Kleine Pumpe mit Solarpanel betreiben ohne Akku

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo
ich möchte eine Wasserpumpe 4,5W/12V per Solarpanel betreiben. Es reicht mir aus, daß die Pumpe läuft, wenn die Sonne scheint. Nun hat mein Solarpanel

Hersteller / Marke Vitasolar
Modulabmessungen (HxBxT) 1022mm x 669mm x 35mm
max. Leistung (Pm) 5 Watt
max. Spannung (Vmp) 18V
max. Strom (Imp) 0,28 A
Leerlaufspannung (Voc) 12V
Kurzschlußstrom (Isc) 0,35 A
Operation Temperature -40℃ bis +85℃
Zellen Type Mono-Kristallin
Kurzschlussstrom 6,51 A
Modulwirkungsgrad 16,5%
max. Systemspannung
3000V DC
Toleranz + 1 - 3 Prozent

Bei voller Sonne jedoch fängt die Pumpe nicht an zu laufen - möglicherweise braucht sie einen höheren Anlaufstrom?. Zu diesem Zweck kann man einen Kondensator parallel schalten - leider weiß ich nicht welche Kapazität dieser haben muß. Wer kennt sich mit sowas aus oder hat noch einen anderen Tipp für mich?

#2

Hallo,

vielleicht könntest Du mal folgende Messungen machen:

  1. Pumpe an 12V-Autoakku anschließen und den Strom messen, falls die Pumpe da läuft.
  2. Pumpe an Solarpanel anschließen und bei voller Sonneneinstrahlung die Spannung am Panel messen.
    Ich sehe nicht, dass ein Kondensator etwas bewirken könnte; evtl. könnte er kurzzeitig einen erhöhten Anlaufstrom liefern. Die dafür erforderliche Kapazität des Kondensators kann man erst abschätzen, wenn man den Anlaufstrom kennt.
    Hast Du die Polarität der Pumpenanschlüsse überprüft? Vielleicht läuft die Pumpe ja nur in einer Richtung (Diode inside)?
    Ich hoffe, das hilft Dir weiter.

Viele Grüße von
Haubenmeise

#3

Hallo,
Leider ist dein Solarpanel mit dieser Pumpe total überlastet.

Die Rechnung ist folgende:
P(Leistung in W) = I (Strom in A) mal U (Spannung in V)

Daher ergibt sich für die Pumpe ein Strom von :
12 (V) / 4,5 (W) = 0,375 A(mpere) (Strom)

Das Panel liefert jedoch nur einen maximal Strom von 0,28 A (Impulse), der Dauerstrom dürfte noch um ca. 1/3 niedriger liegen.
Somit bricht die Spannung am Panel ein.

Vermutlich hast du dich an der Leistungsangabe des Panel orientiert:
5 W : die ergeben sich bei 18 (!) Volt Spannung und dem Impulsstrom von 0,28 Ampere.
Diese Angaben für ein Solarpanel ergeben sich jedoch auch nur bei sehr optimaler Sonneneinstrahlung, die man in der Praxis sogut wie NIE hat. Dieses liegt am supoptimalen Einfallwinkel der Sonne, der sich ja im Laufe des Tages ändert.

Im übrigen bringt ein Kondesator in deiner Verschaltung nichts, da sich dieser ja ständig parallel zur Pumpe befinden würde und sich somit niemals aufladen kann. (Du schreibst nicht von einem Schalter, der nötig wäre um die Pumpe vom Stromkreis zu trennen).

Du braucht eine kleinere Pumpe oder größeres Solarpanel, wobei ein Betrieb ohne Akku ohnehin nicht so optimal wäre. Du wirst im Betrieb jede kleine Spannungsänderung am Panel sofort bemerken, und es wird viele schöne (teils wolkig / teil sonnig) Tage geben an denen die Pumpe nicht zufriedenstellen läuft.

Gruß Jörg

#4

aha. Meine Schlußfolgerung ist also: ein weiteres Panel wird benötigt. Die gleiche größe müßte doch dann ausreichen, oder besser gleich 10 W! Kann ich die dann einfach zusammenklemmen oder brauch ich noch zwei Dioden? Wenn ja was für welche?

#5

Die Pumpe funktioniert nur wenn sie richtig geklemmt ist, mit Netzteil läuft sie.

#6

Das sind widersprüchliche Angaben siehe Strom und Größe

#7

Hallo
ich möchte eine Wasserpumpe 4,5W/12V per Solarpanel betreiben.
Es reicht mir aus, daß die Pumpe läuft, wenn die Sonne

Ich habe mal eine Flachplatten Stirlingpumpe für Umwälzung gebastelt die selbst anlauft, wenn eine bestimmte Temp. über stritten wird.
Ihre Taktdichte hängt dann nur von der zugeführte Wärmemenge.
Keine Sau hat das aber interessiert so blieb beim Demomodel:smile:
Obwohl sie enthält keine Mechanik.

Wäre das eine Möglichkeit für deine Aufgabe zu lösen?

#8

Hey,
Ich denke ein weiteres Modul der gleichen Größe ist ausreichend.
Meist ist die Schutzdiode in den Modulen eingebaut (tech. Datenblatt lesen), sodaß du die Module parallel schalten kannst.
Dies sollte, mit den schon erwähnten Nachteilen , dann funktionieren.

Gruß von Jörg

#9

Hallo !

Was sind denn das für Daten ?

Da stimmt einiges nicht !

Riesengroß 100 x 67 cm, aber nur 5 W Leistung ?

Leerlaufspannung niedriger als Nennspannung ?

Kurzschlussstrom wesentlich höher als Nennstrom ?

Ein Modul mit diesen Abmessungen leistet mind. 80 W aufwärts.

Ein Monokristallines mit 43 x 24 cm schon 10 W bei 0,5 A Nennstrom !

Falls doch schon vorhanden,dann besorge einen Laderegler für 12 V Bleiakkus und einen kleinen Gelakku 12 V, 1 Ah mind.
Der kommt fest an die Solarzelle dran. Und die Pumpe dann an den erstmalig aufgeladenen Akku.
Dann wirds schon gehen. Ideal aber ist das auch nicht,weil bei wenig Sonnen aller Strom wohl aus dem Akku kommt und der dann schnell leer ist(Tiefentladeschutz muss im Regler vorhanden sein!)

Akku kann Pumpe ohne weiteres starten und anlaufen lassen,Modul liefert dann den Betriebsstrom (wenn genug Sonne!) und kann möglicherweise auch den Akku nachladen.

Evtl. würde eine 24 V Pumpe am Modul auch so funktionieren und anlaufen.

MfG
duck313

#10

ja grundsätzlich bin ich da nicht festgelegt. habe nunn allerdings schon die anschaffung von panel und pumpe getätigt - und würde das gern auch nutzen.
die pumpe soll den wasseraustausch aus einem kollektor(eigenbau) und dem eigentlichen behälter ermöglichen. urprünglich habe ich vermutet, daß durch die schwerkraft der austausch selbständig erfolgt, aber es geht tatsächlich viel zu langsam. für diese anwendung reicht es also vollkommen aus, wenn die zirkulation beginnt, wenn auch die sonne das wasser im kollektor erwärmt.
wäre denn die entstehende wärme überhaupt ausreichend um so eine stirlingpumpe zu betreiben? hab mal kurz gegoogelt, weil ich mir gar nichts darunter vorstellen konnte…
gibts denn irgendwo nen bauplan für diesen zweck?

#11

Hallo !

Was sind denn das für Daten ?

Da stimmt einiges nicht !

Riesengroß 100 x 67 cm, aber nur 5 W Leistung ?

jaja das kommt davon wenn man die daten einfach von der händlerseite kopiert. ist mir gar nicht aufgefallen:
die angaben zur abmessung sind falsch. es ist viel kleiner ca. 15 x 30 cm

Leerlaufspannung niedriger als Nennspannung ?

Kurzschlussstrom wesentlich höher als Nennstrom ?

hinten auf dem modul steht folgendes:
Max. Power Current 0,28A
Short Circuit Current 0,32A
Max. Power Voltage 18V
Open Circuit Voltage 22,19V

würde denn die pumpe laufen, wenn ich noch ein baugleiches modul hätte? und kann mir evtl jemand mitteilen, wie die module geschaltet werden müßten in reihe oder parallel und ob dioden nötig sind?
es geht hier um eine einfache campingplatzlösung, bei der das wasser aus dem kollektor in den hauptspeicher umgepumpt werden soll. also wenn die sonne scheint und das wasser im kollektor warm ist, soll die pumpe laufen und wenn die sonne nicht scheint und in der nacht soll die zirkulation stoppen.

danke mfg

#12

hallo jörg, erstmal danke für deine antwort.
so eine diode müßte doch als bauteil erkennbar sein, oder? am modul kann ich nichts dergleichen entdecken. kannst du mir sagen was für dioden ich benötige?
gruß falk

#13

danke. habe ich in dar antwort an duck geklärt…

#14

Hey ,
Nein, die können vergossen, oder im Rahmen sitzen.
Ansonsten sollten es wohl Standartdioden tun, die den Strom vertragen, aber bedenke das dann dort ca. 0,7 V deiner Spannung wieder abfallen.
Daher würde ich vielleicht eher Schottky-Dioden.
Jörg

#15

Hi, ja du müsstest wenn dann parallel schalten Diode brauchst du nicht.
kauf lieber ein größeres Modul ich würde ein 12-20 Watt Modul nehmen, ist am einfachsten, dann bist du auch nicht dauernd am nach der Sonne ausrichten.
das ist auch winzigklein, billig und einfacher zu handhaben als 2-3 kleine
OL

#16

Hallo FRagewurm,

Zu
diesem Zweck kann man einen Kondensator parallel schalten -
leider weiß ich nicht welche Kapazität dieser haben muß.

Der Kondensator bringt nur etwas, wenn er geladen ist und erst dann die Pumpe zugeschaltet wird. Der Anlaufstrom kann dann dem Kondensator entnommen werden.
Das Ganze braucht aber etwas zusätzliche Elektronik.

Der Vorteil wäre, dass man die Pumpe schon starten kann, wenn das PV-Modul erst die Leistung für den Betriebsstrom abgeben kann. Andernfalls startet die Pumpe erst dann, wenn das PV-Modul den Anlaufstrom liefern kann, also erst bei einer höheren Sonneneinstrahlung.

Wie wirtschaftlich das Ganze ist, hängt nun aber vom Verhältnis Anlauf- zu Betriebsstrom der Pumpe ab. Die Steuerung braucht auch etwas Strom.

MfG Peter(TOO)

#17

Hallo Balazs,

Ich habe mal eine Flachplatten Stirlingpumpe für Umwälzung
gebastelt die selbst anlauft, wenn eine bestimmte Temp. über
stritten wird.
Ihre Taktdichte hängt dann nur von der zugeführte Wärmemenge.
Keine Sau hat das aber interessiert so blieb beim Demomodel:smile:
Obwohl sie enthält keine Mechanik.

Mich interessiert das sehr (ich habe einen 2kW Stirlingmotor am laufen).
Wie hast Du die Pumpe gestartet?

Gerne PM

Gruss

Michael

#18

upps , da wurde ich von einem Alarm unterbrochen…

…Schottky-Dioden nehmen, da diese einen geringeren Spannungsabfall bewirken. (0,3-0,4 Volt).

Jörg

#19

Hi, nein die Module haben keine Dioden eingebaut, da diese so klein sind, dass eine Massnahme gegen Teilverschattung nicht viel Sinn macht, habe so ein Teil vor mir (das Modul hat im Tiefkühler platz zur Demonstration des negativen Temperaturkoeffizienten.)
Ich denke das Risiko eines Rückstromes kann man vernachlässigen und man kann diese einfach so Parallel verschalten.
Aber In Anbetracht des Preises und dass ein 10 Watt Modul kleiner ist (als 2x 5Watt) und einfach zu handhaben ist würde ich eben ein Stärkeres kaufen, und mit dem Kleinen was anderes anfangen.
Ist sicher eleganter als die 2x5W zusammenzupfrimeln.
OL

#20

Hallo mischamischer

Ich habe mal eine Flachplatten Stirlingpumpe für Umwälzung
gebastelt die selbst anlauft, wenn eine bestimmte Temp. über
stritten wird.
Ihre Taktdichte hängt dann nur von der zugeführte Wärmemenge.
Keine Sau hat das aber interessiert so blieb beim Demomodel:smile:
Obwohl sie enthält keine Mechanik.

Mich interessiert das sehr

Freut mich:smile:

(ich habe einen 2kW Stirlingmotor

am laufen).

Und ich habe immer mit denen was zu tun gehabt seit ich als sechsjähriges Kind einen von Merklin bekam und nicht verstand wo das Wassser sein soll:smile:))

Wie hast Du die Pumpe gestartet?

Tja das ist der Trick.
Stichwort Magnostat.
Er kann nicht anderes:smile:
Muss starten, Physik halt.

Wenn dich aber interessiert (wohlgemerkt er kann nur Pumpen und keine Drehbewegung liefern und funkt nur unter ca.300C das hat physikalische Gründe) sage mir beschied und ich schicke die Doku.
Wirst dich wundern wie einfach:smile:
Als Umwälzpumpe für Warmwasserkollektoren oder für vergleichbare Aufgaben ist aber ideal. Ich habe das ursprünglich für die Kühlung eines sehr kleinen Außerboarders was ich selbst gebaut habe entworfen. Baugröße von Fingernagel bis 3-4 M Durchmesser möglich.

Gerne PM

Gruss

Michael

Balázs