Maxpower till solcellen

Här kan man ställa alla typer av segelbåtsrelaterade frågor som inte passar i någon annan kategori
Mikael Westerberg
Silvermedlem
Inlägg: 46
Blev medlem: sön 05 mar 2006, 10:32

Inlägg av Mikael Westerberg » lör 05 jan 2008, 12:09

Hmmm - Jag mätte min generator förra året (vid tomgångsvarv) och fick då ca 12,5 - 12,7 V. Tyckte att det verkar en aning lite. Förmodligen borde jag väl ha mått vid ett högre varvtal.

Generatorn laddar batterierna och jag har alltid ström att starta men förbrukningsbatteriet blir aldrig helt laddat. Har dock inte bekymrat mig så mycket om detta då allting fungerar och "puttrar och går".

Motor, generator etc är en Penta MD2020 från -94. När jag läser att spånningen bör ligga upp mot 14,4 V blir jag fundersam på mina mätningar.

Ideer/ förslag från forumet?
Mikael Westerberg
Wasa 55

Användarvisningsbild
Guitar Nilsson
Diamantmedlem
Inlägg: 2193
Blev medlem: mån 04 okt 2004, 22:39
Ort: Myrbacka Ljusne
Kontakt:

Inlägg av Guitar Nilsson » lör 05 jan 2008, 12:45

Ta lös generatorn och bär iväg till en bra bilelektriker med den nu mens det är vinter. Då kan du kosta på en genomgång med kol och ev lager osv. Det ger en bra känsla många år framöver. Generatorn kan lätt sabotera en hel semester om den lägger av.
Vi seglade så fort att dagar och nätter flög förbi som vita och svarta lakan. Och skepparn var så elak att vi med honom skrämde bort hundra meter långa bläckfiskar som kom varannan dag, och ville dra oss ner i djupet.

Kjelle
Diamantmedlem
Inlägg: 522
Blev medlem: ons 21 feb 2007, 22:40

Inlägg av Kjelle » lör 05 jan 2008, 14:19

Har oxå en Maxpower och den fungerar utmärkt.

Har mätt lite på den och funnit att det är en ganska listig apparat. Som RobbanS skriver omvandlar den en likspänning till en annan men ser till att effekten är konstant, dvs om cellen ger 17 V 2 A så får man ut t ex 14 V ca 2,4 A.

Men den ser även till att belasta solcellen maximalt så att man krämar ut all effekt cellen kan ge. Det sker genom att den ändrar strömuttaget (vilket påverkar spänningen) så at produkten U x I = P blir så stor som möjligt. Även den andra ändan fungerar på saamma sätt, den försöker mata ut så mycket effekt i batteriet som det går, beroende på batteriets laddningsstatus.

Maxpower är alltså lite mer än en vanlig laddnings- och spänningsregulator.

janne
Diamantmedlem
Inlägg: 285
Blev medlem: lör 08 apr 2006, 13:48

Inlägg av janne » lör 05 jan 2008, 16:00

Men om en panel utan regulator ger 17 volt så måste ju denna ladda mer än en med regulator (Maxpower) som sänker spänningen. Hur detta sker är väl inte intressant i sammanhanget? Jag bortser nu från nyttan att regulatorn inte kokar batterierna och förstår fortfarande inte hur Maxpowern kan ge mer laddning genom att sänka spänningen. :?:

I ett exempel skrivs det att Effekten blir så stor som möjligt med Maxpower, men 17x2=34 och 14x2,4=33,6. Jag får det som sagt inte att stämma.

Robin
Diamantmedlem
Inlägg: 499
Blev medlem: tor 29 dec 2005, 23:02
Ort: Göteborg

Inlägg av Robin » lör 05 jan 2008, 16:20

Janne, det är väl så att batterierna bara tar åt sig 2A om du laddar dom med 17V(med solcellen i exemplet) men om du laddar dom med 14.4V så får du in 2.4A i batteriet. Du laddar ju inte effekt i batterierna, utan ström, det tjänar helt enkelt inget till att ladda med högre spänning än 14.4V. Därför får du ut mer laddning, även Maxpowern stjäl lite lite effekt i omvandlingen.
Så har jag förtstått det som iaf.
Plus då att man får en bättre reglerad laddning, och kan inte skada batterierna.

//Robin

janne
Diamantmedlem
Inlägg: 285
Blev medlem: lör 08 apr 2006, 13:48

Inlägg av janne » lör 05 jan 2008, 16:30

Nja man "laddar" ju energi i batterierna och inte ström, så detta hjälpte mig inte på traven att förstå hur Maxpowern fungerar :roll:

Kjelle
Diamantmedlem
Inlägg: 522
Blev medlem: ons 21 feb 2007, 22:40

Inlägg av Kjelle » lör 05 jan 2008, 22:02

Ett försök till förklaring på enkelt sätt. Först energi = effekt x tid, jfr dimesnionerna Energi = Wh eller kWh, Effekt = W(att) och tid = h (timmar /hours). Effekte beräknas med stöm x spänning (I x U)

Solcellen: Antag först konstant belysning. Om man mäter spänningen på cellen så får man cellens spänning när man inte tar ut någon ström. Man kallar detta för tomgångsspänningen. Den uttagna effekten = 0 ty strömmen = 0. Den effekt Om man börjar ta ut ström ur cellen sjunker spänningen psss hos ett batteri. Mest extremt är om man kortsluter cellen - man får då max ström = kortslutningsströmmen men effekten = 0 ty spänningen = 0. Undersöker man solcellen närmare finner man att det finns en kombination av ström och spänning där solcellen ger max effekt. Vilken som är kombinationen beror förutom på hur solcellen är tillverkad mm så beror den på belysningen.

Sedan MAxpower: Jag vet inte i detalj hur just Maxpower är konstruerad men i princip ungefär som följer. Man "hackar" sedan upp strömmen så att den i pulser så att den bildar växelström.som sedan transformeras till en lägre spänning men större ström. Det finns många sätt att tekniskt / elektroniskt omvandla en hög likspänning till en lägre med (nästan). bibehållen effekt (kallas DC-DC omvandlare). Exakt vilken som används i MaxPower vet jag, som sagt inte.

Finessen är dock att man kan styra strömuttaget ur solcellen (och man mäter spänningen) och väljer en kombination som ger max effekt. I den andra änden fungerar den som ett vanlig laddningsaggregat för batterier. Om batteriet inte behöver laddas tas ingen ström ur solcellen varvid spänningen stiger men effekten minskar.

RobbanS
Trogen medlem
Inlägg: 11
Blev medlem: fre 28 apr 2006, 20:31
Ort: Gnesta

Maxpower

Inlägg av RobbanS » sön 06 jan 2008, 02:44

Om spänningen över batteriet överstiger 14.4 volt så börjar batteriet gasa (Avge vätgas)...

Lite intressanta länkar gällande batterier och laddning:
http://www.sxk.se/tekniska/btf/el/lara.htm
http://www.xpnd.se/pdf/Batterier_laddning_rev4.pdf

/Robert

janne
Diamantmedlem
Inlägg: 285
Blev medlem: lör 08 apr 2006, 13:48

Inlägg av janne » sön 06 jan 2008, 09:57

Undersöker man solcellen närmare finner man att det finns en kombination av ström och spänning där solcellen ger max effekt. Vilken som är kombinationen beror förutom på hur solcellen är tillverkad mm så beror den på belysningen.
Var har du fått infon om solcellers idealförhållande mellan ström och spänning ifrån? Detta skulle jag vilja veta mera om
.Solcellen: Antag först konstant belysning. Om man mäter spänningen på cellen så får man cellens spänning när man inte tar ut någon ström. Man kallar detta för tomgångsspänningen. Den uttagna effekten = 0 ty strömmen = 0. Den effekt Om man börjar ta ut ström ur cellen sjunker spänningen psss hos ett batteri. Mest extremt är om man kortsluter cellen - man får då max ström = kortslutningsströmmen men effekten = 0 ty spänningen = 0.
För att effekten ska vara noll så måste en av storheterna, spänning eller ström (eller båda) vara noll. Så långt är jag med, men det som driver en (kortslutnings-) ström är ju en spänning. Hur kan denna då vara noll om det går en "stor" ström?

Kjelle
Diamantmedlem
Inlägg: 522
Blev medlem: ons 21 feb 2007, 22:40

Inlägg av Kjelle » sön 06 jan 2008, 11:27

Om ström och spänning i en solcell.

Man kan ta upp "kurvor" för sambandet mellan ström och spänning för en solcell. Man gör det genom att belasta cellen med en resistans som man kan variera. Du kan göra detsamma för ett batteri eller en generator (men prova inte själv!).

Om man mäter spänningen men utan ström tar man inte ut någon effekt då strömmen = 0. I detta läge fungerar cellen som ett batteri. Den effekt som ljuset tillför cellen blir då värme i cellen som den sedan kommer att stråla ut.

Om man betraktar korstlutningsströmmen så går en stor ström genom cellen (bestäms av mängden ljus och cellens verkningsgras) men cellen har en "inre resistans" (som för batterier men större) varför spänningsfallet över den inre resistans blir lika stor som cellspänningen varför all tillförd elektrisk energi i cellen omvandlas till värme som strålas ut.

Notera nu att kortslutningsströmmen för de flesta generatorer inte kan (ska) mätas upp för de flesta maskiner inte är gjorda för att klara den. Du kortsluter ju inte ett batteri!

För en solcell bestäms den maximala strömmen av ljusets intensitet (och verkningsgrad naturligtvis). Cellels spänning bestäms av "bandgapet" i P/N-övergången, dvs av halvledarens inre struktur. För att förstå solcellens funktion i mer detalj måste man göra en djupdykning i halvledarfysiken.

Från NAPS hemsida kan man finna för en 125 W cell följande
Instrålning 1000 W/kvm
Max effekt 125 W vid 7,3 A /17,1 V
Kortslutningsström (short circuit) 7,9 A
Tomgångsspänning (open circuit) 21,9 V

En konsekvens är att cellen blir kallare med ökad uttagen elektrisk effekt !

janne
Diamantmedlem
Inlägg: 285
Blev medlem: lör 08 apr 2006, 13:48

Inlägg av janne » sön 06 jan 2008, 11:57

varför spänningsfallet över den inre resistans blir lika stor som cellspänningen varför all tillförd elektrisk energi i cellen omvandlas till värme som strålas ut.
Ja men det är väl det jag säger, att spänningen inte är noll för då skulle ju det inte heller avges nån till värme omvandlad energi??
Man kan ta upp "kurvor" för sambandet mellan ström och spänning för en solcell. Man gör det genom att belasta cellen med en resistans som man kan variera. Du kan göra detsamma för ett batteri eller en generator (men prova inte själv!).
Nej det har jag inga planer på, men vet du var man kan hitta sådana "kurvor"?

Robin
Diamantmedlem
Inlägg: 499
Blev medlem: tor 29 dec 2005, 23:02
Ort: Göteborg

Inlägg av Robin » sön 06 jan 2008, 12:56

Men skulle ett batterie verkligen ta åt sig lika mycket energi om man laddar det med 17V 2A som om man laddar det med 14.4V 2.3A? Har fått att så inte skulle vara fallet nämligen, men jag kan helt klart ha fel. Men som även sades, batterierna kommer ju gasa om man laddar med för hög spänning, då tar de knappast åt sig energi bra? Finns ju en optimal laddningsspänning, typ 14.4V. Det tjänar väl inget till att ladda med högre spänning?

//Robin

Kjelle
Diamantmedlem
Inlägg: 522
Blev medlem: ons 21 feb 2007, 22:40

Inlägg av Kjelle » sön 06 jan 2008, 14:43

Till Janne: Javisst - det bildas en spänning inne i cellen och där uppstår också ett spänningsfall men man kan inte komma åt att mäta denna spänning. Den spänning man kan mäta finns på solcellens anslutningar. Om man korsluter där finns ingen spänning och allt spänningsfall finns inne i de enskilda cellerna (och i förbindelserna mellan dem).

Ström-spänningskurvor bör man kunna få från tillverkare. Jag provade NAPS hemsida men de hade bara data som de jag citerade tidigare.

Till Robin: Nej, man ska inte ladda med 17 V. Om man överskrider de magiska 14,4 V som bestäms av batteriets elektrokemiska egenskaper skapar den överskjutande spänningen bara vätgas och värme i batteriet. Vidare finns risken att batteriets elektroder förstörs. Det är därför en regulator som skyddar batteriet behövss.

Robin
Diamantmedlem
Inlägg: 499
Blev medlem: tor 29 dec 2005, 23:02
Ort: Göteborg

Inlägg av Robin » sön 06 jan 2008, 15:51

Kjelle, du håller alltså med mig om att det ger mer att ladda batteriet med 14.4Volt 2.3A än att ladda det med 17V 2A, trots att det är samma mängd energi. Det var ju det Janne inte ville acceptera, så jag ville ha stöd i min teori av nån som verkar ha bra koll:)

Att man inte ska ladda med 17V visste ja som sagt:)
Tack för att du konstaterar att det ja trodde var rätt:)

//Robin

Kjelle
Diamantmedlem
Inlägg: 522
Blev medlem: ons 21 feb 2007, 22:40

Inlägg av Kjelle » sön 06 jan 2008, 15:59

Javisst - det är bättre med 2,3 A än 2 A eftersom batteriet lagrar elektrisk laddning (ström x tid) men för att tekniskt lösa det i fallet med solcellen krävs en mojäng som Maxpower eller liknande.

Skriv svar