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Bleigel - Akkus am Leben erhalten?
Achtung, die Lagerung und Ladung von Bleiakkus sollte nicht in Wohnräumen vorgenommen werden !
Der Prototyp für einen ehemaligen Kollegen
Die Anwendung von Bleigelakkus zur Speicherung der von den Solarzellen eingetragenen Energie ist nicht ganz problemlos. Zum einen haben neue Akkus in höheren Kapazitätsbereichen ( ab 20 Ah ) schon einen heftigen Preis, zum anderen sind gebrauchte Akkus aus USV's auch keine sinnvolle Alternative. Es gilt also, die Haltbarkeit und vor allem die Verfügbarkeit auf ein hohes Niveau zu bringen. Die üblichen Solarlader sind unter Umständen auch nicht sehr zuverlässig, mein STECA von Reichelt hat mich auch kurzfristig verlassen, es gelang mir aber diesen wiederzubeleben. Es war nur der Fet für den Solareingang defekt. Ursache nicht bekannt. In der Zeitschrift Elektor wurde zum 2. Mal eine Schaltung veröffentlicht, die ein Ladegerät für Bleigelakkus beschreibt, in diesem Fall sogar für 2 Akkus gleichzeitig. Ich habe diese Schaltung aufgebaut und mit Schottkydioden entsprechender Leistung entkoppelt. Außerdem wurde eine Unterspannungserkennung realisiert. Der Lastausgang wird dann einfach bei 10,8 V abgeschaltet und muß quittiert werden! Das obige Bild zeigt die Zusammenstellung, links befinden sich die Klemmen für bis zu 2 Solarpanele, darunter wird ein normaler Trafo angeschlossen, Rohspannung ca. 18 VAC die Gleichrichtung erfolgt unterhalb der Platine. Danach werden beide Spannungsquellen nochmals über eine Schottkydiode entkoppelt, MBR 1045. Die Ladespannung wird mit dem Veteran L 200 geregelt, die Led dienen zur Signalisierung des Betriebszustandes des Gerätes. Durch die Beschaltung kann auch in Monaten mit wenig Sonneneinstrahlung die exakte Ladung des Akkus erfolgen. Da die Leerlaufspannung der üblichen Solarmodule bei ca. 21,8 V liegt, wird die andere Speisequelle Trafo nur in geringem Maße beansprucht. Je nach Kapazität der Akkus kann eine Aufladung über Nacht realisiert werden. Bei der Nutzung der Anlage für Beleuchtungszwecke muß die Strategie der Unterpannnungsabschaltung angepasst werden. In der Regel ist einen dauerhafte Versorgung gewährleistet. Der Schutz der Akkus hat oberste Priorität. Die Elektorschaltung hat die Eigenart, entsprechend einer Definition von Bosch durch die negative Kennlinie der eingesetzten Si-Dioden und einer erhöhten Ladespannung den Ladevorgang zu optimieren. Meine Akkus hatten nach der Ladung immer wenigstens 13,8 V, maximal 14,4. Der Ladestrom beträgt maximal 2 A, kann aber durch Anpassung des Widerstandes am Ausgang des L200 verändert werden. Die Abschaltschwelle des Komparators für die Unterspannungsabschaltung kann über den Einstellregler verändert werden. Der Schaltungsaufbau kann den jeweiligen Bedingungen angepasst werden, insbesondere die Kabelquerschnitte um unnötige Verluste zu vermeiden. Alle Module sind mit selbstrückstellenden Sicherungen versehen. Im Falle einer Überlastung würde es also zu einem zyklischen abschalten der Verbraucher kommen. Insgesamt ist das Konzept stimmig, ohne den Einsatz von Exoten, der L 200 ist immer noch gut verfügbar, ebenso der BD711 für die überhöhte Ladespannung. In jedem Anwendungsfall sollte die ausreichende Kühlung der aktiven Bauelemente gesichert sein. Dabei kann man eher etwas größere Kühlkörper zum Einsatz bringen. Im Moment hat www.Pollin.de preisgünstige Angebote im Netz.
Ich hätte ja ganz gern die Grundschaltung hier eingestellt, leider wird das nicht besonders gut ankommen bei den Elektoren. Wer Interesse hat, sollte mal auf deren Webseite gehen und schauen, ob dort ausreichende Informationen gegeben werden, ansonsten kurz gefasste Hinweise von mir. Der ADJ Eingang des L200 liegt über Si-Dioden (4) 1N4148 über GND, der Transistor BD 711 wird über einen Widerstand 4,7 Ohm in der GND Leitung zur Spannungsquelle über die B-E Strecke bei hohem Ladestrom in den leitenden Zustand gebracht. Die B-E Strecke ist in den Datenblättern mit 5 A definiert. Bei einem Ladestrom von ca. 120 mA sperrt der Transistor wieder. Danach erfolgt Erhaltungsladung. Mit dem sehr umfangreichen Datenblatt des Herstellers sollte ein Nachbau einfach sein.
Fazit
Es ist auch ohne komplizierte Bauteile möglich das Problem zu beherrschen, sinnvollerweise könnte man ein einfaches Analoginstrument anschließen ( 3,95 Euro ) um auf einen Blick den Zustand der Anlage zu erfassen.
Die Unterspannungsbaugruppe kann bei entsprechender Auslegung und Kühlung des Fet bis zu 12A schalten! Diese Lösung soll nur als Anregung dienen, die oben gezeigte Baugruppe ist für eine Solar-Gartenbeleuchtung vorgesehen! Noch ein Hinweis --> in solchen Schaltanwendungen ist es besser ( N-Channel Fet ) den Drain mit der Ansteuerung zur Last durchzuschalten, der Spannungsabfall ist dann entsprechend dem RDSon. In Anwendungsfall Source zu Last ist der Spannungsabfall wesentlich höher.
