Zonnecellen naar accu

[Phaethon]

Voor een project moeten wij een modelwagen bouwen die op zonne-energie loopt. Wij hebben een setje gekregen van 3 zonnecellen, specs hieronder, en een 3 volt motor. Nou hebben wij echter niet zo heel veel kennis van elektrotechniek en zitten wij met een probleempje. Wij moeten de energie opslaan om het later te gebruiken (opladen onder een lichtbak van 15000 lux en dan 40 meter rijden)

- Wat is de beste manier om energie zo snel mogelijk op te slaan. Accu of condensator?

- Hoe kunnen we de zonnecellen schakelen op 1 accu

Specs

Twee keer een 1V/450MA

max power: 0.45W

max current: 450ma

max voltage: 1V

short circuit current: 495ma

open circuit voltage 1.2V

Een keer een 1V/300MA

max power: 0.3W

max current: 300ma

max voltage: 1V

short circuit current: 330ma

open circuit voltage 1.2V

Alvast bedankt voor de hulp

[High-Voltage]

Een condensator kan het snelste lading opnemen en afgeven, maar de hoeveelheid lading is vrij beperkt.

1V is nogal beperkt, dat zal zowieso omhoog moeten via een boostconvertor en dan stokkeren in een accupakje van 3V. Hierop kan je dan de motor hangen.

Eenvoudiger kan als je de drie panneeltjes in serie zet, dan heb je ook 3V, maar daar krijg jeje accu niet mee geladen vrees ik, je hebt nl iets van 3.2-3.8V nodig om een 3V accupack te laden.

[Phaethon]

In je bericht heb je het over een zogenaamde boostconverter, Nu ben ik meteen gaan zoeken naar een boostconverter, maar bij conrad kan ik er geen vinden. Kan het zijn dat ze het daar anders noemen, of is het iets dat we zelf moeten maken? (is dit niet te moeilijk voor ons?)

Ook hebben we gezocht naar accu's van 3V, deze hebben wij alleen kunnen vinden in de vorm van batterijen met capaciteiten varierend van 600-2700 mah. Is dit niet een beetje te veel voor een klein autootje (dus zwaarder dan nodig, hij moet zo snel mogelijk zijn)? Hij hoeft slechts 40 meter te rijden en dan kan hij weer opladen?

Alvast bedankt voor de moeite

[High-Voltage]

Een boostconvertor kan je ook terugvinden onder DC-DC convertor, maar die DC-DC convertor is de algemene term omdat deze ook nog de buck-convertors en de buck-boost-convertors omvat.

Het is zowieso niet simpel om te zeggen van dit en dat moet je gebruiken, het wordt vooral véél experimenteren. Als je daar schrik van hebt dan denk ik dat je niet hoeft mee te doen.

Ik heb nog eens zitten nadenken, het is misschien te doen met een stevige condensatorbank. Je zet de drie paneeltjes in serie zodat je mooi 3V hebt, daarop hang je dan die zware capaciteiten, nog eventueel een beveiligingsweerstandje en via een schakelaartje je motor. Op die lage spanningen zijn er zeer grote elco's te krijgen, zet er zo een paar parallel en dan heb je al een mooie hoeveelheid lading. Het voordeel hiervan is dat het niets weegt in vergelijking met een accupack.

Nu ga je dus moeten testen hoever je wagentje rijdt met deze lading.

Je kan hier ook een kleine berekening op uitvoeren, om een gedacht te hebben, maar dat is niet alles zeggend. Hiervoor moet je wat gegevens hebben over het vermogen van de motor en de tijd die je hebt om op te laden. En als die twee niet gunstig zijn dan kan het project gewoon niet slagen, met eender welke accu of condensator.

[Franske]

Je kan toch ook gewoon twee NiMh batterijen opladen. Dit is een spanning van 2,4V. De motor draait dan wat langzamer, maar er wordt geen snelheid genoemd, dus dat moet geen probleem zijn. Je kunt die 2,4V gewoon direct laden en zoals High-Voltage zegt de accu met een schakelaar omschakelen naar de motor.

Dan heb je geen DC-DC coverter nodig. Probleem is misschien alleen de laadtijd.

[High-Voltage]

Ik heb niet helemaal door wat de bedoeling is, maar als je gebruik maakt van een accupack dan laad je dat natuurlijk op voorhand al op. Dan hoef je niet eens te stoppen om de 40m om bij te laden. Lijkt me een niet erg logisch wedstrijdconcept...

Het meest eenvoudige lijkt me gewoon de paneeltjes in serie en dan "opvullen" met hoge capaciteit elco's, maar 40m is verdikke ver om op een 'stomme condensator' te rijden.

[Ruben01]

Ik heb niet helemaal door wat de bedoeling is, maar als je gebruik maakt van een accupack dan laad je dat natuurlijk op voorhand al op. Dan hoef je niet eens te stoppen om de 40m om bij te laden. Lijkt me een niet erg logisch wedstrijdconcept...

Het meest eenvoudige lijkt me gewoon de paneeltjes in serie en dan "opvullen" met hoge capaciteit elco's, maar 40m is verdikke ver om op een 'stomme condensator' te rijden.

Dat lijkt mij ook het beste idee, zoals je al eerder vermelde kan je best enkele condesators parallel want met 1'tje zal het zeker niet lukken.

[Phaethon]

Het is bij de wedstrijd de bedoeling dat je in 20 minuten zo vaak mogelijk een rondje rijdt. Bij de start van elk rondje heb je een lichtbak waar je kan opladen voor het rondje, met gewone batterijen lijkt me dat erg langzaa (voor de wedstrijd moet je de auto inleveren en worden de accu's leeggemaakt).



We hebben trouwens al even gekeken hoe sterk dat motortje was, even 2 oplaadbare 1.5V batterijen op aangesloten, maar het kwam nog geen heuvel van 15 graden op, wat wel moet bij de wedstrijd. (gewicht van het wagentje incl. batterijen was ongeveer het gewicht van 4 batterijen). Ik ben daarom bang dat we er iig die 3 volt op moeten zetten en het auto'tje dan maar lichter maken ofzo.



En we gaan er echt wel van uit dat we veel moeten experimenteren, het is alleen wel zo handig als we enige richting hebben waarin we moeten zoeken. In ieder geval nog eens bedankt voor de hulp.

[High-Voltage]

Ok, nu is het me al stukken duidelijker!

Die twee batterijen, heb je die in serie aangesloten? Dan heb je toch 3V voor je motortje...

Kan je eens wat vertellen over het vermogen van het motortje, volgens mij bitter weinig! Dan kan er wat gerekend worden, maar een helling van meer dan 30% oprijden vraagt enorm veel energie.

[Franske]

Ok, nu is het me al stukken duidelijker!

Die twee batterijen, heb je die in serie aangesloten? Dan heb je toch 3V voor je motortje...

Kan je eens wat vertellen over het vermogen van het motortje, volgens mij bitter weinig! Dan kan er wat gerekend worden, maar een helling van meer dan 30% oprijden vraagt enorm veel energie.

Als het accu's zijn is het maar 2,4 Volt!

Waarom niet een schakeling bouwen die de accu's parallel oplaadt en voor het rijden ze in serie zet?

Met 3 accu's heb je al 3,6V

[Ruben01]

Ik denk dat wanneer het een wedstrijd is dat het opladen van de accu's teveel tijd in beslag gaat nemen, wanneer je de totale capaciteit kan gaan berekenen die je nodig hebt voor het parcour 1x af te leggen en ja kan ze telkens opnieuw opladen dan ga je veel meer rondjes kunnen maken denk ik.

Voor zo'n berekening heb je natuurlijk wel redelijk wat gegevens nodig (massa wagentje, vermogen motor, snelheid die je wil halen, ... )

[High-Voltage]

Massa van het wagentje en snelheid heb je niet nodig als je het vermogen van de motor kent. Je rekent gewoon met het maximale vermogen dat de motor kan leveren.

Als we even de lek achterwegen laten dan maakt het niet uit als je lang stil staat om daarna veel rondjes te rijden of als je kort stil staat om één rondje te rijden. Er is echter een beperking in laadstroom van de kleine accu's, daar zou ik geen 300mA doorjagen. Dus het opladen duurt verhoudingsgewijs te lang, dus accu's zijn uitgesloten. Als je de accu's net als de condensatoren aan 300mA zou kunnen laden, dan maakt het niet echt uit welke strategie je toepast.

Ik hoop dat iemand mijn redenering kan volgen.

De vraag is dan ook nog waar de helling in het parcours staat, als dat in het begin is, is perfect natuurlijk. Dan heb je de volle lading en dus ook volle spanning om bergop te rijden en de rest van het parcours rij je dan berg af of vlak (er vanuitgaande dat er maar één helling in zit). Als je daarentegen de helling relatief op het einde hebt, dan is de lading al half weg en is de spanning dus ook een stuk minder.

[Ruben01]

Massa van het wagentje en snelheid heb je niet nodig als je het vermogen van de motor kent. Je rekent gewoon met het maximale vermogen dat de motor kan leveren.

Dan ga je wel constant op maximaal vermogen rijden, het is natuurlijk wel makkelijker voor de berekeningen.

Als we even de lek achterwegen laten dan maakt het niet uit als je lang stil staat om daarna veel rondjes te rijden of als je kort stil staat om één rondje te rijden. Er is echter een beperking in laadstroom van de kleine accu's, daar zou ik geen 300mA doorjagen. Dus het opladen duurt verhoudingsgewijs te lang, dus accu's zijn uitgesloten. Als je de accu's net als de condensatoren aan 300mA zou kunnen laden, dan maakt het niet echt uit welke strategie je toepast.

Ik hoop dat iemand mijn redenering kan volgen.

Daarom vertelde in de vorige post dat je beter condensatoren gaat nemen, de laadtijd van een accu is te lang omdat je de laadstroom moet gaan beperken.

Ik volg dus je redenering.

De vraag is dan ook nog waar de helling in het parcours staat, als dat in het begin is, is perfect natuurlijk. Dan heb je de volle lading en dus ook volle spanning om bergop te rijden en de rest van het parcours rij je dan berg af of vlak (er vanuitgaande dat er maar één helling in zit). Als je daarentegen de helling relatief op het einde hebt, dan is de lading al half weg en is de spanning dus ook een stuk minder.

Daar heb je gelijk in maar let op,wanneer de helling meer naar het einde ligt is je wagen wel al op snelheid en als je bergop wil vertrekken ga je een groter vermogen nodig hebben.

[Franske]

Je kunt snelladen!

Voor alles hebben we tegenwoordig een IC'tje:

http://www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/1666

Kijk naar de datasheet en de applicatienotes!

En dan parallel laden en serischakelen om de benodigde motorspanning te verkrijgen.

[Phaethon]

We hebben inderdaad de 2 NiMH batterijen in serie geschakeld. Daarbij hebben we over het hoofd gezien dat ze maar 1.2V geven ipv de 1,5V die we hadden gedacht. (ik ga het zodadelijk nog eens proberen met 3 cellen)

De helling staat ongeveer halverwege het parcours. (zie:http://www.carmelscholarchallenge.nl/gfx/schets_parcours.png voor een plaatje van het parcours) De site van het project is overigens http://www.carmelscholarchallenge.nl

Ik heb zonet gemeten aan het motortje en de batterijen. Ik heb hiervoor 3 oplaadbarebatterijen (NiMH) in serie geschakeld. Deze heb ik ook in serie met het motortje geplaatst. Waarna ik het voltage heb afgelezen op een digitale meter. (dit bedroeg 4,0V) Daarna heb ik de meter parallel aangesloten om de stroom te meten. Hier kwam ik uit op 0,1A. Dan kun je voor zover ik weet het vermogen uitrekenen dmv de formule P=U*I waaruit komt P=0,4Watt. Hopelijk weten jullie nu wat meer.

Bedankt voor alle reacties!