Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Solar 20V 100Watt Einergiemesser Stromzähler


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von Bernhard S. (bernhard)


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Geschätztes Forum,

wieviel Energie, also wieviel Wh bzw. kWh liefert mir eigentlich mein 
Solarpanel bzw. meine Solarpanele ?

Natürlich ist die Energiemenge sehr stark abhängig von den 
Aufstellbedingungen und von der aktuellen Wetterlage .

Eine kleine Schaltung, welches das Solarmodul belastet, lüftet das 
Geheimnis.

Die Transistoren "belasten" das Solarmodul und wandeln die Energie in 
Wärme um.

Ein kleinea Wh-Meter-Modul zeigt das Ergegnis an.

Ein 20V Modul wird nicht im MPP betrieben, sondern auf konstant 17V 
gedrückt und dabei der Strom + Leistung + Energie  ermittelt
(hinreichende Genauigkeit).

Besonderheit:

Der Einergiezähler braucht zum starten genügend Spannung, eine 
Relaisschaltung kümmert sich darum. (gibt bestimmt bessere Lösungen)

Die "Test-Taste" versorgt kurzzeitig das Anzeigemodul mit
Batterie-Spannung.


Gruß Bernhard

: Bearbeitet durch User
von Bernhard S. (bernhard)


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...der Aufbau...

von Klaus (feelfree)


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Bernhard S. schrieb:
> Besonderheit

Ein Energiezähler, der nicht anderweitig genutzte Energie zählt, sondern 
die erzeugte Energie sofort sinnlos verheizt. Darauf muss man erstmal 
kommen!

von Ralf X. (ralf0815)


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Irgendwie begreife ich die Sinnhaftigkeit in Bezug auf 
Aufwand/Kosten/Ergebnisse nicht so richtig.

von Rainer W. (rawi)


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Klaus schrieb:
> Ein Energiezähler, der nicht anderweitig genutzte Energie zählt, sondern
> die erzeugte Energie sofort sinnlos verheizt.

Wer sagt etwas von "sinnlos"?
Per Wasserkühlung lässt sich die Energie für Warmwasserbereitung nutzen.

von Klaus (feelfree)


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Rainer W. schrieb:
> Wer sagt etwas von "sinnlos"?

Ich.

Das Ding macht einfach nichts sinnvolles.
Nicht einmal das Messergebnis besitzt irgendeine Relevanz.

: Bearbeitet durch User
von Bernhard S. (bernhard)


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Beispiel aus der Praxis:

die Aufbaubedingungen eines kleinen Solarpanels,

bzw. einer kleinen Solaranlage sollen untersucht werden.

Ausrichtung und die teilweise Beschattung sind wichtige Faktoren.

Dieser kleine autarge Energiezähler schaltet sich ab ca. 8V zu.

(Stromaufnahme 50mA)

Begrenzt die Panelspannung auf 17V.

Ist nicht der optimale MPP,

aber zumindest in diesem Bereich bei 20V Modulen.

Natürlich könnte man auch mit einem einfachen Widerstand

das Modul belasten.

Veränderbarer Widerstand im Ohmbreich bis 100 Watt^^

Im Bild meine Balkonkonstruktion, hohe Bäume, hohe Nachbarhäuser,

Dachgiebel. Heute 8 Uhr Leistung 1 Watt, Mittags 180 Watt....

von Monk (roehrmond)


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Wozu?

von Klaus (feelfree)


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Bernhard S. schrieb:
> Natürlich könnte man auch mit

jedem vernünftigen Wechselrichter die Daten direkt auslesen, und zwar 
während des Betriebs und am MPP.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Klaus schrieb:
> Das Ding macht einfach nichts sinnvolles.
Es ermittelt erklärtermaßen nicht mal den MPP.

Wenn schon, dann hätte ich diese Vermutung, dass bei 17V der MPP 
"hinreichend" genau getroffen werden, mit einem zweiten Panel und einem 
zweiten, dem MPP folgenden Gerät bewiesen. Dann hätte das Gerät 
wenigstens noch edukativen Nutzen.

Rainer W. schrieb:
> Per Wasserkühlung lässt sich die Energie für Warmwasserbereitung nutzen.
Da kannn ich sber auch einfach einen Heizwiderdtand direkt anschließen. 
Einfach so, ganz ohne MPPT.

: Bearbeitet durch Moderator
von Bernhard S. (bernhard)


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gestrige Messung dieser Panele:

rot:  Leistung
grün: Spannung
blau: Strom

Mittags ein auffälliger Peak !

von Monk (roehrmond)


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Bernhard S. schrieb:
> Mittags ein auffälliger Peak !

Hat dich das überrascht?

von Klaus (feelfree)


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Bild passt zum Aufbau. Chaos pur.

von Arno R. (arnor)


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Bernhard S. schrieb:
> Ein 20V Modul wird nicht im MPP betrieben, sondern auf konstant 17V
> gedrückt

Aber nicht mit der oben gezeigten Schaltung. Die Modulspannung ist stark 
vom fließenden Strom abhängig. Die 16V-Z-Diode klemmt zwar die 
Basisspannung der Darlingtons auf 16V über Masse, aber die positive 
Schiene ist über 2 B-E-Strecken und die Emitterwiderstände an die 
Basisspannung gekoppelt. Bei 12A in dem Bild von 9:29h fallen über den 
Emitterwiderständen (1Ohm laut Schaltplan) 6V ab. Die Modulspannung 
liegt daher bei etwa 16V+1,4V+6V=23,4V und nicht bei konstant 17V.

Falls die Emitterwiderstände dazu dienen sollen, die Belastung der 
Darlingtons zu reduzieren, muss man die in die Kollektorleitung 
schalten.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Bernhard S. schrieb:
> Mittags ein auffälliger Peak !
Du hast da zufällig den MPP getroffen.

BTW: bitte nicht Plenken.

von Michael B. (laberkopp)


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Bernhard S. schrieb:
> wieviel Energie, also wieviel Wh bzw. kWh liefert mir eigentlich mein
> Solarpanel bzw. meine Solarpanele ?

So viel, wie man nutzt. Deines immer 0 weil immer ungenutzt.

> Natürlich ist die Energiemenge sehr stark abhängig von den
> Aufstellbedingungen und von der aktuellen Wetterlage .

Nicht nur das, sondern auch vom Verbrauch der Last.

Dein Ansatz, ein PV Modul mit einem Widerstand zu belasten, ist 
kompletter Unsinn. Wenn der Widerstand für volle Modulleistung bei 
voller Sonne ausgelegt wäre, also passend zum MPP laut Datenblatt, 
liefert halbe Sonne den halben Strom aber du bekommst nur 1/4 der 
Leistung und bei 10000 lux statt 100000 lux fliesst zwar 1/10 des Stroms 
aber du zählst nur 1/100, also 1% der Leistung.

Du hast das Prinzip des photoelektrischen Effekts beim Hakbleiter und 
die Wichtigkeit einer MPP Regelung leider überhaupt nicht verstanden.

> Eine kleine Schaltung, welches das Solarmodul belastet, lüftet das
> Geheimnis.

Es ist gar kein Geheimnis.

Dein Wattmeter, direkt ans Panel angeschlossen bevor dahinter ein 
Akkuladeregler oder so folgt, liefert genau das: die erzeugte Leistung.

Viele Akkuladeregler zeigen die aber auch selbst an.

Ohne Akku kann eventuell die durch die Sonnenbestrahlung vom Modul 
mögliche Leistung gar nicht abgenommen werden, dann liefert es die auch 
nicht, wohin auch.

von Carsten-Peter C. (carsten-p)


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Monk schrieb:
> Wozu?

Moin,
weil es Spaß mach sowas zu basteln. Ein Hobby muss doch nicht 
wirtschaftlich sein. Seid doch froh über solche Beiträge.
Vielleicht ist es interessant, zuerst die Leerlaufspannung zu messen und 
dann den Strom langsam zu erhöhen, bis die Spannung einen Wert 
unterschritten hat. Das könnte ein ATmega o.ä. machen.
Gruß
 Carsten

von Rainer W. (rawi)


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Carsten-Peter C. schrieb:
> Vielleicht ist es interessant, zuerst die Leerlaufspannung zu messen und
> dann den Strom langsam zu erhöhen, bis die Spannung einen Wert
> unterschritten hat. Das könnte ein ATmega o.ä. machen.

MPPT wurde schon erfunden.
Dabei "tanzt" die Last um den Punkt maximaler Leistung. Alles andere ist 
für die meisten PV-Anwendungen, die der Erzeugung elektrischer Energie 
aus der Sonneneinstrahlung dienen, eher uninteressant.

Und natürlich, das könnte ein ATmega o.ä. machen - der schafft MPP. 
Dafür braucht man keinen Großrechner.

Lothar M. schrieb:
> Da kannn ich sber auch einfach einen Heizwiderdtand direkt anschließen.
> Einfach so, ganz ohne MPPT.

Ein einfacher Heizwiderstand als direkte Last wird dir nicht den 
Gefallen tun, die vom TO gewünschte Klemmspannung über dem Panel zu 
regeln.

Bernhard S. schrieb:
> Heute 8 Uhr Leistung 1 Watt, Mittags 180 Watt....

Die "1 Watt" sind dermaßen weit weg vom MPP gemessen, dass du die nicht 
sinnvoll mit den 180 Watt vergleichen kannst.

: Bearbeitet durch User
von Klaus (feelfree)


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Carsten-Peter C. schrieb:
> Ein Hobby muss doch nicht wirtschaftlich sein

Zustimmung. Nur ist dieses Gebastel nicht nur nicht wirtschaftlich, 
sondern ganz und gar unsinnig.
Ungefähr so, wie wenn du die Leistung eines Zweirads messen willst, und 
dazu deine Schuhsohlen auf dem Asphalt schleifen lässt und aus der 
Schuhsohlentemperatur auf die Leistung schließt.

von Bernhard S. (bernhard)


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MPP Tageskurve 20V Solarmudul (bedeckter Himmel)

von Udo S. (urschmitt)


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Bernhard S. schrieb:
> die teilweise Beschattung sind wichtige Faktoren.

Genau dann ist aber der MPP deutlich weg von deinen 17V.

von J. S. (jojos)


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Die Daten über den Inverter auszulesen macht doch mehr Sinn und die 
bekommt man auch in hoher Auflösung. Aber in diesen Tagen mit stark 
wechselnder Bewölkung  ist das Vergleichen der Daten schwierig. Und 
jetzt steht die Sonne schon sehr tief, eine Optimierung im Herbst passt 
nicht für das Frühjahr. Die Module müssen hauptsächlich gut windfest 
befestigt sein.

von Klaus (feelfree)


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Bernhard S. schrieb:
> MPP Tageskurve 20V Solarmudul (bedeckter Himmel)

Das Bild ist keine Kurve, sondern ein unbrauchbarer Pixelbrei. Mein 
erster Eindruck: Da brennt was.
Schau' dir das Diagramm von jojos an, so muss das aussehen.

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von Monk (roehrmond)


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Klaus schrieb:
> Mein erster Eindruck: Da brennt was.

Ich dachte an Kastanien im Lagerfeuer

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Bernhard S. schrieb:
> MPP Tageskurve
Wie hast du mit deiner Schaltung den MPP ermittelt?

Oder ist dein MPP anders definiert als beim Rest der Welt?

von Bernhard S. (bernhard)


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Lothar M. schrieb:
> Wie hast du mit deiner Schaltung den MPP ermittelt?

Negativ. Das würde nicht funktionieren.

Bei der MPP-Messung muss die Last variiert werden.

Erst wenn die Leistung, also Produkt Strom und Spannung,

am größten ist, dann ist der MPP ermittelt...

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