Hier mal ein erster Zwischenstand meiner Beschäftigung mit dem hier viel diskutierten A5-Panel.
Ich habe die abgegebene Leistung des A5-Panels bei unterschiedlicher Strombelastung gemessen (rote Linien, die Sonneneinstrahlung variierte leicht, deshalb gibt es mehrere Linien die nicht genau übereinander liegen). Der Maximum Power Point (MPP) liegt bei etwa 5V.
Dann habe ich versuchsweise zwei Laderegler für 18650-Akkus drangehängt. Zum Einsatz kam einerseits ein MPP-Modul von Ali (9V-Version), welches ich auf 5V Spannung umgebaut habe, indem ich Widerstand R2 auf der Platine von 27k auf 56k erhöht habe. Ich hatte keinen Widerstand in der entsprechend kleinen Bauform zur Hand und habe deshalb einfach einen grossen (1206) quer drübergelötet (gelb markiert). Sieht nicht so toll aus, funktioniert aber einwandfrei. Der MPP liegt damit bei gemessenen 5.02V.
Der genaue MPP spielt übrigens nicht so eine Rolle, da die rote Kurve flach verläuft. Im Zweifelsfall lieber eine etwas zu tiefe Spannung einstellen, da der MPP nach links weniger stark abfällt als nach rechts.
Das zweite Model war ein Linearregler mit TP4056, auch von Ali.
Anschliessend habe ich einen Tag lang die an die 18650-Batterie abgegebene Leistung beider verfolgt. Mit einem Umschalter konnte ich zwischen beiden Modulen wechseln. Der Ladestrom schwankte dabei zwischen 10 und 810mA, je nach Lichtverhältnissen. Ab und zu habe ich mehrfach schnell (damit sich die Beleuchtung nicht änderte) zwischen beiden Modulen hin und hergeschaltet und die Ladeströme beider gemessen.
Wenn man nur die erzielten Akku-Ladeströme beider Module gegeneinander aufträgt ergibt sich folgendes Bild:
Bei grossem Ladestrom (viel Licht) bringt der MPP-Regler ca. 10% mehr Leistung, weil der TP4056 bei einer Spannung unterhalb des MPP arbeitet. Unterhalb von ca. 60mA Ladestrom hat der TP4056 aber die Nase vorn, da er anders als der Schaltregler keinen nennenswerten Eigenverbrauch hat. In der Grafik oben ist die 1:1-Linie grau gestrichelt. Rot ist die abgegebene Leistung des TP4056 gegenüber des CN3791.
Ein Beispiel: Bei bedecktem Himmel (es war aber durchaus hell und kein wirklich düsterer Tag) lieferte der TP4056 knapp über 20mA Ladestrom, der MPP-Regler nur 10mA.
Welches ist nun der bessere Regler? Das kommt auf die Beleuchtung an und für welchen Fall man optimieren möchte. Falls mir wichtig ist, bei schlechtem Licht doch noch laden zu können, ist der Linearregler (TP4056) besser. Falls ich aber bei starker Sonneneinstrahlung das Maximum an Leistung rausholen möchte, ist der MPP-Regler besser.
Der tatsächliche Vorteil des MPP-Reglers dürfte in der Praxis eher noch kleiner ausfallen. Erstens sinkt die Spannung des MPP bei unregelmässiger Panelbeleuchtung (Teilbeschattung, z.B. durch Äste o.ä.). Das ist so, weil dann nicht alle Zellen des Panels gleich viel Licht erhalten. Das habe ich eher zufällig bemerkt, als der gemessene MPP plötzlich absank als ich die eine Panelecke ohne es zu bemerken beschattet habe. Zweitens rückt der Linearregler mit steigender Akkuspannung immer näher an den MPP ran (die Spannung am Panel ist diejenige an der Zelle plus ein paar Zehntel Volt). Bei vollerem Akku oder höherem Ladestrom ist die Effizienz des TP4056 folglich besser.
Da mir persönlich wichtig ist, auch bei schlechtem Wetter noch ein wenig laden zu können, werde ich das TP4056-Modul verwenden. Bei viel Sonne wird der Akku eh voll, auch wenn ich nur 90% der möglichen Leistung ernte. Das TP4056-Modul hat auch einen Mikro-USB Anschluss mit drauf der es erlaubt, den Akku mit einem Steckernetzteil zu laden. Ich werde dieses Modul zusammen mit einem 18650 Akku und einer Ladezustandsanzeige in ein kleines Gehäuse einbauen, plus eine weisse LED (als Zeltbeleuchtung). Ein 5V-Regler mit USB-Ausgang kommt natürlich auch mit dazu, um am Ende auch andere Geräte aufladen zu können. Dazu kommt ein genügend langes Kabel zwischen Akku und Panel. Akkus mögens nicht gerne heiss, und mir ist z.B. nie wohl mein SunnyTAB voll in die Sonne zu setzen und den Akku dabei "mitzubraten".
Das alles sprengt jetzt vielleicht den gewohnten MYOG-Rahmen des Forums, da elektroniklastig. Auf der anderen Seite ist vielleicht der eine oder die andere auch mit dem Lötkolben vertraut, genauso wie einige hier vorgestellte Nähprojekte nicht für alle erreichbar sind.