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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Energyharvesting und MPPT


Autor: Energy Harvestor (harvestor)
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Hallo an alle!

Ich habe in meiner Schule ein Projekt angefangen ( ein sensor netzwerk)
und habe die aufgabe die einzelnen Knoten zu versorgen wobei wir auf das 
Prinzib des Energy Harvesting zurükgreifen.
Wir verwenden solarmodule und mittels wandlern laden wir den akku 
unserer knoten auf.

Meine aufgabe ist es bei diesem projekt die energyversorgung 
sicherzustellen.
Was ich bräuchte und im internet leider nur Englische scripten finde, 
sind geeignete MPP-Tracking verfahren. Damit ich anhand der erklärung 
der Zahlreichen verfahren 1.weiss welche methoden es gibt
2. wie diese methoden Prinzibiel funktionieren
3. welches anzuwenden ist/ empfohlen ist.

Ich hoffe ihr könnt mir weiter helfen und freue mich auf euere Antworten

mfg Harvestor

Autor: ... (Gast)
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Dann würde ich erst mit Englisch lernern anfangen!
Du tust dir dann auch mit den Datenblätter der Controller leichter!

Autor: Edding (Gast)
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Was für Sensoren, wie ist der Stromverbrauch?

Kleine Nahbereichs-Funk-µCs mit µA … mA Verbrauch?
MPPT macht keinen Sinn, jeder MPPT-Regler hat mehr Eigenverbrauch als 
deine Schaltung.

Oder eher "Autarke Wetterstation mit dickem Bleiakku und 20A Strombedarf 
beim Senden"? => Hier kann man über MPPT nachdenken.

Autor: Energy Harvestor (harvestor)
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ja ich würde mich auch über weitere englische scripten nicht beschweren.
Englisch kann ich ja eigentlich, aber eben nicht den fach jargon...
zum glück kenn ich meinen µC + pins und configs

Autor: Energy Harvestor (harvestor)
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die sensoren sind Ultra low power sensoren
also liegst du ziemlich gut mit den µ-m A ziemlich richtig...
also wäre es gar nicht sinnvoll hier eine MPPT schaltung zu entwerfen da 
ich durch diese mehr verbrauche als das ich durch die optimierung 
gewinne?

Autor: Edding (Gast)
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Ando Eremian schrieb:
> also wäre es gar nicht sinnvoll hier eine MPPT schaltung zu entwerfen da
> ich durch diese mehr verbrauche als das ich durch die optimierung
> gewinne?

Einfach mal durchrechnen. Durch Betrieb im MPP kriegst du vielleicht 15% 
mehr Energie aus der Solarzelle.
Demgegenüber steht ein Eigenverbrauch des MPPT von ~0.5mA (wär schon 
sehr gut) und ein Wirkungsgrad von vielleicht 80% (eher 70% beim ersten 
Selbstbauversuch)

=> Leistungsdaten deiner Zelle einsetzen und durchrechen.
Dieselbe Rechnung in der Ausarbeitung zu deiner Arbeit anstellen, damit 
der Betreuer beim Bewerten sieht, dass du den MPPT nicht nur aus 
Faulheit weggelassen hast.
(Hierfür nicht meine Pi-Mal-Daumen Werte einsetzen, sondern ein paar 
Schaltregler-Datenblätter durchsehen)

Autor: Martin (Gast)
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> µ-m A ziemlich richtig

"µ" und "m" liegen um den Faktor 1000 auseinander.

Zahlen (erzeugte Energie & benötigte Energie) auf den Tisch oder Thread 
schließen

Autor: Joachim B. (jojo84)
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Englisch lernen, eindeutig :)

Das MPP-Tracking ist vom Prinzip her eigentlich nicht sooo schwer. Wenn 
du dir mal die U/I-Kennlinie deiner Module aufmalst kannst du recht 
leicht sehen, wo der MPP ist.
Um auf den MPP zu regeln, mußt du "suchen". Das heißt du kannst z.B. den 
Strom erhöhen. Dadurch sinkt die Spannung deiner Panels. Dann Leistung 
messen. Wenn alter Leistungswert kleiner war, dann wanderst du in die 
richtige Richtung. Wenn nicht, Strom verringern. Dann wieder alten und 
neuen Leistungsmesswert vergleichen.
Aber das lohnt bei kleinen Anlagen nicht so sehr. Man weiß, daß die 
Spannung des MPP ca. 15-20% (je nach Panel) unter der Leerlaufspannung 
liegt. Da kannst du direkt hinspringen, denn die Spannung des Panels 
ändert sich mit der Einstrahlung nur wenig...

Gruß

Autor: Ernestus Pastell (malzeit) Benutzerseite
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MPP-Tracking lohnt sich mMn erst ab ein paar hundert Milliampere. Besorg 
dir eine geeignete Solarzelle. Bei Conrad gibt es das für 3,3V und 5V.

Autor: Energy Harvestor (harvestor)
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Danke euch für die zahlreichen antworten!

Knoten: Uv=2,7V - 3,4V
Is=80mA (benötigter Strom beim Senden)
Ie=20mA (benötigter Strom beim Empfangen)
Isb=0,37µA (im Standby)

Solarzelle: ULL=0,63V Ik=42mA P.MPP=16.6mW/cm²
J.MPP= 32,5mA

Der MPP ändert sich ja im betrieb wegen der Temperatur zunahme,
 davon auzsgehend, dass sich die Temperatur des Knoten/der Solarzelle im 
bereich 20°- 40° bewegen ließt sich der Kurzschlussstrom und die 
Leerlaufspannung aus dem Diagramm ab :34mA-36mA und 0,63V - 0,48V

Kann mann den MPP bei diesen neuen Ikn und ULLn berechnen durch das 
verhältniss J.MPP/Ik=J.mppn/Ikn ???

danke im vorraus

Autor: Joachim K. (minifloat)
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Ando Eremian schrieb:
> [...]energyversorgung[...]
> [...]internet leider nur Englische scripten finde[...]

Ist doch kein Problem, oder :D

Autor: Energy Harvestor (harvestor)
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kommt ja auch immer drauf an für wen es ein problem ist
wäre es keins würde ich es nich posten ^^

Autor: Martin (Gast)
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> Knoten: Uv=2,7V - 3,4V
> Is=80mA (benötigter Strom beim Senden)
Sendezeit (z. B. pro Tag ).

> Ie=20mA (benötigter Strom beim Empfangen)
Empfangszeit (z. B. pro Tag)

> Isb=0,37µA (im Standby)
Standbyzeit (z. B. pro Tag).

> Solarzelle: ULL=0,63V Ik=42mA P.MPP=16.6mW/cm²
> J.MPP= 32,5mA

Wieviele Zellen kommen zum Einsatz?
Energieernte (z. B. pro Tag)?
Geforderte Zeit, die das System im Akkubetrieb "durchhalten" muss (z. B. 
in Tagen)?

Autor: Energy Harvestor (harvestor)
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also es ist so:

es werden mehrere Knoten verwendet diese kommunizieren untereinander und 
nehmen daten auf. z.B.: Temperatur im zimmer feuchtigkeit und 
helligkeit.
im terminal gibt mann dann den raum ein und die daten werden ausgegeben. 
(sendezeit und empfangszeit ist nur für einen kurzen zeitraum in dem 
abgefragt wird)
Wie lang das system mit strom versorgt werden muss ist noch nicht ganz 
klar (diesbezüglich, muss ich zugeben, habe ich mir noch keine gedanken 
gemacht), aber es sollten doch mehrere tage sein(die konten wären in 
dieserzeit größtenteils in standby)

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