Hallo alle miteinander, Wir wollen die Leistunsdaten einer Solarzelle über einen längeren Zeitraum aufnehmen und mit einem Microcontroller (Atmega32) auf eine SD Karte speichern. Um die Leistung ermitteln zu können muss der Lastwiderstand gleich dem Innenwiderstand der Quelle (Solarzelle) sein. Da sich der Innenwiderstand der Solarzelle durch unterschiedliche Lichtverhältlisse verändert muss der Lastwiderstand auch ständig z.B. durch einen Transistor angepasst werden. Unsere Idee ist nun folgende: die Solarzelle erhält einen Lastwiderstand und einen Transistor in Reihe als Verbraucher. In dieser Schaltung wird Strom und Spannung gemessen und über OP´s verstärkt auf die Analogeingänge des Microcontrollers gelegt. Im Microcontroller wird dann UxI gerechnet ergiebt P. Nun wird der Transistor über einen Analogausgang geregelt, bis P max erreicht ist. Soweit unsere Theorie...nun zu meinen Fragen an euch: - Ist die Schaltung so Realisierbar? - Gibt es vieleicht eine "einfache" autarke Schaltung ohne MC mit diesen Eigenschaften Grüß Tobias
> Um die Leistung ermitteln zu können muss der Lastwiderstand gleich > dem Innenwiderstand der Quelle (Solarzelle) sein. Nein.
> Soweit unsere Theorie
Keine Theorie, sondern ein These. Und eine falsch dazu...
Ist doch richtig, blöder Troll. Realisieren könnte man das mit einen Opamp und einen Fet der die Analoge Regelung übernimmt. Gleichzeitig misst Ihr mit einen µC Strom und Spannung und ermittelt dadurch die Leistung und loggt das ganze auf der Speicherkarte.
Grashalmlängenkontrollminister schrieb: >> Um die Leistung ermitteln zu können muss der Lastwiderstand gleich >> dem Innenwiderstand der Quelle (Solarzelle) sein. > > Nein. Mit einem normalem Lastwiderstand funktioniert es nur wenn die Kennlinien der Solarzellen bekannt wären. Dies ist aber von uns nicht erwünscht, da wir die Zellen häufig wechseln wollen um mit verschiedenen Solarzellen zu Experimentieren... Gruß Tobias
> Ist die Schaltung so Realisierbar? Sicher,. Ohne Widerstand und ohne OpAmp sollte schon reichen. > Gibt es vieleicht eine "einfache" autarke Schaltung ohne MC mit diesen Eigenschaften Maximum Power Point MPP Tracker kann man z.B. einfach aufbauen, in dem man die Belastung mit einem Signal moduliert, ein paar Prozent um den Nennwert rum, und (langsam oder schnell) den Punkt, der jeweils höhere Leistung bringt, als neuen Mittelwert annimmt, da die Kurve von Solarzellen monoton ist. Dazu reicht ein Multiplizierer und ein LM324 als Oszillator und Integrator in der ganz spartanischen Lösung ohne uC. Mit uC braucht man neben 2 A/D-Eingaengen nur einen PWM-Ausgang zur MOSFET Ansteuerung. Vorausgesetzt der MOSFET kann die ganze Leistung der Solarzelle verbraten.
Sorry, habe mich ein bischen missverständlich ausgedrückt. Der Microcontroller soll natürlich Bestandteil der Schaltung bleiben. Es geht mir nur um die "Leistungsanpassung" das diese eventuell ohne MC geregelt wird. Messen und Aufzeichnen soll weiter über den MC laufen. Gruß Tobias
MaWin schrieb:
> Mit uC braucht man neben 2 A/D-Eingaengen nur einen PWM-Ausgang zur > MOSFET
Ansteuerung.
Meine Befürchtung bei PWM ist, das sich die Ströme und Spannungen nicht
mehr vernünftig messen lassen. Bin aber auf diesem Gebiet nicht
sonderlich Kundig.
Zu dem Transistor wird natürlich noch ein Lastwiderstand geschaltet.
PWM wird VOR dem Gate des MOSFETs in eine Analogspannung umgewandelt, ein simples RC-Filter reicht schon. Falls din uC es hat, kannst du natürlich auch einen echten D/A Analogausgang verwenden.
1. Male mal ein Schaltbild (Um zu klären: "wird natürlich noch ein Lastwiderstand geschaltet"). 2. Um welche Spannungs/Leistungsklasse geht es? Ich kenne Systeme von 10W bis 500kW. 3. Welche(n) Parameter wollt ihr eigentlich langfristig betrachen? Geht es um die ohmsche Impedanz, komplexe Impedanz, Alterungseffekte, Kennlinie oder was?
Michael O. schrieb: > 1. Male mal ein Schaltbild (Um zu klären: "wird natürlich noch ein > Lastwiderstand geschaltet"). > > 2. Um welche Spannungs/Leistungsklasse geht es? Ich kenne Systeme von > 10W bis 500kW. > > 3. Welche(n) Parameter wollt ihr eigentlich langfristig betrachen? Geht > es um die ohmsche Impedanz, komplexe Impedanz, Alterungseffekte, > Kennlinie oder was? Zu 1: Leider gerade keie Zeit für ne Grafk folgt dann Später. Gemeint ist ein Lastwiderstand in Reihe zum Transistor der so bemessen ist die Nennleistung der Solarzelle aufzunehmen. Natürlich wird dabei ein Teil der Leistung auch am Transistor abfallen. Zu 2: ca. 5W/18V/0,29A Nenn Zu 3: es geht uns um die Maximale Leistung der Solarzelle zu verschiedenen Zeiten. Das Gerät soll quasi mit Solarzellen verschiedener Hersteller überall funktionieren, ohne Kennlinien eingeben zu müssen. @MaWin das hört sich doch gut sind noch gar nicht auf die Idee gekommen vor dem Transistor zu glätten. Analogeingänge haben wir auf dem MC ob auch nen Ausgang vorhanden ist wird noch geprüft. Das würde ja dannn in etwa unserer Schaltung entsprechen. Gruß Tobias
Um die Qualitätsunterschiede verschiedener Solarzellen zu erkennen, müssten die Zellen doch simultan vermessen werden da die Lichtstärke draußen sich ja ständig ändert? Lösung hierfür wäre ein Pyranometer. MfG Echo
Der Widerstand ist nicht nötig. 5W kann man einfach an einem Transistor mit Kühlkörper verbraten. Ich würde an einen PWM-Ausgang des Mikrocontollers ein RC-Glied hängen und dann über einen Vorwiderstand einen Bipolartransistor ansteuern.
Steffen I. schrieb: > Um die Qualitätsunterschiede verschiedener Solarzellen zu erkennen, > müssten die Zellen doch simultan vermessen werden da die Lichtstärke > draußen sich ja ständig ändert? Lösung hierfür wäre ein Pyranometer. > > MfG Echo Und genau das ist unser Problem... wir müssen bei jedem Lichtverhältniss das maximum an Leistung aus den Zellen holen um diese zu ermitteln und aufzunehmen. Dadurch können durchaus Quallitätsunterschiede festgestellt werden (Beispielsweise 2 Messstationen nebeneinander...) MfG Tobias
Nur mal so eine Überlegung ... Eine Sonnenzelle lässt sich mit dem Modell "Ersatz-Spannungsquelle mit Innenwiderstand" nicht besonders praktikabel beschreiben ... Aber, Gäste ( ghosts ? ) sollen sich ja neuerdings tunlichst anmelden; also werden ab und an gewisse Informationen eben nicht mehr gePOSTET, sei's drum ... Oder auch anders: Für die, die nicht wissen, warum ich so schmal bin: => Applaus ist das Brot des Künstlers !
Ex-Beobachter ( inzwischen gekündigt habender ) schrieb: > Nur mal so eine Überlegung ... > > Eine Sonnenzelle lässt sich mit dem Modell "Ersatz-Spannungsquelle mit > Innenwiderstand" nicht besonders praktikabel beschreiben ... > Wie würdest du die Solarzelle denn betrachten? Von uns hat sich vorher noch keiner mit Solarzellen und deren Kennlinien beschäftigt, daher sind wir für jede Hilfe dankbar. Gruß Tobias
Danke schonmal allen für die Tips. Wie ich bis jetzt aus den Antworten schließen kann, scheint unsere Lösung die Lastregelung dem Microcontroller zu Überlassen, die Einfachste zu sein. Leider weiß ich immer noch nicht, ob der Controller einen Analogausgang hat. Der PWM Ausgang ist auf jeden Fall vorhanden und kann ja, wie von MaWin beschrieben, durch einen Tiefpass geglättet werden (Wird auf dieser Seite übrigens super beschrieben) MfG Tobias
Es ist schon lustig, wie manche keine Ahnung haben und dann als Firma sich den Krempel von Hobby-Bastlern aus dem Internet zusammenschustern lassen um damit dann das große Geld zu machen...
KPZ-Solaranlagenentwickler-mit-BWL-Zettel schrieb: > Es ist schon lustig, wie manche keine Ahnung haben und dann als Firma > sich den Krempel von Hobby-Bastlern aus dem Internet zusammenschustern > lassen um damit dann das große Geld zu machen... Zur Info, wurde von mir nicht erwähnt, es handelt sich um ein Technikerprojekt(also steht keine Firma dahinter). Desweiteren möchte ich darauf hinweisen, das ich keine fertige Schaltung von euch will, sondern wir unsere Ideen zur Diskussion stellen wollen um Denkanstöße zu erhalten, was auch bis jetzt meiner Meinung nach gut Funktioniert hat. Beruflich hat man bei uns mit Löten wenig zu tun eher mit Produktionsmaschinen. „Wissen ist das einzige Gut, das sich vermehrt, wenn man es teilt.“ Marie Freifrau von Ebner-Eschenbach
> wir müssen bei jedem Lichtverhältniss das maximum an Leistung aus den > Zellen holen... Nennt sich MPP-Tracker...
Angehängte Dateien:
-
Schaltplan.png
5,4 KB
Hier die versprochene Schaltung. Ich hoffe es reicht da Paint. Gruß Tobias
Vielleicht sollte man R1 in den Emitterzweig legen, dann misst es sich einafcher, ohne Differenzverstärker zu benötigen. Und ein OP muss in einen Tiefpass nicht rein, wenn er tief genug ist :-)
MaWin schrieb: > Vielleicht sollte man R1 in den Emitterzweig legen, dann misst es sich > einafcher, ohne Differenzverstärker zu benötigen. > Und ein OP muss in einen Tiefpass nicht rein, wenn er tief genug ist :-) Wäre ein Möglichkeit R1 hinter dem Transistor zu schalten. Wir wollen mit Differenzverstärkern arbeiten und Offset und die Verstärkung vor dem Microcontroller anpassen um die volle Bandbreite der Analogeingänge nutzen zu können. Wenn diese Überlegung falsch ist bitte ich um Feedback, da es unsere erste Schaltung mit MCs ist...:-) Zu dem Tiefpass: die Überlegung ist 2 Tiefpässe + OP um den Wechselspannungsanteil so niedrig wie möglich zu halten. Wir dachten an ein PBM Signal mit ca. 60Hz. Bin mich aber gerade noch am einlesen. MfG Tobias
Sorry mein Fehler natürlich muss R1 hinter den Transistor um das Signal mit einem normalen Verstärker zu verstärken. Gruß Tobias
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