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LIFeYPO4 mit Solaranlage? Augen auf 1, 2, 3


WoMoElektro am 13 Mär 2017 20:37:34

Hallo zusammen,
Wer eine Solaranlage an seiner LiFeYPO4 Batterie betreibt, muss die Verschaltung beachten. Ich habe den folgend beschriebenen Fehler am schwiegerelterlichen Mobil erlebt und zum Glück rechtzeitig bemerkt:

Die meisten Solarregler haben eine automatische Erkennung der Systemspannung (12V bzw. 24V). Dabei muss der Solarregler zuerst an die Batterie angeschlossen werden. Jetzt erfolgt die Systemspannungserkennung. Erst danach sollen die Solarpanels an den Solarregler angeschlossen werden. So wird alles gut.

LiFeYPO4 Batterien besitzen (im Gegensatz zu Bleibatterien) eine Sicherheitsabschaltung (sollten sie jedenfalls). Befindet sich die LiFeYPO4-Sicherheitsabschaltung zwischen Solarregler und Batterie kann folgendes passieren:

Schaltet die LiFeYPO4-Sicherheitsabschaltung aus (z.B bei Unterspannung in der Nacht) und trennt dabei die Verbindung zwischen Batterie und Solarregler, fehlt dem Solarregler die Batterie als Spannungsreferenz. Das restliche Womo-Bordnetzt bleibt dabei mit dem Ausgang des Solarreglers verbunden.
Am folgenden Sonnentag wird der Solarregler mit der hohen Leerlaufspannung der Solarpanels, ca. 22V beaufschlagt. Abhängig vom Solarregler wird es dazu kommen, dass der Solarregler jetzt eine Systemspannung von 24V diagnostiziert und seine Ladespannung entsprechend wählt (so selbst erlebt an einem Steca-Regler).



Es ist absehbar, dass die rund 22V am Ausgang des Solarreglers zu Schäden an der Womo-Elektrik führen.

Aber es kommt noch schlimmer: Wird die LiFeYPO4-Batterie wieder zugeschaltet, wird der Solarregler (jetzt auf 24V programmiert) versuchen, auch noch die LiFeYPO4-Batterie auf ca. 28V laden (wobei mit den Solarzellen für 12V Systeme wiederum "nur" ca. 22V erreicht werden).
Dieser Zustand, Überspannung am LiFeYPO4-Akku, wird dann (hoffentlich) von der Überspannungsabschaltung erkannt und abgeschaltet.
Wenn die LiFeYPO4-Überspannungserkennung selbst-rücksetzend ist, wird sich dieser Zustand zu allem Überfluss unbemerkt fortsetzen.

Wer also auch morgen noch kraftvoll zubeissen will, sollte den Solarregler immer direkt an die LiFeYPO4-Batterie anschließen (Sicherung nicht vergessen).
Wichtig: Die Solar-Überspannungsabschaltung (OVP) wird in die Leitung zwischen Solarpanels und Solarregler eingefügt.
So wird die Solarladung bei Überspannung sicher abgeschaltet (falls der Solarregler defekt ist). Gleichzeitig behält der Solarregler seine Batterie-Spannungsreferenz, wenn die UVP- oder OVP-Sicherheitsschleife die LiFeYPO4-Batterie vom Bordnetz trennt.



Frohes schrauben wünscht
Tino

mv4 am 13 Mär 2017 21:30:48

Guter Hinweis...Allerdings haben die meisten die Starterbatterie mit am Laderegler hängen...Und diese 12V sind immer " angeschlossen"

Rockerbox am 13 Mär 2017 21:39:33

Oder man verwendet einen Solarregler, der sich fix auf 12V einstellen lässt oder keine andere Spannung zulässt und lässt sich vom Hersteller bestätigen, dass eine Trennung von der Batterie problemlos möglich ist (wie bei meinem Votronic MPP 420 duo digital).

Aber ich finde den Hinweis durchaus beachtenswert, vielen Dank dafür, Tino!

lisunenergy am 13 Mär 2017 22:12:52

Meine erste Idee ist ja bekannt und bestand aus ovp und lvp aus diesem Grund. Dies habe ich geändert als ich merkte, das viele neuen Regler fest programmiert werden können. Daher frage ich immer vorher welcher Regler verbaut ist. Alle Regler die ich empfehle können fest eingestellt werden oder gehen nicht in die falsche Spannung. Bin ich mir nicht sicher erkundige ich mich. Es ist aber immer wieder wichtig darauf aufmerksam zu machen.

andwein am 14 Mär 2017 10:37:59

mv4 hat geschrieben:Guter Hinweis...Allerdings haben die meisten die Starterbatterie mit am Laderegler hängen...Und diese 12V sind immer " angeschlossen"

Diese Aussage ist mit Vorsicht zu geniesen. Wenn der Solarregler einen 2.Ausgang für die Erhalt.Ladung der Startbatt hat, wird dieser zur Systemspannungserkennung 12/24V nicht herangezogen! Da hängt eine Sperr/Reduzierdiode im Ausgang.
Wenn die Startbatt parallel am Ladeausgang der LiFeYPO4 hängt, stimmt die Aussage, diese Verschaltung ist aber nicht sinnvoll wenn die Schutzschaltungen der LI-Batt ansprechen.
Das Thema "automatische 12/24V Systembatt Erkennung" ist unter vielen Aspekten kritisch für die normale 12V-Bordtechnik der Wohnmobile. Die Erkennung bringt nur der Fertigung einen Vorteil, weil keine Schalter verbaut werden müssen und ein größerer Markt ohne Änderungen bedient werden kann. Für mich ist dieser 12/24V Automatismus ein Grund von dem damit ausgestatteten Regler abzuraten.
Ist aber nur meine Einschätzung, Gruß Andreas

mv4 am 14 Mär 2017 10:58:30

andwein hat geschrieben:Diese Aussage ist mit Vorsicht zu geniesen. Wenn der Solarregler einen 2.Ausgang für die Erhalt.Ladung der Startbatt hat, wird dieser zur Systemspannungserkennung 12/24V nicht herangezogen! Da hängt eine Sperr/Reduzierdiode im Ausgang.

Ist aber nur meine Einschätzung, Gruß Andreas


bist du dir sicher damit das so ist ?... bei meinen Votronic solarregler bleibt die systemspannung bei 12V (ich kann diese auch messen) obwohl nur die Starterbatterie angeschlossen ist, und der Aufbauaccu komplett vom Bordnetz abgeschalten ist.

andwein am 14 Mär 2017 11:11:22

mv4 hat geschrieben:...bist du dir sicher damit das so ist ?... bei meinen Votronic solarregler bleibt die systemspannung bei 12V (ich kann diese auch messen) obwohl nur die Starterbatterie angeschlossen ist, und der Aufbauaccu komplett vom Bordnetz abgeschalten ist.

Ich bin mir bei einer generellen Aussage nie sicher, es gibt so viele Regler unterschiedlicher Bauart. Ich habe auch geschrieben "mit Vorsicht zu genießen". Bei meinem Regler (Buettner) mit Ladeausgang für Startbatterie hängt im Ausgang (wie beim Schaudt-EBL) ein Kaltleiter und eine Diode um die Ladespannung der Aufbaubatt für die Erhaltungsladung der Startbatt in Spannung und Strom zu reduzieren (0,5V weniger, Strombegrenzung auf max 2A)
Du kannst deshalb natürlich an diesem Ausgang eine Spannung messen, aber nur bei abgeklemmter Start.Batt. Sonst misst du ja die Spannung der Start.Batt und nicht die des Reglerausganges!!. Wenn du am offenen Erhalt.Lad.Ausgang dann eine Spannung misst, heißt das aber nicht unbedingt, dass die Spannung der angeschlossenen Start.Batt in den Regler kommt, denn bei mir sitzt ja die Diode und die bildet eine Rückflusssperre, wie das Rückflussverhinderungsventil in der Wasserleitung!
Nur eine kurze Erklärung bei meinem Regler, Gruß Andreas

mv4 am 14 Mär 2017 11:23:13

ja ich weiß was du meinst... ich messe bei mir noch mal ...aber kann ich mir eigentlich schenken...ich habe gerade nochmal im Datenbaltt nachgeschaut...der Votronic MPP Duo 165 kann nur 12V .

andwein am 14 Mär 2017 11:27:48

Das ist gut, weniger Probleme damit.
Übrigens, das 12/24V Automatik Thema ist vor allem für die Womo-Benutzer ein "praxisbezogenes" Problem, die im Winter ihre Batts ausbauen weil die Solaranlage in der Scheuer/Carport nichts bringt.
Gruß Andreas

webengel am 14 Mär 2017 12:10:57

Hallo,
ich habe da mal eine frage zur Spannung die von der PV kommt.
Wir nehmen jetzt an das die UVP des Li-Akkus ausgelöst hat, der Laderegler also auch vom Akku getrennt ist, nun wird es hell und das Solarladegerät bekommt spannung von den Modulen.
Je nach Temperatur der Module wird diese Spannung unterschiedlich hoch sein können, bei 36 Zellern beträgt diese bei 25°C Zelltemperatur etwa 18V....denn der Laderegler ist ein Verbraucher (der Laderegler ist ja vom Akku getrennt), es kann also niemals die Kurzschlussspannung der Module anliegen!
Selbst wenn ich meine Module (36Zeller~18V) direkt messe komme ich nur auf 18V wenn diese direkt in die Sonne halte.
Schalten die Solarladeregler dann auch auf 24V Systemspannung, oder sind die 18V zu gering um auf 24V umzuschalten??

Was mich aber noch mehr wundert, wie soll der Solarladeregler wieder zuschalten wenn UVP/LVP ausgelöst hat, der Unterspannungsschutz misst ja nur die Spannung der Batterie, nicht die Spannung vom Ladegerät!
Also demnach könnte der Solarladeregler garnichts messen und kann auch nicht zugeschaltet werden, also kann bei der Schaltung der Akku ohne ein direktes Anklemmen des Laderegler niemals geladen werden, denn er ist ja durch die Unterspannungsschutzfunktion vom Akku getrennt worden!
So eine Schaltung habe ich vor einiger Zeit mal bei Litrade gefunden und nachgefragt was das bringt...
Allerdings würde ich die Schaltung etwas ändern, mittels Relais(wenn er keine integrierte Abschaltung mittles Steuersignal hat) würde ich den Laderegler direkt an die Batterie anklemmen (Sicherung nicht vergessen!), das Relais dabei an den Überspannungsschutz anklemmen, so kann der Laderegler auch bei ausgelöstem UVP den Akku laden, der OVP ist aber gewährleistet.
Für den Fall das man den Akku im Winter schützen möchte kann man den Laderegler mitels der Sicherung abschalten, so kann sein Standby Verbrauch nicht den Akku entleeren, denn im Winter reicht das Licht oftmals nicht aus um die 24Stunden Standby Verluste am nächsten Tag nachzuladen, vor allem wenn das Fahrzeug irgendwo untergestellt ist.

grüße

xbmcg am 14 Mär 2017 12:43:30

Das ist eine sehr theoretische Diskussion.

OVP bei einer LiFeYPO4 liegt bei 3.9V / Zelle, also bei 15.6V Batteriespannung bei einem ausbalancierten System.
Kein Solarregler für 12V überschreitet die 14.8V, die meisten schaffen nicht mal 14.6V, so dass OVP niemals auslösen
würde durch die Solarladung oder Landstrom-Ladung über ein ordentliches Ladegerät.

Der einzige Grund einer OVP-Auslösung kann nur ein nicht balanciertes LiFeYPO4 System sein oder eine defekte
LiFeYPO4 Zelle sein, bzw. defekte Regler / Ladegeräte. Dann hast Du aber sowieso andere Probleme.

Der OVP Anschluss dient wie eine Sicherung nur dem Schutz der Akkus, er springt nur an, wenn andere Komponenten
defekt sind und das System aus dem Ruder läuft, im normalen Betriebt wird dieses Signal nie erzeugt.

andwein am 14 Mär 2017 13:46:58

webengel hat geschrieben:..Je nach Temperatur der Module wird diese Spannung unterschiedlich hoch sein können, bei 36 Zellern beträgt diese bei 25°C Zelltemperatur etwa 18V....denn der Laderegler ist ein Verbraucher (der Laderegler ist ja vom Akku getrennt), es kann also niemals die Kurzschlussspannung der Module anliegen! grüße

Im Gegensatz zu "xbmcg" finde ich die Diskussion nicht theoretisch und die Frage von "webengel" sehr praxisbezogen.
Wenn die "Pufferbatterie ausfällt (OVP(UVP) weil nur die Batterie aber nicht die anderen Geräte weggeschaltet werden stehen am Ausgang des Solarreglers u.U. fast die ganze Panelspannung, zumindest aber die Vmpp-Spannung an. Bei 36 Zellen Panel sind das ca. 18-19 Vmpp, bei 72 Zellen Panels sind das zwischen 30-34 Vmpp.
Nicht jeder Verbraucher im Womo steckt diese Eingangsspannung so locker weg. Dieses Thema "Batterie wegschalten" ist nicht so locker zu sehen, das gilt für den Puffer Startbatterie (Lima) genau so wie für den Puffer Aufbaubatt. (Solar, EBL)
Das Thema "nicht ohne angeschlossene Batt betreiben" findet sich übrigens in fast allen BAs von Solarreglern!!!! Man muss sie nur lesen! Ob was passiert, stellt man dann hinterher schon selber fest!
Diesmal keine Meinung, sondern handfeste und belegbare (Messung) Gründe, Gruß Andreas

xbmcg am 14 Mär 2017 14:53:01

Die Frage habe ich so verstanden, dass die Haupt-Sorge in Richtung OVP Auslösung bei LiFeYPO4 geht.
Der Fall tritt in einem funktionierenden System nie auf, einfach weil OVP nur bei dauerhaft defekten
Reglern (> 15.6V Spannung) oder bei defekter LiFeYPO4 Batterie schaltet.

in beiden Fällen ist die Anlage bereits seit längerer Zeit mit gehöriger Überspannung im Betrieb
und die Geräte möglicherweise bereits geschädigt.

Bei funktionierenden Reglern wird die Batterie nie weggeschaltet, ist also immer am Regler angeschlossen.

Bei UVP wird nur die Lastseite getrennt, die Laderegler bleien an, damit die Batterien geladen werden können.

Problematisch wird es, wenn Ladekreis und Lastkreis vor OVP / UVP zusammengefasst werden. Das ist aber ein Thema für sich.
Bei falscher Beschaltung ist es in der Tat möglich, dass die Anlage ohne Pufferung von den Ladereglern betrieben wird.
Hier muss man dafür sogen, dass die Regler keine automatische Spannungserkennung des Systems aktiviert haben.
Die Laderegler sollten die Spannung bei 14.4V / 14.8V (Ladeschlußspannung) begrenzen, die Verbraucher können
die Spannung weit herunterziehen, wenn die Solarleistung nicht reicht, um die Verbraucher zu versorgen.

Unter Umständen schalten die Laderegler dann ab (erkennung defekter Batterie / Unterspannung)

webengel am 15 Mär 2017 00:01:16

xbmcg hat geschrieben:Die Frage habe ich so verstanden, dass die Haupt-Sorge in Richtung OVP Auslösung bei LiFeYPO4 geht.

Bei funktionierenden Reglern wird die Batterie nie weggeschaltet, ist also immer am Regler angeschlossen.

Bei UVP wird nur die Lastseite getrennt, die Laderegler bleien an, damit die Batterien geladen werden können.


Hallo,
so theoretisch ist es nicht, denn im Eingangspost wurde gesagt das die verbaute Schaltung bei UVP den Laderegler getrennt hat!!
Wenn der Laderegler aber wegen UVP getrennt ist kann er die Batterie nicht laden, also kann UVP nicht aufgehoben werden, da ja die Batterie nicht geladen werden kann!

Das bei UVP nur die Last aber nicht die Ladung weggenommen werden soll ist ja richtig, aber bei der im Eingangspost genannten Schaltung war es ja so das alles von der Batterie getrennt wurde, was ja prinzipiell richtig ist um den Akku nicht durch den Eigenverbrauch des Ladereglers auf längere Zeit tiefentladen zu können!! Aber das ist das Problem bei einer Lithium Batterie, diese trennt ja auch bei UVP durch eine Zelle....hat aber theoretisch noch Kapazität bevor wirklich eine Schädigung eintritt....
Jetzt kommt aber das Problem das ich zwar Laden könnte (PV/230V/Generator usw) aber es (evtl. unbemerkt) nicht mache da UVP den Laderegler abgeklemmt hat!
Also müsste UVP so ausgelegt sein das es den Laderegler solange wegschaltet (verhindern von StBy Verbrauch) bis der Laderegler ausreichend Spannung anliegen hat um den Akku wieder laden zu können, dann müsste UVP den Laderegler zuschalten und ab einer bestimmten Spannung könnten Verbraucher wieder zugeschaltet werden.
So sehe ich es zumindest...aber ich bin ja nur DAU....

grüße

lisunenergy am 15 Mär 2017 06:58:49

Wie gesagt : wenn der Laderegler seine Systemspannung verliert , kann es zu den beschriebenen Symptomen kommen . Daher ist die getrennte Ladung und Last nur möglich ! Will man aber ein System was ein 1 zu 1 Tausch sein soll, dann gehen nur Geräte mit fest einstellbarer Spannung. Es kann viel billiger sein, den Regler zu tauschen als ein getrenntes System aufzubauen.
LG sonnentau3

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