Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hocheffiziente kleine Solarzellen


von Fabian P. (Firma: wiki.flowerhouse.at) (tropaion)


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Hallo Community,

ich suche kleine Solarzellen mit hoher Effizienz und in einem kleinen 
Preisbereich. TASCs sind für Normverbraucher leider nicht leistbar und 
auch schwer zu bekommen.

Die nächste Stufe in Hinsicht auf Effizienz sind dann monocrystaline 
Solarzellen, wo ich auch welche gefunden habe/hätte.

http://de.aliexpress.com/item/24-125mm-Sunpower-Solar-Cell-5x5-max-3-55W-high-efficiency-125mm-Monocrystalline-solar-cells-10pcs/32430444703.html?detailNewVersion=2&spm=2114.10010108.1000013.8.oL5kAZ

Das Problem bei diesen Solarzellen ist leider zu groß sind und einen 
Laser zum schneiden habe ich nicht.

Kennt jemand einen Shop wo ich effiziente (~20-24%) "leistbare" 
monocrystaline Solarzellen in der größe/Bauart wie auf dem Bild 
herbekomme?

Bin schon seit Tagen auf der Suche, jedoch finde ich kaum etwas 
brauchbares.

Vielen Dank und Mfg,
Tropaion

: Verschoben durch Admin
von APW (Gast)


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Suche mal nach "IXYS SolarBit"

von Korbi G. (Firma: Möhrchenzucht) (korbinian_g53)


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Wie groß sollen die sein? Hat das Kabel 0,2 mm Durchmesser - oder 0,2 m?

von Mani W. (e-doc)


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Fabian P. schrieb:
> Kennt jemand einen Shop wo ich effiziente (~20-24%) "leistbare"
> monocrystaline Solarzellen in der größe/Bauart wie auf dem Bild
> herbekomme?

Wohl kaum, da Du mit üblichen 14 - 16 Prozent rechnen musst...

von Fabian P. (Firma: wiki.flowerhouse.at) (tropaion)


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APW schrieb:
> Suche mal nach "IXYS SolarBit"

Vielen Dank, das hilft mir schon mal sehr weiter!

von Fabian P. (Firma: wiki.flowerhouse.at) (tropaion)


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Ich hätte noch zwei kurze Fragen zu denn IXYS-Zellen.

Es gibt zwei Serien, SolarBit und SolarMD, wo ist der Unterschied?
Die Beschreibung bei beiden Serien ist gleich.

Und, in der Tabelle steht unter "Status" "Phase out/Obsolete" oder 
"Active Part", was ist der Unterschied?

Ich lese mich gerade sehr in das Thema "Laden von LI-ION und LI-PO Akkus 
via Solarzellen" ein und wäre wenn mir jemand gute Quellen bzw. Seiten 
dazu sagen kann.

Vielen Dank und Mfg,
Tropaion

von Alex W. (Gast)


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Sehe ich das richtig? Wird das ein CubeSat-Projekt?

von Fabian P. (Firma: wiki.flowerhouse.at) (tropaion)


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Ja, das siehst du richtig und ich hoffe das nach diese Aussage jetzt 
kein Shitstorm kommt.

Soll meine Abschlussarbeit für nächstes Jahr werden, Konstruktion der 
Struktur, Stromversorgung und Magnettorquer Lageregelung als 
Low-Cost-Variante.

Mfg,
Tropaion

von Alex W. (a20q90)


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Nein, kein Shitstorm!

http://www.digikey.com/product-detail/en/ixys/SLMD121H04L/SLMD121H04L-ND/3463124

http://www.mouser.de/ProductDetail/IXYS-Integrated-Circuits/CPC1822N/?qs=sGAEpiMZZMtWNtIk7yMEsRa1zkU6xfBM3AMyfRy%252b8so%3d

Beachte die CubeSat-Spezifikation! Wenn du Akkus verbaust, müssen diese 
Vaccuumfähig sein. SAFT bietet sowas an. Du kannst auch die Akkus in 
einem Rohr eingießen.

von Fabian P. (Firma: wiki.flowerhouse.at) (tropaion)


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Alex W. schrieb:
> Nein, kein Shitstorm!

Super! ;)
Leider gibt es das hier etwas öfter, wenn man sich zu weit aus dem 
Fenster lehnt.

Alex W. schrieb:
> Beachte die CubeSat-Spezifikation! Wenn du Akkus verbaust, müssen diese
> Vaccuumfähig sein. SAFT bietet sowas an.

Gut zu Wissen! Ich weiß zwar, das die Vacuumfähig sein müssen, hatte 
aber kaum welche gefunden!

Alex W. schrieb:
> 
http://www.mouser.de/ProductDetail/IXYS-Integrated-Circuits/CPC1822N/?qs=sGAEpiMZZMtWNtIk7yMEsRa1zkU6xfBM3AMyfRy%252b8so%3d

Für was soll diese Diode sein? Oder verstehe ich da gerade etwas falsch?
Soll das als Sonnensensor gedacht/gemeint sein?
https://de.wikipedia.org/wiki/Sonnensensor

Ich bin eh auf der Suche nach passenden Sonnensensoren für die 
Postitionserkennung.

Kennst du dich in dem Bereich aus? Kann ich dir per PN evtl. ein paar 
Fragen stellen?

Vielen Dank und Mfg,
Tropaion

: Bearbeitet durch User
von Marc H. (marchorby)


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Da gibts ein Datenblatt dazu:
http://www.mouser.com/ds/2/205/CPC1822-11351.pdf

"The CPC1822 is a monolithic photovoltaic string of
solar cells with switching circuitry."

WTF? Eine Solarzelle mit Spannungsregler...

Die Teile machen bei 6000lx 4,2V und 50uA. Die haben also eine 
Konstantspannungsregelung eingebaut. Könnte man nutzen um einen uC bei 
Sonnenlicht direkt zu versorgen, falls der Rest zu wenig "Dampf" hat.
Da gibts aber bestimmt noch andere Sachen im SO-Gehäuse.

Der Rest (bei Digikey) ist eine lötbare Solarzelle (SMD-Bestückbar).

von Alex W. (a20q90)


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Hi,

du kannst mal bei http://www.cubesatshop.com/ vorbei schauen. Die LPs 
sind preislich zwar Wahnsinn, aber bei einem eigenen Design kommst 
natürlich günstiger weg. Bedenke das die Leiterplatte ein 
Lötstopplaminat haben muss, das im Vakuum nicht ausgast.

von Fabian P. (Firma: wiki.flowerhouse.at) (tropaion)


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Ich kenne denn Shop, aber inwiefern soll mir der helfen?

Die Preise sind Wahnsinn für Privatperson und Schüler. Und der Sinn von 
dem Projekt ist ja, etwas selbst zu entwickeln.

Danke und Mfg,
Tropaion

von Alex W. (a20q90)


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Fabian P. schrieb:
> Ich kenne denn Shop, aber inwiefern soll mir der helfen?

Nur anschauen wie es die Anderen gemacht haben! Das hilft immens weiter.
Ich hab leider die Unterlagen nicht hier, aber wir haben uns damals nur 
angeschaut wie es die Anderen gemacht haben.

von Hp M. (nachtmix)


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Alex W. schrieb:
> Bedenke das die Leiterplatte ein
> Lötstopplaminat haben muss, das im Vakuum nicht ausgast.

Bricht andernfalls das Vakuum des Weltraums zusammen?



P.S.:

Fabian P. schrieb:
> in der Tabelle steht unter "Status" "Phase out/Obsolete" oder
> "Active Part", was ist der Unterschied?

Das  Erste bedeutet, "veraltet, demnächst nicht mehr lieferbar", das 
zweite ist das aktuell zu verwendende Teil.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Fabian P. schrieb:
> Ich bin eh auf der Suche nach passenden Sonnensensoren für die
> Postitionserkennung.

Falls du Lageeerkennung meinst: Es kommt drauf an, wie genau es sein 
soll. Eventuell reicht schon die Auswertung der Solarzellenströme, falls 
die rundum angeordnet sind. Oder ein kleines Kameramodul ...

von Fabian P. (Firma: wiki.flowerhouse.at) (tropaion)


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Alex W. schrieb:
> Nur anschauen wie es die Anderen gemacht haben!

Gut, da stimme ich dir zu, ein paar Dinge haben mir schon geholfen. Nur 
leider gibt es bei denen nicht sehr viele Angaben.

Hp M. schrieb:
> Das  Erste bedeutet, "veraltet, demnächst nicht mehr lieferbar", das
> zweite ist das aktuell zu verwendende Teil.

Vielen Dank!

Wolfgang schrieb:
> Eventuell reicht schon die Auswertung der Solarzellenströme, falls
> die rundum angeordnet sind. Oder ein kleines Kameramodul ...

Die Solarzellenströme hätte ich sowieso Ausgewertet, aber ein 
Kameramodul möchte ich nicht verwenden. Ich hätte eher auf hinsicht der 
Magnetorquerlageregelung an eine Positionserkennung gedacht.

Alex W. schrieb:
> Ich hab leider die Unterlagen nicht hier, aber wir haben uns damals nur
> angeschaut wie es die Anderen gemacht haben.

Hast du schon einmal einen CubeSat entwickelt?
Wäre es möglich, das wir in Kontakt treten? Ich bin eh auf der Suche 
nach einer erfahrenen Person.

von Space Involved Explorer (Gast)


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Solarzellen mit >20%... Da fallen mir die Sunpower C60 (oder die etwas 
uneffizienteren A300, B50 und C50) Zellen ein. Bei Berlin gibt es eine 
Firma, die ein eigenes Verfahren zum Schneiden von Solarzellen hat 
EnergyOfTheSun oder so (ehemals Q-mo Solar)...

Die hatten mal gedrittelte C60 Zellen die dann noch rund 1,1W bei ~22% 
hatten.

Sonst in sachen Space Solar kennst du dann vermutlich schon die Azur 
(3G30), CESI (CTJ30) [beide aus der EU - ITAR Free ;-) - der Kenner weiß 
was das bedeutet], Emcore (ATJ, BTJ oder ZTJ) und Spectrolab (UTJ oder 
XTJ) Tripple Junction Zellen?
Auch Sharp und Panasonic haben schon TJ Zellen zur Erprobung an JAXA 
Versuchträger geschraubt.

Auf dem TET Sateliten der DLR vor ein paar Jahren waren auch Dünfilm 
Solarzellen zur erprobung auf einem Versuch...

Möglichkeiten gibt es viele :-)

Von wo kommst du?

von Fabian P. (Firma: wiki.flowerhouse.at) (tropaion)


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Spectrolab und Emcore kenne ich, ja. Aber die sind viel zu teuer.

Ich komme aus Österreich, Umgebung Linz, wieso?

Danke und Mfg,
Tropaion

von Space Involved Explorer (Gast)


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Fabian P. schrieb:
> Ich komme aus Österreich, Umgebung Linz, wieso?

ich wollte sehen, ob da nicht die eine oder andere "involvierte" Firma 
in der Nähe sitzt... ;-)

von Fabian P. (Firma: wiki.flowerhouse.at) (tropaion)


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Space Involved Explorer schrieb:
> EnergyOfTheSun oder so (ehemals Q-mo Solar)

Konnte nichts dazu finden, bis darauf, das die Konkurs haben/hatten.
Die IXYS-Zellen klingen eh schon mal gut, die sind auch klein genug um 
selbst ein Array zu machen. Jedoch bekommt man bei 5V bei der kleinen 
Bestrahlungsfläche des Satelliten nur sehr wenig Leistung heraus.

http://ixapps.ixys.com/family.aspx?i=78

Space Involved Explorer schrieb:
> in der Nähe sitzt... ;-)

Schön wäre es, ich kenne jedenfalls keine.

Kannst du mich vielleicht mit etwas Know-How unterstützen?

Danke und Mfg,
Tropaion

: Bearbeitet durch User
von Space Involved Explorer (Gast)


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Fabian P. schrieb:
> Konnte nichts dazu finden, bis darauf, das die Konkurs haben/hatten.

Da hat sich doch der Feherteufel eingeschlichen...
Nicht EnergyOfTheSun, sondern ReturnOfTheSun...
http://www.returnofthesun.de/

Zu den solltest du mal Kontakt aufnehemen

von Fabian P. (Firma: wiki.flowerhouse.at) (tropaion)


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Werde ich mir ansehen.

Ich gerade auf der Suche nach Vakuumfähigen Akkus, leider wird das in 
keinem Datenblatt angegeben. Kennst du Quellen?

von Space Involved Explorer (Gast)


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Jup :)
Ich kenne da so einige...

Such mal nach Surrey Cubsats oder Gomspace ;-) Amsat-DL nehmen bis heute 
noch NiMh Zellen - mit Erfolg. ABSL nimmt 18650 Zellen von Sony und die 
NASA hat mal mit A123 versuche gemacht. Sonst gibt es u.A. noch Quallion 
die ganze Zellen entwickeln die u.A. 0V Storage überleben...

Es gibt da so viele Infos zu.

Fabian P. schrieb:
> Ich gerade auf der Suche nach Vakuumfähigen Akkus, leider wird das in
> keinem Datenblatt angegeben

Das musst du alles selber Qualifizieren... Alleine das ist mindestens 
einen Bacherlor Wert...

von Fabian P. (Firma: wiki.flowerhouse.at) (tropaion)


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Space Involved Explorer schrieb:
> NiMh Zellen - mit Erfolg

Bin ich auch am überlegen, ist für ein Low-Cost-Projekt besser geeignet.

Space Involved Explorer schrieb:
> Das musst du alles selber Qualifizieren... Alleine das ist mindestens
> einen Bacherlor Wert...

Das glaube ich dir sofort.

Habe heute ein paar Antworten von Firmen in Bezug auf TJs bekommen.

Mindestbestellwert 4k€. Fällt sofort weg, ich denke ich werde Richtung 
IXYS gehen, die sind eh nicht schlecht.

von Space Involved Explorer (Gast)


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Fabian P. schrieb:
> Mindestbestellwert 4k€. Fällt sofort weg, ich denke ich werde Richtung
> IXYS gehen, die sind eh nicht schlecht.

Wie willst du denn den Launch bezahlen, wenn du jetzt schon so knauserig 
bist?

Fabian P. schrieb:
>> NiMh Zellen - mit Erfolg
>
> Bin ich auch am überlegen, ist für ein Low-Cost-Projekt besser geeignet.

Du must dir bei deinem Orbit auch die Anzahl der Lade/Entladezyklen mal 
veranschaulichen!
Bei ~90min Orbit hast du 16 Lade/Entladezyklen pro Tag - also über 110 
Pro Woche und ~500 Pro Monat... Wie lange soll dein Satellit leben?
Ich habe schon Cubesats gesehen, die mit A123 - 18650 Zellen gebaut 
wurden da diese laut Datenblatt schon 2000 Zyklen bei >80% DOD 
erreichen. Einige LiPoly machen nur einige wenige Hundert mit und bei 
NiMh hast du den Memory Effekt...

Meksde? Dat is schwere Kost ;-)

von Fabian P. (Firma: wiki.flowerhouse.at) (tropaion)


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Space Involved Explorer schrieb:
> Wie willst du denn den Launch bezahlen, wenn du jetzt schon so knauserig
> bist?

Ein Launch ist vorerst sowieso nicht geplant. Und grundsätzlich bin ich 
nicht knauserig, ich habe nur kein Geld. Ist halt so wenn man 
Vollzeitschüler ist. Ich "verdiene" 100€ im Monat...

Außerdem soll es ja ein Low-Cost Projekt werden, damit es für 
Privatpersonen interessant wird.

Space Involved Explorer schrieb:
> Du must dir bei deinem Orbit auch die Anzahl der Lade/Entladezyklen mal
> veranschaulichen!

Ja, da bin ich ja am überlegen. Ich rechne mich da gerade durch, 
Ladzyklen, Solarleistung,...

Space Involved Explorer schrieb:
> Meksde? Dat is schwere Kost ;-)

Das wusste ich vorher schon, das das nicht einfach ist. Aber ich bin 
trotzdem überzeugt, das ich das schaffen kann, ich beschäftige mich ja 
auch nicht erst seit ein paar Tagen mit dem Thema, da dieser Bereich 
auch mein Wunschstudium und Arbeitsplatz ist.

von Space Involved Explorer (Gast)


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Fabian P. schrieb:
> Ja, da bin ich ja am überlegen. Ich rechne mich da gerade durch,
> Ladzyklen, Solarleistung,...

Vergiss nicht, das du ggf. auch Energie zum aufheizen brauchst bevor du 
deine Batterien laden kannst - nicht jede Batterie-Chemie will deutlich 
unter 0°C geladen werden. Ich kenne eigentlich nur für diese Anwendung 
optimierte Chemien, die das unter 0°C zulassen. Und wenn dein Cube 200 
Gramm Batterien hat und du die mit 1-2 W um 20 bis 40°C erwärmen 
müstest, dauert das so seine Zeit.

Allgemein solltest du auch auf die Bauteil Auswahl achten. Storage Temp 
kann je na Zustand deutlich unter -40°C liegen - da schrumpft schon mal 
ein Epoxy-IC-Housing (ich denke das du keine hermetisch dichten Ceramiks 
verwendest ;-) ) und wenn das passiert sind Bondigdrähte der ICs auch 
schnell abgerissen.

Ich habe von versuchen auf der ISS gelesen, bei der man bei unbepowerten 
Geräten auf der Schattenseite im Vakuum -60°C gemessen hat. Das sollte 
bei einer Sorgfältigen Auswahl der Bauteile aber zu schaffen sein ;-)

von Fabian P. (Firma: wiki.flowerhouse.at) (tropaion)


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Ja, das mit denn Batterien ist mir bewusst, ich sehe da zwei 
Möglichkeiten wobei ich mir nicht sicher bin, welche sinnvoller ist.

1. Während der Dunkelheit/Entladezeit auf Entladetemperatur halten und 
früh genug wieder aufheizen oder

2. durchgehend auf ladetemperatur halten.

Warum verwendet man eig. nicht die Energie der Sonne um zu heizen oder 
wurde das eh schon einmal gemacht?

Zum Thema IC Temperaturauslegung konnte ich leider noch nicht sehr viel 
finden. Temperatur im Weltall ist ja auch kein einfaches Thema. Kennst 
du da was gutes?

Sollte man bei der Solarleistung eig. die Albedo-Strahlung auch 
berücksichtigen?

Bis jetzt habe ich nur das Worst Case Szenario der Sonnenssolarleistung 
berechnet.

Danke und MFG,
Tropaion

von Space Involved Explorer (Gast)


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Wenn du es so willst: Alles was direkt der Sonne ausgesetzt wird ist zu 
heiß und muss aufwändig gekühlt werden - und alles was verschattet ist, 
ist zu kalt. Wärmen ist aber einfacher als kühlen, wennm an Energie hat 
- dafür kann man die Wärme nur sehr aufwändig per Infrarot an das Vakuum 
abgeben.

Satelliten machen es in der Regel so, das nur die Solarpanel zur Sonne 
ausgerichtet sind und der Rest liegt im Schatten.

Aufheitzen kann man u.A. durch die elektrischen Verluste der Baugruppen 
oder aktiv durch Heizelemente.

Fabian P. schrieb:
> Albedo-Strahlung

Nun, die ISS ist weiß - hat wohl seinen Grund ;-)
Satelliten werden gerne in matalisirtes Kapton gehüllt um Sonne zu 
refelktieren - warum wohl ;-)
Infrarotabstrahler sind schwarz und im Schatten... ;-)

Dein Cube wird vermutlich über keine möglichkeit des erweiterten 
thermalen Managements verfügen und vermutlich sogar noch nicht einmal 
eine Lagenregelung haben, oder?

Thermal Management ist sogar einen Master wert ;-)

von Fabian P. (Firma: wiki.flowerhouse.at) (tropaion)


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Also ein erweitertes Thermales Management wäre jetzt nicht geplant 
gewesen, obwohl, glaube icb, viele auch ohne auskommen oder liege ich da 
jetzt falsch?
Vor allem, da ich nur relativ schwache Solarzellen verwenden kann, muss 
ich mit weniger auskommem - mal grob gesagt.

Ein Magnettorquer wäre aber schon geplant gewesen.

von Space Involved Explorer (Gast)


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Fabian P. schrieb:
> Ein Magnettorquer wäre aber schon geplant gewesen.

Nur einer? Nicht drei + Redundanz?

Fabian P. schrieb:
> Also ein erweitertes Thermales Management wäre jetzt nicht geplant
> gewesen, obwohl, glaube icb, viele auch ohne auskommen oder liege ich da
> jetzt falsch?


Aber du solltest dir das zumindest zu gemüte führen! -> Du hast von der 
Albedo-Strahlung gesprochen ;-)
by the way... Decken nicht die Solar-Zellen alle Seiten möglichst 
vollflächig ab?

Fabian P. schrieb:
> Vor allem, da ich nur relativ schwache Solarzellen verwenden kann, muss
> ich mit weniger auskommem - mal grob gesagt.

Das hilft dir nur nicht gegen die Erwärmung durch die Sonne...

von Fabian P. (Firma: wiki.flowerhouse.at) (tropaion)


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Space Involved Explorer schrieb:
> Nur einer? Nicht drei + Redundanz?

Ja, drei. Redundanz, weis ich noch nicht.

Space Involved Explorer schrieb:
> Solar-Zellen alle Seiten möglichst
> vollflächig ab?

Ja, hatte ich jedenfalls vor. Bis auf evtl. Sonnensensoren für ungefähre 
Positionserfassung. Trotzdem möchte ich berechnen, wie viele ~Energie 
produziert wird.

Space Involved Explorer schrieb:
> Das hilft dir nur nicht gegen die Erwärmung durch die Sonne...

Das ist mir durchaus bewusst.

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