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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ertrag eines PV-Modules messen


Autor: Friedrich W (Gast)
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Hallo

Ich hoffe, hier kann mir wer helfen:

Ich möchte gerne den Ertrag einer Solarzelle über einen längeren 
Zeitraum erfassen. D.h., ich habe eine kleine Zelle auf dem Dach 
montiert und möchte für jeden Tag wissen (mind. 1 Jahr lang), wieviel 
nun "geerntet" wurde (idealerweise in eine Excel-Tabelle). Bislang habe 
ich nur eine Zelle, einen Laderegler dazu und ein paar alte 
Bleibatterien zum Puffern. Was benötige ich nun und wie gehe ich das 
Problem an?

LG
Friedrich

Autor: Dirk (Gast)
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Strom * Spannung = Leistung (V * A = W)

Leistung * Zeit = Energie (W * h = KWh)

Energie * 0,2 = Geld (KWh * 0,2 = EUR)

Autor: Solarfuzzi (Gast)
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> Energie * 0,2 = Geld (KWh * 0,2 = EUR)

Wie kommst Du denn auf diesen komischen Faktor 0,2?
Soll das ein Wirkungsgrad sein? 20% wär für ein einzelnes Solarmodul 
aber verdammt gut!

Autor: Dirk (Gast)
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Eine KWh aus der Steckdose kostet ca. 20 cent, das sind 0,2 EUR.

Autor: Solarfuzzi (Gast)
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> Eine KWh aus der Steckdose kostet ca. 20 cent

Jaa..., sie kostet 20 cent. Als regenerativer "Stromerzeuger" und 
"Ins-Netz-Einspeiser" bekommst Du aber mehr als 20 cent pro kWh.
Google mal nach dem Erneuerbare-Energieen-Gesetz (EEG). Dort sind die 
Vergütungen geregelt.
Kommt außerdem darauf an, wann (in welchem Kalenderjahr) die Anlage in 
Betrieb geht. Umso früher, umso mehr bekommst Du.

Autor: Friedrich W (Gast)
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Sorry, falls da was falsch rübergekommen ist: Ausrechnen kann ich es 
auch, wenn ich Einzelmessungen mache. Ich suche eine Lösung, mit der ich 
ständig die Strom- und Spannungsmessung aufzeichne bzw. im Endeffekt in 
eine Excel-Tabelle übernehmen kann. Mir geht es um die messtechnische 
Erfassung, also sowas ähnliches wie diese Energiekostenzähler um 9,99 
für die Steckdose, nur eben für 12V. Auf die Idee bin ich gekommen, wie 
ich dieses hier bei Conrad gesehen habe gesehen habe: 125323

LG
Friedrich

Autor: Gast (Gast)
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Einen Ertrag hast du ja nur, wenn du auch einen Verbrauch hast.
In deiner beschriebenen Schaltung wird aber irgendwann die Batterie voll 
sein und es wird von der Solarzelle keine Leistung mehr abverlangt. Dann 
kann die Sonne so lange scheinen wie sie will, aber einen Ertrag hast du 
nicht mehr.

Um den Ertrag der Solarzelle zu ermitteln und aufzeichnen zu können, 
müsstest du die Solarzelle mit einer veränderlichen Last betreiben, die 
den Strom möglichst so regelt, dass die Solarzelle immer in ihrem 
MPP-Punkt (Maximum-Power-Point) betrieben wird.
Sowas nennt man auch Tracker.
Dann kannst du z.B. alle 5 Minuten den Strom und die Spannung der 
Solarzelle messen und daraus die Leistung errechnen und aus der Zeit und 
der Leistung ergibt sich dann der Ertrag in W/h .

Autor: Friedrich W (Gast)
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Danke, und wie mache ich das?

Autor: Gast (Gast)
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Die Frage ist nicht wie man das macht, sondern erstmal warum du das 
machen willst.
Willst du nur einfach wissen wieviel deine Solarzelle an Ertrag bringt 
kann?
Dann bräuchte man erstmal genaue technische Daten von dieser Solarzelle.
Anhand dieser technischen Daten, plus Wohnort, plus Ausrichtung in 
welcher Himmelsrichtung und in welcher Neigung angebracht, kann man im 
Vorfeld eigentlich schon rein theoretisch ausrechnen wieviel diese 
Solarzelle an Ertrag bringen wird.

Autor: Friedrich W (Gast)
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Ich möchte mir ausrechnen (auf eine große Anlage hochrechnen), ob es 
möglich ist, die Heizungspumpen mit Photovoltaik zu versorgen bzw. wie 
groß die Anlege sein müsste, damit ich auch im Winter (wo ja 
üblicherweise geheizt wird...) heizen kann. Dass es für nahezu jedes 
Gebiet Erfahrungswerte gibt, ist mir bekannt, ich würde jedoch gerne bei 
meinem Haus den genauen Ertrag wissen.

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Friedrich W wrote:
> Ich möchte mir ausrechnen (auf eine große Anlage hochrechnen), ob es
> möglich ist, die Heizungspumpen mit Photovoltaik zu versorgen bzw. wie
> groß die Anlege sein müsste, damit ich auch im Winter (wo ja
> üblicherweise geheizt wird...) heizen kann.

Also PV-Module -> Akku -> Heizungspumpe?
Welche Dachschräge? Rutscht der Schnee von selber, oder willst du im 
Winter immer Früh aufstehen, um die Module sauber zu kehren?

Ich würd auf jeden Fall noch ein Ladegerät mit Netzbetrieb vorsehen, das 
sozusagen als Tiefentladeschutz den Pumpenbetrieb sicherstellt. (und 
gleichzeitig die Akkus rettet)

Autor: Gast (Gast)
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Schön, aber selbst wenn du für 1 Jahr die Leistung aufzeichnest, wirst 
du nicht wissen ob in den folgenden Jahren diese Leistung auch erreicht 
wird.
Sicher kannst du dann hergehen und die Anlage größer dimensionieren, 
aber der Spareffekt wäre dahin.
Wenn du nicht auf Solartechnik für die Heizungpumpen zwingend angewiesen 
bist, weil z.B. kein Stromversorgungsnetz vorhanden ist, wäre es eine 
bessere Lösung eine große Photovoltaikanlage auf Dach zu packen und den 
erzeugten Strom nach dem EEG-Gesetz in das EVU-Netz einzuspeisen.
Für die Heizungspumpe kannst du ja dann immer noch eine Stromsparende 
einbauen.
Eine andere Möglichkeit Energie zu sparen wäre eine wärmetechnische 
Solaranlage zur Warmwasser- und Heizungsunterstützung.

Autor: solateur (Gast)
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Eine reichlich bescheuerte Anwendung für Photovoltaik.
Wenn Du schon messen willst, wird ja alternativ Stomanschluss da sein.
Energie aus den Solarzellen ist etwa 2,5x teurer als aus der Steckdose 
und Du müsstest die Anlage für die schlechten Wintertage auslegen. Im 
Sommer, wo sie etwa 10x mehr bringt, brauchst Du die Energie nicht.
Einspeisen und Strom verkaufen oder thermische Anlage zur 
Heizungsunterstützung, alles Andere ist  kompletter Blödsinn, solange 
man irgendwie an Strom aus der Steckdose ran kommt.

Autor: Gast (Gast)
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wenn du vorab mal sehen willst, wie an einzelnen Tagen im Winter die 
Erträge durch Photovoltaikanlagen aussehen, dann schau mal auf diese 
Seite: http://www.solarlog-home.de/

Autor: Klaus Wachtler (mfgkw)
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Du musst halt laufend (einmal pro Sekunde, alle 10 sec oder wie du 
willst) Spannung (in V) und Strom (in A) ermitteln. Die beiden 
multipliziert ergeben die aktuelle Leistung (1A*1V=1W). Diese wiederum 
zeichnest du entweder kontinuierlich auf (Flash, über serielle 
Schnittstelle an PC und dort speichern oder wie du willst), falls du den 
Verlauf soäter brauchst.

Wenn dich der Verlauf nicht juckt, kannst du auch einfach den Gesamtwert 
(Ertrag) seit letztem Reset o.ä. nehmen. Dazu alle ermittelten 
Leistungen aufsummieren, mit dem Zeitraster multipliziert ergibt das die 
abgegebene Energie (1W*1sec=1J, ggf. auf kwH umrechnen).

Die nächste Frage wäre dann, wie man die jeweils aktuelle Spannung und 
Strom ermittelt...
Das läuft letztlich auf Messen mit einem AD-Wandler raus, der 
praktischerweise auf einem AVR o.ä. bereits angeschraubt ist.

Autor: Blackbird (Gast)
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@Klaus Wachtler (mfgkw),
wie soll er denn ohne einen Verbraucher den Strom messen?
Und wenn er irgendeinen Lastwiderstand nimmt, dann ist der in den 
seltensten Fällen an das Modul UND die Sonneneinstrahlung angepaßt 
(MPP-Tracker, siehe Beitrag von Gast (Gast) vom Datum: 05.03.2009 
09:23).

Der "handwerkliche Teil", den Du beschrieben hast, mißt Mist, solange 
man nicht das Problem zu Ende denkt.

Blackbird

Autor: Friedrich W (Gast)
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@solateur
Vielen Dank für deine wirklich konstruktive Kritik an meiner 
Denkensweise.
Für Schwerkapierer wie dir: Ich will nicht abhängig sein von E-Werken 
und deren Preisgestaltung! Eine Solaranlege für Warmwasser und Heizung 
ist bereits auf dem Dach. Die Photovoltaikanlage wäre für einen weiteren 
Schritt in Richtung Unabhängigkeit gedacht.
Schade, ich hätte gedacht, hier kennt sich wer soweit aus, dass er/sie 
mir helfen kann. Dann eben nicht.

@Klaus Wachtler
<Die nächste Frage wäre dann, wie man die jeweils aktuelle Spannung und
Strom ermittelt...>
Genau das wäre mein Anliegen gewesen.
Der link mit Solarlog-home hilft mir nicht viel weiter, da ich im 
östlichen Österreich wohne.

Autor: Peter Diener (pdiener) Benutzerseite
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Wenn du dich mit Mikrocontrollern und der entsprechend notwendigen 
analogen Signalverarbeitungstechnik nicht ausreichend auskennst, 
empfehle ich dir, einen Laderegler zu verwenden, der die Erträge 
mitschreiben kann. Diese kann man dann nachträglich mit einem PC 
auslesen.

Ein Solara SR170CX kann das beispielsweise. Man braucht aber noch das 
SR/CXI - USB Interface für SR170/340CX dazu.

Natürlich kann man das auch selbst bauen, aber es wird dadurch 
vermutlich nicht billiger.

Grüße,

Peter

Autor: Christian (Gast)
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Unabhängigkeit von den E-Betreibern ist gut. Deine Idee hat aber einen 
kleinen Hasenfuß...

Genau dann, wenn Du die Heizung wirklich brauchst, ist keine bzw nicht 
genug Sonne da um die Pumpen, Schaltventile, Mischer, Steuerung, 
(Brenner?) zu betreiben. Die hast Du nur im Sommer im Überfluss.

Die Solarpumpe und ggf dazugehörige Schaltventile über PV zu betreiben, 
macht dagegen schon sinn. Die Pumpen werden sowieso nur benötigt, wenn 
auch Sonne da ist (außer einer Wärmerückführung zwecks Frostschutz im 
Winter; dann brauchst Du eventuell Hilfsenergie).

Also entweder nur Solarkreis mit PV fahren, oder PV mit Netzeinspeisung 
(das ist der beste Speicher für die Kalte Jahreszeit) und 
bedarfsorientiertem Rückeinkauf.

Christian

Autor: PeterL (Gast)
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messen kann man evt. mit so einem Ding:
http://www.der-schweighofer.at/artikel/75279/e-sta...

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