Hallo Leute,
ich weiß in etwa, wie ein MPPT bei Solarzellen funktioniert und weiß das
dies ziemlich dynamisch ist und u.A. von der Lichtintensität und der
Temperatur abhängig ist.
Jetzt gibt es aber auch "Shuntregler". Die sind wesentlich simpler
aufgebaut und können soweit ich das jetzt laienhaft einschätzen kann
auch nicht auf die zuvor genanten Einflüsse regeln. Sehe ich das
richtig, das da nur ein ungefährer effektivster Arbeitspunkt festgelegt
wird - also das ganze auf den Idealfall ausgelegt wird - und der Rest...
who cares?
Also der Shunt-Regler beeinflusst nicht das Ladeverhalten, er glänzt
dabei mit fast 0% Verlusten weil er erst eingreift, wenn der Akku voll
ist.
Der direkte Ladevorgang, Solarzelle über Diode an Akku, wird nicht für
den Idealfall ausgelegt, denn dann hat man sowieso genug Leistung und er
ist selten, sondern auf die Optimierung des Durchschnitts, daher 18V
Zellen für 12V Akkus, weil man weiss dass selbst MPP das kaum noch
verbessern kann.
Wer natürlich Solarzellen nach Norden über einem 100 GradC warmen Ofen
montiert, müsste es anders auslegen, dafür ist der Durchschnitt nicht
berechnet, dann bekämpft MPP wieder die Fehlauslegung.
Danke für die Erklärung!
Und wie läuft das ab, wenn man keinen Akku laden möchte sondern eine
geregelte Spannung von z.B. 12V Bereit stellen will. Dann wird ja der
Shunt immer dann aktiv, wenn "zu wenig" Verbrauch an dieser 12V ansteht,
oder? -> Ich hab bei meinen Recherchen auch gelesen, das Shuntregler die
bevorzugte Art bei Satelliten sind. Wenige Bauteile, recht robust und
Langzeitstabil. Und eben bei den Satelliten gibt es auch Regler, die ein
paar kW leisten können :
http://www.space-airbusds.com/en/equipment/geo-medium-power-pcu-50v.html
je nach Ausbaustufe 2-5kW finde ich echt enorm.
Da gehen wohl nur die Begriffe durcheinander.
Ein Solarregler hat immer einen Shunt, der den Akku vor Überladung
schützt.
Bessere haben zusätzlich noch MPPT. "Shuntregler" ist nur eine Erfindung
der Marketingabteilung. Klingt halt besser als "ohne MPPT".
> wenn man keinen Akku laden möchte
Da nimmt man keinen Laderegler.
Du musst den Strom einer Solarzelle nicht verbrauchen. Nimmts du den
Strom nicht ab, steigt einfach die Spannung. Bei Bleiakkus ist ein Shunt
am einfachsten. Du kannst statt dessen auch einen Verbraucher
anschliessen, der die höhere Spannung verträgt.
> Ich denke, der "Shunt" dieser Technik muss nicht zwangsweise ein> Widerstand sein
Normalerweise nimmt man da einen Kurzschluss. Ist am einfachsten. Da
wird die überflüssige Leistung in der Solarzelle verheizt. Die Zelle
begrenzt den Strom.
Beide Extreme funktionieren: Entweder nur den Strom abnehmen, den du
wirklich brauchst und die Schaltung vor der hohen Spannung schützen.
Oder halt kurzschleissen. Nimmst du einen Widerstand, musst du irgendwie
die Wärme wieder loswerden.
Noch einer schrieb:> Normalerweise nimmt man da einen Kurzschluss. Ist am einfachsten. Da> wird die überflüssige Leistung in der Solarzelle verheizt.
In der Zelle wird annähernd nichts verheizt, denn im Kurzschluss ist die
Spannung null, damit auch die Leistung, egal, wie hoch der
Kurzschlussstrom ist.
Schöne Ostern,
Walter
Tüddel schrieb:> Dann wird ja der Shunt immer dann aktiv, wenn "zu wenig" Verbrauch an> dieser 12V ansteht, oder?
Ohne Akku keine Speicherung sondern nur genau so viel Power wie die
Schaltung aktuell braucht. Zu wenig Sonne: Schaltung aus. Mehr Sonne:
Rest ungenutzt im Shuntregler verbraten.
MPP: Unsinnig, niemand braucht die maximum power wenn die Schaltung mit
soundsoviel power auskommt.
> In der Zelle wird annähernd nichts verheizt
Andere Betrachtungsweise: Bei Kurzschluss heizen 100% der Sonnenenergie
die Zelle auf. Wenn du den Strom abnimmst, heizen nur 80% der
Sonnenenergie die Zelle.
Walter schrieb:> In der Zelle wird annähernd nichts verheizt, denn im Kurzschluss ist die> Spannung null, damit auch die Leistung, egal, wie hoch der> Kurzschlussstrom ist.
Und wo soll sonst die Energie bleiben, die von den Zellen absorbiert
wird? Die Zellen werden zwangsläufig heiß und die von den Zellen
absorbierte Energie wird als Wärmestrahlung und per Konvektion
abgegeben.
Der Energieerhaltungssatz gilt auch für Solarzellen.
Noch einer schrieb:> Andere Betrachtungsweise: Bei Kurzschluss heizen 100% der Sonnenenergie> die Zelle auf. Wenn du den Strom abnimmst, heizen nur 80% der> Sonnenenergie die Zelle.Sun schrieb:> Na dann zeichne mal das Ersatzschaltbild einer Zelle (mit Ri).
Oh Wunder, der Ri ist in beiden Fällen identisch und wird vom fast
gleichen Strom durchflossen, egal ob kurzgeschlossen oder die Energie
abgenommen wird.
Und ob eine Solarzelle, deren Strom nicht abgenommen wird, wärmer wird,
ist egal, denn der Wirkungsgrad interessiert dann niemanden.
> Oh Wunder, der Ri ist in beiden Fällen identisch
Das ist kein Wunder, das ist Newtons Prinzip der mathematisch fundierten
Naturphilosophie.
Ri wurde extra so erfunden, dass Berechnung und Beobachtung
übereinstimmen.
Ein Ersatzschaltbild beweist erst mal gar nichts. Wir haben uns nur dran
gewöhnt. Aus dem Ersatzschaltbild berechnete Vorhersagen treffen
häufiger zu, als die Vorhersagen der Astrologen.
Noch einer schrieb:> Ein Ersatzschaltbild beweist erst mal gar nichts.
Du bleibst also ernsthaft dabei, dass die Zellen zwar die Sonnenenergie
absorbieren, aber nirgends hin abgeben? Oder ist da die vierte Dimension
oder der Äther im Spiel? Oder negative "freie Energie"? Klär uns bitte
auf.
Georg
Sicher bin ich der Meinung, alles was sie an Sonnenenergie absorbieren,
geben Sie als Strom und Wärme wieder ab.
Nur die Agumentation mit dem Ri ist recht schräg. Ri wurde ja extra
dafür erfunden, dass sich mit einem vereinfachtes mathematischen Modell
die abgegebene Wärme berechnen lässt.
Aber ganz egal, ob du es mit der Energieerhaltung oder mit dem
Ersatzschaltbild erklärst - in beiden Fällen ist die Aussage "In der
Zelle wird annähernd nichts verheizt" unhaltbar. Wenn ein 0-Ohm Shunt
(oder gar kein Shunt) nichts verheizt, heizt die Energie die Zelle auf.
Noch einer schrieb:> Nur die Agumentation mit dem Ri ist recht schräg.
Na ja.
Eine Solarzelle produziert Strom (ladungsgetrennte Elektronen) je nach
Lichteinfall.
Lässt man sie unangeschlossen, fliessen diese Elektronen durch die in
Vorwärtsrichtung liegenden Dioden in der Solarzelle.
Schliesst man einen Akku an, fliessen diese Elektronen zum absolut
wesentlichen Anteil nach aussen. Verluste entstehen im wesentlichen
durch den Elektronenfluss am Innenwiderstand.
Schliesst man die Solarzelle kurz, fliessen diese Elektronen auch nach
aussen, ein paar mehr weil die Spannung dort niedriger ist. Verluste
entstehen in genau gleicher Höhe durch den Elektronenfluss am genau
gleichen Innenwiderstand.
Der schlechteste Fall ist also die Solarzelle im Leerlauf, da wird sogar
die produzierte elektrische Energie in der Solarzelle verheizt.
> Der schlechteste Fall ist also die Solarzelle im Leerlauf, da wird sogar
die produzierte elektrische Energie in der Solarzelle verheizt.
Genau über diesen Punkt hatte ich mal mit einem Physiker diskutiert. Der
behauptete, dass die Solarzelle im Leerlauf weniger Energie verheizt und
somit weniger heiß wird.
Kennt jemand eine Literaturstelle dazu oder könnte jemand einen Versuch
machen.
Versuchsaufbau:
An einem sonnigen Tag die Temperatur der Solarzelle mit und ohne Last
messen.
Helmut S. schrieb:> Genau über diesen Punkt hatte ich mal mit einem Physiker diskutiert. Der> behauptete, dass die Solarzelle im Leerlauf weniger Energie verheizt und> somit weniger heiß wird.
Entweder war das kein Physiker oder die Ausbildungskosten waren an ihm
total verschwendet. Solarzellen sind undurchsichtig und reflektieren
kaum, ergo absorbieren sie die gesamte auffallende Sonnenenergie. Davon
wird im Normalbetrieb ein Teil, ca ein Viertel, als elektrische Leistung
abgegeben, der Rest heizt die Zellen auf. Im Leerlauf wird keine Energie
abgegeben, also alles in Wärme umgesetzt, jedenfalls solange noch der
Energieerhaltungssatz gilt. Folglich entsteht im Leerlauf etwa ein
Drittel mehr Wärme.
Ganz sicher reflektieren die Zellen nicht mehr Licht, wenn sie
unbelastet sind, das ist keine Physik sondern Voodoo-Glaube.
Georg
