Wie 17670er Li-Ion mit Solar laden?

Hallo,
ich möchte meine 17670er (etwas kleiner als die gängigen 18650er) Li-Ion-Akkus auch mit Solar laden, da nicht immer ein Stromanschluss vorhanden ist. Diese Akkus sind nicht mehr taufrisch, haben noch so um 1000mAh Kapazität. Die Solarzelle (ist bestellt) liefert ca. 5 bis 6 Volt und bis zu 50 mA Strom.

Jemand meinte, ich könnte den Akku direkt mit einer Schottky-Diode an die Solarzelle anschließen. Da würde aufgrund des geringen Stroms nichts passieren. Ich bin mir da nicht ganz so sicher, und da hier viele sehr kompetent sind, wollte ich dazu noch mal eure Meinung hören. Wieviel mA Erhaltungsladung verkraftet dieser Akku ungefähr? Falls ich den Akku nicht direkt anschließen kann, suche ich eine einfache und preisgünstige Möglichkeit; würde es da möglich sein, Z-Dioden mit effektiv 4,2 Volt zum Akku in Reihe zu schalten? Ich habe Grundkenntnisse in Elektronik.
Vielen Dank und ein schönes Wochenende!
Jürgen

AW: Wie 17670er Li-Ion mit Salar laden?

JuergenXXX9840 said:

... Ich habe Grundkenntnisse in Elektronik...

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...die Ausbau bedürftig erscheinen...


Bei einem maximalen Strom von 50mA, der sich praktisch ehr als 25mA ergeben dürfte,
ist eine Ladezeit von 40 Stunden möglich, wenn man Verluste und Verluste abzieht,
dürften es ehr 100 Stunden sein...


Welche Schaltung dazu erforderlich ist halte ich für unwichtig, da die Ladezeit ein KO-Kriterium ist.


Falls du es dennoch versuchen willst, so schalte die Z-Diode parallel zum Akku und einen 100 Ohm Widerstand in Reihe zur Solarzelle.

Vielleicht geht das so, aber berechnet habe ich das nicht, da die zu erwartende Ladezeit bereits das KO-Kriterium ist.




Heinz

AW: Wie 17670er Li-Ion mit Salar laden?

Hallo Heinz,
danke für deine Antwort. Ja, meine Elektronikkenntnisse sind ausbaubedürftig.
Ich habe nicht behauptet, dass das Laden des Akkus schnell gehen sollte. Die Leerlaufstromstärke dürfte bei max. 80 mAmpere liegen. Nach Messen bei einer anderen Solarzelle gehen davon ca. 1/3 beim Laden verloren, daher meine 50 mA.
Dabei dachte ich, dass man in einem Akku bis 40% mehr Energie reinstecken müsse, als man rausholt. Dann wäre ich bei ca. 55 Stunden, was OK wäre (ich bin sehr geduldig). Deine 100 Stunden wären grenzwertig. Bisher dachte ich, dass beim Schnellladen die Verluste ehrer größer sind, da dann ja Wärme erzeugt wird. Wieso meinst Du, es wären 150%?.
Aber wie auch immer, meine Frage war eigentlich, wenn nach einiger Zeit der Akku voll ist und weiter mit Strom versorgt wird, kann dann nichts mit dem Akku passieren? Ich möchte nur sichergehen. Einen 100 Ohm Widerstand in Reihe, ich glaube, dann wird das Aufladen des Akkus wirklich ausgebremst. Aber wenn ich dich richtig interpretiere, kann auch sowieso nichts passieren?
Über weitere sachliche Antworten freue ich mich.
Viele Grüße
Jürgen

Jürgen,
vorweg eine Frage: haben deine 17670er eine integrierte Schutzschaltung oder sind es ungeschützte Akkus?

Lithiumionenakkus dürfen nicht weitergeladen werden wenn sie voll sind.
So etwas wie Erhaltungsladung mit reduziertem Strom gibt es nicht.
4,2V oder maximal 4,25V dürfen nicht überschritten werden!

Die Verluste beim Laden sind bei Lithiumionenakkus gering.
Auch sehr kleine Ströme übeladen irgendwann den Akku.

Was du brauchst ist eine Spannungsbegrenzung.
Wenn deine Akkus eine integrierte Schutzschaltung haben kannst du notfalls auf eine zusätzliche externe Spannungsbegrenzung verzichten.
Wenn sie aber ungeschützt sind brauchst du eine.
Nur mit einer Z-Diode ohne aktive Elektronik wirst du es aber kaum erreichen können den Akku voll zu laden aber nicht zu überladen.

Ein weiteres Problem bei deinem Vorhaben: die Solarzelle muss in die Sonne, der Akku sollte besser nicht ins pralle Sonnenlicht.

Stefan

Hallo Stefan,
danke für deine kompetente Antwort!
Dass war eher dass, was ich befürchtet habe. Woran erkenne ich, ob Akkus protected sind?
So wie ich die Aussage verstehe, bekomme ich durch eine Z-Diode entweder den Akku nicht richtig voll oder er könnte überladen werden. Wenn der Akku nicht optimal voll wird, macht bei mir nicht viel. Ich dachte, wenn ich den Strom, der über 4,2 Volt liegt ableite, kommt beim Akku auch nicht mehr als 4,2 Volt an und er kann nicht überladen werden? Dabei ist mir klar, dass ein Teil der Energie verlorengeht, bevor die 4,2 Volt erreicht sind. Bloss in welcher Größenordung könnte dieser Teil sein?
In Solarladegeräten sind die Li-Ion Akkus direkt unter den Solarzellen, die ja bei Sonneneinstrahlung sehr heiss werden, meine Akkus wollte ich zumindest im Halbschatten stellen. Da dürfte ich doch keine Nachteile ausser einen Kapazitätsverlust haben?
Viele Grüße
Jürgen

AW: Wie 17670er Li-Ion mit Salar laden?

JuergenXXX9840 said:

Dann wäre ich bei ca. 55 Stunden, was OK wäre (ich bin sehr gduldig).

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Moin

Du bist dann nicht bei 55 Stunden, sondern bei 55 Sonnenstunden.
Das sind in der Sahara 5Tage. Hier in Mitteleuropa im Hochsommer eine gute Woche, eher mehr.
Wenn Du dann das Gerät auch noch in den Halbschatten stellen möchtest , dann kannst Du die Ladedauer locker verdoppeln.

Ich denke, dass Du da mit einem Miniwindrad aus einem Fahrraddynamo deutlich flinker laden kannst. Da macht das Basteln mehr Spaß und wenn mal kein Wind weht, kann ein geduldiger Mensch immer noch mit der Hand dran drehen. Sonnenlicht improvisiert sich ausgesprochen schlecht.

Gruß
chamenos

JuergenXXX9840 said:

Dass war eher dass, was ich befürchtet habe. Woran erkenne ich, ob Akkus protected sind?

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Oft ist das auf dem Schrumpfschlauch oder dem Aufkleber aufgedruckt.
Ausserdem zeichnet sich die am Minuspol verbaute Schutzschaltung im Schrumpschlauch ab.
Falls die Akkus aus einem ausgeschlachteten Notebook- oder Camcorderakkupack stammen haben sie ganz sicher keine Schutzschaltung.

So wie ich die Aussage verstehe, bekomme ich durch eine Z-Diode entweder den Akku nicht richtig voll oder er könnte überladen werden. Wenn der Akku nicht optimal voll wird, macht bei mir nicht viel. Ich dachte, wenn ich den Strom, der über 4,2 Volt liegt ableite, kommt beim Akku auch nicht mehr als 4,2 Volt an und er kann nicht überladen werden?

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Im Prinzip funktioniert das so, in der Praxis ist das nicht ganz so einfach.
Das Problem ist die Z-Diode, die fängt nicht erst bei der Nennspannung an zu leiten. Eine Z-Diode parallel zum Akku würde diesen im dunkeln wieder entladen. Schau die mal die Kennlinien von den Dingern an.
Was vielleicht funktionieren könnte wäre eine 4,3V Z-Diode parallel zu Solarzelle und dann eine Schottky-Diode zum Akku.
Die Z-Diode muss bei vollem Akku die gesamte Leistung der Solarzelle verkraften können, bei 5V und 50mA sollte das aber kein Problem sein.

Und dann die Solarzelle ins direkte Sonnenlicht, den Akku in den Schatten und ganz viel Geduld.

Stefan

Hallo,
danke für die gute Antwort.

Meine Akkus sind dann ungeschützt, da möchte ich doch sicher gehen.
Ich habe mir mal die Kennlinie der Z-Diode angeschaut, da habe ich jetzt den Eindruck, dass doch relativ viel Energie verlorengeht bzw. nicht optimal geeignet ist. Strom fängt ja schon 0,5 Volt unter der Nennspannung an zu fliessen. Sehe ich dass richtig?

Eigentlich wollte ich 2 Akkus zusammenschalten, um dann 24 Stunden eine kleine Leistung (im mAmpere-Bereich) und 7 bis 8,5 Volt abzugreifen. Gibt es da irgendwelche Schwierigkeiten?

Die Lösung mit der Z-Diode kommt wohl am ehesten in Frage. Wie mache ich es da mit der Feineinstellung? Zum einen gibt es ja Zenerdioden nur in relativ grssen Schritten, und zum anderen gibt es ja auch noch grosse Toleranzen. Ich wollte eine 4,7er nehmen, 0,3 Volt gehen ja noch durch die Schottky-Diode weg. Wie vernichte ich ggf. den Rest?
Ist es richtig, dass wenn die Solarzelle 5,5 Volt liefert, und der Akku nur halb voll ist, dann drückt dieser die Spannung soweit runter, dass mit dem gesamten Strom der Akku geladen wird, und je voller der Akku wird, desto mehr fliesst dann über die Diode ab? Und dass die Schottky-Diode nach den Zenerdiode geschaltet wird, damit bei fast vollem Akku kein Strom über die Zenerdiode verlorengeht?
Danke für eure Antworten im Voraus!
Jürgen