PV-Anlage als einfache elektrische Schaltung darstellen

[cederic (Gast)]

Guten Abend zusammen

Für ein Schulprojekt will ich eine Photovoltaikanlage von einem Haus 
möglichst einfach mit einem Schaltkreis (siehe Anhang) darstellen um 
dann zu messen wie viele PV-Zellen ich benötige um den Verbrauch eines 
Haushalts zu decken.

Nun möchte ich meine Schaltung gerne so dimensionieren, dass der 
Lastwiderstand ein "Haushaltsverbrauch" repräsentiert.
Von einem Haushalt weiss ich, dass er ca. 2.7kWh pro Jahr verbraucht.

Nun ist meine Frage wie ich diesen Verbrauch in der Schaltung darstellen 
kann.

Ich habe mir überlegt, dass ich die 2.7kWh/Jahr in 316W umrechnen kann 
in dem ich durch 8544h(1 Jahr) teile.

Ich bin mir dann aber nicht mehr sicher ob ich das einfach auf meine 
einfache Gleichstromschaltung anwenden kann, da in einer PV-Anlage der 
produzierte Gleichstrom in einen Wechselstrom umgewandelt wird.

Kann mir hier bitte jemand weiterhelfen?

Danke & Gruss
Cédéric

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

cederic schrieb:
> Von einem Haushalt weiss ich, dass er ca. 2.7kWh pro Jahr verbraucht.
Eher 2700 kWh oder auch 2.7MWh...
Du kannst überschlägig von 1000 kWh pro Kopf und Jahr ausgehen.

> Ich bin mir dann aber nicht mehr sicher ob ich das einfach auf meine
> einfache Gleichstromschaltung anwenden kann
Erst mal gilt: Watt sind Watt. Egal ob Gleich- oder Wechselstrom.

> da in einer PV-Anlage der
> produzierte Gleichstrom in einen Wechselstrom umgewandelt wird.
Dann musst du die gesamte Wandlerkette mit ihrem Wirkungsgrad in die 
Rechnung einbringen. Nimm da einfach mal 80..90% an...

[MaWin (Gast)]

cederic schrieb:
> Ich bin mir dann aber nicht mehr sicher ob ich das einfach auf meine
> einfache Gleichstromschaltung anwenden kann, da in einer PV-Anlage der
> produzierte Gleichstrom in einen Wechselstrom umgewandelt wird.

Das ist nicht das Problem, nimm einen Wirkungsgrad von 100% an,
aber die Sonne scheint nachts nicht.

[cederic (Gast)]

Das mit der Sonne ist mir bewusst, darum habe ich auch einen Kondensator 
als Speicher eingebaut um Energie zu speichern die abgegeben werden kann 
wenn die Sonne nicht scheint.

Wie meinst du das mit einem Wirkungsgrad von 100%?

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

cederic schrieb:
> darum habe ich auch einen Kondensator als Speicher eingebaut
Kondensator? Wie GROSS ist der denn? Da ist der Keller vom Haus sicher 
gleich mal voll....

[cederic (Gast)]

Lothar M. schrieb:
> Kondensator? Wie GROSS ist der denn? Da ist der Keller vom Haus sicher
> gleich mal voll....

Naja ich will eigentlich nur eine verhältnismässige Schaltung bauen, 
deren Messresultate ich dann hoch skalieren kann. Ich hab auch nicht 
mehrere Quadratmeter PV-Panels zur Verfügung sondern führe die Messungen 
mit einem kleinen PV-Panel durch. Wie gross dieser Kondensator im 
Endeffekt wird wenn man das hoch skaliert spielt momentan eigentlich 
keine Rolle.

Habe ich das mit dem Wirkungsgrad richtig verstanden, dass ich bei einem 
Wirkungsgrad von z.B. 80% dann über dem Widerstand einfach 1.25 mal so 
viel Leistung verbraten soll wie dem errechneten Wert aus dem Haushalt?

PS: Du hast recht, ich meinte natürlich 2700 kWh ;)

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

cederic schrieb:
> z.B. 80% dann über dem Widerstand einfach 1.25 mal so viel Leistung
> verbraten soll wie dem errechneten Wert aus dem Haushalt?
Ja.

[Sebastian S. (amateur)]

99% Deiner Fragen lassen sich durch ein paar einfache Suchanfragen bei 
Bing oder Gurgel beantworten.

Vielfach stolpert man dabei auch über einfache Bildchen und Schemata die 
Dir einen Eindruck der verschiedenen Relationen geben. Auch die die den 
Unterschied zwischen Kondensator (fokussieren von Sonnenlicht, 
Wäschetrockner Wasserentzug oder elektrisches Bauteil?) und Batterie 
aufzeigen.

Direkt mit Deinen Fragen bzw. Problemen sind auch deren physikalische 
Größen verbunden.

Es gibt auch Karten mit der durchschnittlichen Sonneneinstrahlung in 
Germanistan.
Die Wirkungsgrade von Solarzellen sind relativ gut bekannt.
Die physikalischen Größen und Leistungsfähigkeiten von Batterien 
ebenfalls.
Der durchschnittliche Energieverbrauch von Herrn und Frau Mustermann 
lässt sich ebenfalls aus dem Netz ziehen.

Was ist also das Problem?

[Werner H. (werner45)]

...Sinnvoll ist es, sich bei der Abschätzung auf 1 Tag zu beziehen. Nimm 
Deine letzte Stromrechnung und teile die verbrauchten kWh durch 365, 
dann bekommst Du den kWh-Bedarf pro Tag. Ein Kondensator als Speicher 
ist unmöglich, weil so große nicht machbar sind, es bleibt ein Akku. Der 
muß mindestens (!) die doppelte Kapazität speichern können, weil der 
nicht leer gefahren werden darf. Aus der Akkuspannung und dem Strom 
kannst Du den Lastwiderstand ausrechnen.

Der Akku muß aber auch voll geladen werden. Ein Solarpaneel liefert etwa 
100 W pro m², und das auch nur für 4 Stunden um Mittag, fällt mit dem 
Cosinus des Einfallswinkels. Wer mehr als 220 Sonnentage im Jahr hat, 
kann sich glücklich schätzen. Jedenfalls kann man hieraus die nötigen m² 
Solarpaneel ausrechnen, um den Akku vollzuladen - kann aber mehr als das 
Hausdach werden...

Gute Darstellung ist bei Wikipedia unter "Photovoltaik".

Ich hatte eine ähnliche Fragestellung auch mal überschlagen, das 
Ergebnis war aber so deprimierend, daß ich lieber das E-Werk bezahle...

Gruß   -   Werner

[Stephan H. (Gast)]

Deine Schaltung ist im Grundprinzip schon richtig. (Quelle, 
Innenwiderstand, Speicher, Verbraucher).
Sie ist aber auch banal.

Mit der Realität hat die Schaltung gar nichts gemeinsam. Den 
Innenwiderstand solltest du auch weglassen, denn der suggeriert 
Detailüberlegungen die nicht da oder falsch sind.

Weder die Quelle noch die Senke lassen sich sinnvoll als einfache 
Bauelemente darstellen und der Speicher schon gar nicht.

Für einen Tag kann man evtl. Ertrags- und Verbrauchskennlinien 
aufstellen und daraus irgendwas basteln. Sinn macht es aber keinen.
Man muss schon den Verlauf über mehrere Tage betrachten. an wievielen 
Tagen habe ich Stromreserve um zu Waschen, wieviele Tage muss ich im 
Mittel mit 90%/95%/99% Sicherheit maximal warten um Waschen zu können...

Das löst man sinnvollerweise nummerisch.
In der Schule kann man natürlich auch sagen, der Haushalt braucht 
konstant x Watt, sdas Panel liefert konstant y Watt, reicht das?. Nur 
Speicher braucht es dann keinen.

Stephan

[Mani W. (e-doc)]

cederic schrieb:
> Ich habe mir überlegt, dass ich die 2.7kWh/Jahr in 316W umrechnen kann
> in dem ich durch 8544h(1 Jahr) teile.

Auf welchem Planeten?