Forum: Haus & Smart Home Balkonkraftwerk nach Sonne ausrichten?


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von Dietmar B. (theq)


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Hallo,

ich habe eine (Schnaps?)Idee.
Ich will ein Balkonkraftwerk nach der Sonne ausrichten.

Dazu würde ich einen Linearantrieb (so was in der Art 
https://www.ebay.de/itm/334880134274?mkevt=1&mkcid=1&mkrid=707-53477-19255-0&campid=5338957030&toolid=10049&customid=777_777_777) 
nehmen und je nach Sonnenstand die Panelen mehr oder weniger kippen.

Zu Detektieren des besten Winkels könnte man ein paar Phototransistoren 
+ Arduino o.ä. verwenden.

Lohnt sich so was überhaupt, also hängt der Wirkungsgrad von Solarzellen 
so stark vom der optimalen (orthogonalen) Ausrichtung ab? Oder optimiere 
ich damit im Promille Bereich?

: Verschoben durch Moderator
von Michael B. (laberkopp)


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Dietmar B. schrieb:
> Lohnt sich so was überhaupt

Nein.

PV Module sind so spottbillig, dass man besser eins nach Südost und das 
andere nach Südwest ausrichtet.

Deine Mechanik kostet Geld und verschleisst schnell, zudem muss sie 
windfest bei nur einer Lagerachse sein.

Früher, als PV Module aus deutscher Fertigung exorbitante Preise 
kosteten, war das etwas anders. Aber selbst damals liessen Klügere von 
Nachfuhrung die Finger, denn es war klar dass die Mechanik keine 20 
Jahre hält, das PV Modul festmontiert hingegen schon.

von Rainer W. (rawi)


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Dietmar B. schrieb:
> Dazu würde ich einen Linearantrieb (so was in der Art
> 
https://www.ebay.de/itm/334880134274?mkevt=1&mkcid=1&mkrid=707-53477-19255-0&campid=5338957030&toolid=10049&customid=777_777_777)
> nehmen und je nach Sonnenstand die Panelen mehr oder weniger kippen.

Es reicht, wenn du die Neigung der Panele alle paar Monate von Hand 
anpasst.
Wirkungsvoller wäre eine Azimutale Nachführung auf den Tagesgang der 
Sonne.

> Lohnt sich so was überhaupt, also hängt der Wirkungsgrad von Solarzellen
> so stark vom der optimalen (orthogonalen) Ausrichtung ab?

Der Wirkungsgrad der Solarzellen ist eine Eigenschaft der Zellen, die 
Einfallsrichtung der direkte Strahlung eine Eigenschaft deiner 
Konfiguration und des aktuellen Sonnenstandes.

> Oder optimiere ich damit im Promille Bereich?
Rechne es aus.
https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/

Mehr Panele aufzustellen ist meist günstiger, als der zusätzliche 
Aufwand (Montage/Wartung/Verschleiß) für eine automatische Nachführung.

: Bearbeitet durch User
von Georg M. (g_m)


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Dietmar B. schrieb:
> je nach Sonnenstand die Panelen mehr oder weniger kippen

Links-Rechts ist wichtiger als Oben-Unten:

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a8/SonnStand49Nord.svg/1280px-SonnStand49Nord.svg.png

von Dietmar B. (theq)


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Danke schon mal!
>> Oder optimiere ich damit im Promille Bereich?
> Rechne es aus.
> https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/
Super Tool ... ich spiel mal rum was der optimale "Kippwinkel" übers 
Jahr hinweg ausmacht.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Bessere Lösung wäre ein langes Seil um die Sonne über den Zellen 
festzubinden, damit diese nicht täglich wieder abhaut. ;o)

: Bearbeitet durch User
von Dietmar B. (theq)


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Igitt, dann ist ja immer Tag!
Außerdem gerät da die Erdrotation außer Kontolle .. da lass ich lieber 
die Finger davon

von Peter R. (pnu)


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Die Spitzenwerte des Solarstroms werden sowieso vergeudet:  Zähler mit 
Rücklaufsperre, niedriger Tarif für rückgespeiste Leistung usw. Dazu 
kommt dann noch dass die Spitzenerzeugung deutlich über den 
Bedarfzeitpunkt hinausgeht.

Auch die Sinuskurve sollt man beachten: links und rechts vom Maximum 
gehts nicht so schnell abwärts. (selbst wenn die Leistung mit x² abwärts 
geht)

Zwei Ausrichtungen, eine gegen südwest, die andre nach südost. Sodass 
morgens und abends ein Maximum von Wirkungsgrad entsteht, ist die 
allgemein genannte Ausrichtung.

dementsprechend auch der vertikale Winkel: nicht auf Sommer-Sonnenstand 
ausgerichtet, eher auf richtung Winter.

https://mona-stefan.de/index.php?option=com_content&view=article&id=651&catid=38&limitstart=28&Itemid=644

dort findet man eine schöne Tabelle zur Frage der Ausrichtung.

von Michael B. (laberkopp)


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Dietmar B. schrieb:
> ich spiel mal rum was der optimale "Kippwinkel" übers Jahr hinweg
> ausmacht.

Vergiss nicht, das die Hälfte der Tage bedeckter Himmel ist, und dann 
die Ausrichtung des Moduls möglichst waagerecht sein sollte  um 
möglichst viel 'Himmel' zu sehen.

von Dietmar B. (theq)


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Michael B. schrieb:
> Dietmar B. schrieb:
>> ich spiel mal rum was der optimale "Kippwinkel" übers Jahr hinweg
>> ausmacht.
>
> Vergiss nicht, das die Hälfte der Tage bedeckter Himmel ist, und dann
> die Ausrichtung des Moduls möglichst waagerecht sein sollte  um
> möglichst viel 'Himmel' zu sehen.

aha! Danke für den Hinweis.

Vielleicht modifiziere ich das "Projekt" auch dahin, dass ich mir nur 
melden lasse wenn der Winkel nicht mehr optimal ist um dann manuell zu 
justieren ... ohne den Mechnick Kram.

von Alexander (alecxs)


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Ich würde das mit der Mechanik machen, einfach weil es ein tolles 
Projekt ist. Verschleiß auf einem Balkon sehe ich weniger als Thema. Was 
bitte soll da verschleißen und in welchem Zeitraum? Das ist eher bei 
Industrieanlagen eine ökonomische Überlegung mangels Personal.

Richtig programmiert ginge das auch ohne Sensor als Backup Modus, wenn 
der Sensor mal unplausibel ist.

von Rüdiger B. (rbruns)


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Neigung manuell und Richtung Automatisch.
Manuell 30 Grad in 6 Monaten geht mit einem Schraubenschlüssel und einer 
Gewindestange.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Dietmar B. schrieb:
> da lass ich lieber die Finger davon ...

Sehe, Du hast die Ironie verstanden.

Wichtig ist, das die Konstruktion auch starken Wind aushält.

Rüdiger B. schrieb:
> Manuell 30 Grad in 6 Monaten geht mit einem Schraubenschlüssel und einer
> Gewindestange.

Du wirst feststellen, das feinere Abstufungen wirklich nur sehr wenig 
mehr bringen. Mechanische Stabilität ist viel wichtiger.

von Rainer D. (rainer4x4)


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Dietmar B. schrieb:
> Ich will ein Balkonkraftwerk nach der Sonne ausrichten.
>
> und je nach Sonnenstand die Panelen mehr oder weniger kippen.
>
> Lohnt sich so was überhaupt,
Hier im Ort hat das jemand gemacht. Das steht sicher seit 10 oder 15 
Jahren, und wurde schonmal in der Tageszeitung gezeigt.
Das Panel dreht sich mit der Sonne von Ost nach West, und auch die 
Elevation wurde nachgestellt.
Drehen tut sich das Dingens immer noch, die Elevationsnachstellung ist 
allerdings inzwischen still gelegt. Letzteres hat sich wohl kaum 
gelohnt.

von Rainer W. (rawi)


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Michael B. schrieb:
> Vergiss nicht, das die Hälfte der Tage bedeckter Himmel ist ...

Das wissen die im PVGIS hinterlegten statistischen Daten.

von Harald W. (wilhelms)


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Dietmar B. schrieb:

> ich habe eine (Schnaps?)Idee.
> Ich will ein Balkonkraftwerk nach der Sonne ausrichten.

Ja, am besten macht man das wohl so:
https://de.wikipedia.org/wiki/Drehsolarhaus

von Dietmar B. (theq)


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Ja, nur wenn ich dann nach meiner Schnaps Idee einen selbigen zu viel 
getrunken habe finde ich den Eingang nicht mehr weil der ja immer wo 
anders sein kann ;-)

: Bearbeitet durch User
von Walter K. (walter_k488)


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Eine grüne Lösung wäre, das Panel mit den Blütenköpfen von Sonnenblumen 
mechanisch zu verbinden

von Klaus H. (hildek)


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Rainer D. schrieb:
> die Elevationsnachstellung ist
> allerdings inzwischen still gelegt. Letzteres hat sich wohl kaum
> gelohnt.

Was ich nachvollziehen kann. Sonne im Hochsommer, mittags: etwa 65°, an 
Weihnachten etwa 18° (hier bei meinem Standort). Macht ± 23.5°, kaum der 
Rede wert. Stell sie auf ≈ 45° ein, dann hat man zweimal im Jahr die 
optimale Ausrichtung.
Im Hochsommer werden horizontal jedoch weit mehr als 180° überstrichen - 
bei mir bis zu 250°. Wenn, dann rentiert sich hier das nachführen.

Harald W. schrieb:
> Ja, am besten macht man das wohl so:
> https://de.wikipedia.org/wiki/Drehsolarhaus

Oder man wartet auf das hier, in der Hoffnung, dass die Angaben auch 
erreicht werden:
https://www.inside-digital.de/news/neue-pv-technologie-verspricht-dreifache-strommenge

von Joachim B. (jar)


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Dietmar B. schrieb:
> Ich will ein Balkonkraftwerk nach der Sonne ausrichten.

mach doch, auch wenn es unwirtschaftlich ist ob der Mechanik

https://www.youtube.com/watch?v=RiG4PpyLAFk&ab_channel=Einfachgenial

von Dirk O. (dirk_sdr)


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Das gibt's ja schon fertig, z.B. von EcoFlow:
https://blog.ecoflow.com/de/solar-nachfuhrung-1-2-achsig/

von Bruno V. (bruno_v)


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Auf Föhr hat das ein ehemaliger Fährkapitän in den 80ern gemacht: Stange 
auf den Polarstern ausgerichtet und per Scheibenwischer-Motor gedreht 
(in 24h um sich selbst, aber natürlich nachts zurück.

Jahreszeitlich auch noch die "Schräge" der Zellen per Handmechanik

Damals waren es > 10DM pro Watt Peak

von Rainer W. (rawi)


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Dirk O. schrieb:
> Das gibt's ja schon fertig, z.B. von EcoFlow:
> https://blog.ecoflow.com/de/solar-nachfuhrung-1-2-achsig/

Dazu möchte ich einmal die Rechnung zur Auslegung bei anständiger 
Windlast sehen. Soll man das Panel jedes Mal demontieren, bevor eine 
Windboe mit mehr als 50km/h (mehr als 6 Windstärken) einfällt?
Das Gestell ist praktisch nur in geschützten Tallagen nutzbar.

Bruno V. schrieb:
> Jahreszeitlich auch noch die "Schräge" der Zellen per Handmechanik

Du darfst ruhig "Deklination" zur Höhe der Sonne über der Äquatorebene 
sagen. ;-)

: Bearbeitet durch User
von Jens G. (jensig)


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Klaus H. schrieb:
> Oder man wartet auf das hier, in der Hoffnung, dass die Angaben auch
> erreicht werden:
> 
https://www.inside-digital.de/news/neue-pv-technologie-verspricht-dreifache-strommenge

Wie sollen die denn damit erreicht werden können?

von H. H. (hhinz)


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Jens G. schrieb:
> Klaus H. schrieb:
>> Oder man wartet auf das hier, in der Hoffnung, dass die Angaben auch
>> erreicht werden:
>>
> 
https://www.inside-digital.de/news/neue-pv-technologie-verspricht-dreifache-strommenge
>
> Wie sollen die denn damit erreicht werden können?

Mittels Kickstart...

Das ist doch offensichtlich Betrug.

von ●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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Rainer W. schrieb:
> Dazu möchte ich einmal die Rechnung zur Auslegung bei anständiger
> Windlast sehen. Soll man das Panel jedes Mal demontieren, bevor eine
> Windboe mit mehr als 50km/h (mehr als 6 Windstärken) einfällt?
> Das Gestell ist praktisch nur in geschützten Tallagen nutzbar.

Da werden eh noch so EINIGE Solarpanel durch die Gegend fliegen.
so husch nusch wie die Dinger bisweilen
mal schnell irgendwo ran geknallt werden...

von Rüdiger B. (rbruns)


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●DesIntegrator ●. schrieb:
> so husch nusch wie die Dinger bisweilen
> mal schnell irgendwo ran geknallt werden...

Wieso Kabelbinder reicht den meisten doch, wozu von Würth so ein 
kostenloses Programm zur Statik und Windlastberechnung von Solarpanels 
auf Dächern runterladen.

von Weingut P. (weinbauer)


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Ist immer ganz überraschend wann die Sonne aufgeht und welchen Lauf sie 
nimmt, unglaublich ... Sonnenuhren, das wär mal was ;D

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Wird spannend, wann die Leute merken das die billig-Kabelbinder nicht 
UV-beständig sind...

von Dietmar B. (theq)


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Nachtrag

Habe mal mit dem Tool (https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/) den 
Unterschied berechnet.

Für meinen Standort in der Nähe Stuttgart:
Mit fixer Neigung (38° = optimale Neigung im Jahresmittel) komme ich auf 
88,7 kWh/Jahr (Spalte E_m).
Mit optimierter Neigung (also Anpassung der Neigung nur pro Monat, 
Spalte "Adj. Slope", nicht pro Tag oder sogar Tageszeit) sind es 92,5 
kWh/Jahr.
1
Month    E_m (fixed slope)    E_m (variable slope)    Adj. Slope (°)
2
1         46,58                52,01                   66
3
2         60,59                63,7                    59
4
3         95,03                95,83                   47
5
4        113,76               114,21                   32
6
5        116,43               121,02                   18
7
6        120,23               128,31                   12
8
7        122,69               129,29                   13
9
8        114,59               116,14                   27
10
9        100,53               100,69                   42
11
10        77,3                 80,1                    55
12
11        52,03                57,02                   65
13
12        44,57                51,2                    72
14
Year      88,69 kWh            92,46 kWh


Sind also am Ende ~+4%

: Bearbeitet durch User
von Klaus H. (hildek)


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Dietmar B. schrieb:
> Sind also am Ende ~+4%

War ja meine Schätzung, wenn auch nicht ganz optimal im Winkel:
Klaus H. schrieb:
> Stell sie auf ≈ 45° ein, dann hat man zweimal im Jahr die
> optimale Ausrichtung.
Die Neigung nachzuführen rentiert sich jedenfalls so gut wie nicht.

Jens G. schrieb:
> Wie sollen die denn damit erreicht werden können?

Frag nicht mich. Es wurde jedenfalls erklärt, dass die Lichtreflexionen 
besser 'eingefangen' werden. Und auf der selben Grundfläche ist durch 
die sechseckige Säulenanordnung mehr Empfangsfläche vorhanden. Wobei die 
Lichtmenge trotzdem nicht größer wird.
Ich habe ja gesagt:
Klaus H. schrieb:
> in der Hoffnung, dass die Angaben auch erreicht werden
Zweifel bleiben; die Idee muss sich der Praxis stellen und dann wird man 
sehen ...

: Bearbeitet durch User
von Alex (alexbing)


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Wärst Du so nett und würdest mir diese Auswertungen genauer erklären.
Ich verstehe zwar den Unterschied zwischen fixer Neigung (also während 
des gesamten Jahres den "gleichen Winkel" und dem Neigungswinkel der 
monatlich angepasst wird), doch ist mir die Basis unklar.
Ist die Basis ein Panel, dass senkrecht angebracht ist und die Werte 
unter
E_m geben an um wie viel mehr der KWh-Output bei Neigung ist????

Gruß

von Dietmar B. (theq)


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> Ist die Basis ein Panel, dass senkrecht angebracht ist und die Werte
> unter E_m geben an um wie viel mehr der KWh-Output bei Neigung ist????

die Spalte "E_m (fixed slope)" gibt die kWh/Monat an bei fixer Neigung 
von 38°.
die Spalte "E_m (variable slope)" gibt die kWh/Monat an bei optimierter 
Neigung (Spalte "Adj. Slope" => idealer Winkel für diesen Monat) an.

Hier kannst du die ganzen Randbedingungen einstellen: 
https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/

von Alex (alexbing)


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Danke, danke.
Ich hoffe dies verstanden zu haben.
Mich interessiert allerdings mehr, welche Effizienzverbesserung in % 
erzielt werden kann, wenn statt senkrechter Anbringung des Panels eine 
Befestigung gewählt wird, die z. B. eine 38prozentiger Neigung hat.

von Klaus (feelfree)


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Alex schrieb:
> Danke, danke.
> Ich hoffe dies verstanden zu haben.
> Mich interessiert allerdings mehr, welche Effizienzverbesserung in %
> erzielt werden kann, wenn statt senkrechter Anbringung des Panels eine
> Befestigung gewählt wird, die z. B. eine 38prozentiger Neigung hat.

D.h. Du willst selbst den Link nicht anklicken und die 2 Werte eingeben, 
sondern das sollen wir auch noch für dich tun?

von Alex (alexbing)


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Sorry.
Ich bin diesbezüglich ein bißchen doof und bin froh, dass ich gerade die 
Tastatur bedienen kann. Auf keinen Fall möchte ich irgend jemanden 
strapazieren.

von Alexander (alecxs)


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Für einen Arduino muss man ja auch nicht viel mehr können als eine 
Tastatur zu bedienen.

https://www.makerconnect.de/index.php?threads/2-achsiger-solartracker-mit-astronomischer-sonnenstandsberechnung.4413

von Johann K. (klammerj)


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Alex schrieb:
> Danke, danke.
> Ich hoffe dies verstanden zu haben.
> Mich interessiert allerdings mehr, welche Effizienzverbesserung in %
> erzielt werden kann, wenn statt senkrechter Anbringung des Panels eine
> Befestigung gewählt wird, die z. B. eine 38prozentiger Neigung hat.

Der theoretische faktor zwischen non-tracking und perfektem tracking ist 
pi/2.
Errechnet sich folgendermaßen:
(phi geht hier von 0-90 grad).
w: energie.
t: zeit.
p: leistung.
ideal:
rigide:
gewinn:

von Rainer W. (rawi)


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Klaus schrieb:
>> Mich interessiert allerdings mehr, welche Effizienzverbesserung in %
>> erzielt werden kann, wenn statt senkrechter Anbringung des Panels eine
>> Befestigung gewählt wird, die z. B. eine 38prozentiger Neigung hat.
>
> D.h. Du willst selbst den Link nicht anklicken und die 2 Werte eingeben,
> sondern das sollen wir auch noch für dich tun?

Das Problem dürfte sein, dass das PVGIS Neigungen in Prozent nicht 
verarbeiten kann.

: Bearbeitet durch User
von Heinz R. (heijz)


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Die Neigungen sind doch total egal

PV-Panels sind heute so billig
Man installiert die nicht für möglichst hohe Effizienz, sondern um den 
eigenen Energiebedarf zu decken

Was bringt es ob man an einem Sommertag 30 oder 60 kWh einspeisst?

Viel wichtiger ist eine hohe Autargie im Winter, und hier ist die 
Ausrichtung rel. egal

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Heinz R. schrieb:
> im Winter, und hier ist die Ausrichtung rel. egal

Nicht ganz egal. Der Schnee soll wegrutschen.

von ●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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Heinz R. schrieb:
> PV-Panels sind heute so billig
> Man installiert die nicht für möglichst hohe Effizienz, sondern um den
> eigenen Energiebedarf zu decken

Für den eigenen Energiebedarf
könnte es doch auch möglichst effizient sein...

Ansonsten hast du da nicht unrecht, im Winter,
bei monatelangem Dauergrau bringt das nichts.

Da kann eine Anlage mit 500m² Dachfläche auf ner Scheune evtl ETWAS 
bringen.
-wollen deswegen wieder mehr Leute auf nen Resthof ziehen?

So ein Hof ist dann ja gemeinhin auch etwas abgelegener,
kein reines Wohngebiet mehr und könnte dann auch
zum Bau eines Windrades taugen.
Dann kommt man langsam in die Energie-Autarkie.
Natürlich braucht man dann auch ein Elektroauto,
damit man die Fahrten zur Stadt irgendwie "kostenlos" bewerkstelligen 
kann.

Die andere Resthof-Klientel sind dann die Spielzeug-Bauern,
die mit ihren 50(plus x) Jahre alten 6kmh-Traktoren
die Strassen endgültig dicht scheissen.

von Heinz R. (heijz)


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●DesIntegrator ●. schrieb:
> Für den eigenen Energiebedarf
> könnte es doch auch möglichst effizient sein...

effizient bedeutet auch das Verhältnis Preis /Leistung

Sofern der Platz vorhanden ist, lieber 1-2 Panels mehr als eine 
Nachführung

von Thomas U. (charley10)


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●DesIntegrator ●. schrieb:
...
>
> Die andere Resthof-Klientel sind dann die Spielzeug-Bauern,
> die mit ihren 50(plus x) Jahre alten 6kmh-Traktoren
> die Strassen endgültig dicht scheissen.

Das wäre das Endziel aller Mobilitätsgegner. Wenn dann das mit 
Dausend(e) € geförderte Lastenrad schneller vorankommt als JEDES anders 
motorisierte Gefährt!
Warum wohl?

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