Laderegler, die braunen, kompakt vergossenen

 
Carl
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Re: Laderegler, die braunen, kompakt vergossenen

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Gepostet: 21.12.2024 - 05:23 Uhr  ·  #21
Philosophieren wir in einem Windkraftforum über die Unterschiede zwischen 2500 cm2 und 0,25 m2?

Wenn man ein Windrad ausschließlich für Versuchszwecke baut - z.B. für Experimente für die Spannungsverdopplung - unter anderem - dann spielt es keine übergeordnete Rolle ob man dessen Abmessung mit 2500 cm2 oder mit 0,25 m2 angibt, beides wäre korrekt.

Warum muss man sich mit solchen Nebensächlichkeiten aufhalten?

Die Vorschläge mit 3 Kondensatoren zeigen dann ja auch dass der Sinn der Spannungsverdopplung noch nicht zu Che durchgedrungen ist.
Che
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Re: Laderegler, die braunen, kompakt vergossenen

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Gepostet: 21.12.2024 - 09:55 Uhr  ·  #22
Aber wesentlich ist, dass 0,25 m² bezüglich wirklicher Energiegewinnung noch keine Rolle spielen!

Zitat
Die Vorschläge mit 3 Kondensatoren zeigen dann ja auch dass der Sinn der Spannungsverdopplung noch nicht zu Che durchgedrungen ist.
Kann man mal sehen, was Du doch für eine Knalltüte bist.
Während ich das formuliert habe, hatte Erdorf schon seine FAQs fertig, und da ist u.A. zu lesen:
"Steht von einem größeren Windrad bei Schwachwind eine höhere Leistung zur Verfügung kann diese durch geeignete Kondensatoren, ggf. parallel geschaltet in den Akku übertragen werden." Quelle
Carl
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Re: Laderegler, die braunen, kompakt vergossenen

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Gepostet: 21.12.2024 - 11:07 Uhr  ·  #23
Wesentlich ist - dass ein Versuchsaufbau nicht zwingend mit einem Windrad in der Baugröße üblicher Marktgrößen gemacht werden muss.

Die Funktionen und Belastungen für "größere" Kleinwindraeder lassen sich anhand der Ergebnisse an einem kleinen Modell leicht hoch skalieren.

Man nimmt dann angepasst an höhere Leistungen eine stärkere PTC Sicherung und Kondensator für Kleinwindraeder die an Standorten stehen wo häufiger die Windgeschwindigkeit nicht reicht oder der Generator im niedrigen Bereich zu wenig Spannung erzeugt.

Wozu sonst sollte die Spannungserhöhung dienen?

Mit einer höheren Anzahl von Kondensatoren und PTC Sicherungen zu arbeiten um auch Windräder mit höheren Leistungen mit solchen Schaltungselementen eine Spannungserhöhung zu ermöglichen - dafür haben wir noch keine durch Versuche belastbare Daten, ob Theorie dann auch in der Praxis sinnvolle Ergebnisse liefert müsste erst noch nachgewiesen werden.
Erdorf
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Re: Laderegler, die braunen, kompakt vergossenen

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Gepostet: 21.12.2024 - 11:23 Uhr  ·  #24
Hallo Carl,

Es ist üblich in der Elektrik und Elektronik durch parallel Schaltung von Komponenten die Ströme aufzuteilen und somit für die einzelnen Komponenten geringer als der Gesamtstrom zu halten. Ein extra Nachweis für Kondensatoren ist hier im Forum nicht erforderlich. Es reicht hier aus das von anderen Leuten erarbeitete Wissen zu verwenden.
Quelle z.B.:
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/1006091.htm

Sicherungen parallel zu schalten ist eine Sache für sich und meistens nicht sinnvoll und sogar verboten.
Das parallel Schalten von PTC Sicherungen geht hier wohl meine ich.
https://www.mikrocontroller.net/topic/448335
Vom Gefühl her würde ich, wenn es eine passende PTC Sicherung gibt, nur eine verwenden. Auch deswegen weil die größer Bauform handlicher und stabiler war bei deinen praktischen Tests.
Bei mouser gibt es eine guideline wonach parallel Schalten vom selben PTC Typ geht.
https://www.mouser.com/pdfDocs…ines-4.pdf

Grüße
Carl
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Re: Laderegler, die braunen, kompakt vergossenen

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Gepostet: 21.12.2024 - 13:42 Uhr  ·  #25
Wenn das so ist - dagegen ist nichts einzuwenden obwohl für mich immer die möglichst niedrige Eigenverbrauchsrate im Vordergrund steht.

Bisher hat man die Spannungserhöhung mit Funktionen wie Boost im LR gemacht oder durch Manipulation am Generator mit mehr Wicklung, Magnete etc. Das wurde im engen nutzbaren Bereich niedriger Spannungen bei kleinen Windrädern sehr erfolgreich durch die Spannungsverdopplung vereinfacht und spürbar verbessert.

Die Frage wäre dann - was will man unter größeren Windrädern verstehen wenn die Spannungsverdopplungen mit den doch im niedrigen Nutzungsbereich sehr einfachen und zudem verbrauchsarmen Schaltungen nicht mehr ausreichen?

Die Frage ist doch bei größeren Windrädern eher ob ein Mehreinsatz von Baukomponenten in Bezug auf verloren gehenden Eigenverbrauch vernachlässigbar bleibt.?

Das eigentlich wollte ich mit meiner Kritik andeuten..
Erdorf
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Re: Laderegler, die braunen, kompakt vergossenen

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Gepostet: 21.12.2024 - 23:10 Uhr  ·  #26
Hallo Carl,

Ab einer bestimmten Baugröße nimmt man professionelle Lade- oder Einspeise Technik.
Dort liefert der Generator direkt eine höhere Spannung die dann per MPPT runter auf den Akku
oder hoch auf Netz transferiert wird. MPPT ist wie eine stufenloses Getriebe,
was zwischen Generator und Verbraucher (Netz oder Akku) sitzt und für beide Seiten das Optimum einstellt.

Hier stehen die Kosten für die Elektronik im Verhältnis zu den Kosten des Windrades.
Auch der Standby der Elektronik steht dann im Verhältnis zur Leistung bei Schwachwind.
Die Schwachwind Leistung wird dann ja genutzt.

Insofern hat eine Spannungsverdopplung, ein beschränktes Einsatzfeld und zwar
auf kleine Windräder die man mit einfachen gekoppelten Ladern, wie hier, am Akku betreibt.
Ich wäre froh wenn ich das Wissen schon damals bei der Black300 gehabt hätte.
Ich hätte das dann gerne mit der Black300 24V am 24 V Akku an einem Schwachwindstandort ausprobiert.
Wenn dabei täglich z.B. 100Wh zusammen gekommen wären, wäre das den Aufwand locker wert gewesen.
Das sind 2h Fernseher oder 1 Liter Wasser kochen. Also brauchbar im sparsamen ein Personen Haushalt.

Grüße
Carl
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Re: Laderegler, die braunen, kompakt vergossenen

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Gepostet: 22.12.2024 - 07:30 Uhr  ·  #27
:-) Das ist auf den Punkt gebracht.

Und eine 24 V Black 300 für die Spannungsverdopplung nutzen wäre dann schon ein ambitionierter Feldversuch.

Ich denke schon dass Deine Einschätzungen ziemlich genau die Realität treffen. Man kann doch gut damit leben dass mit den Beispielen in den Grundlagen für Klein und Mini Windräder ein gutes Tool zur Verfügung steht.

Was wollen wir mehr?
Che
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Re: Laderegler, die braunen, kompakt vergossenen

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Gepostet: 22.12.2024 - 11:13 Uhr  ·  #28
"Ich hätte das dann gerne mit der Black300 24V am 24 V Akku an einem Schwachwindstandort ausprobiert."
Nur dass damals noch die Sichtweise galt, dass Ladebeginn mit der Nennspannungsangabe auf z.B. 3 m/s bezogen war.
Da brauchte es keine Aufwärtswandlung sonder eher geregelte Abwärtswandlung bei auffrischendem Wind.

Wenn es doch nur weiterhin so wäre...
Erdorf
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Re: Laderegler, die braunen, kompakt vergossenen

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Gepostet: 22.12.2024 - 11:54 Uhr  ·  #29
Ja das stimmt.

Der Ladebeginn war bei 3 m/s. Nur eben Ladebeginn, d.h. es wurde gerade mal so die Akkuspannung erreicht und es fließt kaum Strom. Bei 3 m/s stehen bei 1 m² ca. 16,8 W vom Windrad zur Verfügung. Mit einer Spannungsverdopplung wären diese Leistung mit ca. 50 % Generator Wirkungsgrad nutzbar. Auch bei 4 m/s wäre damit vermutlich eine höhere Ladung möglich.
Nun, ich hätte es probiert, ggf. mit kleineren Kapazitäten z.B. in Reihe um das Windrad nicht beim Anlauf zu stark abzuwürgen.

In so einer Offgrid Anwendung wären zusätzliche tägliche 10 W z.B. 10 Stunden lang = 100 Wh schon sinnvoll nutzbar.

Grüße
Carl
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Re: Laderegler, die braunen, kompakt vergossenen

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Gepostet: 22.12.2024 - 12:57 Uhr  ·  #30
3 - 4 m/sec ist an den meisten Standorten in Deutschland auch schon der Durchschnitt und die Black Flügel sind darauf zugeschnitten eher in diesem Bereich gute Ergebnisse zu liefern als bei optimalen Windgeschwindigkeiten (bei 6 m/sec fängt das ungefähr an) auf Höchstleistung getrimmt zu sein.

Ich habe eine 12 V Black 300 und die läuft seit Jahren eigentlich nur zur Verzierung weil selbst 3 m/sec Wind bei mir im Garten nicht täglicher Durchschnitt sind. Ja manchmal ist mehr Wind da und dann wird der bisher nicht wirklich genutzt, es kommt zu selten vor.

Damit ließe sich ein Feldversuch machen. Bisher ist die Black über einen B6U Gleichrichter direkt an einen Akku angeschlossen und der überschüssige Ladestrom geht mit einem Kemo Batteriewächter ab 13,3 V Akkuspannung direkt in einen genügend verbrauchsstarken keramischen Heizventilator dessen Nennverbrauch bei bei ungefähr der gleichen maximalen Nennleistung der Black 300 liegt.

Das könnte ein bisschen dauern, Kondensatoren habe ich noch welche die passen könnten und PTC 60 V 1 A auch aber der Akku der jetzt dran ist wäre zu schrottig, da müsste ich noch was passenderes besorgen.

Da das System bisher nur Überschüsse verbrät und als eigentliche Nutzfunktion die Black bei viel Wind und/oder zuviel Akkuladung abbremst (anscheinend genügend , das läuft immerhin schon ohne Rückschläge seit 4 Jahren) ließen sich damit gerne auch wegen der Spannungsverdopplung ein paar Versuche machen. .
Che
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Re: Laderegler, die braunen, kompakt vergossenen

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Gepostet: 25.12.2024 - 18:36 Uhr  ·  #31
Habe Versuche gemacht, an der brauenen Schachtel.

Generatro einen genommen, der mit Handdrehung (Kurbel) bei ca. 2 u/s schon 10V AC erreicht.
Akku mit Ruhespannung 12,44V, 120 Ah.

Ergebnisse:

1. Ohne Kondensatoren
Ladebeginn bei ca. 8,7V AC
bei 9,7V AC ca. 0,4A DC an 12V. (Mehr schaffe ich mit der Hand nicht.)

2. Mit Elko 10.000 myF von einer Phase nach Batt. +
Leichtes Anlaufen, quasi lastfrei.
Ladebeginn schon bei 4V AC
Bei 5,3V AC 0,4A Ladestrom. Schwergängig, quasi doppeltes Drehmoment verglichen mit 1. (Ist auch verständlich, da primärseitig selbe Ausgangsleistung mit nur ca. halber Eingangsspannung erzeugt wird.)
Bei 4,7V AC und 0,14A Ladestrom dann wieder ähnliches Drehmoment wie bei 1.

3. Mit 2 identischen Kondensatoren, wie hier, nur ohne PTC.
Nicht erst bei 5,3V AC sondern schon bei 5,1V AC etwa 0,4A Ladestrom. Der Unterschied ist nicht entscheidend, Aber:
Bei nur 1 Kondensator ca. 4V AC SS einer Grundgleichspannung überlagert.
Bei 2 Kondensatoren nur jeweils die Hälfte!

Die Höhe der überlagerten Wechselspannung lässt auf den Strom im Kondensator schließen. Bei 2 Kondensatoren offensichtlich nur halb so viel.

Verhalten bei Batt.-Abtrennung
(Das muss als Ersatz herhalten für das Abschalten der Batt. zum Ladeschluss, denn das konnte ich nicht erreichen.)
Starkes Ruckeln im Generator, da nicht alle Phasen kurz geschlossen werden.
- Pol Off: Doppelt so hohe Ruckelfrequenz, als wenn + Pol Off.

Bei Batt.-Abtrennung ohne Kondensatoren erst Kurzschluss-Einsprengsel. Bei stärkerem Drehen aber Dauerkurzschluss mit enormem Drehmoment.

Fazit:
Kann man versuchen.
Stromabschaltung mit PTC entsprechend Windrad anpassen! Ggf. mehrere parallel.
2. Kondensator bewirkt halben Strom durch diese.

Kondensator (-en) werden bei Batterieabschaltung, die einpolig erfolgt, nicht mit abgeschaltet.
Andererseits wird dann der Generator auf Kurzschluss gesetzt. Ob das dann auch ein unvollständiger Phasenkurzschluss ist, muss man erproben.
Den möglichen Stress dann auf alle Beteiligten, sowohl Technik als auch User und Nachbarn (Geräusche) muss man bewerten.
Erdorf
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Re: Laderegler, die braunen, kompakt vergossenen

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Gepostet: 25.12.2024 - 20:32 Uhr  ·  #32
Hallo Che,

vielen Dank für die Messungen.

Zu 3)
Der etwas früherer Ladebeginn durch Verwendung von zwei Kondensatoren praktisch gemessen ist neu! Wenn ich es richtig verstanden habe, ist die AC Ripple Spannung geringer als mit 1 Kondensator? Falls ja, bei Akku Ladung bevorzugt man starke Strompulse gegenüber glatter Gleichspannung, das ist hier wohl nur unwesentlich anders. Ich hatte in der Simulation leicht bessere (5%) Effizienz und Ladebeginn bei einem Kondensator ermittelt. Für die Bewertung der Effizienz habe ich die aufsummierten Ströme in den Wicklungen mit dem Ladestrom verglichen. Aber eben nur simuliert. Ich meine auch, dass sich bei Verwendung von zwei Kondensatoren die Strombelastung halbiert und die Nutzbare Kapazität erhöht. Das würde man genau so auch durch Parallelschaltung erreichen können. Insofern ist das gut nachvollziehbar.

Kann man zusammenfassend sagen, das die Spannungsverdopplung fast gleichwertig mit einem als auch zwei Kondensatoren funktioniert. Ggf. ist die eine oder andere Konstellation leicht vorteilhaft, bezüglich Ladebeginn oder Ladeeffizienz?
Wird nur ein Kondensator verwendet ist die Strombelastung dieses einen Kondensators etwa doppelt so hoch.

Ich habe im Grundlagen Thema einen weiteren FAQ Eintrag gemacht:
"Setzt man für die Spannungsverdopplung besser einen oder zwei Kondensatoren ein?"

Danke und Grüße
Carl
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Re: Laderegler, die braunen, kompakt vergossenen

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Gepostet: 26.12.2024 - 04:13 Uhr  ·  #33
Die Angaben auf der braunen Schachtel zu der Ampere mit der diese arbeiten kann sind je nach Modell von 5 A bis 20 A gestaffelt. Dazu, zur A Begrenzung sollte dann auch der Generator passen mit dem Spannung, Drehzahl und Leistung gemessen wird.

Soweit ich das nachvollziehen kann macht es doch einen Unterschied in den Ergebnissen am LR ob bei gleicher Spannung mehr oder weniger A anliegen.
Che
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Re: Laderegler, die braunen, kompakt vergossenen

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Gepostet: 26.12.2024 - 10:52 Uhr  ·  #34
5 bis 40A.
Carl
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Re: Laderegler, die braunen, kompakt vergossenen

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Gepostet: 26.12.2024 - 12:26 Uhr  ·  #35
ja, 5A - 40 A

Normalerweise wird in das 4 eckige Kästchen ein Kreuz oder die Zahl eingetragen um klarzustellen um welches Modell es sich Ampere-mäßig handelt Welche Nennleistung hat denn der Generator mit dem Du den Versuch gemacht hast.

https://www.googleadservices.c…LUB&adurl=

Hier siehst Du - obwohl man die Herstellerangaben der Chinesen nicht für bare Münze nehmen muss - dass 20 A und 800W bei automatischer Akku Anpassung an entweder 12 V oder 24 V Akku angegeben werden.

In der Regel heißt das dass zuerst der Akku für das Anpassen an 12 V oder 24 V angeschlossen werden soll, bei einem 24 V Akku belastbar mit 800W und bei 12 V dann mit nur 400W Generator.

Die Nennleistung des Generators und die RPM für die jeweilige Spannungshöhe wäre für eine Einschätzung der Performance des LR durchaus relevant.
Erdorf
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Re: Laderegler, die braunen, kompakt vergossenen

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Gepostet: 26.12.2024 - 12:51 Uhr  ·  #36
Hallo Carl,

die Messungen von Che reichen um die Performance des Ladereglers einschätzen zu können.
Im Prinzip verhält sich der Laderegler sich wie ein B6U Gleichrichter mit geringem standby Verbrauch.
Zusätzlich wird immerhin die Akkuspannung überwacht und die Phasen hart kurzgeschlossen,
wenn kein Akku dran ist oder wenn der Akku Überspannung hat.
Der harte Kurzschluss ist nicht schön aber besser als nichts zu machen, wie z.B. mit B6U Brücke alleine.

Dank Che wissen wir nun auch, dass man an diesem Laderegler zusätzlich eine Spannungsverdopplung schalten kann.
Ob das dann die Erwartungen in Summe erfüllt muss jeder für sich entscheiden.
Wenn es 40 A werden sollen, finde ich Lösungen wie z.B. von Schams nicht nur besser sondern auch sicherer.

Grüße
Carl
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Re: Laderegler, die braunen, kompakt vergossenen

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Gepostet: 26.12.2024 - 15:03 Uhr  ·  #37
:-) Nichts für ungut. Vielleicht macht dieser braune LR eine Ausnahme.

In der Regel ist es bei Wind LR mit Akkuspannungserkennung 12 V 24 V notwendig zuerst den Akku anzuschließen, dann erst das Windrad. Umgekehrt gilt dann ebenso für die Reihenfolge dass dann zuerst das Windrad vom LR getrennt werden soll bevor man den Akku abklemmt.

In diesem Zusammenhang stelle ich mir vor das wenn der Akku zuerst vom LR getrennt wird - Du nennst in diesem Fall - falls ich Dich richtig verstehe - ein Abbremsen des Windrades als gewollte Schaltung des LR - dass dann aber doch keine vorprogrammierte sondern eine Fehlreaktion stattfindet, vielleicht etwas was den LR schädigen kann.

Ich kenne das aus Datenblättern anderer Wind LR dass dringend davon abgeraten wird zuerst den Akku und dann erst das Windrad zu trennen oder umgekehrt bei Neuanschluss, tatsächlich dürfte dann auf jeden Fall die Spannungserkennung zum Akku beeinträchtigt sein denn dass diese dann nicht reagiert und die vorher eingestellte Akkuspannung einfach so beibehalten wird kann ich mir bisher noch nicht vorstellen, salvo mangels Unkenntnis meinerseits ein Irrtum vorliegt.

Nun ja, vielleicht irre ich da, aber mir ist die Warnung vor Schaden am LR bei falscher Anschluss-Reihenfolge noch lebendig im Gedächtnis,

Vielleicht lässt sich eine Gebrauchsanweisung zu dem braunen LR finden womit dann Klarheit geschaffen werden kann.
Carl
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Re: Laderegler, die braunen, kompakt vergossenen

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Gepostet: 26.12.2024 - 17:29 Uhr  ·  #38
Che
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Re: Laderegler, die braunen, kompakt vergossenen

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Gepostet: 27.12.2024 - 13:35 Uhr  ·  #39
Na das ist doch mal ein Beitrag!

Man kann bei Youtube Untertitel anzeigen und die ins Deutsche übersetzen lassen.
Forum/cf3/topic.php?t=6806

Interessant sind der Ersatz von 3 Dioden der Drehstrombrücke durch MosFETs.
Nicht angesteuert verhalten sie sich wie Dioden. Alle zugleich durchgesteuert schließen sie die Phasen des Generators kurz.

Hier ist ein Booster verbaut, in Hochfrequenztechnik mit Speicherdrossel. deise allerdings nur für 3 A.
Wenn er mit einer Überbrückungsdiode versehen wäre, die die Energie drum herum leitet, wenn vom Eingang mehr Spannung kommt, als die Batterie hat, wäre es weniger schlimm.
Die diese aber offensichtlich fehlt, wird dieser LR nur einer für 5A Ladestrom sein.


Der Verguss läd dazu ein, irgend was rein zu packen, und damit die Kunden zu täuschen.
So hat man bei meinem LR den Booster wohl kurzerhand weg gelassen. Auch MPPT offensichtlich.
(Ohne Drossel hat man mehr Freiheiten bezüglch max. Ladestrom)


Dass der max. Ladestrom nicht mal markiert wurde sagt mir, dass schon vor Auslieferung erkannt wurde, das das "Produkt" nicht für den Fachmarkt taugt. Also landete es auf dem Wühltisch (der ansich unverkäuflichen Gegenstände).


Wenn gefordert wird, dass erst der Akku angeklemmt wird und dann erst das Windrad, so heißt das nicht automatisch, dass es bei Abschaltung in der umgekehrten Reihenfolge zu geschehen hat.

Wenn bei Batt.- Abschaltung, Windrad aber noch dran, ein LR anfängt zu spinnen, dann würde ich das als Mangel bezeichnen.
Denn z.B bei LiFePO4-Akkus kann es sein, dass das BMS diesen vom LR trennt, um ihn vor Überladung zu schützen.

Bei solchen Akkus und auch bei Blei-AGM oder-Gel kann man zur Reduzierung der Ladeendspannung zwei Si-Dioden antiparallel vor den Akku schalten. Eine, die stark genug ist, den höchsten Ladestrom zu verkraften (mit Kühlkörper). Und eine kleinere in Gegenrichtung, damit der LR die Akkuspannung erkennt.


Trotzdem kann ich diesen LR nicht wirklich empfehlen und würde auf welche zurück greifen, die gesichert eine Boostfunktion haben, gutes MPPT, und als Sturmsicherung oder bei Batt. voll auf eine Ersatzlast umschalten im Sinne von Softkurzschluss.
Carl
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Re: Laderegler, die braunen, kompakt vergossenen

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Gepostet: 28.12.2024 - 14:44 Uhr  ·  #40
"Wenn gefordert wird, dass erst der Akku angeklemmt wird und dann erst das Windrad, so heißt das nicht automatisch, dass es bei Abschaltung in der umgekehrten Reihenfolge zu geschehen hat."

Steht aber so in vielen Anleitungen weshalb man sich wohl besser vorher als hinterher schlau dazu macht. Was im Fall Deiner Messungen am braunen LR in Frage käme wenn für diese der Akku bei laufendem Generator abgeklemmt wird.
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