Laderegler für 12 NiCd-Zellen

 
berlin1109
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Laderegler für 12 NiCd-Zellen

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Gepostet: 24.09.2010 - 15:18 Uhr  ·  #1
Hallo,
habe 12 gebrauchte NiCd-Zellen (Saft SPH 70) erworben, die -alle zusammengeschaltet- eine Ladeschlussspannung von etwas über 17 V ergeben. Da ich z.Zt. für einen passenden Laderegler weder viel Zeit zum Selbstbau noch viel Geld investieren möchte, hier die Frage:

- Wäre es sinnvoll nur 10 Zellen zusammenzuschalten (= 14,5V max. Ladespannung) und zwei Zellen als "Reserve zu halten"?

oder

... würde sich der im Forum-Teile-Shop angebotene Laderegler (300W 12/24V, unter 50,- €) für die 12 Zellen eignen. In der Beschreibung dazu steht, dass man die Ladespannung nuchjustieren kann. Leider wieß ich nicht ob das bis > 17 V funktioniert und er dann noch "automatisch das Batteriesystem" erkennt?
Vielleich kann mir da jemand eine Empfehlung geben oder Uwe weiß, ob das mit dem genannten Laderegler aus dem Shop funktionieren könnte.

Natürlich müsste ich davor noch einen Gleichrichter setzten, aber dazu reicht doch sicher eine einfache Gleichrichter B6-Schaltung aus?

Das ganze soll übrigens an den Scheibengenerator-Bausatz angeschlossen werden. Z.Zt. nutze ich einen einfachen *bay-Laderegler für 12V Bleiakkus, der keinerlei justierungsmöglichkeiten zulässt.

Gruß Klaus
Menelaos
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Re: Laderegler für 12 NiCd-Zellen

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Gepostet: 24.09.2010 - 15:52 Uhr  ·  #2
Für deinen ANwendugsfall würde ich den Laderegler aus dem SHop nicht empfehlen. Es ist ein sehr einfaches gerät und soweit ich weiß brauchen Akkus wie du sie nun hast eine sehr präzise ladeelektronik....hab ich jedenfalls mal gelesen dass diese Zellen eine genau definierte Ladeschlussspannung haben die nicht überschritten werden darf...

Gruß
Max
berlin1109
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Re: Laderegler für 12 NiCd-Zellen

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Gepostet: 24.09.2010 - 16:10 Uhr  ·  #3
Hallo Max,
der Vorbesitzer hat die Zellen ausgemessen und mir die Daten zur Verfügung gestellt. Daraus geht hervor, dass sie noch ca. 50 Ah Kapazität haben.
Aus den Herstellerdaten geht hervor, dass folgende Ladespannungen bezogen auf eine Zelle empfohlen werden:

Einstufige Ladung: 1,41 V pro Zelle
Zweistufige Ladung: Starkladung 1,45 V/Zelle, Erhaltungsladung 1,40 V/Zelle
Sie sollen unempfindlich gegen Tiefentladung sein und man muss darauf achten, dass sie regelmässig in Zyklen entladen werden.

Da ich die Zellen günstig erworben habe, würde mich ein gewisser Verschleiß ja nicht so sehr treffen. :-)

Habe vorhin auch noch ein weitaus umfassenderes englisches Datenblatt gegoogelt. Hier ist mehr zum Lade- und Entladeverhalten geschrieben, das muss ich aber nochmal in Ruhe durchlesen.

Gruß Klaus

P.S. Habe noch folgende Angaben zum Laden gefunden:
In case of frequent cycling, the recommended charge voltages are:
Single rate Charge:
1,45 - 1,55 V/cell
Dual rate charge:
High rate: 1,45 - 1,60 V/cell
Float charge: 1,40 V/cell
Menelaos
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Re: Laderegler für 12 NiCd-Zellen

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Gepostet: 24.09.2010 - 19:50 Uhr  ·  #4
Ich frage mich ob solche Batterien überhaupt so gut für WIndräder geeignet sind. Ich erinnere mich an die " normalen" Nicd Akkus die dann später von den Nimh Akkus abgelöst wurden. Wenn man sie nichz jedes mal vor dem Laden komplett entladen hat, gab es nach einigen yklen einen deutlichen memoryeffekt und die Kapazität schrumpfte drastisch. Um sie wieder so einigermaßen fit zu machen musste man sie dann mehrfach komplett entladen und wieder laden...
Ob das hier auch so ist?

Schließlich entnimmt man ja nicht immer die volle kapazität aus der Batterie...

Gruß
Max
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Re: Laderegler für 12 NiCd-Zellen

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Gepostet: 24.09.2010 - 21:54 Uhr  ·  #5
Ich würde nur 10 Zellen verwenden. Was soll man sonst mit der krummen Spannung? Die zwei Reservezellen gehen nicht kaputt. Ob diese Bauart auch einen Memoryeffekt hat weiß ich nicht. Aber sie stammen aus einer Notstromversorgung, die schließlich immer einsatzbereit sein muß. Da kann man sich Therapieen wie völliges Entladen nicht erlauben. Manche Experten behaupten übrigens, daß sich die NiCd Kleinakkus nicht die teilweise Entladung, sondern die Überladung merken. Wie hohen Strom müsste denn ein shunt-Regler verbraten können?
berlin1109
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Re: Laderegler für 12 NiCd-Zellen

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Gepostet: 24.09.2010 - 22:48 Uhr  ·  #6
@ Gleichstrom
Langsam denke ich auch, dass ich nur zehn Zellen zusammenschalten und einfach probiere sollte wie das dann an einem 12 V Laderegler funktioniert. Es geht mir ja hier nicht darum die effektivste Art der Verwendung dieser Zellen als Energiespeicher zufinden, sondern sie erst einmal als Energiespeicher zu nutzen.

@Max
Natürlich sind NiCd Zellen in ihrer Art sehr sensibel, aber ich habe auch schon sehr komische Erfahrungen damit gemacht: 2006 habe ich zwei Blitzgeräte (CT45) bei *bay gekauft, die jeweils mit einem ca. 15 Jahre alten NiCd Akkupack ausgestattet waren. Mit den zugehörigen, nur einfachst geregelten Nezteilen kann ich heute noch diese Akkupacks so aufladen, dass meine selbstgefertigten NiMg - Akkupacks nur schwer mithalten können...

(Auchwenn ich mal vergessen hatte, dass das Ladegerät schon zwei Tage dranhängt, hat mir das er Akku nicht so übel genommen und auch 2-3 monatiges Nichtbenutzen oder nur Teilentladung haben die alten Teile hingenommen!)

Natürlich hast Du recht, NiCd Akkus haben ihre speziellen Eigenschaften, doch glaube ich schon, dass ich sie vielleicht im Wechsel mit einem Pb-Akku nutzen kann. Besonders in der Hinsicht, dass ich z.Zt. aus finanziellen Gründen über bessere Lösungen nicht nachdenken möchte.

Gruß Klaus
Menelaos
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Re: Laderegler für 12 NiCd-Zellen

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Gepostet: 25.09.2010 - 07:15 Uhr  ·  #7
Klar, letztlich geht probieren über studieren....
:-)
Schwede
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Re: Laderegler für 12 NiCd-Zellen

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Gepostet: 28.09.2010 - 10:32 Uhr  ·  #8
Also, die Ladespannungen sind so ok. Wichtig ist beim Umgang mit NiCd- Zellen ein striktes Einhalten der Ladespannungen. Unempfindlich gegen Tiefentladung sind die Teile im Prinzip schon. Es sollen Sätze im Umlauf sein, die schon 25 Jahre in U- Booten "gedient" haben und bei den Besitzern auch schon weitere 10 Jahre in Betrieb sind. Mein ehemaliger Eisenbahnverein in Deutschland fährt Züge, die Akkusätze seit 1988 haben ( Hersteller damals BAE, glaube ich). Ein Ende der Lebensdauer ist nicht abzusehen. Schwierig wird jedoch eine Ladereglung. Diese MUSS unbedingt auf diesen Typ angepasst sein. Eine Entladung sollte zwischendurch auch immer erfolgen, damit der Memoryeffekt gering bleibt. Dieses Problem ist ja auch von Werkzeugen bekannt. Hier sind ja die Akkubohrer fast jedem bekannt. Die "Ladevorrichtungen" der meisten Werkzeuge sind den Namen nicht wert. Also hier unbedingt einen "RICHTIGEN" Regler anwenden. Ich schaue mal, ob ich in meinen Unterlagen hier noch was finde, habe mich aber schon vor Jahren von dieser Akkusorte abgewandt. Die Kalilauge war einer der Gründe, da die Beschaffung schwierig wurde (offene Systeme). Allerdings dürfen wohl in Neugeräten hier irgendwann die Teile nicht mehr verbaut werden. Damit haben wir das nächste Problem: Entsorgung. Hier sollte man sich unbedingt erkundigen, ob das was kostet. In meiner "Kreisstadt" ist der größte Produzent von NiCd- Zellen in Europa angesiedelt. Die Niederlassung der Fa. Saft in Oskarshamn. Die Auflagen für die Fa. sind hammerhart, obwohl die Schweden in der Frage sonst etwas liberaler sind.
Ansonsten sind NiCd- Akkus recht gutmütig und die Lebensdauer ist bestechend. Überladung mit viel "Bums" ist das, was sie nicht vertragen, so richtig runter auf 1,1V in "Schlafspannung" können sie ab. Nur das reaktivieren nach längerer Ruhezeit sollte schonen erfolgen. Hier kann die Ladezeit auf das dreifache von I 10 angelegt sein.
Bitte bei Akkus in geschlossenen Systemen vorsichtig sein, Kalilauge lässt sich hier meist nicht ersetzen, falls die Sicherheitsventile ansprechen!
Ich hoffe, es handelt sich um FNC Zellen. Die sind sehr haltbar. NiCd-s mögen es nicht, wenn sie parallel geschaltet werden. Hier ist der Memory meist nach einem Jahr auf den Niveau der schwächsten Zelle abgeschlossen und es geht steil bergab, wie ich selber das merken musste.
Trotzdem viel Spaß mit 10- Zellen!! Damit kann man noch für mehrere Jahre gut speichern.

Gerne noch weitere Fragen, denn die Teile waren 10 Jahre teil meiner beruflichen Tätigkeit.

Hej då så länge
Schwede
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Re: Laderegler für 12 NiCd-Zellen

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Gepostet: 28.09.2010 - 10:51 Uhr  ·  #9
Fuer neuere Zellen habe ich bei Saft ein Datenblatt (Solar NC-s) auf deutsch gefunden, hier sind jedoch neue Technologien verbaut und ich empfehle, da die Zellen bestimmt schon mehr als 10- Jahre auf dem Buckel haben, die Ladespannungen, die der Vorbesitzer angegeben hat, einzuhalten. Ansonsten interessante Lektuere fuer Leute die damit weiter machen wollen....

Hej då så länge

http://www.saftbatteries.com/d…5b489c.pdf
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Re: Laderegler für 12 NiCd-Zellen

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Gepostet: 28.09.2010 - 13:21 Uhr  ·  #10
@Schwede
Danke für die Informationen zu den NiCd-Zellen. Habe mir das von Dir verlinkte Prospekt angesehen. Es sind dort andere Zellen neuerer Bauart beschrieben, aber die Art der Ladung ähnelt der von mir in einem Prospekt von Saft, für die Zellen die ich habe. Nur die Werte sind bei den neueren Zellen anders (z.B. Konstantspannungsladung: 1,41 V für meine Zellen, 1,65 V für die im neuen Prospekt).

Wenn Du noch weitere Infos zu dieser Akkuart finden solltes bin ich sehr interessiert, besonders was das Laden, bzw die Ladereglung betrifft.

Gruß Klaus
Schwede
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Re: Laderegler für 12 NiCd-Zellen

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Gepostet: 28.09.2010 - 17:15 Uhr  ·  #11
habe auch was über die sph 70 auf deutsch gefunden. http://www.saftbatteries.com/d…ec40a6.pdf .... Hier sind die Daten mit den Empfehlungen identisch. Nun, hier ist ja auch eindeutig ein anderer Nutzungsbereich gegeben. Die Elektroden sind anders aufgebaut und besonders geeignet, wenn Du mal viel "Bums" über kurze Zeit brauchst. Natüelich liegen die Vorteile gegenüber einer Startebatterie auf der Hand: Längere Lebensdauer und weniger Wartung. Auf Seite 8 geht es mit Daten los, die wichtig sind. Optimal sind konstanspannungs- Ladegeräte. Da deine Teile offensichtlich schon 20 Ah verloren haben, solltest Du mal schauen ob die Lauge noch ok ist. Kalilauge mit Sollwert 1,17 +/- 0,02 g/cm3 (Neubefüllung)
und bis zu 1,25 bei laugenwechsel, wenn mich mein Gehirn nicht trügt. Sollte aber eigentlich nicht das Problem sein, denke eher Memory ;-( ... Nun 50 Athmosphären ist auch was...
Konstantspannungsladegeräte gibt es und bestimmt auch was im Netz zum Basteln. Da sehe ich mal in den nächsten Tagen nach. Mein Krempel ist irgendwie im Dokumentendshungel verschwunden. Na, egal findet sich wieder.... Am besten sind die Teile mit PWM für fat alle NiCd-s. Aber wenn Du nicht zu viele Eruronen (mein Gott, wie sehen die eigentlich aus?) investiert hast, macht es die Einstufige mit Konstantspannung und präzisen Ladeschluss und dann Erhaltungsladung auch. Nur: Wie die Teile mit einem Generator harmonieren, weiss ich nicht. Hier war bei mir immer das Netz und die liebe Sonne über PV beteiligt.
Aber andere Kollegen aus den Forum haben hier vielleicht auch noch ne Idee. Melde mich wieder, wenn ich was gefunden habe.

Hej då så länge
Menelaos
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Re: Laderegler für 12 NiCd-Zellen

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Gepostet: 28.09.2010 - 18:46 Uhr  ·  #12
Ja,....die stark wechselnde SPannung eines WIndgenerators sit sicherlich nicht so ideal für diesen Batterietyp, ebenso wie dauernde Teilentladung wie es in den meisten damit verbundenen Anwendungen der Fall ist...Ich denke für das Geld hat man aber nichts verkehrt gemacht und kann damit experimentieren um zu schauen wie es sich letztlich in der P?raxis verhält. Für 20 Euro bekommt man jedenfalls keinen gleichwertigen Bleiakku :-)

Gruß
Max
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Re: Laderegler für 12 NiCd-Zellen

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Gepostet: 28.09.2010 - 20:10 Uhr  ·  #13
Laugenwechsel. Verbraucht sich die Lauge? Ich dachte, daß sich eine Verbindung von Lauge und Sauerstoff auf den Platten ablagert, die ausgewaschen werden kann. Neue Lauge ist einfach anzusetzen: Für die Dichte 1,17kg/l nehme man 1l destilliertes Wasser und 170g Kaliumhydroxid-Plätzchen. Die gab es vor 20 Jahren noch für wenig Geld in der Apotheke. Heute? Für den Laderegler wäre es interessant, auf welchen Tk er sich einlassen muß. Bei Blei halte ich das für sehr wichtig. In meinem Beitrag von heute früh in dieser Rubrik gibt es einen analogen shunt ohne Tk. Mit Schaltplan für einen PWM-shuntregler kann ich dienen. Der stark schwankende Ladestrom eines Windrades macht keinen Schaden, solange nicht die zulässige Ladeschlußspannung überschritten wird. Zuviel Strom kann es diesem Zelltyp nicht werden. Ich hoffe, daß die Entsorgung noch nicht aktuell ist. Bei Bedarf nenne ich die Adresse des Schropl, der mir die Zellen verkauft hat. Der müsste sie auch wieder zurück nehmen. Kosten?
Schwede
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Re: Laderegler für 12 NiCd-Zellen

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Gepostet: 28.09.2010 - 21:32 Uhr  ·  #14
Lauge verbraucht sich eigentlich nicht, da sie nicht wirklich an der Reaktion beteiligt ist. Wer weiß aber, was mit den Teilen alles so passiert ist. Daher mal nachsehen... Habe eben mit einem Bekannten, der bei Saft arbeitet gesprochen: Meinung vom Technologen: Geht auch über I- ladung mit Schluss bei Spannungen, die im Datenblatt angegeben sind. Achtung: Messung der Spannung sollte in eine Ladeauszeit gemessen werden. Ein kurzer Lastimpuls mit i 50 für max 1sek. soll sichere Ergebnisse liefern. Allerdings hält er beim Alter der Zellen von mehr als 10 Jahren die Einhaltung der Schlußspannung für ausreichend. Der Memoryeffekt ist bei Standby- NiCds dieses Typs bei Zyklenteilentladung messbar, jedoch kann das vernachlässigt werden um die Teile aufzubrauchen. Nach seiner Meinung sollen die Dinger im vermuteten Zustand noch ein paar Jahre machen, sind jedoch nicht die erste Wahl. Also sollte ein Regler, der sich aufden Schlußwert abgleichen lässt, für die Teile reichen. Ach, wichtig wäre dann nur eine halbwegs konstante Umgebungstemperatur. Auf meine Frage, was halbwegs bedeutet bekam ich eher ein Schulterzucken. Nun, nach meinem Wissen zwischen 15° - 25°C. Die Datenblätter wollen hier 20°C.- Habe aber noch keinen Akkuraum mit sooo konstanten Temperaturen gesehen. Na und in U- Booten ist das wohl kaum der Fall. Daher sehe ich hier kein Problem. Eine wirklich zimperliche NiCd habe ich auch nie erlebt.
Übrigens: Es gibt auch Experten, die was gegen Konstantstrom bei NiCds haben, die was gegen PWM haben, die was gegen was haben.
Übrigens: Der PWM mit Shunt scheint interessant. Denke das Gleichstrom hier einen guten Kompromiß hat. Die Schaltung wäre mal interessant. Im Link für den Akku sind ja alle Daten drin. Also ran an die Fische. Da Akkus in Inselanlagen ja immer ein hoch und runter haben, sehe ich der Sache gelassen als Experiment entgegen. Vergiss die Erhaltungsladung, die Teile sollen bestimmt nicht als Notstromakku den Rest ihrer Tage verbringen. Also 1,41V bei Raumtemp. sollten dem Zweck genügen, sonst wird das Ladeteil teurer als alles herum. Als Langzeiterfahrung wäre das interessant.
Tschuldigung für das Kauderwelsch, zwischen mehreren Sprache hin umd her zu springen ist nach laaaangem Arbeitstag schwer. Also nicht böse sein, wenn sich Unklarheiten eingeschlichen haben. nehme gerne Kritik an und drücke mich nächstes mal klarer aus... ;-)
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Re: Laderegler für 12 NiCd-Zellen

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Gepostet: 29.09.2010 - 16:40 Uhr  ·  #15
Danke für die vielen Ratschläge und Informationen. Das deutsche Prospekt hatte ich schon gefunden und meine obigen Datenangaben daraus entnommen.
Da ich mein Windrad endlich zum Test auf einem kleinen 2,20 m hohen "Maststummel" inmitten von reichlich Verwirbelungen aufgebaut habe - und es dreht sich doch - :-) ist die z.Zt. zu erwartende Leistung noch sehr gering und ich komme mit einem 17 Ah Bleiakku hin. Wenn ich alles am endgültigen Standort aufgebaut habe wird die Leistung besser und ich kann die NiCd-Akkus anschließen. Bis dahin werde ich hoffentlich einen passenden Laderegler dafür gefunden haben.

Eine Schaltung für einen PWM-Shuntregler, wie von Gleichstrom vorgeschlagen, ist sicher auch eine gute Lösung. Vielleicht werde ich an den kommenden langen Winterabenden doch auf eine solche Bastellösung zurückkommen. Habe zwar schon so einige elektronische Basteleien fertig gestellt, aber eigentlich immer nur auf Lochraster- oder Streifenrasterplatinen. Auch habe ich meine Probleme mit SMD-Bauteilen :(

Zur Lauge: Erstmal werde ich an der Befüllung nichts ändern. Sollte es doch nötig werden, kann ich versuchen Kaliumhydroxid über meinen Arbeitgeber zu beziehen und nach gründlicher Spühlung neu befüllen. (Früher hatten wir davon immer was auf Lager, aber die Sicherheit und der Arbeitsschutz hat heute alle sensibilisiert und was nicht gleich gebraucht wird, wird ebend sofort teuer entsorgt...)

Jedenfalls habe ich dank Eurer Hilfe jetzt einen guten Überblick über diese Akkuart und denke damit schon etwas anfangen zu können.

Gruß Klaus
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Re: Laderegler für 12 NiCd-Zellen

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Gepostet: 29.09.2010 - 16:47 Uhr  ·  #16
Dann viel Spaß. Auf Ergebnisse bin ich gespannt. Übrigens: Ist nicht ehrenrührig auf Lochraster zu bauen, zumal bei Einzelstücken. Und SMD brauchste nich unbedingt fürn Laderegler :-)
Felstavning är gratis på köpet......
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Gleichstrom
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Re: Laderegler für 12 NiCd-Zellen

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Gepostet: 08.10.2010 - 10:25 Uhr  ·  #17
Hallo,
meine Gratulation. Die Schaltung für einen PWM-shunt habe ich unter anderem Thema abgelegt. Die zwei SMD-Teile können (noch) durch bedrahtete Bauteile ersetzt werden.
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