Kondensator als Pufferspeicher bei Brennstoffzelle

Jan 14, 2006 12 Replies

Hallo, ich besitze zwei kleine Wasserstoff Brennstoffzellen. Beide in Reihe geschaltet haben so 1,8 Volt Leerlauf.



Nun wollte ich mal meinen Mp3player (1,5V AAABatterie) damit betreiben. Wenn ich den Player jetzt einschalte fällt die Spannung aber so weit runter das er sofort wieder ausgeht bzw. gar nicht erst richtig an geht.



Kann ich das Problem lösen wenn ich einen Kondensator Paralell dazu anschließe? Dann kann der Player ja erst mal Strom vom Kondensator saugen, oder sehe ich das falsch?



Und wie schließe ich dann den Player an, bleibt der Pluspol der Brennstoffzelle bestehen oder wird der durch den Kondensator vertauscht?



evtl. Dioden?



und wie groß muss denn der Kondensator sein?


Fragen über Fragen, ich weiß Für Antworten wäre ich aber sehr dankbar.



Gruß


Schaden tut der Kondensator (vermutlich) nicht. Du wirst einen Elko brauchen, vermutlich einen Tantal-Elko oder mehrere parallel. Tantal-Elkos gibts als Knöllchen, die heißen dann Tropfen-Tantal- Elkos. Wo der Strich ist, dort ist + Plus.

Die parallel geschalteten µF kannst du addieren.

Ein Kondensator gibt so viel Ladung her, wie hinein gepumpt worden ist. Jetzt versuche ich das ein wenig einfach zu erklären, Fachleute wegschauen!

Der Kondensator ist ein Bottich, oben zu, damit es nicht rein regnet. Die Ladung ist ähnlich wie die Füllhöhe in einem Bottich aber du füllst nicht von oben rein sondern mit einem Rohr von unten. Wenn der Bottich leer ist, dann ist kein Druck am Rohr = keine Spannung an den Klemmen. Mit Druck kannst du was einfüllen, da zu brauchst du Strom durchs Rohr (ich bring alles durcheinander aber du kennst dich schon aus). Mit der Zeit entsteht Spannung im Bottich durch die Füllhöhe. Das Einfüllen geht immer lang- samer, die Spannung wird höher aber die Ladung wird höher.

Jetzt rein elektrisch: Einen 2000µF Elko kannst du 0,01 sec lang mit 0,1A von 1,8V auf 1,3V entleeren.

Je länger du entleerst, um so leerer wird er aber gleich bleibt sowieso nicht, selbst wenn er so groß ist wie deine Faust. Je dicker das Entleer-Rohr ist (die mA), desto schneller entleert er sich. Von wieviel auf wieviel, das ist ihm egal, nur den Füllstandsabfall kannst du so berechnen.

(btw.: ich hoffe, daß die Beispielszahlen stimmen, in letzter Zeit habe ich ein paarmal ordentlich Murx gebaut hier :-( )

Servas

Hallo,

Thomas Kleinhans schrieb:

Könnte klappen, wenn der Player den hohen Strom nur für einen sehr kurzen Moment braucht und die Impedanz der Brannstoffzellen für den Betrieb niedrig genug ist.

Ein einigermassen dicker Elko sollte es aber schon sein.

Kondensator parallel zum Player. Am besten Nahe des Players. Vielleicht kann man was in des AAA-Fach des Playsers quetschen. Da sind auch gleich die richtigen Anschlüsse.

Wenn man die Spannung der Brennstoffzellen irgendwie auf maximal

1,25-1,35V begrenzt kriegt, kann man auch einen handelsüblichen NiMH-Akku als Puffer verwenden. Die sind sehr Niederohmig und mit der Spannung bekommt man die nicht voll und damit auch nicht übervoll. Der Player sollte damit spezifikationsgemäß laufen. Eine halbleere Batterie hat schließlich auch nicht mehr. Natürlich halten die Akkus das Nutzungsprofil nicht /ewig/ durch. Aber da man ihre (große) Kapazität ja gar nicht benötigt, wird es schon ein paar Jahre gut gehen.

Bringt nichts. Die Kosten außerdem mindestens 0,3V.

Das kann ich ohne den Player und seinen Anlaufstrom zu kennen nun wirklich nicht sagen. Ich würde nicht mit weniger als 2200µF oder sowas starten. Der liefert im Einschaltmoment natürlich dann die 1,8V Leerlaufspannung. Das könnte auch zuviel für den Player sein.

Marcel

vielen Dank schonmal,

ist denn beim Kondensator umso größer umso besser?

ich habe nämlich bei conrad "goldcap" kondensatoren gefunden mit 22F.

angenommen der Player zieht ein Strom von 130mA über 2sekunden wie groß müsste der dann sein?

Und wenn der Kondensator dann beim Einschalten leer gemacht wurde, dann zieht der doch auch wieder Strom bis er voll ist oder? Dann müsste die Spannung ja nochmal runter gehen oder nicht ?

Gruß Thomas

Was heist das nun wieder? und was ist kurz?

Gruß Thomas

Hallo,

Thomas Kleinhans schrieb:

Im prinzip ja, aber...

.. die Dinger sind völliger Müll. Die haben einen Innenwiderstand, der jenseits von gut und Böse ist.

Wieviel darf die Spannung in der Zeit absinken?

C = Q/U = I*t/U

C = 130mA * 2s / ?V

Angenommen man startet mit der Leerlaufspannung, 1,8V, und die Spannung sollte nicht unter 1,2V fallen, dann wäre die Differenz 0,6V. Also: C = 130mA * 2s / 0,6V = 0,1F = 100.000µF

Aber 2s ist ziemlich viel, außerdem liefert die Brennstoffzelle ja hoffentlich nicht 0mA. Kurzum, in der Praxis wird weniger genügen. Also bei 100ms und die Hälfte des Stroms im Mittel aus der Brennstoffzelle, dann wären wir bei ca. 2500µF.

? - Wenn er leer wäre, wäre es schon zu spät. Der Player wäre aus. Die Spannung darf die Minimalspannung des Players nie unterschreiten. Nach dem Abschalten des Geräts läd sich der Kondensator langsam wieder auf die Leerlaufspannung der Zellen auf. Das gleiche passiert, wenn die Zellen vor dem Player aktiviert werden. (Andersrum wäre ungeschickt.)

Marcel

nochmals vielen Dank aber ein paar fragen habe ich noch.

Was bedeutet das und worin liegt der Nachteil?

0,1F? bei mir kommen da 0,433 heraus oder muss ich da noch was beachten?

gruß

Stell dir doch den Kondensator wie eine Schwungscheibe vor, sackrament, dahinter einen schwachbrüstigen Motor, wenn dir schon die Sache mit dem Bottich als Analogie nicht reicht.

Ist denn das so schwierig?

MfG

... et scripsit Thomas Kleinhans:

Ich halte das f=FCr verst=E4ndlich formuliert. Es hei=DFt, da=DF der Kondensator die Leistungs-Liefer-F=E4higkeiten der BSZ nicht erh=F6ht, sondern allenfalls kurze Leistungsspitzen abfedert.

Wenn die BSZ die Leistung, die der Player ben=F6tigt, einfach nicht dauerhaft liefern kann, dann kannst Du eine ganze Lagerhalle von Kondensatoren anklemmen, ohne da=DF sich was =E4ndert.

Paar Millisekunden. H=E4ngt vom Kondensator und vom gezogenen Strom ab.

vG

--=20 ~~~~~~ Volker Gringmuth ~~~~~~~~~~~

formatting link
~~~~~~~~~~~~~~~~~~= ~~~~~

"Gips einklich einen Darwin-Award fuer sozialen Selbstmord?" (Florian Anwander in daful =FCber "Gest=E4ndnisse" in Talks= hows)

danke, sorry aber ich meinte das hier

gruß Thomas

Thomas Kleinhans schrieb:

Hallo,

dazu m=FCsste man wissen was die Brennstoffzellen an Strom maximal liefer= n=20 k=F6nnen und was der MP3 Player minimal an Strom ben=F6tigt.

Wenn der Player auch nach dem Einschalten mehr Strom braucht als die=20 Zellen liefern k=F6nnen hilft auch ein Kondensator nichts.

Gibt es wenigstens Daten =FCber die Brennstoffzellen?

Bye

Thomas Kleinhans schrieb:

Äh, ja! Keine Ahnung, wie ich auf den Wert gekommen bin.

Und der Zweite Wert war folglich auch falsch. Es werden 10.000µF für

100ms Stützzeit bei 65mA benötigt.

Marcel

Hallo,

Thomas Kleinhans schrieb:

das ist genaus das, was Volker beschrieben hat.

Marcel

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