Regulator mellan batteri och solcell?

[Gimbal]

Funderar på att montera en solcellspanel på båten på ca 40-50W. Till det behövs någon form av regulator för att inte överladda batterierna antar jag.

Är det någon som har koll på hur en enkel sådan fungerar?
Klipper den bara kontakten med batteriet när det når 14.4V (eller vilken spänning som nu är lämplig)? Fast då lär väl spänningen sjunka igen rätt kvickt vilket gör att solcellen kopplas in igen, och det hela står och switchar fram och tillbaka. Såvida man inte har en väldig hysteres...

Eller reglerar man analogt eller kanske rent av med PWM för att hålla spänningen på önskad nivå? hm ja PWM borde det kanske vara.

Eller så köper man bara en regulator.

[Icecap]

Först och främst är det väl en likriktare så att ström inte kan gå ut till panelen.

Sedan beror mycket på vilken ackumulator det rör sig om, hur den tål laddning och om 50W är nog för att överladda.

Men låt oss utgå ifrån att det just är så att det kan överladda, att det är en "vanlig" 12V blyackumulator det rör sig om och en reglering behövs.

Om du vill ladda ackumulatorn kan det göras i steg:
1: En viss maximal ström som beror på ackumulatorstorlek till 14,8V uppnås. Jag tror inte att ett 50W panel kan överstiga denna ström.
2: 14,8V i ~40 minuter.
3: 14,4V i all evighet.

Det finns kretsar för detta men jag hade tagit en µC och använd den. Då finns det PWM, "intelligens" och enkel styrning av parametrar.

[danei]

En analog variant är lämpligtvis en shuntregulator på 14,4V.

[Gimbal]

Just det, det borde jag nämnt, batteribanken består av 3st parallellkopplade 70Ah (eller däromkring) "fritidsbatterier".

Jag lutar också åt en liten µC om det skulle bli bygge av. Hur mycket laddström tål en dylik bank utan att överladdas månntro? Precis som du säger, det kanske inte ens behövs någon regulator.

[Gimbal]

En analog variant är lämpligtvis en shuntregulator på 14,4V.

Med det menas att jag bränner den överblivna effekten i ett motstånd i stället för att öppna upp kretsen. Är det rätt uppfattat?

[danei]

Nästan, du öppnar aldrig upp kretsen. Solpanelen är alltid ansluten mot batteriet, men regulatorn bränner bort energin om spänningen överstiger 14,4V. I princip en zenerdiod på 14,4V parallellt med panelen och batteriet.

[Miramithe]

Om du vill göra det själv och lära dig hur det funkar så finns det en kille på tuben som heter Julian ilett. Bara ett tips.

[Icecap]

Och sedan ska man ju komma ihåg att det kan alltså bli 50W i värsta fall som ska eldas upp på detta sätt. Kräver en ganska effektiv kylning.

Så en shuntregulator är det sista jag hade rekommenderat.

Om PWM är det rätta vill jag låta vara osagt, jag hade definitivt byggt med frånkoppling via en MOSFET och µC, sedan hade jag testat lite olika sätt.

Omedelbart känns ett regleringssätt där man via en A/D-ingång känner av spänningen och sedan integrerar den och styr en utgång av eller på med en tröskel. Detta vill betyda att det blir en långsam PWM.

Använder man en PWM-utgång från början kan man testa båda versioner utan att bygga om något.

[xxargs]

"Om du vill ladda ackumulatorn kan det göras i steg:
1: En viss maximal ström som beror på ackumulatorstorlek till 14,8V uppnås. Jag tror inte att ett 50W panel kan överstiga denna ström.
2: 14,8V i ~40 minuter.
3: 14,4V i all evighet."

Om man kör >= 14.4V mer än korta perioder så kommer batteriet att korrodera upp internt ganska fort

Efter att ha toppladdats till 14.4 - 14.7 Volt [1] under en begränsat tid [2] så skall spänningen sjunka till typ 13.4 Volt (10 år hållbarhet) till max 13.8 Volt (~3 år hållbarhet) om det skall ha konstantspänningsunderhålladdning över huvudtaget.

I många fall mår batterierna bättre och håller längre över tiden av att laddaren är bortkopplad helt efter 14.4 Volt kortare laddperioden och laddaren kopplas inte in igen förrän polspänningen är strax under 12.8 Volt ungefär


[1]
Höga spänningen 14.7 Volt gäller i stort sett alla kalciumlegerade batterier och finns det inga skruvproppar avsedd för vattenpåfyllning så är det kalciumlegerad batteri

[2]
beroende på hur djupt batteriet har varit urladdat, är det bara ytligt urladdat så behöver man aldrig ladda till 14.4 - 14.7 Volt då det bara sliter på plattorna, men har det varit under 50% laddstatus kan det vara bra så att elektrolyten får bubbla om lite - sk utjämningsladdning, bara det inte sker för ofta, då det som sagt sliter på batteriet

[Gimbal]

Tackar för svaren.
Jag tror mig nu ha tillräckligt med info för att kunna skruva ihop en enklare "regulator".

[Miramithe]

Berätta gärna hur det går ifall någon annan vill bygga.

[Gimbal]

De där mosfetarna är förvirrande grejer, är osäker på hur de reagerar och himla bakvända symboler dessutom. Kanske kan det bli konstiga fenomen om solcellen är i skugga och dess utspänning är låg? Vill ju inte att mosfeten hamnar i något halvdraget läge.

Jag har bara kastat in komponenterna så det är inte rätt typ som står angivna, men rätt symbol hoppas jag. Detta ska då vara "kraftdelen", en µC (ej inritad) mäter spänningen och styr påslaget.

Kan någon säga om jag är ute cyklar här?

[Icecap]

Jag hoppas att dioden är ett exempel. En shottky-diod är rätt och en AAxxx är INTE en shottky!

Men annars är det OK.

Jag hade nog gjort en dubbel spänningsdelare, en på ackumulatorn och en på solpanelet (innan dioden). Då kan den reglera antingen baserat bara på ackumulatorspänningen eller baserat på båda spänningarna. Programmet kan enkelt ändras medan hårdvaraändringar är mer besvärliga.

[Gimbal]

Tack för det.
Ja en spänningsmätning på solcellen fanns i tankarna tidigare i dag, men det glömde jag visst av när det var dags att rita.

Funderar även på att lägga till strömmätning men antar att jag då måste lägga ett shuntmotstånd "under" batteriet för att få potentialen inom räckhåll för µC'ns analog ingång.

[Icecap]

Såklart inte! "High Side Current Sensor" klarar jobbet elegant, t.ex. INA138 eller INA168.