Solarladestation für RC Modelle, die 2te

Motivation

Im Laufe des Jahres 2011 genoß unsere Solarladestation (siehe 12V Solarladestation) immer größere Beliebtheit. Dabei zeigte sich, dass an manchen Tagen die Pufferakkus schon etwas an die Grenzen kamen und ab und an der Batteriewächter in den gelben Anzeigebereich kam. Zudem hatten wir einige "heavy user", welche 2x 6S Akkus luden und mit bis zu 40 - 50A pro Ladegerät an die Anlage gingen. Dies war der Fall, da das Robbe Powerpeak Twin im 12V Betrieb die Ladespannung für die 22V der Lipos eben aus einem höheren Strom holt. Nach Abklärung mit dem Kassenwart ging es an die Erweiterung der Anlage auf 24V.

Planung der Erweiterung

Für die Erweiterung der vorhandenen Anlage von 12V auf 24V waren folgende Teile zu beschaffen:

  • 1x Solarmodul mit 90Wp, 17V Leerlaufspannung
  • 2x Energy Bull 230 Ah
  • 1x DC-DC Wandler 24V -> 12V, 75A (Orion)
  • 1x 24V Gleichstrom Relais, 300A Dauerstrom im Schaltkreis
  • einige Meter Batteriekabel (34 qmm)
  • 200A Sicherungsautomat
  • 24V Batteriewächter
  • Spannungsanzeige für 24V Bereich
  • Stromanzeige bis 200A
  • Stromsensor bis 250A (Hallsensor)

Nachdem zu allen Teilen die Preise und Verfügbarkeiten eingeholt waren, wurde das Budget noch kurz mit der Vorstandschaft abgesegnet. Jetzt ging es daran, die Teile zu bestellen. Dabei zeigte sich gleich, dass es bei der ersten Ausbaustufe besser gewesen wäre, gleich 4 Solarmodule zu nehmen. Das von unserem Lieferanten angebotene S-Energy SM-95 KSM ist seit langem nicht lieferbar. Auch andere Lieferanten hatten das gewünschte Modul nicht auf Lager. Nun, es half nichts und ich bestellte ein alternatives Modul mit 90 Wp (das auch noch günstiger war!).

Ein wichtiger Punkt war, dass sowohl 12V Ladegeräte als auch 24V fähige genutzt werden sollten. Die Idee einen Akkusatz für die 12V Stromschiene abzugreifen wurde von mir schnell verworfen. Zum einen wäre es dann immer zu unsymetrischen Ladezuständen in den Akkus gekommen, zum anderen hätte dann die Spannungsüberwachung und die Stromschienenschaltung ungebaut werden müssen.

Bei FRARON fand ich dann zu einem akzeptablen Preis einen DC-DC Wandler von 24V auf 12V. Mit einer Belastung bis 75A sollte das Teil erst einmal für unseren Bedarf ausreichen. Falls nicht können bis zu 5 Stück parallel betrieben werden. Na wenn das nicht ausreicht?!

Die beiden bisher genutzten 150A KfZ-Relais sollten bei der Gelegenheit ebenfalls durch ein ordenliches Relais mit 300A Belastung und Schraubanschlüssen ersetzt werden. Eine Änderung wäre ja sowieso nötig gewesen, da die KfZ-Relais mit 12V angesteuert werden.

Der Umbau

Nachdem alle Teile beschafft waren, ging es darum alle Teile zu montieren, zu Verkabeln und in Betrieb zu nehmen. Sobald einigen vorbereitenden Arbeiten erledigt waren, ging es dann zusammen mit ein paar weiteren Helfern daran, die Anlage vor Ort umzurüsten. Nach etwa einem Arbeitstag war dann auch dies erledigt und die Freude über Lademöglichkeiten mit 12V und 24V konnte sich bei den Nutzern schnell verbreiten.

Aufbau der Anlage

Das nachfolgende Bild zeigt den schematischen Aufbau der Anlage.

Schema Solaranlage 24V

Fazit

Ausgehend von der Erfahrungen kann ich ich folgende Empfehlungen geben:

  • Solarmodule immer gleich paarweise kaufen! Es könnte sein, dass die bisher benutzten Module bei einem weiteren Ausbau nicht mehr verfügbar sind
  • Einen Solarladeregler mit MPPT Tracking kaufen, da dieser auch aus einer weit höheren Modulspannung noch einen Ladestrom generieren kann. Bei PWM Reglern, wie der eingesetzte Steca sollte die Modulspannung zur Batteriespannung passen. Beim PWM (Pulse-Weiten-Modulation) werden sonst höhere Modulleistungen einfach vernichtet. Die in unserer Anlage eingesetzten 17V Module passen in diesem Fall recht gut. Mit 17V liegen diese gut über der 12V Spannung, damit der Regler die Akkus gut laden kann. Durch Reihenschaltung zweier Module werden daraus 34V, die dem Regler für die 24V Verschaltung der Akkus auch genügend Raum zu Generierung der Ladespannung lassen. 
  • Einen Hersteller für Solarladeregler aussuchen, der auch zu einem vernünftigen Preis einen Datenlogger anbietet oder eine offene Schnittstelle besitzt. Über eine offene Schnittstelle können dann die Kennzahlen der Anlage z. B. über eine Arduino oder Raspberry Pi ausgelesen und ggf. visualisiert werden.
  • Batteriekabel für den Anschluß der Stromschienen lieber gleich etwas "dicker" kaufen. Aktuell scheinen 34qmm Querschnitt gut zu passen. 

Bezugsquellen

>> ohne hier irgendeine Empfehlung auszusprechen! <<

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