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sven-ulrich

Akku-Anfänger

  • »sven-ulrich« ist der Autor dieses Themas

Beiträge: 2

Registrierungsdatum: 28.11.2012

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1

28.11.2012, 15:42

Tiefentladungsschutz

Hallo,
erst mal: Eine wirklich gute Internetseite.

Ich stehe vor folgendem Problem:

Ich habe einen kleinen Wechselrichter (ivt sw300-12) und möchte mir für die Heizungspumpen eine QUASI USV bauen.
Also brauche ich noch einen geeigneten Akku, ein Ladegerät und eine minimalistische Schaltung.

Leider weiß ich nicht ob der Wechselrichter, mit dem Akku richtig umgeht wenn er, laut Beschreibung, bei 10,5V ab- und bei 12,5V einschaltet.

Vielleicht brauche ich also einen Tiefentladeschutz der den Wechselrichter abschaltet wenn der Akku "alle" ist.
1. Wie kann ich so etwas realisieren? Oder haben Sie inzwischen etwas dazu im Angebot?

Möglicherweise kann man es Spannungsabhängig schalten, da in diesem Anwendungsfall der Strom recht konstant sein müsste (sofern der Wechselrichter nicht seinen Strombedarf erhöht bei sinkender Akkuspannung)
2. Aber Welche Spannung wäre das dann bei sagen wir mal 20Ampere ? Gibt es da Diagramme/Erfahrungswerte?

3. Welcher Akku wäre ausreichend bezüglich Bauweise? Sollte er dann Zyklenfest sein? Wenn er gebraucht wird ist es ja ein recht hoher konstanter Strom stünde aber ansonsten nur unter Erhaltungsladung.

Ich hoffe ich konnte mein Problem verständlich schildern.

Mit freundlichen Grüßen
Sven Schramm

Bandit1973

Akku-Meister

Beiträge: 367

Registrierungsdatum: 28.07.2012

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2

28.11.2012, 17:35

RE: Tiefentladungsschutz

Zitat

Hallo,
erst mal: Eine wirklich gute Internetseite.

Ich stehe vor folgendem Problem:

Ich habe einen kleinen Wechselrichter (ivt sw300-12) und möchte mir für die Heizungspumpen eine QUASI USV bauen.
Also brauche ich noch einen geeigneten Akku, ein Ladegerät und eine minimalistische Schaltung.
Für diesen Zweck würd ich einen nehmen, der 220V durchschleifen kann, und bei ausfall der Versorgungsspannung erst als Wechselrichter arbeitet. gibts im Boots/Yachtbereich, mit integriertem Ladegerät. Das wäre "All in One" btw. brauchst für eine Pumpe sicher keine reine Sinuswelle (was den Inverter nur unnötig teurer macht).

Zitat

Leider weiß ich nicht ob der Wechselrichter, mit dem Akku richtig umgeht
wenn er, laut Beschreibung, bei 10,5V ab- und bei 12,5V einschaltet.
Darüber habe ich auf die Schnelle nix gefunden, aber ich denke mal, wenn das so ist, hat er ja einen Tiefentladeschutz

Vielleicht brauche ich also einen Tiefentladeschutz der den Wechselrichter abschaltet wenn der Akku "alle" ist.
1. Wie kann ich so etwas realisieren? Oder haben Sie inzwischen etwas dazu im Angebot?

Möglicherweise kann man es Spannungsabhängig schalten, da in diesem Anwendungsfall der Strom recht konstant sein müsste (sofern der Wechselrichter nicht seinen Strombedarf erhöht bei sinkender Akkuspannung)
2. Aber Welche Spannung wäre das dann bei sagen wir mal 20Ampere ? Gibt es da Diagramme/Erfahrungswerte?

3. Welcher Akku wäre ausreichend bezüglich Bauweise? Sollte er dann Zyklenfest sein? Wenn er gebraucht wird ist es ja ein recht hoher konstanter Strom stünde aber ansonsten nur unter Erhaltungsladung.
Sollte mmn auf alle fälle ein Zyklenfester sein für diese Anwendung (Solarbatterie z.B.) 20A ist nicht wirklich ein "hoher" Strom für einen entsprechend dimensionieren Akku. Das Problem ist eben die einschätzung der Laufzeit, und somit der nötigen entnehmbaren Kapazität. Keiner kann voraussehen, ob der Stromausfall 2 Minuten, oder 6 Stunden dauert.

P.S. Entschuldigung Tom, dass ich mich da mal voreilig eingemischt habe



EDIT Tom:
Schon OK, hab aber das Quoting editiert, damit's lesbarer wird.

Tom

Moderator

Beiträge: 2 035

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3

28.11.2012, 19:07

Um die passende Abschaltspannung für den Tiefentladeschutz zu wählen, ist die Kenntnis von Akkugröße (Ah) und Akkutyp (Hochstromfest/AGM/Gel/Solar/Zyklentyp...) nötig, um den Spannungsabfall unter Lastbedingungen so einigermaßen einschätzen zu können. Aber auf jeden Fall sind 20A schon mal eine ganze Menge. Man kann also mit der Abschaltspannung recht tief gehen. Anders wäre es, wenn der Entladestrom nur wenige hundert Milliampere oder noch weniger betragen würde, dann müsste man schon deutlich oberhalb 11V abschalten, um Sulfatierung und mechanische Schäden durch Gitterwachstum zu verhindern. Aber hier passen die 10,5V Abschaltspannung schon.

Wenn sie denn auch wirklich eingehalten werden... Meiner Erfahrung nach streuen die Wechselrichter hier sehr stark in der Einstellung: Je billiger, desto schlimmer. Leider ist die Abschaltschwelle auch nicht so ganz einfach nachzuprüfen, außer man setzt sich mit einem Messgerät längere Zeit daneben, oder zeichnet eine Spannungskurve bei der Entladung auf, wenn man hierfür über passendes Gerät verfügt.

Soweit ich das jetzt einschätze, liegt hier aber klar ein Stand-By-Schema vior, ähnlich einer USV: Es wird fast nur geladen und nur selten entladen. Also Stand-By. Daher würde ich hier ausdrücklich zu einem Stand-By-Akku greifen, soweit man nicht einen Feld-Wald-und-Wiesen-Typ dafür hernimmt. Ich denke auch, dass die korrekte Einhaltung der Ladespannung für die Lebensdauer wichtiger ist, als die genaue Einhaltung der Entladeschluss-Spannung. Bei USV-Systemen ist die Ladespannung ja immer eine kritische Größe, weil die Akkus hier zu 99,999% unter voller Ladespannung arbeiten müssen. Da kommt es auf wenige 10mV an. Meine Empfehlung: 13,55V für Standard-12V-Bleiakkus bei 20°C.

Ich habe mich bisher noch nicht weiter mit dem Thema Tiefentladeschutz beschäftigen können, weil mir die Arbeit inzwischen bis Oberkante Unterlippe steht. Momentan ist einfach keine Zeit für Neuentwicklungen vorhanden. Zudem bleibt bei einem dynamischen Tiefentladeschutz wegen des doch recht großen Schaltungsaufwands der Kostendruck im Wettbewerb, was die Umsatzerwartungen nicht besonders rosig erscheinen lässt. Aber wenn man mal eine Woche Langeweile schiebt, dann könnte dieses Projekt durchaus mal umgesetzt werden.

Grüße, Tom

sven-ulrich

Akku-Anfänger

  • »sven-ulrich« ist der Autor dieses Themas

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4

03.12.2012, 22:36

Achso!
danke für die Denkanstöße.
An die Ladespannung in diesem Anwendungsfall dachte ich nun gar nicht.
Interpretiere ich das nun richtig; dass es besser ist die Ladespannung ewig konstant bei 13,55 V zu halten, als einfach ein normales Ladegerät (wie zum beispiel Lader 1210) am Akku angeschlossen zu lassen?

Dann würde ja für die Standby haltung ein recht schwaches Stabilisiertes Netzgerät reichen, oder?

Somit würden ja auch absolut keine Zyklen auftreten und ich könnte mit einer waldundwiesen Starterbatterie gut auskommen.
(Standby Akkus kosten -nach kurzer recherche- das 3-4 fache)

Aber warum machen das dann die Ladegeräte wie der Lader 1210 nicht auch so mit der Erhaltungsladung?

Es ist richtig, dass es ALLin lösungen für so etwas gibt, aber da ich den Wechselrichter schon habe (und dies der hauptbestandteil einer ALLin Lösung ist) würde ich Ihn dafür nehmen wollen. Im übrigen wäre ich mir NICHT sicher, das die Pumpen eine quasiwechselspannung (trapez o.ä.) gut verdauen - allerdings für ein paar Stunden im Störfall wohl schon.
Da ein paar Sekunden Pumpenausfall unkritisch sind ist auch ein simples Relais für die Steuerung ausreichen (daher QUASI USV) d.h. der Wechselricher ist im normalfall aus und der Akku muss irgendwie auf Erhaltungsladung stehen.

Ich habe den Leistungsbedarf der Pumpen mal abgelesen und mit dem Wirkungsgrad des Inverters komme ich auf maximal 15A Entladestrom.

Grüße,
Sven

Tom

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5

04.12.2012, 08:27

Zitat

Interpretiere ich das nun richtig; dass es besser ist die Ladespannung ewig konstant bei 13,55 V zu halten, als einfach ein normales Ladegerät (wie zum beispiel Lader 1210) am Akku angeschlossen zu lassen?
Ja. Bei extremen Stand-By-Anwendungen wie USVs kommt der Optimierung der Ladespannung nun mal oberste Priorität zu, um die unvermeidliche Gitterkorrosion so gering wie möglich zu halten.

Zitat

Dann würde ja für die Standby haltung ein recht schwaches Stabilisiertes Netzgerät reichen, oder?
Natürlich. Es muss aber einen ausreichenden Strom zur Verfügung stellen, um einen zuvor geleerten Akku in zumutbarer Zeit aufzuladen und dann die Verluste durch Selbstentladung und Gasung decken können.

Zitat

Somit würden ja auch absolut keine Zyklen auftreten und ich könnte mit einer waldundwiesen Starterbatterie gut auskommen. (Standby Akkus kosten -nach kurzer recherche- das 3-4 fache)
Wer unbedingt möchte, kann das tun. Ungeachtet eines eventuellen Preisunterschiedes gegenüber "normalen" Bleiakkus muss man aber bedenken, dass sich Starterbatterien nicht gerade für andere Anwendungen als zur kurzzeitigen(!) Versorgung von Hochstromverbrauchern mit Entladetiefen von vielleicht 1% eignen. Nur darauf sind sie optimiert.

Zitat

Aber warum machen das dann die Ladegeräte wie der Lader 1210 nicht auch so mit der Erhaltungsladung?
Weil das Gerät primär natürlich auf Universalität ausgerichtet ist. Es muss also möglichst viele unterschiedliche Anwendungsgebiete abdecken, inklusiv der Versorgung von Verbrauchern. Wenngleich der BC 1210 auch zur Ladeerhaltung geeignet ist. Er schaltet dann die 14,2V Ladespannung intermittierend ein und aus, was einen sehr ähnlichen Effekt erzeugt. Da das Impuls/Pausen-Verhältnis dieser Umschaltung aber extrem asymmetrisch ist und vom Akkus selbst bzw. den angeschlossenen verbauchern gesteuert wird, ergibt sich in der Praxis ein vergleichbares Ergebnis wie bei einer Dauerspeisung mit 13,55V.

Man muss sich klarmachen, dass die Anforderungen eines Bleiakkus an die Art und Weise der Aufladung primär durch die Art der Entladung vorgegeben werden. Hier bestehen völlig gegensätzliche Ansprüche! Strenge Stand-By-Anwendungen verlangen genau kalibrierte und an die Temperatur angepasste Ladespannungen von 2,26V pro Zelle, wogegen zyklische Anwendungen ausgesprochen hohe Ladespannungen von bis zu 2,47V/Zelle verlangen (auch hier spielt die Temperatur eine wichtige Rolle und sollte berücksichtigt werden). Aber woher soll nun das Ladegerät bei der Aufladung wissen, wie ein Akku zuvor entladen wurde, um dann selbsttätig das richtige Ladeverfahren einzustellen? Es hat seinen Grund, weshalb mein liebstes Ladegerät bis heute ein leistungsfähiges Labornetzteil ist... :D

Grüße, Tom

Bandit1973

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6

04.12.2012, 19:10

Es kommt immer noch drauf an:
WIELANGE
WIEVIEL
Strom soll im Notfall entnommen werden.
danach muss sich die kapazität der Batterie richten!!!
Da ich jetzt mal NICHT davon ausgehe, dass nach einem Stromausfall (Stromentnahme aus der Batterie)
gleich wieder ein Stromausfall folgt, hast nachher genug zeit die Pufferbatterie wieder zu laden.
Somit muss es nicht unbedingt ein hochleistungsteil sein, das die Batterie in 30 min vollladet!!!!
Guck mal nach einem Festspannungsteil aus dem Modellbausektor (10-20A max)
wennst handwerklich geschickt bist evtl. auch ein Computer (Server) Netzteil.

Das bringt deine Batterie wieder auf Volladung, und kann auch den Standby des Wechselrichters abdecken.
wichtig ist eben, wie Tom schon sagte, Ladeschlussspannung muss identisch mit Spannung Netzteil sein.

(gibt im INet genug anleitungen, wie man einem Netzteil sowas beibringt)

Ein Intermittierendes Aus/einschalten der Ladespannung kommt auch irgendwie auf eine Zyklische Ladung/Entladung raus (wenn auch in kleinem masstab)

Tom

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7

04.12.2012, 19:44

Zitat

Ein Intermittierendes Aus/einschalten der Ladespannung kommt auch irgendwie auf eine Zyklische Ladung/Entladung raus (wenn auch in kleinem masstab)
Nein, denn die Entladetiefe beträgt hierbei ja Null. Und ohne Entladetiefe kein zyklisches Lade-/Entladeschema!

Der Lader beendet die Ladung, wenn ein (wählbarer) Ladestrom unterschritten wird. Dann sinkt die Klemmenspannung des Akkus erst schnell, dann langsamer, bis auf die Leerlaufspannung des Akkus ab. Dass dieser Vorgang eine Weile dauert, hat mit osmotischen Vorgängen und der Elektrolytkonzentration innerhalb sowie außerhalb des Aktivmaterials zu tun, denn unmittelbar nach Abschalter des Ladestroms ist die Säuredichte innerhalb der Platten bedeutend höher als im freien Elektrolyten. Diese Konzentration gleicht sich nun langsam aus und analog dazu sinkt die Klemmenspannung des Akkus langsam ab. Eine Entladung ist damit aber nicht verbunden.

Grüße, Tom

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