Akkus in TE831x aufladen mit 9V 109mA Solarzelle

[WetterCH]

Hallo zusammen

Meine alte TE831x macht ihren Dienst als Online-Wetterstation bereits sehr gut. Seit neusten beschwert sie sich über den Akkustand  .

Zuerst mal einige Infos:

Die alte TE831x durfte letzten Sommer regelmässig draussen sein, natürlich nur mit der 9V 109mA Solarzelle als Versorgung. Die Station lebt immernoch diese wird vermutlich die Spannung heruntergezogen haben, sodass sie nicht kaputt ging (ca. 0.9W Leistung).

Da ich als gelernter Automatiker (Schaltanlagenbau) keine besonderen Elektronikkentnisse, aber dafür Elektrokentnisse habe, wollte ich hier um ein paar Tipps fragen.

- 4 NIMH akkus 4.8V Un
- 5.6V Ladeschlussspannung

Diode an Solarzelle, welche eine Entladung durch die Solarzelle verhindert habe ich schon montiert.
Wenn ich jetzt die Solarzelle einfach anschliesse, wird sie die Akkus laden so weit so gut was passiert aber bei 5.6V der Strom nimmt ab, Spannung steigt. Akkus werden langsam überladen, ist dies wirkliche eine Gefahr bei einer 0.9W Solarzelle, oder werden die Wetterstation/Akkus die Leistung benötigen ohne dass dabei die Spannung 5.6V übersteigt. Sonst müsste ich wohl eine Z-Diode einbauen (ich glaube es gibt solche mit 5.6V)

[TheWeather]

Hallo WetterZH/CH, ich würde vorsichtshalber (wie von Dir selbst vorgeschlagen), die Zenerdiode 5,6 V mit einem Ableitwiderstand, der zur Leistung der Zenerdiode passt, mit Bezugsmasse verbinden. Damit ist ein "Überladen" unter normalen Bedingugen quasi ausgeschlossen und Deine Zellen erhalten nie mehr als die 5,6 V Schlussladespannung. Ob man das braucht? Frag mich nicht - rein schaltugstechnisch wäre es aber sicherlich angebracht.

Gruß Hans

[WetterCH]

http://www.conrad.ch/ce/de/product/191334/Solarzelle-Polykristallin-Conrad-YH-125X65-9-V-109-mA

Diese Zelle habe ich, ich werde mir wahrscheindlich noch eine 2. in Parallelschaltung verbauen. Leider ist sie aber nicht besonders wetterfest, darum muss ich sie wohl von innen ans Fenster kleben. Keine Angst ich werde sie natürlich nur mit Klebstriefen montieren 

[WetterCH]

Hier noch eine Antwort aus dem Elektroniker forum:

Mehr als eine Diode brauchst du nicht. NiMh wandeln die Überspannung gut in Wärme um. Da geht nichts kaputt. Problem ist nur die Tiefentladung. Das wirst du aber eh schnell merken, wenn deine Wetterstation nicht mehr funkt.

[TheWeather]

Hallo WetterZH/CH,

Mehr als eine Diode brauchst du nicht. NiMh wandeln die Überspannung gut in Wärme um. Da geht nichts kaputt. Problem ist nur die Tiefentladung. Das wirst du aber eh schnell merken, wenn deine Wetterstation nicht mehr funkt.

Wo soll denn die Diode laut "Elektronikerforum" eingebaut werden?

Eine höhere Spannung, die ohne Laderegelung durchaus auch einen höheren Strom liefern kann, selbst wenn sich eine NiMh  Zelle auf Schlusspanung befindet, kann deren Lebensdauer empfindlich stören, weil sie zu Ausgasungen führt (oder führen kann). Mal bei 2 bis 3 V höherer Ladestrom wird wegen des begrenzten Widerstand der Zelle nicht direkt zur Zerstörung führen. Wenn das aber nicht einigermaßen angepasst ist, dann wird die übermäßige Wärmeentwicklung in der Zelle zu deren Einbuße an Lebenszeit führen.

Zur Tieftentladung bei NiMh-Zellen: Da wirst Du auch wenige begeisterte Anhänger finden. Das funktioniert zwar "besser" als bei NiCd-Zellen, aber wenn die mal auf 0,3 V runter ist, kriegst Du die so schnell auch nicht wieder auf volle Ladespanung und Kapazität hoch - das ist bei den meisten wiederaufladbaren Zellen so, weil sie durch nachhaltige Stromentahme einfach auf chemisch unstabile Verhältnisse "ausgezuckelt" werden, die eine stabile Nachladung einfach verhindern.

Wenn der 12 V - Blei-Akku im Auto mal auf 4 V Leelaufspanung gefallen ist, kriegst Du DEN auch nicht mehr so einfach hoch - bedeutet in aller Regel in diesem Fall Neuanschaffung.

Das führt natürlich auch zu der Frage, welcher kompetete Akku-Kenner in dem Elektronik-Forum zu dieser Annahme geraten hat. Der Hinweis "das merkst Du, wenn Deine Wetterstation nicht mehrf funkt", entspricht nicht meiner Vorstellung einer "kompetenten" Beratung in diesem Fall.

Es geht ja bei Deiner Frage nicht um unzureichende Ladung sonder eher um das Gegenteil, eine übermäßige Ladung abzufagen. Man kann's da übertreiben, man kann aber auch einfach nur physikalische Zusammenhänge zusammenzählen und sich auf einen sicheren Weg begeben.

Gruß Hans

[Buxi]

Dieses Lademodul regelt die gewünschte Ladespannung automatisch und ggf. auch herunter, sodass keine Überladung stattfindet.
Evtl. wäre auch dieser Spannungsregler als Laderegler geeignet, der aber nur für eine konstante Ausgangsspannung sorgt.
Eine korrekte Ladespannung ist wichtig, denn NiMH-Akkus reagieren sauer bei Überladung.

Nachtrag:

Ich sehe gerade, dass zu dem 1. Lademodul eine Mindesteingangsspannung von 8 V erforderlich ist, die wird das Solarpanel leider nicht liefern.

[WetterCH]

Hallo

vorerst werde ich die Akkus mal laden täglich Schauen (nur nach Sonnenschein) die Akkus mal messen und das Solarpanel danach abhängen, wenn sie genug Energie haben.

[TheWeather]

Hallo WetterZH/CH,

es geht doch nur darum, dass die Leistung von 9 V, 109 mA, sobald die Ladeleistung die verträglichen 5,6 V der Zellen überschreitet, gegen Masse abgeleitet (verbraten) werden sollte, um ein Überladen der Zellen zu vermeiden. Dabei kommt's auf 1 oder 2 V nicht wirklich an, sofern ein Nebenweg (Notwegerecht) aufrecht erhalten wird. Das hieße in Deinem Falle, Du nimmst eine Zenerdiode, welche notfalls den Strom von (9 V - 5,6) V bei 109 mA ableiten könnte, das sind bei einer Zenerdiode von 5,6 V Endspanung knapp 3,4 V * 0,109 A, knapp 0,37 W, die darüber fließen.

Das ist ein Klacks. Sowas gibt's für knapp bis 60 ct  beim großen C, zur Not kann man auch zwei oder drei parallel schalten, möglicherweise auch mit kleinen Widerständen (um die 10 Ohm) versehen, um zur Symmetrierung der Ströme beizutragen. Wenn dabei effektiv 5,8 oder 6 V rauskommen, ist das auch kein Beinbruch - aber besser als jeden Tag nachzumessen, ob die 5,6 V schon erreicht wurden und man einen Stecker zieht, wäre das alle Mal.

Gruß Hans

P.S.: Das heißt, eine einzige Zenerdiode dieser Art sollte schon dicke reichen. Aber dran denken:  In Sperrichtung einbauen ... Da gibts noch einen kleinen Hinweis, falls die WS gar keinen Strom mehr zieht, nimm einfach zwei von der Sorte parallel und symmetriere mit z.B. 4,7 Ohm Widerständen, die können zusammen 1 W und mehr schafft das Panel auch nicht, dann wär'st Du immer auf der sicheren Seite, dass nie mehr als z.B. 5,8 oder 6 V an den Zellen anliegen. Mit solch geringen "Überspannungen" könne die leben, weils sie ja selbst auch noch einen "Innenwiderstand" haben.

Eins ist mir noch bei meiner Beschreibung aufgefallen: Die Zenerdiode(n) sollten natürlich direkt parallel zu den Zellen angebracht werden, um nur diese zu schützen, dem Rest der Elektronik dürfte das "so ziemlich" egal sein - also nicht schon in den "Eingang" der Elektronik hängen.