Lichterkette (Solar) "optimieren"

[Quizmasterlex]

Hallo,

Mangels Steckdose überlege ich mir diese Lichterkette zu kaufen und die Solarzelle durch zwei parallel-geschaltete Solarmodule (diese) zu ersetzen um ausreichend Strom zum Laden des Akkus zu haben. Im Winter schafft die integrierte Solarzelle schlappe 0-2 Std. Leuchtdauer/Tag...
Klingt einfach, aber funktioniert das auch so? Wie ist eure Meinung?

 

[cuco]

Was ist dein Ziel beim Ersetzen?

Allgemein müssen die Spannungen passen. Beim Original kann ich so keine Angabe finden, kann mir aber gut vorstellen, dass das Ding mit mehr als 1,5V arbeitet, wie das Modul aus dem zweiten Link.

 

[Quizmasterlex]

Meines Wissens ist dort ein 1,2v Akku drin, informationen über die Solarzelle habe ich keine. Der soll im Winter zumindest soweit laden dass die Kette für einige Stunden leuchten kann. Ein Stromkabel ist leider keine Option.

 

[cuco]

Hmm das würde mich wundern... Die typische Durchlassspannung einer weißen LED liegt bei 3,6V und aufgrund der schwankenden Spannung von so einem Solarmodul muss es eigentlich noch etwas mehr sein, damit man danach noch eine kleine Regelung (im einfachsten Fall ein Vorwiderstand pro LED, im besten Fall eine Konstantstromquelle pro LED - hier aufgrund des Preises wohl nur ersteres) betreiben kann. Wenn hier nur ein 1,2V Akku verbaut ist, muss die Spannung noch mit einem Step-Up-Converter (DCDC-Wanlder) konvertiert werden. Möglich, aber untypisch für günstige Ware. Es sei denn, der Step-Up-Konverter war günstiger als ein größerer Akku bzw. eine größere Solarzelle.

Ob man die Solarzellen einfach tauschen kann, ist trotzdem nicht so einfach zu beantworten. Wenn ein Akku verbaut ist, ist ggf. die Ladeleistung zu hoch, wenn man mehrere Solarzellen benutzt und einem brennt die Ladeelektronik ab.

 

[Quizmasterlex]

Ich sehe schon, es werden mehr Informationen benötigt... Bei dieser hier steht dass der Akku eine wiederaufladbare Batterie (AA, 1,2V) ist und das Solarpanel (2V, 90mA) ist. Ich gehe davon aus dass lediglich Vorwiderstände verbaut sind, welche Panels könnte ich sinnvollerweise verwenden? Wenn das Teil abbrennt ist das zwar nicht schön, aber mehr als eine schwarze Steinplatte kann nicht passieren.

Danke für die Hilfe!

 

[cuco]

Hmm, dann scheinen die tatsächlich einen DCDC-Wandler (Step-Up-Converter) für den Betrieb der LEDs zu nutzen. Aufgrund der geringen Leistung des Solarpanels verzichten sie vermutlich komplett auf jegliche Ladeelektronik, stellen den Arbeitspunkt der Solarzelle über die Akkuspannung ein und fertig. Das ist für den Solarpanel/Akku-Teil das einfachste, weil man nichts weiter braucht als eine Solarzelle, den Akku und zwei Kabel Null Elektronik. So ein Standard NiCd/NiMH Akku mit 1,2V Nennspannung verkraftet es, wenn man ihn auf Dauer mit 1/10 seiner Kapazität als Strom lädt. Wenn er voll ist, wird er einfach nur warm, was bei der zugeführten Energiemenge sich aber gut abführen lässt. Im Maximalfall würde das verwendete Solarpanel hier allerdings 50% mehr Strom liefern als 1/10 der Kapazität (90mA vom Panel auf 600mAh vom Akku). Da das Panel aber vermutlich nur selten so viel Strom liefert (perfekte Sonneneinstrahlung) und das ganze auch dann nur zum Problem wird, wenn der Akku gerade dann voll ist, hat man das wohl vernachlässigt und geht davon aus, dass es selten bis nie auftritt. In den seltenen Fällen, wo es doch vorkommt, wird der Akku halt noch deutlich wärmer, vermutlich verkraften die meisten das aber auch noch.

Wenn wir mal davon ausgehen, dass bei deinem Produkt das ganze genau so gelöst ist und die technischen Daten (Akku 1,2V 600mAh, Solarzelle 2V 90mA) identisch sind, dann würde ich nicht einfach nur die Panels gegen welche mit mehr Strom austauschen. Eventuell überlädst du den Akku dann gelegentlich und das mit zu viel Strom, so dass dieser das auch nicht über Wärme abführen kann. Davon geht er im besten Fall nur schnell kaputt, im schlechtesten explodiert er. Entweder brauchst du dann eine zusätzliche Ladeschaltung oder einen größeren Akku. Da letzteres günstiger und einfacher ist, würde ich vermutlich diese Option wählen. Beim Akku würde ich auf nichts teures zurückgreifen, denn bei dieser "ungeregelten" Form des Ladens geht so ein Akku deutlich schneller kaputt, als wenn er mit vernünftiger Elektronik geladen wird. Also kauf was günstiges, damit es preislich nicht so weh tut, wenn du den alle 6-24 Monate einmal auswechseln musst. Irgendeine große Mignon-Zelle mit 1,9Ah oder mehr wäre eine Option. Ggf. auch zwei in Parallelschaltung zur weiteren Erhöhung der Kapazität. Oder wenn Platz ist, auch eine Baby/Lady/Sub-C oder gar Mono/D-Zelle. Günstiger ist aber die Mignon-Variante. Da hat man manchmal sogar noch ein paar Akkus (nicht Batterien) rumfliegen.
Dazu dann ein (oder mehrere) Solarzellen in Parallelschaltung mit je mind. 1,5V, besser ~2V und maximal ca. 1/7 oder 1/6 der Kapazität der Akkus als Maximalstrom. Die Spannung der Solarzelle ist dabei nicht ganz so kritisch, da sich der Arbeitspunkt dadurch einstellt, dass man sie direkt mit dem Akku parallel anschließt.

Beispiel für das ganze: Du nimmst zwei Akkus mit je 1,9Ah in Parallelschaltung, macht 3,8Ah (also 3800mAh). 1/6 der Kapazität als Strom sind 633mA. Wenn du nun zwei Solarzellen parallel zusammenschaltest, darf jede davon nicht mehr als die Hälfte davon liefern, also maximal 317mA. Das ist jetzt schon mit sehr viel Puffer gerechnet, im Zweifelsfall nimm lieber einen Tick weniger als einen Tick zu viel.

Eigentlich ganz einfach, ich hoffe, ich hab es jetzt nicht zu kompliziert ausgedrückt - war das noch verständlich?

 

[wursti]

Hmm das würde mich wundern... Die typische Durchlassspannung einer weißen LED liegt bei 3,6V ...

sogar billigtaschenlampen aus china für 1€ das stück
lassen sich heutzutage mit ner 1,5V batterie betreiben
haben also einen step-up regler verbaut

 

[Quizmasterlex]

Eigentlich ganz einfach, ich hoffe, ich hab es jetzt nicht zu kompliziert ausgedrückt - war das noch verständlich?

Ja, vielen Dank Das reicht um mich ans Experimentieren zu machen, mal schauen was dabei rauskommt...