Hallo, folgendes Projekt soll realisiert werden: Da unser Hausdach nach Westen/Osten ausgerichtet ist und bei niedrigem Sonnenstand auch teilweise von Nachbarhäusern abgeschattet wird, soll mit einer kleinen Test-Solarzelle (5-10Wp) ein Jahr lang die Stromausbeute gemessen werden. Ich weiss zwar nicht genau, wie die Wechselrichter zur Stromeinspeisung die Solarzellen betreiben, aber ich stelle mir vor, dass die Zellen immer mit ihrer Nennspannung betrieben werden. Das sind bei vielen Modulen so 17-18V. Und nun die Frage: Wie kann ich es realisieren, dass die Solarzelle immer mit ihrer Nennspannung betrieben wird? Die dabei anfallende Sonnenenergie soll in einem Lastwiderstand/Transistor mit Kühlkörper einfach verbraten werden. Also im Prinzip ein regelbarer Lastwiderstand, der die Spannung an der Solarzelle konstant hält. Der ganze Rest mit Spannung/Strom messen und aufzeichnen ist im Prinzip klar und soll mit einem Gespann aus einer Dockstar und einem Mikrocontroller gelöst werden. Die Datenspeicherung und die Aufbereitung in Form von Webseiten soll dann die Dockstar übernehmen. Mir fehlt jetzt nur noch die Idee zur Lastregelung. Schon mal danke für Eure Ideen! Gruß, Oliver
Oliver R. schrieb: > Und nun die Frage: Wie kann ich es realisieren, dass die Solarzelle > immer mit ihrer Nennspannung betrieben wird? Die dabei anfallende > Sonnenenergie soll in einem Lastwiderstand/Transistor mit Kühlkörper > einfach verbraten werden. Also im Prinzip ein regelbarer Lastwiderstand, > der die Spannung an der Solarzelle konstant hält. Hallo Oliver, google mal nach "Maximum Power Point" bzw. "Maximum Power Point Tracker". Da müsstest Du über einiges an Lektüre stolpern. Die Spannung konstant zu halten ist nicht unbedingt immer sinnvoll. Willst Du die Regelung selbst aufbauen oder kaufen?
> ein Jahr lang die Stromausbeute gemessen werden Was für ein Blödsinn. Das sagt genau 0,garnix über den Ertrag in den folgenden Jahren aus. Man rechnet normalerweise mit Programmen wie diesem hier http://angebot-photovoltaik.eu/photovoltaik-ertrag.html es gibt sogar welche die den Schatten der anderen Gebäude miteinrechnen. Falls man jedoch nicht den Kapitalertrag ermitteln, sondern eine bestimmte Leistung sicherstellen muß, sollte man nicht mit dem Durchschnitt rechnen wie es alle diese Programe tun, sondern mit dem Jahr der letzten hundert Jahre rechnen in dem die Sonne minimal war. > Wie kann ich es realisieren, dass die Solarzelle immer mit ihrer > Nennspannung betrieben wird? Noch grösserer Unsinn. Bei Nennspannung liefert die Solarzelle 0 Strom. Normalerweise haben Solarzellen für 12V Akkus eine Nennspannung von 17-19V. Wenn überhaupt, dann betreibe die Solazelle mit einer 13V Z-Diode als Last (oder einer Transistorschaltung als 13V Leistungs-Z-Diode), weil dann der Lasestrom an einem halbvollen Akku simuliert wird. Aber rechne so oder so mit mindestens 20% Schwankung von Jahr zu Jahr, es gibt also keinen Grund es supergenau zu machen. Üblicherweise ermittelt man Solarertrag mit simplen Lichtmengensensoren wie den TSL230, die lassen sich leicht per Mirocontrollerschaltung (oder sogar Zählerbaustein) zählen.
@MaWin:
> http://angebot-photovoltaik.eu/photovoltaik-ertrag.html
Das ist eine interessante Karte. Da zeigt sich nämlich, wie unglaublich
unsinnig es ist, in Deutschland auf Photovoltaik zu setzen. Der einzige
Grund, warum sich hier sowas lohnt, ist die Subvention durch den Staat.
Und der Rest der Gesellschaft kommt dann für den Profit der
Solarunternehmer und chinesischen Solarzellenhersteller auf.
Hi, >> ein Jahr lang die Stromausbeute gemessen werden > > Was für ein Blödsinn. > Das sagt genau 0,garnix über den Ertrag in den folgenden Jahren aus. > Bevor Du hier mit solchen Kommentaren rumwirfst hättest Du Dich besser informieren sollen. Du bekommst z.B. unter http://www.pv-ertraege.de/pvdaten/sfvpv_main_entry.html einen guten Überblick über bestehende Solaranlagen und siehst anhand der Jahresvergleiche, dass die Gesamtjahresmenge erstaunlich stabil ist. Und eine Messung am Dach sagt sicherlich mehr aus als irgendwelche Programme, die meinen Standort nur ungefähr kennen... >> Wie kann ich es realisieren, dass die Solarzelle immer mit ihrer >> Nennspannung betrieben wird? > > Noch grösserer Unsinn. Bei Nennspannung liefert die Solarzelle 0 Strom. > Soso, schon mal was von Leerlaufspannung gehört? Wohl nicht, denn genau dort ist der Strom 0. Eine Zelle liefert ihre Nennleistung bei einer bestimmten Nennspannung, und die liegt oft im Bereich von 17-18V. Bitte erkläre mir, was daran Unsinn sein soll! Bevor Du wieder sowas schreibst schaue bitte in die Datenblätter von Solarmodulen! Es ist ja schön, wenn das Thema interessiert, warum Du allerdings der Meinung bist, mit Wörtern wie Blödsinn und Unsinn herumschmeißen zu müssen, ist mir schleierhaft! Gruß,
Hallo Oliver,
Wenn Du zum Testen was kleines brauchste, lann ich Dir nur den
*Linear Technology LT3652*
empfehlen, welcher ein kleiner kompakter MPPT für ein Modul bis
25W ist. Er kann Batterien wie BleiGel, NiMH, LiPoly oder Li+
mit bis zu 2A laden. Ein riesiger Artikel dazu war im LT Journal
welches ich regelmäßig zugesendet bekomme.
Ich btte Dich, MaWin zu ignorieren, denn ein Solarmodul ist für
NENNSPANNUNG also in den meisten Fällen 17,4V ausgelegt und
bringt bei dieser Spannung den HÖCHSTEN Wirkungsgrad. MaWin hat
noch nie was von der Leerlaufspannung gehört, welche meistens bei
um die 22V liegt.
Meine Solaranlage wird mit 48 MPPT Wandlern betriebben sprich, ich
verwende pro 230Wp Solarmoudul (70V) einen MPPT betehend aus einem
*National Semiconductor LM5116* und einem SiLabs 8051C502 welchen
ich aber gegen einen Cortex M0 *NXP LPC11C24* austauschen möchte.
Wirkungsgrad liegt bei über 96%
Grüße
Michelle
> Ich weiss zwar nicht genau, wie die Wechselrichter zur
> Stromeinspeisung die Solarzellen betreiben, aber ich
> stelle mir vor, dass die Zellen immer mit ihrer Nennspannung
> betrieben werden. Das sind bei vielen Modulen so 17-18V.
Ja, das alles ziemlich verwirrend...
> Test-Solarzelle (5-10Wp) ein Jahr lang die Stromausbeute gemessen
Wp heißt was
> Ich weiss zwar nicht genau, wie die Wechselrichter zur
> Stromeinspeisung die Solarzellen betreiben,
Die Zellen sind der Generator, sie werden nicht betrieben,
sie betreiben
> ..ein regelbarer Lastwiderstand, der die Spannung an der
> Solarzelle konstant hält
Macht der PV-Hersteller das auch so bei seinen technischen Angaben?
Wenn es so viele Unklarheiten gibt, beseitige sie zuallererst und lass
den überflüssigen "Versuch" mit dem Testen eines Witzlings-Moduls.
Ein informativer Test wäre mit einem Modul durchzuführen, wie es später
auch für die Pflasterung des Daches genommen wird.
Erst einmal danke an alle, die etwas Substanzielles zu dem Thema beigetragen haben! MPPT ist schon einmal ein gutes Stichwort. Es gibt zwar auch viele andere (ineffizientere) Solarregler, aber MPPT scheint momentan Stand der Technik zu sein. Bei meiner Versuchsanordnung müsste ich also den Strom so regeln, dass die Solarzelle immer im MPP betrieben wird (bitte, bitte keine überflüssigen Klugscheißereien darüber, wer hier wen betreibt!). Einen DC-DC-Wandler würde ich bei meiner Versuchsanordnung auch nicht benötigen, da die gewonnene Energiemenge (und jetzt bitte auch keine Klugscheißereien darüber, dass man Energie nicht erzeugen und vernichten kann...) nur wieder in Wärme umgewandelt werden muss. Bei diesem Projekt geht es vor allen Dingen um den Spaß am Basteln und um das Verständnis der aktuellen Technik. Den LT3652 werde ich mir auf jeden Fall mal ansehen. Grundsätzlich stehe ich der ganzen Solargeschichte auch skeptisch gegenüber (sonst hätte ich ja schon so'n Ding auf dem Dach), falls aber die Preise doch noch rapide fallen, dann hätte man schon einmal eine Datengrundlage. Gruß,
Den Versuch finde ich eine gute Idee! Besonders solltest du aber auf die Verschattung des Daches achten. Normalerweise werden mehrere Solarzellen in Reihe zu einem Strang verschaltet. Mit einer Strangspannung von i.d. Regel 175..440V geht es dann zum Wechselrichter, der auch den MPP-Tracker enthält. Wenn auch nur eine Zelle eines Strangs im Schatten liegt beeinträchtigt das die Leistung des ganzen Strangs. Von Kaminen und anderen Schattenspendern sollte man daher Abstand halten. Am Besten wäre es, wenn du in deinem Probejahr die Verschattung durch Nachbargebäude etc. zu verschiedenen Uhr- und Jahreszeiten skizzierst. Wenn du verschiedene Dachneigungen hast, z.B. wegen einer Schleppgaube, brauchen Zellen unterschiedlicher Neigung jeweils einen eigenen Strang.
Angehängte Dateien:
-
Curvetracer_in_the_sun.jpg
440 KB
Ich glaube, ich habe genau das, was Sie brauchen. Hier ist meine Solarzelle Kennlinienschreiber mit maximum power point messung usw: http://www.avdweb.nl/arduino/solar-cell-curvetracer.html
Autor: Tilo Renz (joey5337) Datum: 21.04.2011 09:44 Das ist ganz wichtig! Wurde in München bei BMW zuerst nicht beachtet, dass der Olympiaturm Schatten wirft. Danach wurde an jedes einzelne Modul ein MPPT eingebaut. Hat jemand einen Link auf diese Geschichte? Ich glaube, ST war beteiligt.
Und noch was: > Ich btte Dich, MaWin zu ignorieren, denn ein Solarmodul ist > für NENNSPANNUNG also in den meisten Fällen 17,4V ausgelegt > und bringt bei dieser Spannung den HÖCHSTEN Wirkungsgrad. > MaWin hat noch nie was von der Leerlaufspannung gehört, welche > meistens bei um die 22V liegt. MaWin, fällt Dir eigentlich nicht auf, wie oft Du Quark erzählst und andere Leute verunsicherst? Ich bitte Dich, in Zukunft nur noch zu Themen zu posten, wo Du Dich 100% auskennst.
Hallo Oliver, es gibt verschiedene Ansätzte den Ertrag einer Anlage im Voraus zu ermittteln. Es gibt zum einen den Ansatz eine Simulation zu machen, die beliebig komplex werden kann (Verschattungsanalyse,Wetterdaten,etc). Der zweite Weg ist eine Messung über einen längeren Zeitraum. Ein Jahr ist eigentlich zu wenig, da es erhebliche Schwankungen im Ertrag zwischen den Jahren gibt. Zur eigentlichen Messung: Wenn Du die Einstrahlung messen willst, reicht es den Kurzschlußstrom einer Zelle oder eines Modules zu messen, der ist proportional zu Einstrahlung. Außerdem mußt du die Temperatur des Solarmoduls messen, da die Leistung temperaturabhänig ist. Für die Messung ist wichtig, daß Du dein Meßmodul irgendwie kalibrierst, ansonsten macht die Messung keinen Sinn. Es gibt übrigens fertige Geräte die du aufs Dach schraubst und die dir ein Jahr lang die Einstrahlung aufzeichnen. Gruss
Woran auch zu denken ist: Leistungseinbußen durch Algenbewuchs, Vogelschiß, Ruß, Pollen und Trübung des Glases. So ein Fleck kann den Ertrag eines ganzen Strings zu nichte machen, da der MPPT zurückregelt. Ohne Regler besteht die Gefahr von HotSpots (starke Erhitzung der abgeschatteten Zelle durch negative Spannung). http://de.wikipedia.org/wiki/Hot_Spot_(Photovoltaik) Beim Reinigen auf niedrigen Anpressdruck achten, sonst produziert man Mikrokratzer, an denen der zukünftige Dreck noch besser haftet.
> Ich bitte Dich, in Zukunft nur noch zu Themen zu posten, > wo Du Dich 100% auskennst. ...sagt Vollhonk eProfi. Demnach solltest du dich ganz vom Forum fernhalten. Es bleibt dabei: Ein Modul für 17-18V Nenspannung, welches so betrieben wird, daß der Stromertrag bei 17-18V Klemmenspannung (also so, als ob ein 17-18V voller Akku angeschlossen wäre) über die Zeit summiert wird, bringt keinen relevanten Ertrag und keinen Vergleichswert mit dem dann die Sonnenleistung für spätere PV- Installationen abgeschätzt werden kann. Man müsste, wenn man schon unter konstanter Spannung misst, mit maximal 15V (12V Akku voll + Diode) messen, denn dafür sind die 17-18V Module ausgelegt.
Ein typisches Modul zum Laden von 12V Blei-Akkus hat 36 Zellen, damit kommt man unter STC-Bedingungen(25°C) auf ca. 18V MPP-Spannung (Nennspannung ist ein eher ungewöhnlicher Begriff bei Solarmodulen). Unter normalen Betriebsbedingungen erwärmt sich ein Modul aber auf 70-90°C, dadurch fällt die MPP-Spannung auf ca. 14V, reicht also gerade, um einen 12V Akku zu laden. Die 0,2V der Schottky-Diode fallen kaum ins Gewicht.
@MaWin im wahren Leben musst du doch jeden Tag auf die Fresse bekommen, oder? Tut das nicht weh mit der Zeit?
der ist schon gut abgehärtet und einen baseballschläger hat man nicht immer dabei... ;-) SCNR
Der Nutzen einer kleinen "Test-Solarzelle" ist mehr als fraglich. Echte Anlagen bestehen aus vielen Modulen. Diese werden in "Strings" in Reihe geschaltet, möglichst soviele wie die max. Leerlaufspannung noch am zugehörigen Wechselrichter zulässig ist. Das sind z.B. 650 Volt. Profimodule (180 Watt, 200 Watt) haben typischerweise Leerlaufspannungen > 32 Volt, dann also ca. 16-18 Module pro String. Die "MPP" Spannung liegt im Bereich von > 24 Volt. Extrem wichtig ist es -wie schon beschrieben- daß keine Abschattungen durch Bäume, Schornsteine etc. auftreten, denn dann geht die Leistung des kompletten Strings extrem zurück. Zusammenfassend macht es mehr Sinn, sich verschiedene Berechnungsprogramme anzusehen, auch Hersteller-unabhängige (die möglicherweise leicht "geschönt" sind). Oder noch besser: Jemand fragen, der am betreffenden Ort bereits eine Solaranlage betreibt (vergleichbarer Grösse und Technologie).
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