Projekt: Notstromversorgung Funk

    In der nächsten Zeit möchte ich ein wenig mit der mobilen Stromversorgung für Funkaktivitäten experimentieren.
    Das Ganze werde ich hier sukzessive berichten und meine Erfahrungen niederschreiben.
    Es muss nicht alles gleich Sinn machen - trotzdem kann man es ja ausprobieren. Manchmal ist die Praxis auch besser als die Theorie :face_with_rolling_eyes:



    Anfangen möchte ich mit der Versorgung auf Basis von Bleiakkus und Lifepo-Akkus. Nächster Schritt ist die erweiterung um Solarmodule.
    Meine ersten Skizzen und Berechnungen schon mal vorab.


    Prinzip der Versorgung mit Lifepo-Akkus und Solarzellen. Die Lifepos können nicht direkt mittels Solarzelle geladen werden, daher der Blei-Pufferakku.




    Hier die Berechnungen: Mal sehen, was die Praxis nachher sagt.




    Da sind natürlich erst einmal ein Haufen Annahmen dabei. Einige werde ich im Laufe der Zeit sicher revidieren müssen.


    cu Tom

    Ich nenne hier mal nur meine Bedenken als Elektrotechnik-Student, von Funktechnik hab ich ziemlich genau Null Ahnung.



    Die Sicherungen würde ich anders setzen. Immer direkt an die möglichen Einspeisepunkte, also ans Solarmodul und an jeden Akku. Die Sicherung direkt am Verbraucher ist auch immer eine gute Ergänzung. Man kann es danach natürlich beliebig erweitern...




    EDIT: Danke Booner für den Hinweis das dieser Absatz nicht zu erapreps Akkus passt
    Die Ladespannungen der Lipos halte ich für wahnsinnig, die Lipos werden eigentlich immer mit einem konstanten Strom geladen bis sie zu 90% voll sind und dann mit einer konstanten Spannung von 4,1-4,2V/Zelle. Für einen 4s1p wäre die Ladeendspannung also bei 16,8V



    Auf Ergebnisse bin ich aber auch als nicht-Funker gespannt :winking_face:

    sagt der Sven

    Zitat von 50svent;214777

    Die Ladespannungen der Lipos halte ich für wahnsinnig, die Lipos werden eigentlich immer mit einem konstanten Strom geladen bis sie zu 90% voll sind und dann mit einer konstanten Spannung von 4,1-4,2V/Zelle. Für einen 4s1p wäre die Ladeendspannung also bei 16,8V


    Hei,


    Du verwechselst Lipos mit LiFepos.
    Die haben unterschiedliche Ladeschlussspannungen.


    Den Bleiakkus würde ich weglassen.
    LiFepos können diesen gut ersetzen.


    Grüße,


    Tom

    Zitat von eraperp;214768

    Anfangen möchte ich mit der Versorgung auf Basis von Bleiakkus und Lifepo-Akkus. Nächster Schritt ist die erweiterung um Solarmodule.
    Meine ersten Skizzen und Berechnungen schon mal vorab.


    Den "Solarregler" und "LeFePo-Loader in Reihe zu schalten ist unsinnig.
    Lasse am besten den Bleiakku und "Solarregler ganz weg, zumal es ja mobil sein soll.


    Für die LiFePo's benötigst Du sowieso ein BMS. Da ist ein Tiefenladungschutz schon mit dabei.


    Statt 2 kleine besser gleich einen größeren LiFePo-Akku (nur 1x BMS -> kostengünstiger) Du sparts die Schalter (wozu sind die?)
    und hast in Durschnitt eine kleinere Zyklentiefe und damit eine längere Lebensdauer)

    In meiner mobilen Solar Inselanlage (MISA) habe ich zwei Blei Gel Akkus mit je 15 Ah verbaut. Allerdings wiegt das Köfferchen 12,5 Kg. Aber da ist noch ein kleiner Inverter drin. Wenn man einen Akku weg lässt, könnte man das Gewicht um 4,5 Kg reduzieren. Ist halt einfach gehalten, da ich nicht so viel Ahnung habe wie ihr.:peinlich:


    Door Miesegrau


    Ist gespannt wie es hier weiter geht......

    Nur tote Fische schwimmen mit dem Strom..........;-)

    Hi Eraprep,


    ich bin im Augenblick auch gerade an einer Vorplanung für einen LiFePo-Speicher. Ich tendiere zur Zeit zu einem selber zusammengestellten Modul mit Komponenten der Firma www.lipopower.de (bin mit denen nicht verschwägert oder verwand, habe hier aber die beste Beratung bekommen). Mir schwebt folgender Akkublock vor:


    4 Stück SL-FCA_100 LiNANO® 100 Ah 3,2V LiFepo4-Zelle SL-FCA / CA-Serie (Hand-Selektion/-Ausmessung, dass Zellen exakt gleichen Innenwiederstand haben)

    4 Stück PCM-H01S21-Balancer 2,1A für 1 Zelle LiFePo4 LiNANO® Lastmodul mit LED (140mm), gleiche Schaltschwelle 3,55V (wichtig: handausgemessen mit Schaltschwelle 0,01V Toleranz)

    1 Stück SV_100 Spannvorrichtung für prismatische Zellen, z.B. 100Ah FSE

    1 Stück PCM-F4S60-5P46CM 4S 60A LiFePO mit Balancer -546 (SP), Montage an einer Stirnseite


    2 Stück RKS A2-M8 Rohrkabelschuhe M8 für Kabel bis 10mm2, Silikonkabel rot/schwarz


    Akkupack Konfektionieren und Einschrumpfen, Zellenverschaltung seriell, Zellenanordnung 1-reihig


    Ich denke mit so einer Kombi hat man die nächsten 10 Jahre (mindestens) Ruhe.



    Der Bote der Wahrheit braucht ein schnelles Pferd

    Hallo Tom (eraperp),


    "Anti" hatte vor einiger Zeit einmal diese LiFePo Akkus vorgestellt. Darunter gab es einen interessanten Akku, der mir damals noch ein bisschen teuer erschien, aber sicher ist der inzwischen zu einem günstigeren Preis irgendwo aufzutreiben ?
    Guckst Du mal hier:


    https://www.previval.org/forum…Praktischer-12v-24Ah-Accu


    http://www.deben.com/tracer-ba…2v-24ah-battery-pack.html


    Dieser Akku war angeblich direkt mit Solarzellen zu speisen, hat Balancer und andere "Spielsachen" eingebaut.


    Weiterhin hatte Anti auch Batterien aus einzelnen Zellen zusammengestellt und diese beschrieben.


    Guckst Du mal hier in Beitrag 14, da sind einige interessante Links zu dem Thema


    https://www.previval.org/forum…us?highlight=LiFePo+Akkus


    Angeblich ging das mit diesen Zellen ohne eine PB Batterie einsetzen zu müssen.


    Vy 73, Udo (DL 8 WP)

    Hallo,


    interessantes Konzept. Ich würde aber auch dazu tendieren nur eine Akkusorte zu verwenden, Blei-Gel oder LiFePo, diese gibt es mit integrierter Elektronik fürs Balancing und so lassen sich diese mit normalen 12V-Ladegeräten für Bleiakkus aufladen. Problem ist derzeit der Preis...


    Man sollte sich allerdings in Bezug auf Photovoltaik keinen Illusionen hingeben. Von einer Notstromversorgung erwarte ich, dass sie im Notfall auch Strom liefert. Das funktioniert mit einem 30Wp-Modul definitiv nicht. Man muss davon ausgehen, dass man im besten Fall (Hochsommer) etwa 7 "gute" Sonnenstunden pro Tag hat und man überschlägig mit 50% Ertrag bezogen auf die Nennleistung des Moduls rechnen kann. D.h. 7 h x 30 W x 50% = 105 Wh. Bei einem 12V-System sind das dann 105 Wh/12 V = 8,8 Ah. Das ist dürftig. Das entspricht grob einer halben Stunde Funkbetrieb mit dem 100W-Transceiver (der locker 200 W zieht, um 100 W Sendeleistung liefern zu können).
    Dazu kommt bei PV noch die Sonnenabhängigkeit: was macht man, wenn 10 Tage keine Sonne scheint? Oder nur ab und zu am Tag immer mal wieder für ein paar Minuten?


    Wenn man sich auf PV verlassen will, dann sollte der Solargenerator so gross wie möglich sein und mit einem Hochleistungs-Laderegler ausgestattet. Damit man sofort, wenn mal die Sonne scheint, auch mit maximal möglichem Ladestrom in die Akkus gehen kann. Die Akkus sollten ebenfalls sehr gross ausgestattet sein. Wenn man mal von 440Wh täglichem Bedarf ausgeht (24h "Funkwache" nur Empfang mit 10 W Verbrauch => 240 Wh und 1h Sendebetrieb mit 200 W Verbrauch => 200 Wh) und 7 Tage ohne Sonne überbrücken möchte, dann muss man 7x440 Wh = 3.080 Wh = 257 Ah aus den Akkus entnehmen können. Bei Blei-Gel würde ich die Entnahme auf 40% der Nennkapazität begrenzen, also aus einem 100Ah-Akku dürfen nur 40Ah entnommen werden. Dann landet man bei einer Akkubank mit stattlichen 640 Ah (z.B. 6x 105 Ah - Akku). Um diese an einem 7h-Sonnentag wieder aufgeladen zu bekommen, braucht man einen Gesamt-Ladestrom von 90 A (6x 15 A) - in der Praxis sogar 20% mehr, weil der Akku einen Einlagerungswirkungsgrad von 80% hat. Mit den für 12V-Systeme üblichen 18V-Solarmodulen bräuchte man eine nutzbare Generatorleistung von 1,6 kW, bei 50% aufstellungs und wetterbedingter Ausbeute bezogen auf die Modulleistung wäre dafür eine Modulleistung von 3,2 kWp nötig.
    Erst dann hätte man eine Anlage, die 10 Tage Funkbetrieb aus dem Akku ermöglicht und innerhalb eines Tages wieder aufgeladen wäre.


    Ein Solarmodul ist daher für eine leistungsfähige Notstromversorgung lediglich ein Zusatzgimmick. Die zuverlässige Energiequelle für den Notfall kann nur ein Notstromaggregat sein. Ist leider so. Wenn es das Budget erlaubt, meinetwegen auch eine Methanol-Brennstoffzelle aus dem Camping-Bereich, Kraftstoff muss man eh vorhalten.


    Funken per Solar geht nur, wenn man entweder eine richtig grosse PV-Anlage nimmt oder sich beim Funken auf Ultra-low-Power-Betriebsarten beschränkt. Für "normale" Betriebsarten, die Leistung verlangen, braucht man eine zuverlässige Stromquelle. Im einfachsten Fall ist das ein Auto, dessen Lichtmaschine den Funk-Akku nachlädt. Oder eben ein NSA.


    Grüsse


    Tom

    Wow, toll dass das so viel Anklang findet!


    Kurz einige Erläuterungen, warum ich das so geplant hatte - das System sollte möglichst flexibel sein.
    Unsinnig ist erst mal nichts, wenn man es begründen kann, also evtl. erst nachfragen und dann als unsinnig betiteln.
    Das ganze System soll natürlich mobil bleiben, also von Rucksack bis Auto funktionieren und ist nicht als stationäre Versorgung gedacht, deshalb sind 100Ah und mehr oder Notstromaggregate nicht machbar. Ich will herausfinden, was machbar ist und wie man sich dann darauf einstellen muss.


    Tiefentladeschutz
    Der Tiefentladeschutz ist drin, damit ich auch Lipos verwenden kann - bin dann flexibler, soll ja shtf-tauglich sein. Davon liegen hier noch 6x55Wh herum (also 6 Stück 5Ah, 11,1 Volt).
    Wenn ich Lifepo4 benutze, dann mit PCB und Balancer oder BMS (sehr teuer) und kann ihn weglassn. Der Lipowarner ist ja auch noch da.


    Bleiakku
    Der Bleiakku ist aus demselben Grund drin, denn Lipos können nicht direkt geladen werden.
    Man kann das System jederzeit um Komponenten bereinigen, verliert dadurch aber Flexibilität.


    2 Akkus Lifepo statt 1 Akku
    Das hat ebenfalls seinen Grund, da ich einen Akku dann an dem Ladesystem nutzen und mit dem anderen räumlich getrennt Funkbetrieb durchführen kann (wird einfach abgesteckt). Manchmal ist es halt so, dass man evtl. irgendwo im Haus sitzt und draußen dann die Akkus lädt oder auf dem Dach oder Balkon. Lange Strippen wiegen da nur unnötig viel. Außerdem kann man zwei Akkus gleichzeitig laden, wenn die Situation das hergibt, z.B. Fremdstrom.


    Ladeschlussspannung
    Die ist natürlich dem Akku entsprechend zu wählen. Lifepo4 14,7V, Lipo 14,4V usw. Macht der Lader meist eh selbst, wenn man das richtige Programm wählt.
    Ladespannungen habe ich nicht angegeben, nur Ladeschlussspannungen.


    Sicherungen
    Die Sicherungen sind deshalb so eingezeichnet, weil manche Geräte sie integriert haben, z.B. die Funke am Ausgang, der Lader integriert usw. Ansonsten natürlich immer an den Akkus und Verbrauchern. Sicherungen lieber eine mehr einsetzen.


    Sicherheit
    Da Lipos so unsicher sind, werde ich Lifepos einsetzen, bin mir nur noch sicher, welche Zellen 8A123 oder Headway). Stehe in Kontakt mit einem Profi.



    Solarmodule
    Die Leistungsfähigkeit der Module ist ja bekannt. Im Endausbau sollen die Module das Ganze autark machen, was auch möglich ist.
    Warum geht das?
    1) Beim Funkbetrieb ist davon auszugehen, dass man nicht dauerhaft senden wird, denn zum einen muss man ja auch hören und die Gegenseiten werden auch zu Wort kommen müssen. Wer einmal die Notfunkübungen analysiert (zumindest aus Berichten), der wird feststellen, dass nicht permanent Sendebetrieb gemacht wird.
    2) Meine obigen Annahmen beruhen auf dem Verhältnis 1 zu 5 zwischen Senden und Hören.
    3) Ein 100W-Sendebetrieb mit einem Mobilgerät verursacht einen Strom von max. 18A, da die 13,2 Volt eines Lifepo oder die 12,5 Volt eines Lipo (auf diese Werte bricht die Spannung mindestens ein) nicht ausreichen, um 100 Watt zu senden. Bei 11,5V sind es etwa 15A Strom, was eine Sendeleistung von ca. 70 Watt ermöglicht. Werte um 200W Betrieb sind also aus der Luft gegriffen. Ich habe die genannten Werte selbst gemessen, sie sind also realistisch.
    4) Es steht immer die Frage im Raum, ob 100W Sendebetrieb überhaupt sinnvoll sind - das wird sicher nicht der Fall sein, so dass weitaus geringere Leistungen gefahren werden können. Es ist also eine "Mischkalkulation", welche durch die Anzahl der Solarzellen gewährleistet werden sollte. Das betriebsverhalten kann man ebenfalls darauf einstellen, wieviel Energie zur Verfügung steht.
    Die Theorie ist eine Sache - die Praxis wird zeigen, was geht und was nicht, deshalb mache ich dieses Experiment.
    5) Funkwache verbraucht nicht 10W - mein Gerät zeigte einen Strombedarf von 300mA, wenn ich Kopfhörer nutze, das sind also max. 3,6W, auf den Tag also 86Wh. Ich könnte aber nicht jeden tag 24h wach bleiben.





    Projektstand:
    Folgendes Material ist bereits eingetroffen:
    - Solarmodule 2x30Wp 12V
    - Solarregler Steca 1010
    - Tiefentladeschutz Kemo M148-24
    - Lipowarner
    - kleiner Lipolader 3s
    - Ladegerät Lifepo/Lipo 10A
    - Power Analyzer (Ströme/Leistungen messen)


    Jetzt baue ich auf einem Brett die Versuchsstation auf. Ich berichte weiter...


    cu Tom

    Hallo Tom (eraperp),


    also ich habe u.a. 2 x 20 Watt Solarmodule, damit lässt sich schon was anfangen.


    In der Regel macht man ja keinen 24 h Betrieb, sondern verabredet sich zu gewissen Zeiten (auch um Strom zu sparen) und man muss ja irgendwann auch mal was Anderes machen...


    Zu der Leistung: Ich denke das ist so wie Du schreibst. Man sollte versuchen mit der gerinst möglichen Leistung die Übertragung zu bewerkstelligen.
    In der Regel reichen 20 Watt oder sogar weniger.
    Das sind dann im Sendebetrieb unter 4 A Stromaufnahme ....


    Auf dem Fieldday war ich in der Lage ein Wochenende mit 128 Ah an dem Drake TR7 zu überstehen. Die nochmals 128 Ah Reserve Batterien habe ich nicht gebraucht. Ich mache aber auch keinen Kontest und manchmal blieb die Station auch aus zum Könnern Schlafen....

    In meinem Wohnmobil hatte ich immer lieber 2 kleinere Batterien, die ich einzeln schalten kann, anstatt einer Großen, dann weiss ich wo ich stehe, wenn die erste leer ist...


    Tom mach das mal so und dann berichte welche Erfahrungen Du gemacht hast. Bin da mal gespannt....


    Vy 73, Udo (DL 8 WP)

    Hei,


    LiFePos kann man durchaus direkt laden.
    Das ist ja das Tolle an denen, dass deren Ladeschlussspannung fast bei der eines Bleiakkus liegt!


    Ich habe bisher mit Bleiakkus nur schlechte Erfahrungen gemacht, was deren Haltbarkeit und Energieinhalt betrifft.
    Daher würde ICH versuchen auf selbigen komplett zu verzichten.



    Grüße,


    Tom

    Hi Eraprep,


    welchen LiFePo-Lader willst du nehmen?


    Wenn der eine (nehme ich mal an) CCCV-Ladecharakteristik hat, bist du dir sicher damit 2 getrennte LiFePo-Akkus laden zu können, zumindest von der einen Ausgangsleitung dann als Y aufgeteilt? Oder hat dein Ladegerät von vornherein mehrere Ausgänge?

    Der Bote der Wahrheit braucht ein schnelles Pferd

    Hallo Tom (booner),


    Du bast geschrieben:


    Ich habe bisher mit Bleiakkus nur schlechte Erfahrungen gemacht, was deren Haltbarkeit und Energieinhalt betrifft...


    Das kann ich nicht bestätigen.


    Das kommt natürlich auf den Batterietyp und die Anwendung und auf die Behandlung an....


    Ich hatte meistens zyklenfeste Dryfit (Gel) Batterien, die bei mir niemals ganz leer wurden und die ich nach Gebrauch sofort wieder aufgeladen habe.
    Sogar die meisten gebrauchten kleineren Akkus dieses Typs ich "second hand" aus Alarmanlage und anderen Sicherheitseinrichtungen bekam, haben mir noch lange Freude gemacht.


    Meine 4 Stück 6 Volt Blocks mit 128 Ah OGIV, die ich gebraucht bekam und die Historie nicht kannte, haben mir noch über 15 Jahre Freude gemacht.


    Mein "Geheimnis": Batterien überdimensionieren, möglichst nicht tief entladen, stets sofort wieder aufladen und nicht mit ungeeigneten Ladegeräten durchkochen....
    Durch die geringe Selbstentladungsrate (Drift Gel-Batterien) können die Batterien auch lange ohne Nachladung/Erhaltungsladung überstehen....

    Gewöhnliche Autobatterien u.ä. sind allerdings für Zyklenbetrieb schlecht geeignet und dementsprechend schnell unbrauchbar.



    Gruss, Udo (DL 8 WP)


    Hallo,

    Zitat von eraperp;214835


    3) Ein 100W-Sendebetrieb mit einem Mobilgerät verursacht einen Strom von max. 18A, da die 13,2 Volt eines Lifepo oder die 12,5 Volt eines Lipo (auf diese Werte bricht die Spannung mindestens ein) nicht ausreichen, um 100 Watt zu senden. Bei 11,5V sind es etwa 15A Strom, was eine Sendeleistung von ca. 70 Watt ermöglicht. Werte um 200W Betrieb sind also aus der Luft gegriffen. Ich habe die genannten Werte selbst gemessen, sie sind also realistisch.


    wieso sind 200 W aus der Luft gegriffen, wenn Du selber 18 A bei 13,2 V gemessen hast? 18 A x 13,2 V = 237,6 W Und bei 70 W Sendeleistung gibst Du 11,5 V bei 15 A an, das macht dann 172,5 W Leistungsaufnahme. Damit bestätigst Du doch selbst die Faustregel: Sendeleistung mal zwei ergibt gesamte Leistungsaufnahme.


    Grüsse


    Tom

    Zitat von Bärti;214855

    Hi Eraprep,


    welchen LiFePo-Lader willst du nehmen?


    Wenn der eine (nehme ich mal an) CCCV-Ladecharakteristik hat, bist du dir sicher damit 2 getrennte LiFePo-Akkus laden zu können, zumindest von der einen Ausgangsleitung dann als Y aufgeteilt? Oder hat dein Ladegerät von vornherein mehrere Ausgänge?


    Ich hänge da nur einen Verteiler dran (bis 8 identische Akkus) bzw. nutze meist 2 Ladegeräte.




    Na klar, hatte natürlich nicht nachgerechnet. Asche auf mein Haupt. :unschuldig:
    Die Rechnungen zum Betrieb stimmen aber trotzdem. Hatte nur einen Denkfehler. Danke für den Hinweis!


    Baue gerade das Probeszenario auf...


    cu Tom

    Hallo Tom (tomduly),


    Da wir ja im SSB Betrieb sind, schwankt die Stromaufnahme fast analog dem Sprachrhythmus. Daher müsste man die effektiv verbrauchte (Batterie-) Leistung dementsprechend integrieren....


    Aber lass uns das hier doch nicht zu sehr in eine reine Ingenieurdiskussion ausarten, damit der "normale" Funk- begeisterte Pepper nicht seinen Spaß an dem Thema verliert ....

    Beste Grüße, Udo (DL 8 WP)

    Zitat von eraperp;214835


    Bleiakku
    Der Bleiakku ist aus demselben Grund drin, denn Lipos können nicht direkt geladen werden.
    Man kann das System jederzeit um Komponenten bereinigen, verliert dadurch aber Flexibilität.


    Wieso das?


    Li funktioniert mit Solar sogar viel besser als Blei, den die vertragen es in Gegensatz zu Blei,
    das sie nie richtig voll werden oder wochelang halbvoll rumstehen.


    Ich lade meine Akkus mit einen Votronic MPP165 direkt (der hat eine Program für Li-Akkus, gibt es
    auch größer (18A und 25A)