Iterationen einer Solarpanel-Powerbank-Lösung

[Jonathan]

Am 11.1.2020 um 19:36 schrieb kra:

Welche Bedingungen meinst du? Im Moment habe wir die Zeit, die sich am schlechtesten für Solarstrom eignet. Tests von Jetzt wären für einen Einsatz im Sommer weniger aussagekräftig. Zudem kommt es noch auf den geographische Breite sowie die Höhe über nN an, wieviel Sonneneinstrahlung du nutzen kannst.

Das stimmt natürlich, aber mit einer hellen Lampe kann man meiner Erfahrung nach durchaus die Maximalleistung ermitteln, die man im Sommer bei direkter Sonneneinstrahlung dann meiner Erfahrung nach auch fast immer erreicht. (Da meine Erfahrung jedoch einige Jahre zurückliegt, kann es natürlich sein, dass bei mittlerweile effizientereren Solarzellen noch mehr Luft nach oben ist und in der Sonne noch mehr rauskommt) 

[kra]

vor 12 Stunden schrieb Jonathan:

Das stimmt natürlich, aber mit einer hellen Lampe kann man meiner Erfahrung nach durchaus die Maximalleistung ermitteln, die man im Sommer bei direkter Sonneneinstrahlung dann meiner Erfahrung nach auch fast immer erreicht.

Hm, ich hab mal bei ESTEC in Holland ( ESTEC: European Space Research and Technology Centre) die Lampenanlage gesehen, mit der dort die Sonne simuliert wird, um die Solarpanel von Satelliten zu testen - ich sag mal, damit ist Sonnenbrand in Sekundenbruchteilen gesichert .

Es ist einfach ne Frage der Physik. Die Lampe muß auf der Fläche des Solarpanels mindestens die 5-fache Lichtleistung (gleichmäßig) bringen, um die Maximalleistung des Panels zu erreichen, da die Effektivität der Solarpanels bei max. 23% liegt. Zudem kommst du um eine Messung des Lichtstroms dabei nicht herum.

Als Bsp: Die Solarkonstante liegt für D bei senkrechtem Einfall im Sommer Mittags bei ca. 1000W/m^2.

Details hier bei Wikipedia

PS. wenn man die wirksame Fläche der Solarpanels, die angegebene (theoretische) Leistung und die Umwandlungsrate betrachtet erkennt man, das die Panels (i.a.R) die Leistung bei einer Einstrahlung von 1000W/m^2 angeben, also das absolut max. mögliche.

[Jonathan]

Stimmt das scheint wirklich schwer. Das 5 fache von 7,5W sind 37,5 Watt Lichtleistung, die die Zelle erreichen müssten. Geht man von einer LED Lampe mit ca. 40% effizienz aus, müsste man also das gesamte Licht einer 37,5 W/0,4 = 93,75 W leistenden LED auf die Solarzelle richten. Möglich, aber sehr heiß und aufwendig

Bearbeitet 13. Januar 2020 von Jonathan

[Jonathan]

Meine Erfahrung bezog sich auf kleine Zellen mit unter einem Watt. Da kann es bei dichtem dranhalten vielleicht sogar funktioniert haben. 

[khyal]

vor 13 Minuten schrieb Jonathan:

Stimmt das scheint wirklich schwer. Das 5 fache von 7,5W sind 37,5 Watt Lichtleistung, die die Zelle erreichen müssten. Geht man von einer LED Lampe mit ca. 40% effizienz aus, müsste man also das gesamte Licht einer 37,5 W/0,4 = 93,75 W leistenden LED auf die Solarzelle richten. Möglich, aber sehr heiß und aufwendig

Und Du bist Dir sicher, dass die Wellenlaenge der LED-Lampe der Wellenlaenge des Sonnenlichts entspricht, was Panels verwerten ?

Meine mich zu erinnern, dass Solarzellen nicht nur den Wellenbereich des sichtbaren Lichts verwerten, Wellenlaenge ist auch je nach Bauweise verschieden.

Nach meinen rudimentaeren Tests damals mit Lampen, kann man zwar ein Panel prima damit auf Funktion ueberpruefen, aber keine Leistungsmessungen machen btw hatte ich damals bei Halogen-Birnen eine hoehere Ausgangsleistung des Panels als bei LED-Birnen, die mit derselben Lumenzahl angegeben waren...
 

[Jonathan]

vor einer Stunde schrieb khyal:

Und Du bist Dir sicher, dass die Wellenlaenge der LED-Lampe der Wellenlaenge des Sonnenlichts entspricht, was Panels verwerten ?

Genau das hab ich auch befürchtet, aber da es so schon nur sehr schwer realisierbar wäre nicht weiter recherchiert 

[kra]

OK, ganz so hoffnungslos ist das Ganze auch wieder nicht. Ein Lux-Meter zum ABSCHÄTZEN des Strahlungseinfalls gibt es im großen Fluß für erträgliches Geld. Dann über die theoretischen Werte an einem optimalen Wintertag "justiert" (von "eichen kann man da nicht sprechen) gibt schon mal einen brauchbaren Anhaltspunkt.

Damit kannst du mit Aussicht auf Erfolg die Sonne zum Teste verwenden und brauchst nicht auf die Unsicherheit von LED-Lampen Rücksicht zu nehmen.

[roli]

Am 12.1.2020 um 10:54 schrieb JynSM:

Keine Ahnung, wo Amazon diese Zahlen herkommt (schätze das ist das Panel mit allem Zubehör?!), meins wiegt jedenfalls nackt 195g (207g inkl. der 4 Mini-Karabiner zur Befestigung). Das Anschlusskabel ist fix, man muss nur noch die PB dranhängen.

Vorsicht, Du hast eine alte Version. Die aktuelle Version auf Amazon Namens SunnyBAG Leaf Pro wiegt satte 366g (also nur das Solarpanel ohne Powerbank). Das ist natürlich bitter.

[Schwefelfell]

Die Powerbank ist auch nicht mehr im Zubehör. Die bekommt man nur noch, wenn man innerhalb von 7 Tagen eine Produktrezension verfasst und ein Foto dieser an den Hersteller sendet.

[JynSM]

vor 5 Stunden schrieb roli:

Vorsicht, Du hast eine alte Version. Die aktuelle Version auf Amazon Namens SunnyBAG Leaf Pro wiegt satte 366g (also nur das Solarpanel ohne Powerbank). Das ist natürlich bitter.

Krass, das war mir gar nicht bewusst... das ist echt bitter! 

[Jonathan]

Ich habe die aktuelle Version für 57€ bei Amazon bestellt. Bin gespannt, was sie wiegt, bei über 300g wird sie wohl wieder zurückgehen 200g klang so schön. Welche angegebene Leistung hatte denn die alte Version? 

[Schwefelfell]

vor 3 Stunden schrieb Jonathan:

Ich habe die aktuelle Version für 57€ bei Amazon bestellt. Bin gespannt, was sie wiegt, bei über 300g wird sie wohl wieder zurückgehen 200g klang so schön. Welche angegebene Leistung hatte denn die alte Version? 

Ich habe die neue letzte Woche bestellt und erst heute ausgepackt. 365 g ohne Karabiner und Klettbänder. 

Bearbeitet 16. Januar 2020 von Schwefelfell

[Jonathan]

Jo meine ist auch schon wieder eingepackt

[Ziz]

Am 16.1.2020 um 16:26 schrieb Schwefelfell:

Die Powerbank ist auch nicht mehr im Zubehör. Die bekommt man nur noch, wenn man innerhalb von 7 Tagen eine Produktrezension verfasst und ein Foto dieser an den Hersteller sendet.

Nö, einfach auf der Webseite von Sunnybag bestellen, dann gibts die auch dazu. War bei mir zumindest vor nem Monat so.

[Miji]

Das Solarpanel Trek 100 285g von Decathlon sah nice aus als Sunnyleaf Alternative. Allerdings habe ich noch nicht geschafft, dass es auch nur irgendetwas lädt, obwohl es heute z.B. sehr sonnig war. Vielleicht habe ich eine Montagsmodell erwischt. Benutzt das noch jemand? Wenn es funktioniert wäre das als Lösung ohne basteln ein annehmbares Gewicht..

[kra]

Hast du es draußen probiert (nicht durchs Fenster hindurch)?

Und, hast du ein kleines USB-Messgerät dazwischen geschaltet, um zu sehen was ankommt?

[Miji]

Ein Messgerät habe ich leider nicht. Es war draussen, Mittagssonne, Winkel direkt zur Sonne ausgerichtet..

[Miji]

Hmm, okay, update. Onwohl ich dem ganzen Tag nie ein LadeLED an der Powerbank blinken gesehen habe, scheint die kleine 2100mA Bank doch von fast leer auf fast voll geladen zu haben. Wird weiter getestet...

[kra]

Schau mal bei Amazon nach so nem kleinen Teil, es lohnt sichm, wenn man wissen will, was das Solarpanel somacht

Die Dinger gibt es ab <10 € (USB Messgerät), ich empfehle ein besseres mit Speiicher der Messergebnissen, aber ein 10€ Teil tuts im Notfall auch.

[Daune]

Frage an die Elektro-Experten:

Ist es möglich, an diese (oder auch eine andere PB ohne Schalter) einen Ein/Aus-Schalter zu bauen, um die PB nach dem automatischen Abschalten wieder sicher einschalten zu können?

Oder ist der Aufwand dazu einfach zu hoch?

Das es billiger wäre, eine andere gute PB zu kaufen, ist klar. Aber aufgrund der guten Werte, wäre es natürlich eine tolle Sache, wenn der „kleine“ Fehler so behoben werden könnte.

Da es um die Verwendung mit dem Solarpanel geht und die PB hier genannt wurde, hab ich den Beitrag mal hier reingeschrieben. Kann aber auch verschoben werden.

[Dieter_Z.]

Am 1.3.2020 um 17:53 schrieb Daune:

Frage an die Elektro-Experten:

Ist es möglich, an diese (oder auch eine andere PB ohne Schalter) einen Ein/Aus-Schalter zu bauen, um die PB nach dem automatischen Abschalten wieder sicher einschalten zu können?

Oder ist der Aufwand dazu einfach zu hoch?

Ohne in die PB hineingesehen zu haben, kann man das nicht sagen. Das hängt mit dem Typ der Sicherheitselektronik der PB zusammen, die neben dem Kurzschluss am Ausgang auch die Überladung bzw. Unterladung der Akkus überwacht. Heutzutage nimmt man dafür spezielle ICs, die - so wie in dem Video gezeigt - durch ein kurzes Anlegen der Ladespannung die Akkus wieder zuschalten. Habe ich selbst schon für LiIon-Akkus entwickelt - da braucht es keinen Schalter. 

Allerdings könnte ich mir vorstellen, wenn man die Akku-Sicherheitsschaltung einfach mit einem Schalter für einen kurzen Moment von den Akkus wegschaltet, dann "vergisst" die möglicherweise den Kurzschluss. Hängt aber von verschiedenen Faktoren ab, die man sich eben ansehen müsste. Das Problem dabei ist, dass die Akkus ja durch die Sicherheitsschaltung hauptsächlich vor dem Explodieren durch Überhitzung beim Laden geschützt werden sollen. Geht irgendetwas beim Umbau schief, könnte das ungut enden. Daher würde ich auf Experimente mit der Sicherheitsabschaltung an deiner Stelle lieber verzichten. Ich würde diese PB einfach nicht verwenden wollen ... 

Bearbeitet 2. März 2020 von Dieter_Z.
Tippfehler ...

[chris84]

Am 8.12.2019 um 13:52 schrieb Stoker:

Es ist wirklich schade, dass man eigentlich nur Schrott zu kaufen bekommt, wenn man einen Solar-Charger sucht. Es handelt sich fast ausnahmslos um veraltete Zellen, schlecht per Hand gelötet und unsauber laminiert. Ich habe in den letzten Tagen überall gesucht, ob ich ein USB-Panel mit Perc-Mono Zellen, geschindelt (Zellstreifen werden zu einem String geklebt und nicht gelötet, keine Zellzwischenräume), Panels mit bifazialen Zellen oder Ähnliches bekommen kann, aber es scheint nichts hochwertiges zu geben. Ich probiere jetzt gerade das hier aus:

https://www.amazon.de/dp/B01K63CO0O/ref=cm_sw_r_other_apa_i_Ecp7Db58DQMRZ

Von der Verarbeitung deutlich besser als das Sunnybag Leaf Pro, rückkontaktierte Monos, Je 10 Streifen pro Modul, meines wiegt 330g, nicht UL aber hoffentlich genug Leistung, um meine Powerbank zu laden. 

Ganz genau so ging es mir und zwei Ingenieur Berufskollegen auch. So haben wir uns vor über zwei Jahren daran gesetzt das zumindest für unseren Eigenbedarf zu ändern. Ich bewundere die Ansätze hier im Forum von Euch mit all den selbst gebauten Lösungen. Genau so habe ich drum auch angefangen. Dann wurde es immer professioneller und die Effizienz stand seit jeher im Fokus. Viele Wochenenden und unzählige Abende haben wir entwickelt, hunderte Stunden Hardware designed und Software geschrieben, viele Prototypen gebaut und immer wieder verbessert. Mittlerweile sind wir bei Version 7.4 und wir haben uns dran gemacht eine erste Kleinstserie von 5Stk. aufzusetzen.

Vermutlich wird das ganze nie kommerziell betrieben da ganz einfach der Markt zu klein ist und die Kosten so wie wir es bauen einfach zu extrem sind. Alleine unser Panel mit den verbauten Zellen kostet mehr wie fast alle fix fertigen Geräte/ Panel am Markt. 
OT:

Beim MPPT Controller haben wir nur die besten am Markt irgendwie verfügbaren Komponenten verbaut die Geld kaufen kann. Auch wenn diese 10x oder noch mehr kosten als ein ähnliches Teil was aber dann weniger effizient ist.
So gehts weiter bis zu den verbauten A-Grade Lithium HV Zellen und dem Carbon Case was wir ebenfalls hier in der Schweiz in Einzelstückzahlen fertigen. 

Als spezielles Merkmal hervorzuheben wäre die Wahl des Panel Aufbaus. Verbaut sind zwei ganze Sunpower C60 Bin LE3 Zellen mit 24.4% (Wer Zugriff auf ME3 Zellen mit 25.1% hat - bitte melden! Derzeit habe ich nur ein CH Hersteller für ME3 aber der will ein paar hunderter pro Panel).
Dies ergibt eine Panel Spannung von ca. 1.15V bei gut 6Ampere. Ein MPPT Regler mit 97% Effizienz wandelt das dann um auf die Batteriespannung. 
(Bitte vergesst die China Effizienz Fantasieangaben der jeweiligen Hersteller, ich weis welche Zellen die dort haben und verbauen)
Von dort aus geht das ganze dann auf zwei USB-C PowerDelivery Anschlüsse mit je 5V/ 3A/ 15W.
Abgerundet wird das ganze mit einem 2.9" E-Paper Display mit 296x128pixel was man in der Sonne super ablesen kann. Dieses wird verwendet aktuell für die ganzen Debug Werte, Effizienzwerte, Strom, Spannung, Leistung, Batteristand, Sonnenleistung usw usw. 
Auch gibts bereits eine "Consumer Display" Anzeige wo nur die wichtigsten Daten angezeigt werden (Sonnenleistung, Akkustand, Leistung der USB-C Ein/ Ausgänge, Eingangsleistung von externem Ladegerät falls mal das Pad von einem Laptop oder Handy Ladegerät geladen werden soll.

Mittlerweile läuft auch schon eine protoypen App für Android welche ein Firmware update bereits ermöglicht. Da sind wir aktuell noch am arbeiten um die ganzen Werte dann auch in der App schön darzustellen. Die Verbindung läuft via Bluetooth 5.2
Ebenfalls am arbeiten sind wir derzeit noch an einem anderen, besseren Befestigungs System. Dieses sieht M4 Einsatzmuttern in den Ecken vor wo sich dann verschiedene nach Anwendung spezifische Hartgummi "Ecken" aufschrauben lassen. Diese haben dann auch Durchführungen für Befestigungen wie Seil oder ggf Karabiner etc. Wer hier eine Bessere Idee hat soll sich doch bitte melden
 

Bearbeitet 25. März 2020 von khyal
Eigenverkaufs-Angebot ausserhalb des Biete-Forums

[Wander Schaf]

Macht einen spannenden Eindruck. Bt und Display brauche ich nun nicht. Mir reicht es zu wissen,  wie der Akkustand ist bzw ob geladen wird.  Das andere ist m.E. für Outdoor Spielerei und anfällig. Fürs Debugging in der Entwicklung,  klar,  da wird es benötigt:)

Gibt's das Panel auch ohne PB? So dass man nicht gezwungen ist immer eine PB mit zu schleppen und bedarfsorientiert entscheiden kann,  ob oder mit welcher Kapazität man eine mitnimmt. Fest verbaut und dann noch mit Gehäuse finde ich gerade für den Bereich etwas zu unflexibel. 

Aber sonst ein interessantes Projekt! Wie gesagt,  ein UL Panel bei dem ich selbst entscheiden kann, ob und welche PB,  wäre für mich reizvoll!

[kra]

@chris84, klingt gut, krankt in meinen Augen aber an grundsätzlichen Eigenheiten derartigen Spitzen-Lösungen.

Ob die Zelle jetzt 21 oder 23% Effektivität aufweist ist imho irrelevant, weil das viel grundsätzlichere Problem ist, das du schon bei minimalem Dunst in der Luft oder schlechter Ausrichtung des Panels eben nicht mehr z.B. 100000 Lux hast sondern nur noch 70000. Da helfen auch die 2 Prozentpunkte mehr Wirkungsgrad nicht weiter.

Carbongehäuse (also ein Laminatwerkstoff aus Kohlefaser-gelege mit Epoxydharz) ist schön (und auch gut), aber ich bevorzuge einen anderen, homogenen Kunststoff, der flexibler ist bei abrasiver Belastung - Carbon sieht gut aus und hat Spitzenwerte für manche Belastungsarten, aber für andere Belastungsraten ist es sub-optimal. Carbon wird allzuoft als "Buzzword" für Qualität und Design verwendet. Ich hätte ein eingefärbtes Polycarbonat gewählt, läßt sich allerdings nicht so einfach "von Hand" verarbeiten. Es gibt gerade bei den Kunststoffen bessere Alternativen, bei Verbundwerkstoffen noch mehr.

Zudem bin Ich ein Anhänger der 80/20 Philosophie - 100% Perfekt muß nicht sein, ja will ich auch nicht, denn die geht mit einer unverhältnismäßigen Kostenerhöhung (durchaus berechtigt für 100%) ein, die das Gesamtpaket wieder unpraktikabel für mich macht. 80% reichen mir wenn es denn kostenmäßig tragbarer ist. Diesen Punkt nicht beachtet zu haben hat schon vielen Eingenentwicklungen das Genick gebrochen. Spitzenlösungen bedingen Spitzenpreise und werden nur für ganz spezielle Anwendungsfälle benötigt.

Solange ich alleine für mich arbeite spielt die aufgewendete Zeit keine und die Kosten nur eine untergeordnete Rolle, wenn ich damit auf den Markt gehen möchte, und als Werbung lese ich deinen Beitrag, sind das die Knackpunkte.

Zur Konkurrenz - die auf dem Markt befindlichen Panels, sei es von RAV, Anker oder sonstwem sind auch nicht sooo schlecht wie sie gemacht werden bzw. ihr Ruf gemacht wurde. Sie kranken primär an den eigenen Werbeversprechen. Man sollte sie allerdings selber ausmessen um zu wissen, was man erwarten kann, dann können sie verläßliche Begleiter sein.

Bearbeitet 12. März 2020 von kra

[questor]

Schließe mich den Vorrednern an. Schönes Projekt, Hut ab.

Aus Nutzersicht kommt dann das aber:

Eingebaute PB nimmt sämtliche Flexibilität, passt einfach null in's UL Konzept.

80/20 was kosten-nutzen angeht wäre immer noch Welten besser als alles auf dem Markt - zu einem verdaunaren Preis, der Nutzer eher bewegt, das mal ausprobieren.

Ganz so viel technische Spielereien (Display, Bluetooth, App) müssen es nicht sein, verkomplizieren und erhöhen die Komplexität für Entwickler wie auch für Nutzer ohne wirklichen Mehrwert für die tatsächliche Kernanwendung. Spannend fände ich eine Hilfe bei der perfekten Ausrichtung des Panels, sei es visuell oder akustisch. Vor allem am Rucksack, in Bewegung, ggf. Steigung nicht immer einfach.