju gett för lite information för att kunna svara på frågorna.

Ska tanken vara att batteriet ska laddas helt varje dag när det är ljust? Ja eller nej?

Hur lång tid kommer LEDen behöva lysa som mest? Jag har ingen koll på hur lång tid på dagarna det är ljust. Exemplen nedan räknar jag med 12 timmar ljust och 12 timmar mörkt, du får justera baserat på de verkliga siffrorna.

Baserat på det kan du räkna ut hur många Ah av batteriets energi som kommer behöva användas.

Om det är en belysning på 1 W som matas med 12 V så kommer den alltså att dra 1/12 A, på 12 h blir det 1 Ah.

Sen får du då välja ett batteri utifrån de parametrarna. Jag minns inte på rak arm hur mycket ett blybatteri får laddas ut, men om vi säger att det får laddas ur till max 3/4 så kommer du alltså behöva ett batteri på 4 Ah.

Slutligen får du leta rätt på en solpanel som klarar av att ladda batteriet med 1 Ah under de 12 timmar det är ljust. Nu har batterier inte 100% verkningsgrad vid laddning så laddaren kommer behöva ladda batteriet med 1,2-1,5 Ah.

Nu kommer vi då till det svåra problemet, den ström som solpanelen ger till batteriet beror på hur laddat batteriet är, strömmen kommer alltså vara hög i början och minska vartefter batteriet blir fullt. Så det blir lite krångligare att räkna på det.

[martinrosen]

Ok då skall vi se

Ja tanken är att lampan skall lysa varje dag om året. Endast under dygnet mörka timmar. Detta styr med ett skymningsrelä som finns i laddregulatorn. Dvs när solpanelen slutar få solenergi på sig så tänds lampan. När ljuset kommer på morgonen så släcks lampan och solpanelen börjar ladda batteriet. Alltså är svaret ja på första frågan. Batteriet laddas varje dag när det är ljust. och lampan körs varje natt när det är mörkt.

Som mest behöver LED-chipet lysa de längsta nätterna på året i december. 16 timmar alltså. Vi kan basera siffrorna på årets mörkaste dag som har ca 16 timmars mörker. och därför ca 8 timmar dåligt ljus.

Jag förstår att det kanske inte går att försörja lampan med ström året runt, men målet är det i alla fall. Så frågan är om en 20W monokrystalid panel räcker och hur många Ah skall batteriet ligga på?
Dessutom är frågan vilka batterier som är bäst på detta.... AGM, Optima eller liknande? Dock är dessa dyra saker.


tack för diskussionen
/Martin

[xxargs]

Det finns tidigare projekt med blygare krav än dina och man ser redan där att vintertid så är det enorma problem att skaffa fram ström till förbrukare, se tråden:

http://elektronikforumet.com/forum/view ... rp#p845428

Detta baserat från egna mätningar från en liten solcell med 5x33 mm (1.65 cm^2) aktiv yta per solcell - vilket motsvara 1/33-del i aktiv solcellsyta-platta på en 24 Watt solpanel (2 ampere vid 100000 Lux)

Det som för dig att göra är att skaffa en bunt små solceller som placeras utomhus fritt för ljuset, och kortsluta i serie med en mA-meter som kan loggas av en dator i kanske sekundtakt och integrerar över dygnet och då den vägen kan se hur många mAh ett mulet dygn kring julafton kan leverera (och ta det gånger 33 för att skala det till en motsvarande 24 Watt solpanel om din prov-solcell är på 1.65 cm^2 i yta) - antal mAh speglar då ljusmängden som infaller på ett dygn, vilket inte är samma sak som antalet tillgängliga mAh för laddning av batteri då detta bestäms av motspänningen.


Om man antar att 60 mA är vid 100000 Lux så är 1.24 mA som mättes vid mulet väder med ovanstående lilla solcellen motsvarande 2066 Lux ljusmängd, och vid motspänning 0.336 Volt så läcker solcellen baklänges 1.1 mA och genererar bara 0.14 mA netto vid 2066 Lux belysning, skalar man upp det 33 ggr för att motsvara en 24 Watt panel i solcellsyta så blir laddströmmen 4.6 mA.

Går man ned till 0.297 Volt per solcell så minskar läckströmmen till 0.3 mA och då får man 0.94 mA netto över för laddning och uppskalat 33 ggr blir det då 31 mA laddström - men då behöver man 49 solceller (+2 för att kompensera för spänningsförlusten över backdioden) i serie för att ge 14.4 Volt till batteri med laddströmmen 31 mA vid mulet väder.

har man ljus med nivå kring 2000 Lux vid mulet väder så får man på 3 timmar kring Jul-tid ihop ca 60 mAh och när man når 500 Lux så upphör laddningen helt, detta på en 24 Watt solpanel och 0.297 volt per delcell!

60 mAh 12 Volt är inte mycket om man skall hålla en lysdiod på 1 Watt igång i 16 timmar - räcker på sin höjd 45 minuter helt utan omvandlingsförluster inräknat...

mao. så indikerar det att man behöver minst 25 st 24Watt solpaneler igång om man skall hålla 1W lysdiod 16 timmar per dygn, mulet väder kring juletid.

---

Det är lite så här man måste räkna och även mäta verkliga fall för ditt aktuella fall.

[martinrosen]

Min slutsats utifrån dina beräkningar (som i vissa fall föll utanför min egen begreppsförmåga) så behöver man helgardera sig så mycket under värsta vintermånaderna att det inte blir fysiskt och praktiskt görbart utan att bygga ett mindre hubble teleskop ute i skogen.

Kan man då säga att det krävs ett riktigt fett batteri under perioden nov-feb? Då det inte finns en normalstor solpanel som klarar att försörja batteriet och lampan under den tiden.

Har funderat på att mixtra med pulsarna från LEDchipet så det drar mindre kräm och på det viset få längre livstid på ett batteri.

Då kommer nästkommande fråga... hur stort batteri lär man behöva och vilken sort borde man ha?

/M

[PHermansson]

En fundering är ju också vad du ska lysa upp, behövs det en 1 wattsdiod? Vill man bara ha något som syns kan man tex driva några vanliga vita lysdioder ett par månader på ett par AA-batterier utan extern laddning.

[adent]

Fast oaktat diverse förluster, med ett 120Ah batteri (lär inte vara billigt) som du laddar ur till 3/4:e-delar så räcker det 45 dygn, det är nog inte tillräckligt för att klara vintern, med två sådana blybatterier utan självurladdning (finns inte) så skulle det kanske gå och 20W-solcellen skulle nog klara ladda fullt framåt våren och sommaren. Iofs då har jag räknat med 0-laddning under vintern ca december-februari, vilket inte är sant...

Ett alternativ är ju att dra till med en 200Watts solpanel och ett mindre batteri.

MVH: Mikael

[martinrosen]

Jo jag har nästan räknat med noll laddning under nov-feb tiden.
Jag vill ha en spot då jag vill placera lampan en bit ifrån det som skall bli upplyst och ha batteri och annan mekanik på ett säkert ställe. Därför kommer avståndet ligga runt 50 m från det som skall lysas upp. en 1W spot har visat sig perfekt i styrka.

Att ha en 200W solpanel är inte ett alternativ då den är för stor. Så det lutar kanske åt att ha ett större och bättre gel-batteri som man helt enkelt får ladda någon gång i månaden vintertid.

Vad tror ni om puls-idén på LED-spoten?

[PHermansson]

Det sänker ljusstyrkan, kanske köra praktiska test och se om ljuset räcker trots lägre styrka?
Är det någon form av trädgårdsbelysning? Själv har jag valt att gräva ned PEM-slang med kablar i för att slippa ladda och greja...

[gOry]

Bara jag som kommer och tänka på andra sätt att ladda de där batteriet, som ev kräver mindre underhåll speciellt vintertid, som snö/is röjning, !?

[martinrosen]

Det sänker ljusstyrkan, kanske köra praktiska test och se om ljuset räcker trots lägre styrka?
Är det någon form av trädgårdsbelysning? Själv har jag valt att gräva ned PEM-slang med kablar i för att slippa ladda och greja...

Grejorna skall stå vid vattnet och lysa ut på bryggor en bra bit från 220V

Därför behöver jag batterierna. Spoten skall riktas från ett båthus på en brygga 50 m bort. viktigast vintertid.

[martinrosen]

Bara jag som kommer och tänka på andra sätt att ladda de där batteriet, som ev kräver mindre underhåll speciellt vintertid, som snö/is röjning, !?

Det är ju klart intressant om det finns andra sätt att ladda vintertid. Vindkraft är lite väl dyrt och inte lika efektivt. Men finns det annat?