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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Solarzelle mit PSpice simulieren


Autor: Michael L. (d4mich4)
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Hallo zusammen,
ich sitze momentan an einem Projekt mit einer Solarzelle,
diese wollte ich jetzt gerne einmal simulieren in PSpice, leider habe 
ich vorher noch nie damit gearbeitet und deshalb auch keine Ahung wie 
ich dies genau angehe.
Die Daten zu der Solarzelle sind:

Leistungsspitze(Pmax): 10W
Spannung(Vmp): 17.0V
Strom(Imp): 0.59A
Leerlaufspannung(Voc): 22.0V
Kurzschlussstorm(Isc): 0.66A
Maximale System Spannung: 70.0V

Das Ersatzschaltbild einer Solarzelle ist soweit ich weiß eine 
Stromquelle mit einer Parallelen Diode.
-Welche Diode wähle ich dafür, um ein passendes ersatzschaltbild zu 
erhalten und wie genau komme ich darauf?
-Stelle ich bei der Stromquelle einen DC Sweep ein für Ströme von 0 - 
0.66A ein?
Als Last nehme ich dann zunächst einfach einen Widerstand oder?

Wie erstelle ich damit dann eine U-I-Kennlinie und U-P-Kennlinie um den 
MPP zu sehen/finden?

Vielen dank schon einmal im vorraus.

Autor: Achim S. (Gast)
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Michael L. schrieb:
> Das Ersatzschaltbild einer Solarzelle ist soweit ich weiß eine
> Stromquelle mit einer Parallelen Diode.

Wenn es dir nur ums Prinzip geht: irgendeine (die den Strom aushält ;-)

Wenn es genaue Ergebnisse für eine bestimmte Solarzelle geben soll: dann 
eine Diode, die genau die Kennlinie deiner Solarzelle hat.

Michael L. schrieb:
> -Stelle ich bei der Stromquelle einen DC Sweep ein für Ströme von 0 -
> 0.66A ein?

Die Stromstärke der Quelle ergibt sich aus der Bestrahlungsstärke der 
Solarzelle. Wen du die Kennlinie für eine bestimmte Last aber 
unterschiedliche Bestrahlungsstärken wissen willst, dann wäre der Sweep 
der Stromquelle der richtige Ansatz.

Aber ich glaube eher, du willst die Ausgangskennlinie (U-I-Kennlinie) 
für eine bestimmte Bestrahlungsstärke simulieren. Für eine solche 
Kennlinie stellst du einen konstanten Strom ein (der eben eine bestimmte 
Bestrahlungsstärke repräsentiert).

Michael L. schrieb:
> Als Last nehme ich dann zunächst einfach einen Widerstand oder?

Wenn du nur einen Widerstand nimmst, dann kannst du nicht die 
Ausgangskennlinie simulieren. Die Kennlinie ergibt sich, wenn du die 
Last durchvariierst.

Michael L. schrieb:
> Wie erstelle ich damit dann eine U-I-Kennlinie und U-P-Kennlinie um den
> MPP zu sehen/finden?

Für eine U-I-Kennlinie (also Ausgangskennlinie der Solarzelle) musst du 
die Last durchvariieren. Entweder mit einem variablen Widerstand. Oder 
am Ausgang eine Spannungsquelle anschließen und durchsweepen und den 
Strom messen. Oder am Ausgang eine Stromquelle anschließen und 
durchsweepen und die Spannung messen.

Für die U-I-Kennlinie trägst du dann U über U auf.

Für die U-P-Kennlinie trägst du U*I = P über U auf.

Autor: Michael L. (d4mich4)
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Vielen dank das Hilft mir für's erste schon mal weiter und ich werde das 
ganze später mal ausprobieren, dass sollte mir ein ersten Einblick 
verschaffen.

Was dann als nächster Schritt folgen sollte, ist dass "genaue" 
Simmulieren der Solarzelle. Daher bleibt für mich die Frage wie erstelle 
ich eine Diode bzw. wie passe ich eine Diode so an das diese die 
Parameter meiner Zelle wiederspiegelt?
Hat da jemand einen Lösungsansatz wie ich sowas umsetzen kann?

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Michael L. schrieb:
> Daher bleibt für mich die Frage wie erstelle
> ich eine Diode bzw. wie passe ich eine Diode so an das diese die
> Parameter meiner Zelle wiederspiegelt?

Genau so, wie man ein Spice-Modell einer bestimmten Diode erstellt die 
nicht zur Standardausstattung gehört - gar nicht, man lässt sie sich vom 
Hersteller liefern, und der erstellt sie mit einem Hilfsprogramm das er 
teuer einkauft.

Autor: ltspiceler (Gast)
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Hi,

ich kenne nur ltspice,
aber ich glaube, das ist ein Abkömmling von pspice. In ltspice würde ich 
die behavioural voltage bv oder behavioural current bi nehmen. In diesen 
beiden Quellen kannst Du entweder die Spannung oder den Strom von 
anderen Parametern, z.B. von Knotenspannung und von beliebigen 
Ausdrücken von Knotenspannungen (oder -Strömen) nutzen. Auch 
if-Anweisungen sind möglich.

vielleicht ist das ein Weg..

Grüße ltspiceler

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Das SPICE-Modell der Diode lässt sich mit 3 Parametern im Diodenmodell 
genau genug einstellen - Is, N, Rs. Die lassen sich durch geschicktes 
Probieren leicht einstellen.

Wieviel Einzelzellen sind denn bei dem Modul in Reihe geschaltet?

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