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Forum: Haus & Smart Home Solar Insel zum PC Betrieb. Planungsfragen - wer kann helfen?


Autor: Rene Munsch (sanduhrgucker)
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Hallo Forum, hallo Solarexperten.

Anspruch: Einen Einplatinencomputer mit großem Monitor Netzunanhängig 
100% Solar betreiben.
Plan:
a) Meinen Tablet-PC(oder einen RasperiPi3 oder ein Smartphone) mit einem 
externen (solargeeigneterem) Akku betreiben
b) die Solarmodule nach und nach Anzahlmässig erhöhen können, um später 
weitere Desktop-Geräte mitzuversorgen.

Problem:
a) Vielleicht habe ich einen grundlegenden Denkfehler drinn. Darum hier 
die ausdrückliche Bitte um (zielbringende oder förderliche) Kommentare.
b) Keine Plan welche Batterie sinnvoll ist, und welche Reihen bzw. 
Parallelschaltungen nötig sind, und ob einfache (welche) Dioden und 
Step-Up Step-Down Module dazwischen müssen.
c) Mein elektrisches Verständnis ist eher rudidemtär und Gundsätzlich 
;-)

Es wäre halt schön, wenn mir jemand den Fahrplan bestätigen könnte, 
damit ich sicher sein kann, das meine Idee und die Basteleien dazu am 
Ende auch funktioniren ;-)



Hier meine Geräte und der "Fahrplan":
Meine Solar-module, den Solar-Ladecontroller und das Tablet incl. 
Leistungsdaten interner Akku und externem Netzteil habe ich als Anhang 
beigefügt.

Ich denke mir mal das die "Energiezeit" weit unter meinen Anforderungen 
liegt (bis zu 17h/Tag), und deshalb der interne Akku des Tabelts nichts 
ausreicht die nötige Energe zu speichern.
Also würde ich den Tabletakku entnehmen, und eine "normale" 12V Solar 
oder Autobatterie einem Step-Down Modul als Energiequelle verwenden, das 
ich an den Ausgang des Solar-Laderegler anschließe.

Zusammengefasst:
Laut Beschreibung des Tablets:
5V bei 2A Netzteil= 10W Verbrauch

+ 17W Verbrauch des Monitors
-----
= 27W Gesamtverbrauch/h * 17h
-----
= 459W/Tag = 38,3A bei 12V
Bei einer Milchmädchenrechnung von 7h Lademöglichkeit durch die Sonne 
(Nachmittagssonne) macht das
65W die ich pro Stunde einfahren müssete.

Da die Angaben der Module sicherlich unter seltenen optimalbedingungen 
gemessen sind, schlechtes Wetter und natürlich die unterschiedliche 
starke ausbeute über den Nutzzeitraum am Nachmittag,
gehe ich also Pi*Daumen mal davon aus, das sie eher 65% der angegeben 
Leistung umsetzen können.
Planen wir also mal 100W Zellen, die dann hoffentlich 65W umsetzen.

Um 100W zusammen zu bringen, müsste ich meine 6V 4,5W Zellen also je 
zwei in Reihe (macht 12V 9W) mal 11 Felder Parallel daneben vernetzenum 
somit 99W zu erhalten oder?
Also 22 Täfelchen insgesamt.

Liege ich da Falsch?

Gruß
Rene´

Autor: ... (Gast)
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> das sie eher 65% der angegeben Leistung umsetzen können.

Realistisch pessimistisch eher 10%. (Wüstenregionen ausgenommen)

Autor: Sascha Weber (sascha-w)
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Hallo,

also das Tablet wird sicher bei weitem nicht 10W brauchen. Das Netzteil 
muss den Akku bei gleichzeitigem Betrieb natürlich in angemessener Zeit 
laden können - daher auch 10W.
Wenn bei Betrieb mit ext. Monitor der Bildschirm aus bleibt (dessen 
Hintergundbeleuchtung der Hauptverbraucher ist) wird das Teil sicher 
unter 2W brauchen.

Wenn du schon eine so große Anzahl an Modulen brauchst - wird es da 
nicht günstiger gleich leistungsfähigere zu verwenden?
Da du davon sprichst später noch Desktopgeräte zu versorgen zu wollen 
gehe ich mal davon aus das das dann mittels Wechselrichter erfolgen 
soll? Je nach Leistungsbedarf währe eine Batteriespannung von 24V dann 
besser geeignet.
Zur Zusammenschaltung der Zellen - man schaltet die i.d.R. zu gößeren 
Spannungen in Reihe um die Verluste in den Leitungen gering zu halten, 
vom Laderegler wird die Spannung dann heruntergesetzt um den Akku zu 
laden.

Sascha

Autor: Conquistador (Gast)
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Im Sommer kommste mit 2 bis 3 100W Panelen und ner 50Ah Batterie damit 
hin. Im Winter in Deutschland brauchste 10x soviele Panele wie im 
Sommer, und die Batterie am besten auch 10x so groß im Winter.

Autor: Igor (Gast)
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Conquistador schrieb:
> Im Sommer kommste mit 2 bis 3 100W Panelen und ner 50Ah Batterie damit
> hin. Im Winter in Deutschland brauchste 10x soviele Panele wie im
> Sommer, und die Batterie am besten auch 10x so groß im Winter.

Mit bloßen Behauptungen kommst du hier nicht durch, also bitte 
vorrechnen.

Autor: Mani W. (e-doc)
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Rene M. schrieb:
> Bei einer Milchmädchenrechnung von 7h Lademöglichkeit durch die Sonne
> (Nachmittagssonne) macht das
> 65W die ich pro Stunde einfahren müssete.

x 1,10 bis 1,15 Ladeverluste...


Im Winter (Nov-Jan) ist in Österreich nur mit ca. 30 KWh/m2
und Monat
zu rechnen, kommt aber darauf an, ob man auf einem Hügel oder
in einer Grube (enges, steiles Tal) wohnt...

Im Sommer (Juni-Aug) kann man mit 165 KWh/m2 und Monat rechnen, und
wieder ist die Frage, wie viele Sonnenstunden tatsächlich herrschen...

Bist Du in extrem nebeliger Gegend, dann wird sich das alles nicht
ausgehen und Du brauchst eine Umschaltung (Ladung) über das Netz
oder Notstromgenerator...

Rene M. schrieb:
> Um 100W zusammen zu bringen, müsste ich meine 6V 4,5W Zellen also je
> zwei in Reihe (macht 12V 9W) mal 11 Felder Parallel daneben vernetzenum
> somit 99W zu erhalten oder?
> Also 22 Täfelchen insgesamt.

Vergiss es und kauf Dir eine gute Solarbatterie bzw. eine für
Antrieb und Beleuchtung...


100 Ah aufwärts und ein 100 - 200 Wattpk Modul

: Bearbeitet durch User
Autor: Timo N. (tnn85)
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http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php#
-> Tab "Stand-alone PV"

Diese Seite lässt dich für deinen Standort und deine Insel ausrechnen, 
wieviel Leistung deine PV-Module haben müssen, damit dein Akkuspeicher 
nie unter die Discharge Cutoff Spannung fällt.

Peak PV Power: Die Maximalleistung deiner PV-Module zusammengerechnet
Battery Voltage: Sollte klar sein.
Battery Capacity: Angabe wie groß die Kapazität deines Akkus ist. 
Autobatterien sind hier überigens nicht geeignet. Du brauchst extra 
Solarakkus (AGM).
Discharge cutoff limit: Ab Erreichen dieses Limits wird der Akku als 
"Leer" definiert und deine Verbraucher können nicht mehr versorgt 
werden. 40% ist schon ein guter Wert dafür, da der Akku nie ganz 
entladen werden sollte.
Module inclination: Gradangabe, wie dein Modul vom Horizont aus zum 
Himmel ausgerichtet ist
Orientation: Gradangabe, wie stark dein Modul von der optimalen 
Ausrichtung nach Süden abweicht.

Autor: Peter M. (r2d3)
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Rene M. schrieb:
> a) Vielleicht habe ich einen grundlegenden Denkfehler drinn.

Ja, Du verwechselst Leistung mit Energie, das kommt aber häufig vor und 
ist jetzt eher eine läßliche Sünde.

> c) Mein elektrisches Verständnis ist eher rudidemtär und Gundsätzlich
;-)

Ich glaube eher, dass Dein Schriftsprache rudidemtär und 
Gundsätzlich ist, was bei einen mutmaßlichen Muttersprachler traurig 
ist.

: Bearbeitet durch User
Autor: Tim (Gast)
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Schonmal darüber nachgedacht, ein Steckdosensolarmodul
zu nehmen (bspw. http://www.solarmodul-steckdose.de).

Vorteil: 100% Eigenverbrauch bei richtiger Auslegung, kein Akku 
erforderlich, einfache Installation, kein Netzumschalter

Man sollte allerdings Verbraucher damit betreiben, die sowieso ständig 
laufen

Autor: Mani W. (e-doc)
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Moby A. schrieb im Beitrag #4690250:
> Willst Du Deine
> Anlage auf 3 Wochen Regenwetter im Dezember unverhältnismäßig teuer
> auslegen hast Du im Sommer massivste Überkapazitäten. Heißt unter dem
> Strich: Insel-Betrieb kannst Du vergessen.

Einspruch!


Eine Inselanlage wird auch auf Schlechtwetterperioden ausgelegt,
heißt, dass der Akku auf mehrere Tage ausgelegt wird und nicht
das PV-Modul selbst...

Ein guter Kompromiss ist jedenfalls notwendig, ist aber eine
Frage der örtlichen Gegebenheiten, und es hätte keinen Sinn,
eine 400 Wp PV an einen 30 Ah Akku zu schalten...

Tim schrieb:
> Schonmal darüber nachgedacht, ein Steckdosensolarmodul
> zu nehmen

Der TE hat nach einer Inselanlage gefragt...

Autor: oszi40 (Gast)
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Timo N. schrieb:
> Module inclination: Gradangabe, wie dein Modul vom Horizont aus zum
> Himmel ausgerichtet ist
> Orientation: Gradangabe, wie stark dein Modul von der optimalen
> Ausrichtung nach Süden abweicht.

Nicht jede Hütte steht so optimal, daß ein 100W-Modul bei voller Sonne 
immer 100% liefern kann! Schmutz kann auch noch Verluste bringen.

Moby A. schrieb im Beitrag #4691094:
>  der Ertrag des Sommers in den dunklen Monaten genutzt werden

Selbstentaldung Pb-Batterie ca. 20% pro Monat ...
Vergiss auch nicht das nötige Monatgematerial. Die Module sollten 
Anschlüsse besitzen. Es gibt auch nackte ohne Anschlüsse!

Autor: Mani W. (e-doc)
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Moby A. schrieb im Beitrag #4691094:
> Der Akku für mehrere Tage hilft Dir im Dezember bei längeren
> Schlechtwetterperioden rein gar nix. Es sei denn, Du legst ihn so groß
> aus, daß der Ertrag des Sommers in den dunklen Monaten genutzt werden
> kann. Den wird der TE für sein bischen Technik aber kaum bezahlen wollen
> ;-)

Verstehe Dein Grinsen!


Ich hatte schon kurz vor und kurz nach 1990 viele PV-Inselanlagen
installiert - für Ferienhäuser und Berghütten...


Bsp.: 1 KWp auf 48V/300 Ah OPzS, das hat dann gut gereicht für die
nächsten 7-14 Tage - es ging ja auch darum, die 70 Beleuchtungskörper
in den Räumen (Küche, Gastraum, Winterraum, Matratzenlager, Zimmer und
Außenbeleuchtung) sicherzustellen...

Da das alles in ca. 2500 m Seehöhe installiert wurde, muss man nicht
mit Nebel rechnen wie auf 200 m (Bsp.: Melk an der Donau, 5 Wochen
Dunkelheit und Nässe. Da kommt keine Leistung mehr an...)


Wie gesagt, es muss eben geprüft werden und auch beobachtet, von
Nachbarn (die schon lange dort wohnen - Einheimische?) Erfahrungen 
gesammelt und auch die Sonnendaten eruiert
werden, erst dann kann man eine gute und sinnvolle Inselanlage
installieren - wichtig sind die Akkus - wenig Selbstentladung,
Fähigkeit, auch kleine Ströme zu speichern...


Gute Akkus sind das Herz einer Inselanlage...


Ach ja, im Fall der Berghütte hatte die Wirtin auch jeden Tag die
Möglichkeit, 1 - 2 Stunden elektrisch zu bügeln...


Seit dieser Installation lief dort keinen Tag mehr der Dieselgenerator,
der mit Reibzünder zu starten war und die ganze Nacht in 50 m Distanz
in einer kleinen Hütte seinen Dienst versah - 1 Zylinder, hat oft
zu Unfällen beim Starten geführt wegen Rückschlag und Handprellungen...


Leider wurde die "Hoffmannshütte" (Glocknergebiet) schon lange
aufgegeben, vielleicht auch schon abgerissen...


Funktioniert hat diese Anlage immer und damals hatte ich auch
meine Erfahrungen mit MosFet gemacht (bezüglich Unterspannung der
Gatespannung) sowie temperatur geführter Ladespannung...


Mani

: Bearbeitet durch User
Autor: Peter M. (r2d3)
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Rene M. schrieb:
> Zusammengefasst:
> Laut Beschreibung des Tablets:
> 5V bei 2A Netzteil= 10W Verbrauch
>
> + 17W Verbrauch des Monitors
> -----
> = 27W Gesamtverbrauch/h * 17h
> -----
> = 459W/Tag = 38,3A bei 12V
> Bei einer Milchmädchenrechnung von 7h Lademöglichkeit durch die Sonne
> (Nachmittagssonne) macht das
> 65W die ich pro Stunde einfahren müssete.

Moby A. schrieb im Beitrag #4691190:
> schnell schwindelerregende Höhen erreichen. Anhand meiner eigenen
> kleinen Solaranlage mit ca. 600 mA Dauerabnahme (was in etwa der
> Größenordnung des TE entsprechen dürfte) in südlicher deutscher

Moby, bei welcher Spannung denn 600mA?

Bei 27W und 12V Batteriespannung hat der Fadenstarter etwa 2,25A 
Stromentnahme.

Autor: Mani W. (e-doc)
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Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

Rene M. schrieb:
> Zusammengefasst:
> Laut Beschreibung des Tablets:
> 5V bei 2A Netzteil= 10W Verbrauch

ein altes China-Tablett nimmt mit max. Beleuchtung knapp 5W auf, mit 
passend gedimmter noch rund 3W. Akku ist drin, hängt im Dauerbetrieb am 
Netzteil.
Mit Ladestrom sind es knapp 9W, passt also durchaus zu Deinen Daten.
Ich wüßte im Moment auch nicht, weshalb ich den Akku ausbauen sollte, 
statt des 5V/2A-Stckernetzteil käme eben ein geeigneter (China-)SteDown 
12V-5V mit maximal 2A Ausgangstrom dran.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Rene Munsch (sanduhrgucker)
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Hallo nochmal,

19 sinnvolle Beiträge, - wow! Damit hätte ich nicht gerechnet.

Vorweg: Eure Beiträge haben ausgereicht das ich ein sehr klares bild 
davon habe, was nötig wäre um das ganze umzusetzen. Stellenweise hat das 
aber auch meine Vorstellungen (negativ) korregiert, welche Ausmaße an 
Technik nötig sind.

_Dennoch möchte ich allen Danken die hierzu beigetragen haben!_

Da die Netzunabhängigkeit ein Wunsch und keine Pflicht ist, werde ich 
die vorhandenen Ressourcen aber dafür einsetzen Netzgebunden 
Energiesparsam zu arbeiten.

Gruß
Rene´

Autor: Andi B. (andi_b2)
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Mani W. schrieb:
> ....
> Gute Akkus sind das Herz einer Inselanlage...
> ...

Zusatzfrage an Mani - wo kriegst du die her? 30 - 40 Ah würden mir schon 
reichen. Kann gerne auch eine Quelle in Melk sein ;-) Weiter östlich 
geht aber auch. Welchen Hersteller/Lieferanten kann man da heute noch 
trauen?

Autor: tmomas (Gast)
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Auch wenn du mit den bisher gegebenen Antworten schon zufrieden bist, 
hier noch eine nützliche Anlaufstelle für weitere Fragen:

http://www.photovoltaikforum.com/pv-inselanlagen-f57/

Autor: Urban (Gast)
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tmomas schrieb:
> Auch wenn du mit den bisher gegebenen Antworten schon zufrieden bist,
> hier noch eine nützliche Anlaufstelle für weitere Fragen:
>
> http://www.photovoltaikforum.com/pv-inselanlagen-f57/

General Error
SQL ERROR [ mysql4 ]

Table 'phpbb_sessions' is marked as crashed and should be repaired 
[1194]

An sql error occurred while fetching this page. Please contact an 
administrator if this problem persists.

Autor: Fabian F. (fabian_f55)
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Die Solaranlage meiner Eltern (Raum Nürnberg 15°SO, 30°) liefert je kWp 
im Winter 700Wh/Tag und 5,5kWh im Sommer. Wenn du also von 400Wh/Tag 
ausgehst, brauchst du schon >500W Solarmodule. Völlige Autonomie zu 
erreichen ist ziemlich teuer. 90% Sind aber ganz gut drin. Kannst ja zur 
noch ein Trainigsrad aufstellen und die fehlende Leistung im Winter 
erstrampeln :-)

Autor: Mani W. (e-doc)
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Andi B. schrieb:
> Welchen Hersteller/Lieferanten kann man da heute noch
> trauen?

Ich hatte meist VARTA eingesetzt, aber BANNER oder Bärenbatterie
waren auch gut...


Wichtig ist, PV-Akkus oder zumindest welche für Antrieb/Beleuchtung
einzusetzen...

OPzS halten gut 20 Jahre und werden auch in Notstromversorgungen
für Krankenhäuser oder Rechenzentren eingesetzt, kosten aber
mindestens das zehnfache einer Starterbatterie - und diese sind
nicht unbedingt geeignet...


Gute Ergebnisse bei gutem Preis waren Antrieb/Beleuchtung Akkus,
wie sie auch in Rollstühlen eingesetzt werden - Bsp. 230Ah/12 Volt
und ca. 64 Kg - die haben meist 10 Jahre im PV-Betrieb überdauert...

Autor: Peter M. (r2d3)
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Mani W. schrieb:
> Ich hatte meist VARTA eingesetzt, aber BANNER oder Bärenbatterie
> waren auch gut...

Worauf bezieht sich die Erfahrung genau? Auf die Bauform OPzS?

Autor: Mani W. (e-doc)
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Peter M. schrieb:
> Worauf bezieht sich die Erfahrung genau? Auf die Bauform OPzS?

Zyklen - Autobatterien schaffen das nie...


Und Google wird Dich aufklären, eben so wie technische Daten
der jeweiligen Hersteller...

Autor: Mani W. (e-doc)
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Blei-Akkus sind gutmütiger und explodieren nicht so leicht...

Autor: Peter M. (r2d3)
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Peter M. schrieb:
> Mani W. schrieb:
>> Ich hatte meist VARTA eingesetzt, aber BANNER oder Bärenbatterie
>> waren auch gut...


AGM? AGF? Blei-Gel? OPZs? Traktionsbatterien? Solarbatterien?

Google kennt Deine Erfahrungen nicht. Oder hast Du sie irgendwo 
niedergelegt?

: Bearbeitet durch User
Autor: Mani W. (e-doc)
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Peter M. schrieb:
> OPZs? Traktionsbatterien? Solarbatterien?

Traktionsbatterien - also für Antrieb und Beleuchtung haben
einen relativ guten Preis bei langer Lebensdauer, Solarbatterien
sind teuer bei meiner Meinung nach gleicher Lebensdauer, etwas
geringerer Selbstentladung und OPzS sind gut für 20 Jahre und mehr,
kosten aber ein vielfaches...


Wichtig wäre, wie viele Zyklen bei der jeweiligen Batterie vom
Hersteller angegeben wird, auch die durchschnittliche
Entladetiefe...

Entscheiden musst Du dann selbst, die Kosten sind sehr unterschiedlich
hoch...

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