Powerbank mit Solarpanel laden

[loggekopp]

Hallo liebe Leute,

seit einiger Zeit versuche ich eine Powerbank mit einem normalen 20V Solarpanel zu laden. Es gibt zwar schon entsprechende Reise-Lösungen fertig zu kaufen. Aber die sind mir nicht leistungsstark und robust genug. Außerdem sind sie recht teuer!

Eigentlich ganz einfach dachte ich mir. Einfach einen Step-Down Wandler mit USB Ausgang zwischen Panel und Powerbank, fertig!
Leider gibt es 2 Probleme:

1. Der Step-Down Wandler fängt bei schlechten Lichtverhältnissen fürchterlich an zu Pfeifen.

2. Der Step-Down Wandler wandelt 20V und 1A in 5V und ebenfalls 1A um. Geht da nicht jede Menge Energie flöten?

Ich habe schon 2 verschiedene Wandler ausprobiert und bei beiden gibt es die gleichen Probleme.

Würde mich freuen, wenn mir jemand helfen könnte diese Probleme in den Griff zu bekommen.

Z.B.: zu 1. würde mir ein Schalter helfen, der bei Unterschreitung einer bestimmten Spannung abschaltet und zu 2. wüsste ich gerne ob es geeignete Transformatoren gibt, die den Strom effizienter umwandelt können.

Vielen Dank schon mal!
Gruß
loggekopp

[SAD]

Mit einem einfachen 5V Spannungsregler, z.B. LM78S05 und zwei Kondensatoren sowie einem Kühlkörper
macht der aus 20V saubere 5V. Der LM78S05 bringt es auf max. 2A, der LM7805 schafft nur 1A und da pfeift nichts.
Klar hast Du Verluste, gehen ja 15V verloren.

[BernhardS]

Was bedeutet überhaupt "leistungsstark"? Wieviel leistung hat das Solarmodul? Wieviel Ladestrom verträgt die Powerbank?

2. Der Step-Down Wandler wandelt 20V und 1A in 5V und ebenfalls 1A um.

Kann nicht sein. Woher kommen die Zahlen? gemessen oder gelesen? Falls gemessen - wie?

2. wüsste ich gerne ob es geeignete Transformatoren gibt, die den Strom effizienter umwandelt können.

Mal ganz grundsätzlich: Solarpanel und Powerbank = Gleichstrom --- Trafo = Wechselstrom

Sei es drum. Trafos, insbesonders kleine Trafos sind unbedingt effizient. Moderne Schaltnetzteile, meinetwegen Step_irgendeine_Richtung_Wandler genannt, sind bei guter Konstruktion effizienter.

Machen wir einen Neustart. Manche Sachen gehen nicht mit dem Kopf durch die Wand.Wird die: "Warum gibt es keinen Adapter von Gardena auf Drehstrom"_Frage genannt. Was genau, siehe Zeile 1, soll das werden?

[loggekopp]

Erstmal vielen herzlichen Dank für die hilfreichen Antworten!!

@SAD: Leider habe ich bisher nur nach Schaltplänen gebaut und verfüge nicht über das Wissen, wie die Kondensatoren anzuordnen sind. Kann ich dazu etwas im Netz finden? Wie groß muss der Kühlkörper bei 2A sein?

@BernhardS: Ziel ist es, ca. 2-3 Smartphones täglich über die Powerbank laden zu können, und war auch im Winter. Bedeutet natürlich, dass die Anlage im Sommer überdimensioniert ist.
Aktuell habe ich bereits eine kleine Solaranlage mit selbst gebautem Solarregler, 12V AGM Akku und 50W Solarpanel. Selbst die 50W reichen im Januar und Februar nicht aus. Wobei man sagen muss, dass die Ausrichtung auf meinem Balkon eher ungünstig ist. Dafür lade ich im Sommer auch meinen Laptop und andere Kleingeräte ohne Probleme.
Da mich meine Solaranlage sehr glücklich macht, möchte ich eine abgespeckte Version für meine Freunde bauen, damit ihre Handys zukünftig auch mit selbst gewonnenem Solarstrom laufen.
Mein aktuelles Projekt betreibe ich zum testen mit einem billigen 10W Panel. Sollte die Elektronik funktionieren, werden ich mir ein größeres Panel besorgen (schätzungsweise zwischen 30 und 50W).
Die Powerbank zieht bis zu 2.4A. Wieviel sie theoretisch vertragen würde, weiß ich leider nicht. Dachte immer die Geräte ziehen soviel Strom wie sie brauchen und nicht mehr. Ist das bei Powerbanks anders?

Die Zahlen waren nur beispielhaft. Tatsächlich gemessen habe ich 0,35A (20V) direkt am nicht verkabelten Panel. und 0,35A (5V) zwischen Wandler und Powerbank beim Ladevorgang. Da die Powerbank mit 0,35A unterversorgt ist, bin ich davon ausgegangen, dass nicht mehr aus dem Wandler herauskommt. Kann natürlich sein, dass ich da auf dem Holzweg war, schließlich arbeite ich mit Halbwissen und muss noch viel lernen.

Nochmals danke für Eure Hilfe!

[loggekopp]

Das Datenblatt vom LM78S05 habe ich nun bei Conrad gefunden. Dort gibt es verschiedene Anwendungsbeispiele. Ich schätze, das von SAD der "DC Parameter" gemeint ist. Ich frage mich nur, wo ich die Masse anschließen muss.

Sorry für die blöden Fragen!

[SAD]

Spannungsregler bekommst Du hier günstiger.
https://www.pollin.de/bauelemente-baute ... ngsregler/
Es gibt auch welche mit 3A, hier eine kleine Schaltung dafür.
Der Kühlkörper sollte 2,2 K/W haben.
Ein einfacher Spannungsregler Eingang bis 35V Ausgang hier 5V.
Benötig aber bei großer Spannungsdifferenz einen großen Kühlkörper von 1,8 K/W
Die Kondensatoren möglichst dicht am Spannungsregler positionieren.

[BernhardS]

Die Powerbank zieht bis zu 2.4A. Wieviel sie theoretisch vertragen würde, weiß ich leider nicht. Dachte immer die Geräte ziehen soviel Strom wie sie brauchen und nicht mehr. Ist das bei Powerbanks anders?

Natürlich nicht, hatte ich vielleicht mißverständlich formuliert. Es ging ja eigentlich auch darum, daß zunächst überhaupt keine Zahl da war.
Wenn der Strom aus dem Solarmodul ohnehin etwas knapp ist, dann muss man die Stromentnahme so regeln, daß das Modul an seinem besten Betriebspunkt arbeitet. Das heißt man entnimmt Strom, beobachtet die Spannung und rechnet die Leistung aus.
Wenig Stromentnahme: die Spannung ist höher, multipliziert mit wenig Strom ergibt wenig Leistung
Viel Strom: die Spannung geht runter. Wenig Spannung mal viel Strom ergibt leider auch wenig Leistung
Die Aufgabe ist nun, den besten Punkt dazwischen zu finden. Der ist leider von der Sonneneinstrahlung abhängig.

Du erkennst hoffentlich, daß das zwei Probleme sind. Es geht nicht nur darum möglichst wenig Verluste beim Überführen des Stroms in den Speicher zu produzieren, es muss zunächst möglichst optimal Strom erzeugt werden.

[loggekopp]

Super, vielen Dank! Dann werde ich mal anfangen zu basteln und berichte hier im Thread, falls Interesse besteht.
Etwas Sorge macht mir noch die Temperatur des Spannungsreglers aber das wird sich zeigen.

Ich habe gesehen, dass manche Leute noch 2 größere Kondensatoren (220uF und 470uF) jeweils parallel zu den anderen Kondensatoren einbauen. Welchen Zweck haben die?

[BernhardS]

Wie groß man die Kondensatoren macht, das muss man im Einzelfall entscheiden. Gleichgerichteter Wechselstrom ist ja wellig. Wieviel Welligkeit verträgt die Anwendung? Ein Plattenspieler sehr viel weniger als ein Batterieladegerät.
Der Strom aus einem Solarpanel ist ohnehin praktisch frei von Welligkeit.

Zu große Kondensatoren weisen eher darauf hin, daß da jemand was nicht verstanden hat. Der Spannungsregler regelt ja auch was aus. Nach dem Spannungsregler bringt man keine großen Kondensatoren an. Die würden dem Regler entgegenarbeiten.
Manche Regler neigen zu hochfrequenten Schwingungen. Diese unterdrückt man mit einem kleinen Kondensator. Das ist alles.

[BernhardS]

Na, da haben wir uns ja was eingefangen. Ich hol das Thema wieder nach oben

[loggekopp]

Hallo Bernhard,
danke für die Erklärung bezüglich der Kondensatoren.
Deinen letzten Post habe ich leider nicht ganz verstanden.

[anders]

Deinen letzten Post habe ich leider nicht ganz verstanden.

Letzte Nacht hat hier ein russischer Spammer 90 "neue" Beiträge abgelassen. Meistens waren das wohl Links auf irgendwelche Pornoseiten oder entsprechende oder illegale Film-Downloads.

Ich warne jeden solche Links anzuklicken!
Wer es dennoch tut, wundert sich hoffentlich nicht, wenn sein kompletter Rechner nachher verschlüsselt ist und nur gegen Zahlung eines Lösegeldes vielleicht (!) wieder freigeschaltet wird.


Durch diese vielen "neuen" Beiträge wurden sämtliche aktiven Threads aus der Übersicht verdrängt.
BernhardS hat nun einfach einen mehr oder weniger sinnleeren Beitrag an diese Threads angehängt, wodurch sie aktueller wurden als der Müll und weiter diskutiert werden können.
Mittlerweile hat der Admin auch diese 80 Spams gelöscht und jenen User gesperrt.
Mal sehen wie lange das hilft. Ich schätze, dass die nächste Attacke dieser Art nicht länger als 1 Woche auf sich warten lässt.

[anders]

ersuche ich eine Powerbank mit einem normalen 20V Solarpanel zu laden.

"Normal" ist ein relativer Begriff. Wie groß ist das Solarmodul bzw. welche Leistung gibt der Hersteller an?

Tatsächlich gemessen habe ich 0,35A (20V) direkt am nicht verkabelten Panel.

Also 20V Leerlaufspannung und 350mA Kurzschlußstrom oder wie?
Hört sich nach einem 12V Panel mit vielleicht 6W maximaler Ausgangsleistung an.
Das nicht sehr viel, zumal du diese Leistung unter realen Bedinungen evtl. nie erreichst.

Wenn man sparsam mit der Energie umgehen muss um aus 12.20V eine Ausgangsspannung von 5V zu machen, gehören Linearregler wie der 7805 zum Schlechtesten, was man machen kann.
Sie sind sogar noch schlechter als ein Shunt-Regler, der die Ausgangsspanung des Moduls auf 5V begrenzt.

Falls da wirklich 20V 350mA gewesen sein sollten ,werden von Linearreglern 15V entsprechend 75% der Verfügbaren Energoie sinnlos in Wärme verbraten.
Was du dann brauchst, sind Schaltregler, gewöhnlich Buck- oder Step- Down Regulator genannt.
Unsere chinesischen Freunde in der Bucht bieten da einige, meist um den LM2596 herum aufgebaut, für sehr wenig Geld an.

[loggekopp]

Hallo anders,

danke für die Aufklärung und deinen neuen Imput.
Hoffentlich werden wir in Zukunft von solchen Attacken verschont!

Wahrscheinlich hattest du keine Zeit oder Lust meine gesamten Ausführungen durchzulesen.
Ich hatte erwähnt, dass das kleine Panel nur zum testen angeschafft wurde. Schätzungsweise werde ich später bei ca. 50 W landen. Das liegt wahrscheinlich bei 1,5 bis 2 A.

Zum Buck-Converter: Ich habe ja bereits 2 davon getestet. Leider fangen die bei Morgen- und Abenddämmerung schrecklich zu pfeifen. Wahrscheinlich kommen die mit extrem geringer Stromstärke nicht klar.

Wenn du ein Produkt kennst, welches dieses Problem nicht aufweist, wäre ich für einen Tipp sehr dankbar!

[SAD]

Moin!
Vlt. solltest du den mal probieren, ist günstig.
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