Heute gibt es ein kleines Projekt für den Sommer. Es handelt sich um eine kleine Akku-Box mit einer Kapazität von ca. 170Wh, zur Versorgung im weiten Garten oder auf anderem unwegsamen/ unerschlossenem Gelände. Sie verfügt über 2 Ausgänge welche zusammen bis zu 10A bei 12V bis 14V Gleichspannung liefern, sowie einen Eingang über welchen sie geladen werden kann. Die Steckverbinder sind als Neutrik powerCON ausgeführt. Dazu gibt es ein 60Wp PV-Modul über welches die Akkus in der Sonne geladen werden können, alternativ ist dies auch über ein Netzteil möglich. Ein Parallelbetrieb eines Verbrauchers zu dem Ladevorgang ist natürlich möglich. Das entspricht dann einer PV-Zelle mit einem kleinen Puffer. Der Ladevorgang erfolgt völlig automatisch, der Laderegler verfügt über Schutzvorrichtungen zur Abschaltung bei Über-/Unterspanung sowie bei Übertemperatur und über eine Temperaturkompensation beim Ladevorgang.
In der Box befinden sich 2 Blei-Gel-Akkus mit jeweils 12V und 7,2Ah, was einer Gesamtkapazität von ca. 170Wh entspricht. Die tatsächliche Kapazität ist natürlich abhängig von einigen Faktoren wie die Temperatur und dem Entladestrom. Bei dem verbautem Akkutype sinkt die Kapazität drastisch wenn man sie mit mehr als 6A entläd. Der Laderegler kann mit bis zu 10A umgehen und sowohl 12V als auch 24V Systeme betreiben sowie eine PV-Modul Spannung von bis zu 50V vertragen (in der Regel hat ein Modul ca. 16V bis 25V was 2 Module in Reihe geschalten ermöglicht). Die beiden Akkus sind parallel an dem Laderegler angeschlossen, somit habe ich eine Systemspannung von 12V und einen maximalen Entladestrom von 5A pro Akku. Das System kann jederzeit auf 24V umgebaut werden – dazu müssen nur die Akkus umgesteckt werden.
Die Box kann über das besagte 60Wp PV-Modul geladen werden, oder alternativ über ein normales Tischnetzteil wie jeder Laptop hat (irgendwo zwischen 15 und 24V). Ich habe allerdings noch kein passendes Adapterkabel gebaut – das folgt später. Im Sommer sollte das PV-Modul in der Lage sein die Akkus innerhalb weniger Stunden vollständig zu Laden und dabei noch genug Kapazität bieten um weiter Verbraucher zu betreiben. Messungen dazu werde ich vermutlich in den nächsten Wochen anstellen.
Als Gehäuse dient eine gebrauchte Munitionskiste welche für 8€ erworben werden kann. Der Platz für die Elektronik ist mit den beiden Akkus recht kanpp und es ist ein bisschen Liebe notwenig damit alles reinpasst. Den Schalter auf der Vorderseite hätte ich weglassen sollen, aber hinterher weiss man es immer besser :). Dieser dient dazu die Akkus vom Laderegler zu trennen (ich bin mir nicht sicher ob das eine notwendige Funktion ist oder ob nicht auch ein Schalter im inneren gereicht hätte). Der Laderegler hat angeblich einen Standby Verbrauch von 6mA was nach ein paar Monaten die Akkus entladen haben sollte, dazu kommt allerdings auch die Selbstentladung welche bei Bleigelakkus auch nicht zu vernachlässigen ist, also sollte man so oder so regelmäßig laden oder auch bei der Lagerung die PV Zelle angestekt lassen (bringt das eigentlich was ?).
Als Steckverbinder habe ich Neutrik powerCON verwendet, in anbetracht der Tatsache das die 3 Stecker fast so teuer waren wie die beiden Akkus ist es nicht die billgiste Variante, aber ich wollte einfach mal diese tollen Stecker ausprobieren und ich muss sagen sie gefallen mir eigentlich sehr gut (auch wenn sie etwas größer sind als ich es mir vorgestellt habe aber naja).
Eine kurze Zusammenfassung der Kosten gibt es hier:
Munitionskiste 8€
2x Bleigelakku 30€
60Wp PV-Modul 80€
Solar Laderegler 20€
Neutrik Steckverbinder 25€
Kleinzeug (grob geschätz, weil alles irgendwie rumlag – Aderleitung, Aderendhülsen, Flachsteckverbinder, Gummischlauchleitung, Schrauben … ) 20€
macht insgesamt 183€ (für den fall das es jemand nachbauen will oder sich einfach so für den Preis interesiert :>)
Das ganze ist eher ein Spontanes Design weil ich das meiste schon hatte, nur die Steckverbinder und Akkus sind neu.
Der Zusammenbau gestaltet sich recht simpel wenn man ersteinmal alles hat. In die Munitionskiste werden die 3 Löcher für die Steckverbinder gebohrt (hilfreich hierbei ein Stufenbohrer) und später mit 2 kleinen Schrauben mit Gegenmutter befestigt. In meinem Fall hab ich zuvor noch ein paar Roststellen beseitigt und die Kiste neu lackiert. Die Leitungen von Laderegler – Akku und Laderegler – Last haben jeweils eine 10A KFZ Sicherung mit Sicherungshalter bekommen. Der Innenraum ist mit mit Polystrol ausgekleidet sodass die Akkus schön fest sitzen und nicht in Versuchung kommen herumzurutschen. Die Innenverdrahtung entsprechend Schaltplan auch ganz Simpel und der Laderegler ist mit einer Aluminiumplatte mit Wärmeleitpaste mit der Außenwand verbunden, damit die Wärme nach draussen kommt (bisher ist allerdings nix auch nur Ansatzweise warm geworden). Vielleicht ist diese Absolute dichte Metallkiste die unter Umständen in der Sonne steht nicht ideal für Bleigelakkus mit Laderegler daneben, aber das wird sich zeigen (ja, in die Sonne stellen ist ne miese Idee).
Auf den Bildern zu sehen ist noch ein kleines Notebook-in-KFZ-Netzteil welches aus den 12V die 20V für mein Thinkpad macht. Man kann alles an die Akkubox anschließen was man auch im Auto anstecken kann weil die Spannung genau die gleiche ist, ich habe nur nicht die Stecker genommen weil ich die überhaupt nicht mag. Es folgt demnächst noch ein Adapter von dem Neutrik auf diese KFZ Stecker sowie ein kleiner Stromzähler mit µC und LCD. Mit letzerem kann ich aufzeichnen wieviel Leistung in die Akkus geladen wird bzw wieder herausgeholt werden kann, ausserdem kann ich so die bestmögliche Lage des PV-Moduls ausfindig machen.
Am Ende noch ein paar Bilder, bis bald :).
