Gondozásmentes 12v-os savas akku esetében mire állítsam a napelemes töltésvezérlőm? Lehetőségek: LEAD-ACID [AGM], LEAD-ACID [Gel], LEAD-ACID [Wet],

Leírok pár gondolatot, mert általában nincs összeszedve sehol, pedig lényeges és nem mindig egyértelmű.

Az akkumulátornak van egy saját nyugalmi feszültsége, egy lemerült akkunál mondjuk 10V, és a napelemnek is van egy saját terheletlen feszültsége, mondjuk 17V. Ha a kettőt összekapcsoljuk, egy közös munkapontban kiegyenlítődik a feszültségük, például 12V-ban. Ez a kiegyenlített feszültség attól függ, hogy mekkora áramot állít elő a napelem. Ha keveset, akkor 11V, ha többet, akkor 13V lesz. Magyarul minél nagyobb a töltés közben mért feszültség az akkumulátor saját feszültséghez képest, annál több áramot fog kapni.

Ez azért gáz, mert a töltésvezérlő a töltés közben mért feszültség alapján korlátoz, tehát ha egy üres akkumulátornál (10V) a töltésvezérlő a beállított 14.2V értéket tartja, akkor valószínűleg kegyetlenül nagy árammal tölt, amitől forrni kezd az akksi. A maximális töltöttség feszültségét alacsonyabbra lehet venni némelyik töltésvezérlőn, mondjuk csak 12.5V-ra, így logikusan az üres 10V-os akksiba érkező töltőáram is korlátozódni fog, de így nem fogjuk tudni teljesen feltölteni, mert ahhoz 14.2V-ra lenne szükség.

Tehát az üres akkumulátort védeni kell a túláramtól, ezért pl. az autó akkumulátor töltők is először egy limitált állandó árammal töltenek (CC, constant current), majd a maximális feszültség elérése után állandó feszültséget tartanak (CV, consant voltage), amíg az akku vesz fel áramot.

A legtöbb napelemes töltésvezérlő viszont az áramot nem szabályozza, mert abból indul ki, hogy minden csepp áramot hasznosítani akarsz, így minek bele áram korlátozás.

Egy 170W-os tábla névleges árama 8-9A, ez azt jeleni, hogy a már üzem meleg napelem közepes napsütésnél erre képes, viszont a reggeli órákban a hideg napelemre érkező fényt sokkal jobb hatásfokkal tudja árammá alakítani, ilyenkor 10-12A-t is le tud adni, aztán ahogy a tábla felmelegszik, úgy csökken a teljesítménye. Ezért van az, hogy reggel 14.2V-al tölt, aztán ahogy bemelegszik a tábla, már csak 13.7-tel.

Az az ökölszabály, hogy a töltőáram a kapacitás 10%-a lehet, alapvetően nem rossz megközelítés, de nagyon fontos, hogy az adott akkumulátort milyen üzemi körülményekre tervezték. Egy villanyroller akkumulátorát állandóan merítik-töltik, tehát ciklikus használatra tervezték, de egy autó akkumulátorát meg arra, hogy folyamatosan feltöltve legyen, ezért a 10%-os szabály csak azért érvényes rá, mert egyszer-egyszer elviseli, még ha kicsit pezseg is tőle, de ezt ciklikusan, folyamatosan már nem tolerálja, ezért sokkal kevesebbel, mondjuk 4-5A-rel lenne célszerű tölteni.

Egy biztonságtechnikai megjegyzés, amelyik akkumulátor hangosan pezseg, az előbb utóbb fel fog robbanni. Két szigetüzemű riasztó rendszerrel is találkoztam már, amikbe ugyan így hibásan voltak összepárosítva az eszközök. Maga a pezsgés technikailag vízbontás, hidrogén gáz keletkezik, 1 év után az aksi kiszárad, cella zárlatot kap, begyújtja a gázokat és lerobban a teteje mindent beterítve akkumulátor savval. Nem szerencsés.

Összefoglalva neked túl nagy a napelemed egy akkumulátorodhoz. Vagy megpróbálod a tábla teljesítményét csökkenteni (letakarod a felét) vagy beépítesz még egy akkut, így megoszlik köztük az áram. Gyakorlatilag csak a plusz akku beépítése veszteség mentes megoldás. Egy "veszteséges, de nem annyira" jellegű megoldás a DC-DC konverter beépítése, aminek a kimenetén maximálni lehet az áram és feszültség értékeket (CC, CV) tetszőleges feszültség-áram bemenet mellett. Ezzel csak az a baj, hogy a reggeli hideg órákban, amikor a legjobb a napelem hatásfoka, a keletkező túlfeszültség megölheti konvertert, ezért kb 170W felett nem is érdemes vele kísérletezni, de nálad még akár működhet is.

Plusz akku: üzembiztos, veszteségmentes, drága

DC-DC konverter: közepesen üzembiztos, közepesen veszteséges, közepesen drága

Letakarod a tábla felét: üzembiztos, veszteséges, ingyen van

Neked kell eldöntened mire van szükséged, lehet a 3. megoldás is bőven kielégíti az igényeidet.

#11 jól írja, plusz akkku (vagy egy jelentősen nagyobb kapacitású) akku lenne a legjobb.

Abban viszont téved, hogy (minden) step-down modult kinyírna a napelem a reggeli időben. Úgy érdemes modult választani (ha emellett döntesz), hogy a napelem csúcs-teljesítményénél nagyobb energiát (feszültség és rövidzár-áram) is elviseljen (igen, van olyan, ami akár 300W -ot is elvisel, csak elég drága). Neked, kedves kérdező, olyan kellene, ami a napelem csúcs feszültségénél valamivel nagyobb feszültséget is elvisel, illetve a lemerült akku töltéséhez szükséges áramot le tudja adni (így még mindig lehet a veszteség jelentős, de az akkut biztonságosan töltené).

De a témára visszatérve: a 170Wp -es napelem tényleg sok önmagában 1db 100Ah -s akkuhoz. Sőt, még a 100Wp is necces. Tehát a legoptimálisabb az lenne, ha 1db 200Ah -s akku lenne, vagy (ami jóval olcsóbb) még egy ugyanolyan 100Ah -s, mint ami most is van.

Írtam korábban a modul esetén, hogy azon (is) plusz veszteség lenne (ahogy van veszteség a töltés vezérlőn is). Ezt csak úgy lehet elkerülni, ha az akku kapacitást növeled (2db, vagy több egyforma akku használatával) és így nem kell a feszültséget le-szabályozni, viszont az akku sem olcsó...

A napelem teljesítményének csökkentése részleges letakarással kerülendő, mert sok napelem nincs ilyesmi ellen védelemmel ellátva, így a panel letakart celláit a nem letakart cellák tönkre tennék idővel, amitől tönkre mehet az egész panel. Akkor már érdemesebb szűrővel letakarni az egész panelt (ami a fényt egyenletesen mindenhol szűri), persze ez a megoldás is jelentős veszteséget jelent, viszont olcsón megúszható.

Summa:

Tényleg neked kell dönteni, melyik opció mellett teszed le a voksod.

(Megjegyzés:

Amíg nincs végleges megoldás, javaslom a kapcsoló beiktatását a napelem és a töltés vezérlő közé, amivel a megfelelő feszültség elérése után lekapcsolhatod a töltést, illetve olyan időszakban kapcsolhatod rá, amikor a napelem teljesítménye a felmelegedés miatt (vagy rosszabb fényviszonyok miatt) alacsonyabb.)

14.2V -nál áramerősségtől függetlenül azért kezd el idővel pezsegni az akku, mert az ciklikus töltési feszültség (nem tartható huzamosabb ideig), miközben a napelemes rendszerek pont azt teszik, hogy huzamosabb ideig töltik az akkut, ha közben nincs merítve. Ha két töltés közt nincs lemerítve, akkor a feltöltéshez nagyon közeli állapot után (másnap például) újra töltik az akkut. Erre a legtöbb akku nincs felkészítve, ilyen célra hivatalosan csak solar-akku -t lehetne használni. A másik akku típus az, amit az autókban használnak, azt is lehet(ne) huzamosabb ideig ciklikus töltő feszültséggel tölteni, viszont azok ilyen célra (például beltérben történő töltésre) a gázképzés miatt sem alkalmasak (tehát valójában azok is pezsegnek, csak van elvezető szelep, illetve valamivel tovább bírják a "száradást" ami ilyenkor történik az akkuban).

A másik kérdésedre a válasz:

Két nagyon eltérő kapacitású (vagy állapotú) akku esetén a kisebb kapacitású (vagy rosszabb állapotú) akku kapna nagyobb töltő-teljesítményt. Tehát nem javasolt őket ilyen célra párhuzamosan kapcsolni, mivel a kisebb akku -t töltené először ugyanúgy 14V fölötti feszültséggel tele, miközben a nagyobb kapacitású még talán félig sem lenne. Eközben persze az akku pakk belső ellenállása miatt, annak ellenére hogy a kisebb akku már rég tele van, de a nagyobb nem, ugyanúgy 14V fölötti feszültséggel töltené a pakkot, amíg a nagyobb akku fel nem töltődik. Eközben persze a kisebb akku sokkal nagyobb ideig lenne kitéve a ciklikus töltő feszültségnek, vagyis az nagyon sokáig pezsegne/károsodna. Ettől viszonylag rövid idő alatt tönkre is mehet. Felrobbanhat vagy zárlatos lehet. Mindkét esetben nagy kárt okozna...

Tehát ahogy korábban javasoltam:

Két (vagy több) egyforma kapacitású és a lehető leginkább egyforma állapotú akkut használj, amiken egyformán oszlana el a töltés teljesítménye (feszültség és áram, azonos ideig). A különböző akkuk esetén a töltési teljesítmény különböző mértékben oszlana el, emiatt az kerülendő, veszélyes megoldás!!!