Wie hängt die abnehmbare Leistung von der Spannung ab?

Bei Vollmond oder bei Nieselregen?

Schau dir mal die Kennlinie eines Solarmoduls an... Du wirst sehen, wie 
diese sich verhält. Dann überdenke bitte deine Frage..

PerLüß schrieb:
> bzw. wie viele Panels bräuchte ich um ca. 2.5A zu erreichen.

Rechnerisch wären es genau drei:

10W / 12V = 0,8333A
2,5A / 0,8333A = 3 Stück

Aber an bewölkten Tagen sind drei Stück immer noch zu wenig.

In der Nacht sind 10000 Stück auch zu wenig.

Um die stabilen 5 V zu erzeugen wird man in der Regel einen Schaltregler 
verwenden. Je nach Regler brauch der dann  für 5 V2,5 A am Ausgangs 
irgendwas um 1.2-1.4 A bei 12 V. Mit einem Modul wird es zu wenig, aber 
auch mit 2 Modulen hat man nicht so viel Reserve, etwa für einen nicht 
mehr ganz senkrechten Einfall.

Wenn man sowas überschlagen möchte, geht man über die Leistung und 
ignoriert die Spannung. Dein Verbraucher möchte 5V*2.5A = 12.5W. Dazu 
kommen grob 10% Wandlungsverluste, also 14W. Das Panel macht 10W (laut 
Werbezettel, in der Praxis wohl eher 5W). Du brauchst also, je nach 
deinem Vertrauen in Werbeaussagen, 14W/10W = 1.4 oder 14W/5W = 2.8 
Panels.

PerLüß schrieb:
> Hallo, ich arbeite an einem Projekt, bei dem ich eine Elektronik mit
> 5V/2.5A Bedarf an ein Solarpanel mit 12V/10W anschließen will.
> Meine Frage:
> Wie viel Ampere kann mir das Panel bei 5V ausgeben (ca. doppelt so
> viel?) bzw. wie viele Panels bräuchte ich um ca. 2.5A zu erreichen.

Wie lange brauchst Du denn die 2.5A? Für ein paar Minuten oder während 
der gesamten Tageslichtdauer?
Ich würde mal einen guten Akku als Zwischenspeicher einplanen, ein Akku 
ist besser drin hohe Stromstärken abzugeben als ein Panel.Wieviel Panele 
du brauchst ist dann eine Frage wieviel du den Akku in welcher Zeit 
aufladen kannst.

Da eine Fertiglösung als Prinzip-Beispiel: 
https://www.pearl.de/a-NX2756-3034.shtml;jsessionid=iAF6A4AA78C34CE19E507ED7151937BDF

Zur Frage selbst diese hängt nicht nur von der Spannung sondern auch vom 
Innenwiderstand der Solarpanele und vom Innenwiderstand der Schaltung 
selbst.

Nennt sich dann Leistungsanpassung wo die maximale Leistung abgegriffen 
werden kann.

Wieviel Strom brauch deine Elektronik wirklich ?

foobar schrieb:
> Das Panel macht 10W (laut Werbezettel, in der Praxis wohl eher 5W).
Auch praktisch wird es die 10W liefern, wenn die Angabe von einem 
namenhaften Hersteller stammt und du die Standardbedingungen einhälst, 
auf die sich die Angabe der Nennleistung bezieht.
https://de.wikipedia.org/wiki/Solarmodul#Elektrische_Leistung

Die Wikipedia Aussage "Die jeweils angegebene (Spitzen-) Nennleistung 
... wird nur bei Laborbedingungen ... erreicht." ist natürlich insofern 
Quatsch, als die Leistung genauso erreicht wird, wenn das Panel im 
realen Einsatz unter diesen Einstrahlungsbedingungen läuft.

Bei klarem Wetter/Atmosphäre können die 1000W/m² selbst auf NN etwas 
überschritten werden. Solarzellen auf Satelliten in der Erdumlaufbahn 
bekommen - je nach Jahreszeit - das 1.325- bis 1.420-fache der 
Nenneinstrahlung und liefern entsprechend mehr elektrische Leistung.

Hallo

Gesundes Misstrauen ist gut, ja sogar notwendig.

Aber:
"12 Uhr mittags ohne Wolken am Äquator gekühlt? dann mit einem guten
Stepdown."

hört sich nach "Meckern um des Meckern willens" oder neudeutsch bashing 
an.

Wenn es sich um bessere Paneele handelt zu dem es zuverlässige 
Datenblätter gibt kann man das sehr gut vorher überprüfen.

Allerdings muss man sich in das Thema etwas einlesen - also Grundwissen 
verschaffen.
Fragen die man beantworten oder zumindest abschätzen können muss sind 
z.B.:

Wie groß und teuer dürfen die Pufferakkumulatoren werden?
Können die Paneele beliebig ausgerichtet werden?
Ist eventuell sogar eine aktive Nachführung möglich ?- Hier wohl aus 
Kostengründen eher nicht (ist ja nicht mal eine 100W Anlage).

Wie sieht es mit der Sonneneinstrahlung über den Tag/Monat/Jahr 
typischer Weise am Standort aus (Daten aus der Vergangenheit).

Sind die Paneele später leicht zu gängig, bzw. ist alternativ gesichert 
das keine starke Verschmutzungen auftreten und eine Art Selbstreinigung 
durch den Regen stattfinden kann?

Allerdings würde ich wenn diese Fragen nicht vernünftig beantwortet 
werden können, bzw. der Aufwand für eine solch kleine Anlage einfach zu 
hoch ist Pi mal Daumen mindestens die 4 bis 5fache Aufnahmeleistung 
installieren:

Also 5V*2,5A=12,5W / 0,8 = 15,625W werden benötigt mit einen angenommen 
Wandlerwirkungsgrad von 80%.
Also runden wir zur sicheren Seite mal auf 16W auf.
So nun 4 bis 5 * 16W = 64 bis 80W also 6 bis 8 Paneele sollten es schon 
sein.

Dabei hat man bei voller Sonneneinstrahlung und optimaler Ausrichtung 
natürlich sehr viel Überschuss der möglichst sinnvoll genutzt werden 
sollte was meistens auf einen großen Akku hinausläuft - leider sind gut 
geeignete Akkus (Teilladung egal, Entladung nahezu der gesamten 
Kapazität möglich, Zyklenfest, kaum interne Ladeverluste, robust 
gegenüber Überladung...) recht teuer so das die Wahl der geeigneten 
Technologie und sinnvolle Kapazität schwierig wird.
Bei deiner "kleinen" Anwendung vielleicht einfach einen Solar geeigneten 
Bleiakku (eventuell auch  LiFePo aber sehr teuer und nicht jedes 
Solarladegerät ist geeignet) wählen.
Kapazität? Sehr schwierig ab zu schätzen - hängt extrem davon ab wie und 
wann der Verbraucher benötigt wird.

Tja alles nicht so einfach und ganz bestimmt nicht Preiswert.
Photovoltaik ist eine schöne Sache für das Gewissen oder als 
Energieversorgung in einer absoluten Insellage - aber wenn irgendwie 
auch nur zeitweise Zugang zum Netz besteht finanziell nicht sinnvoll - 
auch bei solch kleinen Anlagen wie du sie benötigst.
Die Aussage beziehe ich jetzt auf den Privaten Kleinnutzer ohne eine 
(subventionierten) Netzeinspeisung - und selbst da dauert es Jahrzehnte 
bis man wenigsten auf Null herauskommt.
"Normaler" oder besser konventionell mit den derzeitigen Energiemix 
erzeugter Strom ist aber für den Endkunden nicht (!) zu billig sondern 
Photovoltaik einfach viel zu teuer (und kann auch nicht mehr deutlich 
billiger werden - egal ob die Zellen/Module in China, Indien oder wo 
auch immer gefertigt werden).

Jemand

Verstehe.

Nur zur Info, meine Elektronik (Raspberry Pi+USB Anhängsel) soll 24/7 
365 Tage ähnlich wie ein Server betrieben werden und wenn möglich mit 
“grüner“ Energie. Um dass zu gewährleisten dachte ich an einer guten 
Powerbank die zur Not auch einen Monat durchläuft und sich dann wieder 
aufläd. Die Panels werde ich so montieren, dass sie von Sonnenaufgang 
bis -untergang auf die Sonne gerichtet sind damit sie eine Möglichst 
hohe Leistung erbringen. Wenn och das richtig gesehen habe müsste ich 
dafür dann 6 Panels haben, richtig?

Zur Not kann auch auf Netzteil umgeschaltet werden.
Als Alternative hab ich auch das hier: 
https://m.reichelt.de/Module/PHAE-SP-80S/3/index.html?ACTION=3&LA=517&ARTICLE=194542&GROUPID=3493&artnr=PHAE+SP+80S&SEARCH=solarpanel&trstct=pos_29

PerLüß schrieb:
> Verstehe.

> Die Panels werde ich so montieren, dass sie von Sonnenaufgang
> bis -untergang auf die Sonne gerichtet sind damit sie eine Möglichst
> hohe Leistung erbringen.

Dann musst du dir aber einen anderen Planeten suchen, ohne diese lästige 
Rotation und so...

PerLüß schrieb:
> Die Panels werde ich so montieren, dass sie von Sonnenaufgang
> bis -untergang auf die Sonne gerichtet sind damit sie eine Möglichst
> hohe Leistung erbringen. Wenn och das richtig gesehen habe müsste ich
> dafür dann 6 Panels haben, richtig?

Bei 12.5W Leistungsaufnahme deiner Elektronik rechne mal ganz grob mit 
100W Panelleistung, wenn du ohne Zusatzversorgung über den Dezember 
kommen willst.

Ertragsstatistiken für unterschiedliche Standorte und 
Panelausrichtung/-nachführung kannst du dir im PVGIS angucken
http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php#PVGIS

PerLüß schrieb:
> Wenn och das richtig gesehen habe müsste ich
> dafür dann 6 Panels haben, richtig?

Im Winter 6h schwache Sonne pro Tag maximum. Also brauchst du für 24h 
Betrieb mindestens 6fache Panelleistung.
Und was machst du wenn wie vergangenen Winter in 50 Tagen gerade mal 40 
Sonnenstunden waren?

Zu deinem Witz 1 Monat überbrücken zu wollen wurde schon was 
geschrieben:

Stefan H. schrieb:
> 30Tage * 24h = 720h
> 720h * 2,5A = 1800Ah (1800.000mAh)

PerLüß schrieb:
> Die Panels werde ich so montieren, dass sie von Sonnenaufgang
> bis -untergang auf die Sonne gerichtet sind damit sie eine Möglichst
> hohe Leistung erbringen.

Und woher kommt der Strom für diese Nachführungsautomatik?


Nachdenken, Abschätzen und Rechnen hilft immer bei solchen Projekten. 
Bis hierher braucht man nur die Grundrechenarten.

Jemand schrieb:
> Hallo
>
> Gesundes Misstrauen ist gut, ja sogar notwendig.
>
> Aber:
> "12 Uhr mittags ohne Wolken am Äquator gekühlt? dann mit einem guten
> Stepdown."
>
> hört sich nach "Meckern um des Meckern willens" oder neudeutsch bashing
> an.

Kuck doch mal ins Datenblatt. Das sind TYPISCHE Werte die bei 25°C 
gelten, darauf würde ich eine Wette abschließen.

Das heißt:
Ein typisches Modul liefert das bei voller Sonneneinstrahlung (Äquator) 
bei Raumtemperatur (25°C). Oder etwas mehr oder weniger, je nach Glück.

Jedem mit 2 Gramm Hirn ist sofort klar, dass bei Sonneneinstrahlung das 
Modul kaum 25°C halten wird. Es wird wärmer. Und  damit liefert es 
weniger Energie.

Ein kleiner Step-Down wird auch kaum über 85% Wirkungsgrad haben. Das 
kommt noch oben drauf.

Meckern kann ich nicht erkennen.

Wichtiger Hinweis:
Optimismus ist kein Ersatz für Hirn.

PerLüß schrieb:
> eine Elektronik mit 5V/2.5A Bedarf

PerLüß schrieb:
> Nur zur Info, meine Elektronik (Raspberry Pi+USB Anhängsel) soll 24/7
> 365 Tage ähnlich wie ein Server betrieben werden und wenn möglich mit
> “grüner“ Energie.

k.A. was du da alles an Elektronik ranhängen möchtest und wie schwer der 
Raspberry dabei schuften muss. Hast du die mittlere Leistungsaufnahme 
mal gemessen, um zu realistischen Werten für die Auslegung der 
Stromversorgung zu kommen. Mein Raspberry alleine daddelt gemütlich mit 
1,8W vor sich hin.

Stefan H. schrieb:
> Also mal von deinen 12,5W ausgegangen:
>
> 30Tage * 24h = 720h
> 720h * 2,5A = 1800Ah (1800.000mAh)

Hast du schon mal erlebt, dass es 30 Tage ununterbrochen stockfinster 
ist?

Wolfgang schrieb:
> Hast du schon mal erlebt, dass es 30 Tage ununterbrochen stockfinster
> ist?

Letzten Winter:
https://www.zdf.de/nachrichten/heute/dezember-und-januar-so-truebe-wie-noch-nie-zuvor-gemessen-100.html

Hier im Rhein Main Gebiet waren es "gefühlt" vieleicht 20 Sonnenstunden 
in 5-6 Wochen!

Der Andere schrieb:
> Hier im Rhein Main Gebiet waren es "gefühlt" vieleicht 20 Sonnenstunden
> in 5-6 Wochen!

So ist das nun mal - trotzdem ist der Himmel nicht stockdunkel, sondern 
über diffuse Strahlung kommt trotzdem noch einiges rein. Bei einem steil 
stehenden Panel (60° in D) kommt im Dezember noch etwa 30% vom 
Juli-Ertrag rein. Das System ist dann nicht auf maximale Leistung, 
sondern auf minimale Winter-Sommer Unterschied ausgelegt.

Man sollte natürlich drauf achten, dass auf dem Panel kein Schnee liegt 
;-)

Und das schönste ist: Dafür gibt es Karten und Daten. Zum Teil sogar 
frei verfügbar hier: 
https://www.solarserver.de/service-tools/strahlungsdaten/deutschland.html 
oder hier: 
https://www.dwd.de/DE/leistungen/solarenergie/solarenergie.html

Die Nennleistung von Solarzellen wird üblicherweise bei einer 
"Norm"-Einstrahlung von 1000W/m^2 und 25°C angegeben. Das heißt, wenn 
man im Monat 30 Tage * 24h lang diese Einstrahlung hätte (also eine 
Globalstrahlung von 720kWh/Monat) und das Panel immer genau senkrecht 
zur Haupteinstrahlrichtung stünde (Nachführung), dann würde das Panel 
auch genau 720h * Nennleistung an Energie liefern.

Real sind es in Deutschland eher 10-30 Volllast-Stunden/Monat im 
Dezember/Januar und 120-180 Volllast-Stunden/Monat im Juli. Abzüglich 
der Ausrichtungsproblematik, die man wie eben angesprochen wohl am 
Besten auf den Dezember/Januar optimiert.

MfG, Arno

Arno schrieb:
> Und das schönste ist: Dafür gibt es Karten und Daten. Zum Teil sogar
> frei verfügbar hier:

Deswegen hatte ich das PVGIS verlinkt. Da kann man gleich seine 
gewünschte Panelausrichtung/-nachführart mit rein modellieren.

chris schrieb:
>Zur Frage selbst diese hängt nicht nur von der Spannung sondern auch vom
>Innenwiderstand der Solarpanele und vom Innenwiderstand der Schaltung
>selbst.

>Nennt sich dann Leistungsanpassung wo die maximale Leistung abgegriffen
>werden kann.

So ist es, ein normaler Schaltregler der die Spannung konstant
halten will, würde nicht funktionieren. Weil, wenn die Spannung am
Eingang sinkt, will er mehr Strom haben um das auszugleichen.
Das hat zur Folge, daß die Spannung noch weiter sinkt, daß geht
so weiter bis zum totalen Spannungszusammenbruch am Eingang,
und es kann keine Leistung mehr gewonnen werden.

Günter Lenz schrieb:
> So ist es, ein normaler Schaltregler der die Spannung konstant
> halten will, würde nicht funktionieren.

Zum Glück gibt es MPP-Tracker.

Bei so kleiner Leistung kann man aber auch einen 12V-Akku nehmen, den 
direkt vom Panel speisen und der DC/DC-Wandler bedient sich dann aus dem 
Akku.

Hallo

PerLüß die hast geschrieben:

"Zur Not kann auch auf Netzteil umgeschaltet werden."

Damit hat sich dein Projekt ganz sich 100% sicher finanziell und sehr 
wahrscheinlich auch Ökologisch (wenn es denn dir so wichtig ist...) 
erledigt.

Selbst wenn wir das Geld mal ignorieren (ist ja Hobby):
Die Module fallen nicht von Himmel - sowohl die eigentliche 
Solarzellenherstellung, als auch die Herstellung des Aluminiums und 
Kunststoffs der Paneele ist sehr Energie aufwendig und was als 
Primärenergie in der VR China hauptsächlich genutzt wird ist ja 
allgemein bekannt (Kohle) und ja auch Stauseen sind nicht per se 
Problemfrei, und sei es "nur" aus sozialer Sicht (Umsiedlung, 
Zwangsenteignung, Entfremdung...).
Das Netzteil ist schon vorhanden, und unsere Energieerzeugung 
(Verbundnetz) ist sicherlich weniger Problematisch, als das was aktuell 
(noch?) in der VR China läuft.
Bei solch eine kleine leistungsschwachen Anlage und den vergleichsweise 
hohen Aufwand an notwendiger Zusatzelektronik und notwendigen 
Energiespeicher (halt ein Vollautakes Inselnetz) wird die Solar 
"gewonnene" Energie niemals die vorher bei der Produktion der 
Komponenten "verbrauchte" Energie auch nur ausgleichen, geschweige denn 
übertreffen. -Solarzellen halten nicht ewig.

Also weltanschaulich ökologisch gesehen auch alles andere als sinnvoll.

Sei froh das du einen Netzanschluss und ein Netzteil zu Verfügung hast - 
was besseres kann dir finanziell und auch der Umwelt nicht passieren 
wenn so ein Kleinkram versorgt werden soll.

Wenn du etwas machen willst kauf dir ein sehr gutes Netzteil mit 
optimalen Wirkungsgrad - allerdings würde dein dann altes Netzteil 
umsonst hergestellt worden sein ("Energieverbrauch") also auch 
Ökologisch nicht ganz einfach...

Insgesamt, auch im großen Betrachtet, ein sehr schwieriges Thema in dem 
sehr viele Faktoren mit hineinspielen die alle Beachtet werden müssten 
(Umwelt, Finanzen, Volkswirtschaften, Technische Entwicklung, Wertung 
der Energiequellen usw.)

jemand

U. M. schrieb:
>> Bei einem steil stehenden Panel (60° in D) kommt im Dezember noch
>> etwa 30% vom Juli-Ertrag rein.
> Das ist sehr optimistisch. Real sind es wohl eher nur ca. 15%.
> In ganz schlechten Zeiten, wo über Wochen die Wolkendecke durchgängig
> sehr dicht ist, muß man mit noch weniger rechnen.

Du traust auch keiner Statistik, die du nicht selbst gefälscht hast, 
oder?

Jemand schrieb:
> Damit hat sich dein Projekt ganz sich 100% sicher finanziell und sehr
> wahrscheinlich auch Ökologisch (wenn es denn dir so wichtig ist...)
> erledigt.

Seh ich genauso. Eine leidlich zuverlässige Versorgung nur über Solar 
ist in DE eine Materialschlacht.

- falls deine Werte mit 2.5A@5V stimmen
- hast du 64kWh/a @5V Strombedarf
- realistisch 85kWh/a (Umwandlungsverluste, egal ob Netzteil oder Solar)
- eines deiner Module (10Wp) erzeugt pro Jahr etwa 10kWh
- macht 9 Module falls der Pufferakku 6 Monate überbrückt
- das wären ca. 500 große Powerbanks mit 20Ah als Puffer
- finanziell wären eher 20 Panels und Puffer für 1-2 Monate sinnvoll
- Ausfälle für einige Tage sind trotzdem nicht ausgeschlossen
- im Sommer liefert die Solaranlage weit mehr Strom als notwendig, kann 
aber nicht genutzt werden

Das mit der Überproduktion im Sommer ist unvermeidlich.
Eine Stufe größer könnte man mit Netzeinspeisung arbeiten.

Wolfgang schrieb:
> Du traust auch keiner Statistik, die du nicht selbst gefälscht hast,
> oder?

Nein aber vieleicht hat er Augen im Kopf und ein gutes Gedächtnis. Ich 
kann mich noch ziemlich gut an den letzten Winder erinnern.

Wolfgang schrieb:
> Bei so kleiner Leistung kann man aber auch einen 12V-Akku nehmen

Du hast die Postings des TOs gelesen? Nicht das erste sondern das:
Beitrag "Re: Wie hängt die abnehmbare Leistung von der Spannung ab?"

Wolfgang schrieb:
> Stefan H. schrieb:
....
> Hast du schon mal erlebt, dass es 30 Tage ununterbrochen stockfinster ist?

30 Tage schlechtes Wetter erlebte ich bereits nicht nur einmal im Leben.