12V Akku laden mit 20V ? - boote-forum.de

Picton16ft · #1 16.09.2007, 12:01

Hallo zusammen,

hab mal eine Frage:

Was passiert (oder auch nicht) wenn man ein 12V Akku (Blei oder Bleigel) beliebiger Kapazität laden will aber nur eine Spannungsquelle von um die 20V hat(variable Stromstärke von 0-3A)?

Könnte das MAL funktionieren oder ist das shitegal oder geht das gar nich oder fliegt einem der Akku um die Ohren oder irgendwas anderes?

VG aus Berlin
Jan
(der grad kein Geld für einen Laderegler hat aber mit ner Solarzelle ein Akku laden will)

Paul Petersik · #2 16.09.2007, 14:08

Zitat:

Zitat von Picton16ft

Hallo zusammen,

hab mal eine Frage:

Was passiert (oder auch nicht) wenn man ein 12V Akku (Blei oder Bleigel) beliebiger Kapazität laden will aber nur eine Spannungsquelle von um die 20V hat(variable Stromstärke von 0-3A)?

Könnte das MAL funktionieren oder ist das shitegal oder geht das gar nich oder fliegt einem der Akku um die Ohren oder irgendwas anderes?

VG aus Berlin
Jan
(der grad kein Geld für einen Laderegler hat aber mit ner Solarzelle ein Akku laden will)

Hallo Jan,

Solarmodule haben in der Regel eine Leerlaufspannung zwischen 16 und 22 Volt. Ein Windgenerator liefert ungeregelt noch wesentlich höhere Spannungen.
Der 12 Volt-Akku kommt damit problemlos klar, so lange sein Innenwiderstand hoch genug ist. Der Innenwiderstand eines intakten Akkus ist in leerem Zustand am höchsten und sinkt im Verlaufe des Ladevorgangs. Bei vollem Akku ist der Innenwiderstand am niedrigsten.

Bei vollem Akku wird geht der Innenwiderstand-bedingte Spannungsabfall so stark zurück, dass, vereinfacht ausgedrückt, die volle Leerlaufspannung von 20 Volt in den Akku reinhaut.
Dadurch wird der Akku zu kochen beginnen.
Aus diesem Grund schalten wir einen Regler zwischen Stromquelle und Akku, so dass ein Überladen verhindert wird. Wenn Du keinen Regler hast, musst Du Regler spielen und die Ladespannung mit dem Voltmeter überwachen und den Akku bei erreichen der Ladeschlussspannung (je nach Art des Akkus) vom Solarmodul trennen.

Servus

Paul

Picton16ft · #3 16.09.2007, 14:13

Ok, danke, so in der Art dachte ich mir das auch, wollte das nur noch mal bestätigt wissen!

Zitat:

Zitat von Paul Petersik

Hallo Jan,

Solarmodule haben in der Regel eine Leerlaufspannung zwischen 16 und 22 Volt. Ein Windgenerator liefert ungeregelt noch wesentlich höhere Spannungen.
Der 12 Volt-Akku kommt damit problemlos klar, so lange sein Innenwiderstand hoch genug ist. Der Innenwiderstand eines intakten Akkus ist in leerem Zustand am höchsten und sinkt im Verlaufe des Ladevorgangs. Bei vollem Akku ist der Innenwiderstand am niedrigsten.

Bei vollem Akku wird geht der Innenwiderstand-bedingte Spannungsabfall so stark zurück, dass, vereinfacht ausgedrückt, die volle Leerlaufspannung von 20 Volt in den Akku reinhaut.
Dadurch wird der Akku zu kochen beginnen.
Aus diesem Grund schalten wir einen Regler zwischen Stromquelle und Akku, so dass ein Überladen verhindert wird. Wenn Du keinen Regler hast, musst Du Regler spielen und die Ladespannung mit dem Voltmeter überwachen und den Akku bei erreichen der Ladeschlussspannung (je nach Art des Akkus) vom Solarmodul trennen.

Servus

Paul

Picton16ft · #4 16.09.2007, 14:21

Wie hoch ist denn die Ladeschlussspannung? bzw wie ermitelt man diese?

Ich habe hier 8 Bleigelakkus parallel geschaltet (je 5Ah, also ziemlich klein aber insgesamt doch 40Ah.

Paul Petersik · #5 16.09.2007, 14:49

Ich lade kleine Blei-Gel-Akkus bis 13,8 Volt, wie das meist auch so angegeben wird.

Servus

Paul

Skibbää · #6 16.09.2007, 14:59

Hallo....

Vom Modellbau her kenne ich Ladeströme für Bleiakkus von 14,8 V, ohne das die Akkus nenneswert "vorher" schlapp gemacht haben!Wichtig ist, wie bei allen Akkus, das sie nicht längere Zeit teifentladen rumliegen!

Woody · #7 16.09.2007, 16:08

Zitat:

Zitat von Paul Petersik

Bei vollem Akku ist der Innenwiderstand am niedrigsten.

Bei vollem Akku wird geht der Innenwiderstand-bedingte Spannungsabfall so stark zurück, dass, vereinfacht ausgedrückt, die volle Leerlaufspannung von 20 Volt in den Akku reinhaut.
Dadurch wird der Akku zu kochen beginnen.
Aus diesem Grund schalten wir einen Regler zwischen Stromquelle und Akku, so dass ein Überladen verhindert wird. Wenn Du keinen Regler hast, musst Du Regler spielen und die Ladespannung mit dem Voltmeter überwachen und den Akku bei erreichen der Ladeschlussspannung (je nach Art des Akkus) vom Solarmodul trennen.

Hallo Paul,

andersherum wird ein Schuh draus.
Bei leerem Akku ist der Innenwiderstand am niedrigsten, dann fließt am meisten Strom, die Spannung bricht weit ein. Mit steigendem Ladestand steigt auch der Widerstand, der Stromfluß wird geringer, die Spannung steigt.

Die Konsequenz für Jan bleibt allerdings die gleiche: Dabei sitzen bleiben und die Spannung beobachten, rechtzeitig trennen.
Je nach Akkutyp und Hersteller liegt die Ladeschlußspannung zwischen 13,8 und 15V. Wenn der Hersteller nix sagt würde ich bis 14,4V laden, allerdings mit einem genauen Voltmeter gemessen.
Grüße,

Jörg

Picton16ft · #8 16.09.2007, 16:58

Mist hätt ich mal was gesagt, so ist das wenn man sich nicht sicher ist und sich nicht blamieren will

Ich hab das so gelernt das der Innenwiderstand einer Gleichspannungsquelle in Reihe liegt zur Quelle, damit passt sich der Strom dem Widerstand an und wird mit wachsendem Widerstan kleiner.

gut dann peile ich mal al erstes die 13 Volt an,da ist der Akku nähmlich noch nicht und als Max Wert werd ich die 15 nehmen (aber wenn möglich meiden)

andere interessante Frage, ab wann gilt denn ein Akku als Tiefentladen. Ich weiß daß man daß bei Bleiakkus nicht machen soll, da sie sonst erheblich an Kapazität verlieren.

Paul Petersik · #9 16.09.2007, 17:13

Hallo Jörg,

natürlich hast Du Recht. Das kommt davon, wenn mit mit einem Auge F1 schaut und mit dem anderen im Forum herumstochert.
Ich habe mir die Ladevorschrift eines meiner Yasua Blei-Gel-Akkus noch einmal angeschaut: Ladeschlussspannung 2,3 Volt pro Zelle.

Sorry Jan, aber Du kannst beruhigt laden. Das ist ja auch richtig, wie Du gedacht hast. Mist habe ich geschrieben.

Diesmal sollte meine Auskunft stimmen:

Batterie bei 12,75 Volt Ruhespannung: Ladezustand 100%
12 Volt und darunter: Ladezustand leer

Ich habe meine Gel-Batterien an Bord auch schon kurzzeitig tiefer entladen. Gut war das sicher nicht.

Servus

Paul

agapanthus · #10 17.09.2007, 14:17

Moin.

Zitat:

Zitat von Picton16ft

[...] (variable Stromstärke von 0-3A)? [...] (der grad kein Geld für einen Laderegler hat aber mit ner Solarzelle ein Akku laden will) [...]

Wenn Du nicht neben den Akkus sitzenbleiben willst, solltest Du Dir doch einen Laderegler leisten. Bei Conrad gibts die 4-Ampere-Version für 16,49 €.

Einfach 6 Kästen Leergut wegbringen, da bleibt sogar noch was übrig

Gruß Frank

Picton16ft · #11 17.09.2007, 21:56

Oh ha ich hatt sowas von >50€ in Erinnerung

16€ klingt ja wirklich verlockend

Danke

Mein Modul hat aber was von 60,xx W und der Regler ist für bis zu 55W, liegt das innerhalb der Toleranzen?

hheck · #12 17.09.2007, 22:30

Zitat:

Zitat von Picton16ft

...Mein Modul hat aber was von 60,xx W und der Regler ist für bis zu 55W, liegt das innerhalb der Toleranzen?

Mach dir keinen Kummer!
Wenn die schreiben 6oWp, dann kommen da selbst bei optimalen Praxisbedingungen 30-40 Watt raus.
Ich habe 2 mal 90 Wp und Bestwerte waren bisher 8-9 A, das sind 95-110 Watt.
Der Regler kann das.

Gruß
Helle
M.Y.Franziska
z.Zt.: Chalons en Champagne / F

hheck · #13 17.09.2007, 22:57

Übrigens:
zum Thema Innenwiderstand in Abhängigkeit von der Entladetiefe,
ist wohl bezogen auf den Entladezyklus.
(aus Exide/Tudor Prospekt):

Gruß
Helle
M.Y.Franziska
z.Zt.: Chalons en Champagne / F

agapanthus · #14 18.09.2007, 08:16

Moin.

Zitat:

Zitat von Picton16ft

Mein Modul hat aber was von 60,xx W und der Regler ist für bis zu 55W, liegt das innerhalb der Toleranzen?

Wie Helle schon geschrieben hat, dürftest Du in unseren Breiten keine Probleme bekommen, außerdem ist die Ausrichtung der Zellen zur Sonne (fast) nie optimal, sie erreichen also nie die max-Werte, alles nur Marketing.

Trotzdem noch ein Kommentar von mir: Du hast geschrieben, daß Deine Solarzellen 0 - 3 A liefern. Der Regler schaltet bei 13,9V ab (läßt sich ändern): 3Ax13,9V=41,7W. Also alles im grünen Bereich. Oder andersrum: 55W/13,9V=3,95A --> der Regler verträgt fast 1A mehr als Deine Zellen liefern.

Gruß Frank

Picton16ft · #15 18.09.2007, 10:04

klar die Leistung bezieht sih ja auf die Maximalspannung von max20V * max3A = 60 W

Ich gestern mal den Ladestrom gemessen, der lag bei grad mal guten 100mA

kann aber auch daran liegen daß die akkus schon voll sind oder?

HUR450502 · #16 18.09.2007, 10:56

Hallo Freunde,

ich muss mich hier nun doch noch einmal einschalten..... Habe diesen Thread sowie Kommentare von Paul und Jörg etc. vorher nicht gelesen.

Zunächst einmal:

Der Innenwiderstand einer Batterie ist im voll geladenen Zustand am Geringsten!

Und im leeren Zustand am Grössten!

Weiter oben ist eine (korrekte) Graphik, die das veranschaulicht (die Daten, d.h. die Verhältnisse, die dort gezeigt werden, sind sicher von Batterie zu Batterie etwas unterschiedlich, das spielt hier aber keine wesentliche Rolle).

Der Ladestrom zur Batterie sinkt, weil der Spannungsunterschied von der jeweils aktuellen Batteriespannung zur theoretischen Ladespannung immer geringer wird und damit die Stromaufnahme in diesem Verhältnis zum jeweiligen Innenwiderstand sinkt.

Wenn man das mal durchrechnet, dann entdeckt man allerdings, dass die Stromaufnahme bei völlig leerer Batterie zwar sogar geringer ist, als bei z.B. halb geladener Batterie. Dies kann man bei der Batterieladung - mit Konstantspannung - beobachten (z.B. am DCC 4000 etc. habe ich zwar selbst noch nicht gemacht, da ich die Batterien nicht völlig entladen lasse, aber wenn jemand leere Batterien hat, kann er das gerne mal beobachten). Der Hintergrund ist hier, dass der Innenwiderstand, bei völlig entladener Batterie, so gross ist, dass er bei dem entsprechenden Spannungsunterschied eben zu geringerer Ladung führt, als bei etwas höherer Ladung.

Also Paul, Du hattest da in Deinem ursprünglichen Kommentar völlig Recht....

Noch kurz zur ursprünglichen Frage - die ist aber weiter oben schon korrekt beantwortet worden:

Man kann mit einem 20V Netzteil eine 12V Batterie laden. Allerdings muss man zwei Dinge berücksichtigen:

1. Der Ladungszustand der Batterie bestimmt die Klemmenspannung, d.h. dass aus dem 20V Netzteil im Leerzustand der Batterie nur noch ca. 11,68V "herauskommen", da die Batterie - durch Ihren Innenwiderstand - diese Spannung herunterzieht. Die Frage ist also, "verträgt das Netzteil diese doch exorbitante Überbelastung, also ein Arbeiten unter absoluter Volllast über Stunden."

2. Bei zunehmender Ladung wird sich die Batteriespannung erhöhen und zwar ggf. in den Bereich, der dann zum Gasen führt. Dies kann auf Dauer die Batterie schädigen (besonders GEL und AGM Batterien, bei offenen Blei-Säure Batterien kann man hier mit Nachfüllen des Wassers einige Zeit ausgleichen, allerdings fangen nach gewisser Zeit die Platten an sich abzubauen und dann ist die Batterie hier ebenfalls dauergeschädigt. Ein Laden in den Gasungsbereich kann allerdings - unter Kontrolle und begrenzt - zur Regeneration einer OFFENEN Säurebatterie genutzt werden).

Also, in jedem Fall die Klemmenspannung beobachten und den Ladevorgang bei entsprechener Spannung (max. 14,8V bei offenen Batterien (20Grad C) bzw. 14,4V bei GEL/AGM) dann abbrechen. Bei höheren Temperaturen entsprechend vorher.

Paul Petersik · #17 18.09.2007, 13:35

Hallo Uwe,

da kannst Du sehen, was passiert, wenn man einfach so aus der "Lameng" und ohne große Konzentration eine Frage beantwortet, deren richtige Antwort irgendwie im Kopf gespeichert ist.
Kaum kommt der erste Widerstand von einem Kollegen, schon fällt man um, ohne wiederum lange nachzudenken. So ab dem 4000. Beitrag siegt das Harmoniebedürfnis offensichtlich über den Verstand.

Irgendwie hatte ich noch die Weisheit im Kopf, dass bei fortschreitender Entladung der Innenwiderstand ansteigt.
Ich habe Helles Grafik gesehen, wollte aber nicht noch einmal von vorne anfangen.

Jedenfalls danke für die Richtigstellung.

Servus

Paul

HUR450502 · #18 18.09.2007, 14:08

Hallo Paul -

... bei allem Harmoniebedürfnis, die Physik ist da unerbittlich .....

Für alle, die es interessiert habe ich hier mal (nur als Beispiel und es spielen noch vieeeele andere Dinge eine Rolle und und und ....) eine kleine Graphik gemacht:

Picton16ft · #19 18.09.2007, 15:40

ihr bringt mich völlig durcheinander

nach deinen Excel tab ist es doch so wie ich dachte: mit steigender ladung steigt auch die Klemmspannung und sinkt der Strom gegen Null
Also praktisch eine Selbstregulierung des Akkus, oder?

Ich geh diesem ganzen Schnick schnak nun aber gänzlich aus dem Weg. ich war heut nämlich bei Conrad und hab doch einen laderegler gekauft, aber nicht den geposteten für 16€ sondern einen für wnige € mehr der einen Tiefentladeschutz hat, ich denke das ist ganz sinnvoll bei Bleiakkus.

Nebenfrage:
Wieviele weiße LEDs braucht man um einen
Raum einigermaßen zu erhellen? Ich werds erstmal mit 10Stück versuchen.

HUR450502 · #20 18.09.2007, 15:52

Zitat:

Zitat von Picton16ft

ihr bringt mich völlig durcheinander

nach deinen Excel tab ist es doch so wie ich dachte: mit steigender ladung steigt auch die Klemmspannung und sinkt der Strom gegen Null
Also praktisch eine Selbstregulierung des Akkus, oder?

Ich geh diesem ganzen Schnick schnak nun aber gänzlich aus dem Weg. ich war heut nämlich bei Conrad und hab doch einen laderegler gekauft, aber nicht den geposteten für 16€ sondern einen für wnige € mehr der einen Tiefentladeschutz hat, ich denke das ist ganz sinnvoll bei Bleiakkus.

Nebenfrage:
Wieviele weiße LEDs braucht man um einen
Raum einigermaßen zu erhellen? Ich werds erstmal mit 10Stück versuchen.

... das ist korrekt, der Ladestrom sinkt bei zunehmender Ladung. Da Dein Ladegerät aber 20V hat, wird die Batterie weiter geladen, mit dem vollen Strom (3A), der zur Verfügung steht. Dabei steigt die Klemmenspannung an der Batterie dann weiter, bis sie die 20V erreicht hat (bzw. vorher "kaputt geht") und das ist dann schädlich. ...

Andererseits ist die Anschaffung so eines Ladereglers sicher die bessere Alternative, also, das funktioniert dann auch, ohne die Batterie zu schädigen.

Zur Nebenfrage:

Hier kommt es auf die Leuchtstärke der LEDs an. Allerdings würde ich von den "Hochleistungs-LEDs" abraten, da diese zu schnell kaputt gehen. Besser sind da die SMD LEDs (weiss bzw. hellgelb - 20 mA), 10 Stück davon entsprechen so ca. einer 10W Halogenleuchte verbrauchen aber nur ca. 0,7W. ...

Picton16ft · #21 18.09.2007, 17:22

Also in der Anleitung steht, daß der Regler alles automatisch regelt, also Last abschaltung bei entladener batterie bzw bei entschprechender nachladung wieder automatische zuschaltung der last.

und bei geladener Batterie also bei erreichen der Ladeschlusspannung wird der Strom auf einen minimalen begrenzt so daß diese Spannung gradeso nicht überschritten wird.
Klingt jedenfalls in der Theorie alles sehr schön.

zur nebenfrage:

ich habe 10 weiße LEDs mit 18.000 Millicandela, vergleichbare hatte nur zwischen 5000-10.000 waren aber doppelt so teuer. das fand ich irgendwie eigenartig. nun ja wenn die nix taugen, dann ists kein Verlst, die waren nicht teuer.

Du scheinst ja Ahnung zu haben, kannst du mir einen ungefähren Wert sagen wie groß ich den Widerstand dimensionieren sollte, damit ich die an 12 V betreiben kann?

liege ich mit ca 600Ohm richtig wenn ich von einer UF von 2 V ausgehe, ich muss nochmal ins Datenblatt schauen.

bzw

kann man 6 LEDs mit einer UF von 2 V in Reihe schalten ohne Widerstand? Ich hab das noch nie probiert, aber eigentlich müsste das doch gehen oder? über jeder LED fallen 2V ab sind insgesamt 12 V.

VG Jan

HUR450502 · #22 18.09.2007, 17:49

Hallo Jan,

es geht sicher, die LEDs ohne Widerstand anzuschliessen. Allerdings solltest Du berücksichtigen, dass die Batteriespannung schwankt und ggf. bis über 14V gehen kann. Da ist es dann doch besser einen Widerstand vorzuschalten, da dort dann diese Spannungsschwankungen etwas ausgeglichen werden und die LEDs damit geschont werden.

Leider hast Du nicht geschrieben, wie viel mA eine Deiner LEDs zieht. Somit kann man den Widerstand nicht ausrechnen.

Aber nehmen wir mal ein theoretisches Beispiel:

Du schaltest 5 der LEDs in Reihe, sie benötigen dann also eine Spannung von 10V.

Eine LED (und damit alle in Reihe geschalteten) verbrauchen 20 mA Strom.

Die Spannungsquelle ist 12V (Batterie) also 2V Differenz, die der Widerstand "vernichten" muss - also nach dem guten alten Herrn Ohm ist hier R=U/I also R= 2/0,02 = 100 Ohm. Der Widerstand braucht dann eine Leistung von P = U * I = 2 * 0,02 = 0,04W also ein gaaanz winziger Widerstand von 100 Ohm reicht hier.

So würde ich es machen, dann "leiden" die LEDs auch nicht unter ggf. höherer Batteriespannung so stark. (Bei etwas höherem Strom durch die LEDs fällt dann mehr Spannung am Widerstand ab und die LEDs bekommen nur geringfügig mehr Spannung ab ...). OK???

Also jetzt nur in die o.a. Formeln die korrekte Stromstärke einsetzen und schon hast Du den Widerstand. Wenn es den passenden Wert nicht genau geben sollte, dann den nächst höheren verfügbaren nehmen.

Picton16ft · #23 18.09.2007, 19:14

also war mein Gedankegang im Prinzip richtig.

Ich bin auch von 20mA ausgegangen (Erinnerung aus dem Elektronikunterricht)
meine rechnung bezog sich auf eine LED und einen Widerstand.

Wie gesagt ich muss mal im Datenblatt schauen, was da steht.

Dein Bsp mit den 5 LED ist auch nicht schlecht so kann ich praktisch 2 Hauptlichtquellen auf einer Platine bauen.

Picton16ft · #24 18.09.2007, 19:15

ach ja der regler ist angeschlossen und läd grad fleissig, na ja morgen dann weil die Sonne ist für heut weg

fbifrunk · #25 18.09.2007, 22:20

Jan diesen Regler hab ich auch ins Auge gefasst. Allerdings soll der an einem Merc AB seine Dienste verrichten. Weisst du oder kannst du messen was passiert wenn die Ladeschlussspannung erreicht ist? Schließt der regler dann kurz oder wird der Akku nur abgetrennt. Kann durch ein evtl Kurzschliessen am Eingang meine Lima oder der Gleichrichter beschädigt werden?

Motor ist ein 35PS Mercury 2Takter 2 Zylinder.

Danke