Hallo, in der MDR- Sendung „Einfach genial“ wurde 2023 ein System zur Optimierung des Ertrages von PV- Anlagen vorgestellt. Das Erfinderteam bekam viele Auszeichnungen. Wie genau die bahnbrechende Erfindung funktionieren sollte, habe ich bisher nicht in Erfahrung bringen können. Auf der Webseite www.photovoltaik-on-fire.de, wo die Erfindung allgemein vorgestellt wird, habe ich keine Details gefunden. Auch kein Blockschaltbild. Meine Email- Anfrage an das Forscherteam bezüglich Patentanmeldung oder evtl. Pläne zur Funktionsdarstellung wurde nicht beantwortet. Kennt jemand die genaue Funktion? vielen Danke für die Hilfe Ferdinand
Moin, Wird wohl nach dem selben Prinzip funktionieren, wie "der Fernseher, der Energie erzeugt" aus Simbabwe, ueber den die Tagesschau mal berichtet hatte... scnr, WK
Sieht aus wie ein Balancer mit Arduino Nano... Aber würde dann eine einfache Diode (wie sie sowieso in den Modulen eingebaut ist) nicht ausreichen? Gruss Chregu
meinst du die Schüler von Jugend Forscht? hier der Beitrag von Einfach Genial dazu: https://www.youtube.com/watch?v=xkl3PWLbziY
Mir scheint sie haben den Optimierer erfunden. Die kann man seit vielen Jahren von Tigo und anderen fertig kaufen.
Beitrag #7920699 wurde vom Autor gelöscht.
Nils B. schrieb: > Mir scheint sie haben den Optimierer erfunden Hier die letzte Antwort vom Forscherteam, die ich bekommen habe: Wir haben im letzten Jahr versucht einen industriellen Partner für unser Projekt zu gewinnen. Dies ist uns - Stand jetzt - nicht gelungen. Es gibt zwar einige Kontakte in die Industrie, jedoch ist eine industrielle Umsetzung derzeit unwahrscheinlich. Insofern liegt unser Projekt seit einiger Zeit "auf Eis". Gruss Ferdi
Vermutlich sind es Boost-Converter pro Zelle, die dann sekundär parallel geschaltet werden. Das Problem bei all solchen Geräten: Angenommen man hat ein Solarpanel A zum Preis X. Man könnte irgendeine Form von Optimierer zum Preis Y dazu kaufen, der aber nur *unter ungünstigen Bedingungen* (wie Teilabschattung) die Leistung etwas erhöht, aber natürlich nie auf das Niveau von guten Bedingungen. Gesamtpreis ist offensichtlich X+Y. Stattdessen könnte man auch direkt ein größeres Solarpanel B zum Preis X+Y kaufen ohne Optimierer. Dies hat unter guten Bedingungen sogar noch mehr Leistung als Panel A + Optimierer, unter ungünstigen Bedingungen vielleicht sogar ähnlich viel wie Panel A, aber die Gesamtkosten sind identisch. Statt einen Optimierer zu verwenden könnte regelmäßiges Saubermachen von Panel B insgesamt ein besseres Preis-Leistungs-Verhältnis haben. Eher bei räumlich stark eingeschränkten Situationen (z.B. Fahrzeuge), wo man nicht einfach mehr Panels daneben stellen kann, sieht es anders aus.
Hier wird schon versucht, den Vorteil bzw. Unterschied des eigenen Systems zu bisherigen Lösungen zu erklären: https://www.photovoltaik-on-fire.de/vorteile Allerdings ist mir derzeit noch rätselhaft, was genau mit "Unterstützung" gemeint ist. Es scheint als wäre es dazu erforderlich, dass die Panelhersteller entsprechende Anschlüsse aller Submodule nach Außen führen - was möglicherweise erklärt, warum sich bisher kein Partner gefundenn hat.
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Wenn das Projekt 2023 bei JuFo lief, dann arbeiten die sicherlich seit ein paar Jahren daran. Als ein 400W-Modul noch 150 EUR und mehr gekostet hat, mag es für aufwendige externe Balancer noch einen gewissen Markt gegeben haben. Aber das ist bei den heutigen Modulpreisen Geschichte. Der Markt für Nachführsysteme ist ja auch zusammengebrochen. Insofern ist es fast schon Zeitverschwendung, sich damit überhaupt zu beschäftigen. Eine Lösung für ein paar Cent direkt ins Premiummodul integriert, könnte aber sicherlich eine gewisse Berechtigung haben.
Frank E. schrieb: > Es scheint als wäre es dazu erforderlich, dass die Panelhersteller > entsprechende Anschlüsse aller Submodule nach Außen führen Ja, ziemlich sicher. Das Bild ist recht aufschlussreich: https://static.wixstatic.com/media/e34c22_027a71e990a64f51be01bb815d8a5e7f~mv2.jpg Der weiße Stecker bekommt die Anschlüsse der einzelnen Zellen. Die schwarzen dicken Kästen sind Induktivitäten, geschaltet über MOSFETs. Die "Designator9" (lol) ICs sind vermutlich Boost Converter. Über die fette Quer-Leiterbahn werden die Outputs davon parallel geschaltet. Dann kommt anscheinend noch ein Schaltregler um eine "saubere" (?) Ausgangsspannung zu bekommen, oder vielleicht ist es auch ein MPP-Tracker. Lustig ist dass die einzelnen Zellen über dicke Dioden angeschlossen sind, statt über "ideale Dioden" (MOSFETs). Das Board ist offensichtlich für 6 Zellen geeignet. Ein 0815 400W Panel kostet inkl. Wechselrichter 180€ und hat z.B. 108 Zellen, man bräuchte also 18 von diesen Boards. Der Teensy 4.0 da drauf kostet alleine 20€. Wenn ich also die Wahl habe: - 1x 400W Panel für <180€ plus 18x20€ - 3x 400W Panel inkl Wechselrichtern was nehm ich da wohl? Die kosten für das restliche Board, Induktivitäten etc. noch vollkommen ignoriert.
Marek N. schrieb: > Was ist der Vorteil gegenüber Bias-Dioden? Bypass-Dioden haben Spannungsabfall, und wenn eine Zelle nur etwas abgeschattet ist leitet die Diode ggf. noch nicht wenn die Zelle noch etwas Spannung liefert, aber die Gesamtleistung ist reduziert. Dafür sind sie eben billig und direkt ins Panel integrierbar. Ggf. wird ein MPP-Tracker durch Dioden "verwirrt" weil die Kennlinie dann "geknickt" ist. Alles wunderbar nichtlinear, müsste man mal simulieren oder mit Einzelzellen basteln.
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Niklas G. schrieb: > Alles wunderbar nichtlinear, müsste man mal simulieren oder mit > Einzelzellen basteln. Hier mal so ein Ersatzschaltbild von Zellen in Reihe: Beitrag "Re: Was passiert, wenn Solarzellen in Reihe geschaltet sind und einige im Schatten liegen?" Und hier sind ein paar Simulationen: Beitrag "Solarzellen Simulieren"
Hallo zusammen, ich habe selber am Projekt mitgearbeitet und kann Ihnen gerne einige Fragen beantworten. Die Grund Idee unserer Erfindung war, dass wir Leistungsunterschiede zwischen den einzelnen Solarmodulen (sowohl innerhalb der Panels als auch über Panelgrenzen hinweg) ausgleichen. Das bedeutet konkret, dass wir schwächere Zellen durch Strom aus den stärkeren Zellen unterstützen (wir transformieren Strom in die Zellen um die Spannung zu erhöhen -> höherer Strom). Dies wird durch eine Software koordiniert. Dadurch haben alle Zellen den selben Strom und der gesamte nutzbare Strom einer Anlage kann verwendet werden. Wie dies sich relativ grundsätzlich von anderen Systemen, wie Dioden oder Optimierern, abhebt und was Vor- und Nachteile sind kann man unter folgendem Link nachlesen (www.photovoltaik-on-fire.de/vorteile). Eine genauere Erklärung würde hier den Rahmen sprengen. Bei unserer Entwicklung, die wir bei Jugend-Forscht vorgestellt haben, handelt es sich natürlich nicht um eine mögliche Endlösung, sondern um einen Entwicklungsaufbau, mit dem wir die Möglichkeit hatten möglichst viele Dinge zu testen. Sollte dies in die Praxis umgesetzt werden, würden in etwa unser Microcontroller, aber auch viele andere Bauteile durch billigere ersetzt werden. Außerdem würden wir zB auch nicht jede einzelne Zelle unterstützen. Eine wirtschaftliche Nutzung wäre somit möglich, wie uns auch mehrfach bestätigt worden ist. Nichts desto trotz handelt es sich bei unserem Projekt natürlich nicht um eine "High-End Lösung", sodass ich Ihnen nicht seriös beantworten kann wann eine wirtschaftliche Nutzung rentabel wäre.
Florian schrieb: > Eine genauere Erklärung würde hier den Rahmen sprengen. Ähm, nein. Genau die ist der Unterschied zwischen Geschwurbel und Fakten.
Beitrag #7920873 wurde vom Autor gelöscht.
Michael B. schrieb: > Florian schrieb: >> Eine genauere Erklärung würde hier den Rahmen sprengen. > > Ähm, nein. > > Genau die ist der Unterschied zwischen Geschwurbel und Fakten. Hallo, auf der verlinkten Website werden die Unterschiede zu den entsprechenden Systemen detailiert und selbstverständlich faktenbasiert dargestellt. Wenn es eine konkrete Frage gibt, kann ich diese selbstverstädnlich beantworten. Ich wollte lediglich nicht den Vergleich mit jeder Technologie beschreiben, da dies ja eh unter dem angegeben Link zu finden ist. Wenn dies missverstädnlich war bitte ich dies zu entschuldigen :)
Florian schrieb: > auf der verlinkten Website werden die Unterschiede zu den entsprechenden > Systemen detailiert und selbstverständlich faktenbasiert dargestellt Nein "Auf der Webseite www.photovoltaik-on-fire.de, wo die Erfindung allgemein vorgestellt wird, habe ich keine Details gefunden" Wenn du den Strom einer verschatteten Zelle aus dem Gesamtstrom des Moduls durch Einspeisung in diese Zelle wieder auf den Level der anderen Zellen bringen willst, musst du 10A potentialverschoben auf die Zelle erzeugen. Das kann deine Platine nicht und auch nicht über die dünnen Kabel schicken. Die einfachere Lösung wäre ein MPPT step up pro Zelle auf eine Gesamtspannung zu wandeln, das kostet wenigstens nur 1 Transistor, 1 (aktive) Diode und 1 Spule am Controller.
Hallo, Florian schrieb: > Eine > genauere Erklärung würde hier den Rahmen sprengen. ich habe im ersten Beitrag dies lediglich auf den Vergleich mit den anderen Systemen bezogen. Vielleicht liegt hier ein Missverständnis vor. Sie finden den Vergleich auf der Website unter dem Reiter "Vorteile unseres Systems". Ansonsten stehe ich hier natürlich gerne auch für konkrete Fragen zur Verfügung. Die auf der Website abgebildete Platine kann keine 10A Strom "ausgleichen". Sie wurde allerdings auch nie dafür konzipiert, da es sich um eine Testaufbau handelt, mit dem wir die Abschattung simuliert hatten (siehe Beitrag bei Einfach-genial!). Mit diesem Aufbau und weitere Versionen haben wir unser System bei kleineren Strömen bis 400mA getestet und simuliert. Theoretisch wäre natürlich auch eine Platine für 10A denkbar, die dann in der Praxis eingesetzt werden kann. Dazu ist es allerdings im Verlauf unserer Arbeit nicht gekommen.
Alexander schrieb: > Der Markt für Nachführsysteme ist ja auch zusammengebrochen. Ab Mitte der 80er entwickelten, bauten und verkauften wir Nachführsysteme für Satanlagen. Logisch stiegen wir damit ab Mitte der 90er auch bei PV ein. Grenzenloser Aufstieg die ersten Jahre und nachfolgend in den Nullerjahren bedeutend schneller der Abstieg, wo aus Hightech nur noch Altmetall wurde. Als die Jungs von photovoltaik-on-fire ihr Projekt begannen, hat wohl keiner die Entwicklung der PV-Modulpreise vorhergesehen. Ähnlich zweite Hälfte der Nullerjahre, als Modulpreise und Einspeisevergütung total aus dem Ruder lief und sich viele eine goldene Nase verdienten.
Flip B. schrieb: > wie unterscheidet sich das jetzt von einem Optimierer-system? Du kennt die Zitierfunktion? Falls Du meinen Kommentar meinst: Gar nicht, beide verfolg(t)en den wirtschaftlichen Erfolg. Sobald die Entwicklung, etc. keine prozentuale Gewinnsteigerung bringt, wird sie niemand nutzen, der nicht auf den Kopf gefallen ist.
Ralf X. schrieb: > Als die Jungs von photovoltaik-on-fire ihr Projekt begannen, hat wohl Als Vater von mehreren Mädchen ist es mir wichtig darauf hinzuweisen, dass das ursprüngliche Projektteam aus einem männlichen und **zwei** weiblichen Mitgliedern besteht oder besser bestand. Ich gehe davon aus dass Sie nicht nachgeschaut haben, trotzdem wurmt es mich, wenn man mit technischen Projekten immer zuerst „Jungs“, „Kerle“ und Männer assoziiert. Wir müssen darüber hier auch gar nicht weiter diskutieren, das würde sofort aus dem Ruder laufen und gehört nicht in diesen Thread. Aber bitte verwenden Sie „Jungs von xxx“ nur wenn es sich auch ausschließlich um solche handelt. 🙂
Alexander schrieb: > Ralf X. schrieb: >> Als die Jungs von photovoltaik-on-fire ihr Projekt begannen, hat wohl > > Als Vater von mehreren Mädchen ist es mir wichtig darauf hinzuweisen, > dass das ursprüngliche Projektteam aus einem männlichen und **zwei** > weiblichen Mitgliedern besteht oder besser bestand. Ich gehe davon aus > dass Sie nicht nachgeschaut haben, trotzdem wurmt es mich, wenn man mit > technischen Projekten immer zuerst „Jungs“, „Kerle“ und Männer > assoziiert. Wir müssen darüber hier auch gar nicht weiter diskutieren, > das würde sofort aus dem Ruder laufen und gehört nicht in diesen Thread. > Aber bitte verwenden Sie „Jungs von xxx“ nur wenn es sich auch > ausschließlich um solche handelt. 🙂 Absolut richtig, ich entschuldige mich hiermit bei den/allen Mädels! 😎
Florian schrieb: > www.photovoltaik-on-fire.de/vorteile Ok, hier die relevanten Zahlen: Szenario: teilverschattetes Modul A: ohne Optimierung -> 0% Leistung B: drei Schleifen mit Bypass-Dioden -> 33% Leistung C: Verbesserte Lösung mit Bypass-Dioden -> 76% Leistung D: hier diskutierte Optimierung -> 90% Leistung (Sind das eigentlich echte Messwerte oder nur simulierte Zahlen?) Also ca. 14 Prozentpunkte mehr. Damit gilt m.E. das, was Niklas hier geschrieben hat: Beitrag "Re: Photovoltaik on fire!"
Ralf X. schrieb: > Du kennt die Zitierfunktion? > Falls Du meinen Kommentar meinst: > Gar nicht, beide verfolg(t)en den wirtschaftlichen Erfolg. Sorry, ich bezog mich auf das Projekt im Titel.
Das erfordert einen Einbau in das Modul. Ein Halbzellenmodul kostet heute <50€. Da sind bei 120 bzw. 144 Solarzellen pro Modul drin, die man optimieren müsste. Damit die Elektronik das Modul nicht nennenswert teurer macht, müsste sie schon sehr billig werden. Sowieso: Es gibt weder in DE noch in der EU eine relevante Industrie für Solar, wir können nur Kohle und Gas. Die Industrie hat man ja mit voller Absicht abgestochen. Man müsste also schon einen chinesischen Partner finden. Die meisten Module werden auch nicht für Europa, sondern für China, Indien und den nahen Osten produziert. Für riesige Solarparks, die sich im Land der Dunkelflautenangst niemand vorstellen kann. Solche baut man aber nicht an Orte, wo Verschattung eine große Rolle spielt. Dass da Interesse da ist, bezweifle ich deshalb.
> Szenario: teilverschattetes Modul > A: ohne Optimierung -> 0% Leistung > B: drei Schleifen mit Bypass-Dioden -> 33% Leistung > C: Verbesserte Lösung mit Bypass-Dioden -> 76% Leistung > D: hier diskutierte Optimierung -> 90% Leistung Ganz so einfach ist diese Betrachtung nicht. Damit ein Modul überhaupt noch 90% seiner Nennleistung (oder ich nenne das mal besser Normalleistung, da die Module in unseren Breiten sowieso deutlich hinter ihrer Nennleistung zurückbleiben) liefern kann, muss es auch zu 90% noch mit Sonne beschienen sein. Ohne Optimierer stellt sich außerdem die Frage, ist es eine Reihenschaltung aller Module (dann ist es korrekt, daß verschattete Teile gar keine Leistung mehr liefern können, weil sie im globalen MPP von ihren Bypass-Dioden überbrückt werden) oder ist es eine Parallelschaltung. Bei der Parallelschaltung liefern verschattete Teile weiterhin einen kleinen Teil der Leistung (wie eben ohne direktes Sonnenlicht). Das Ganze ist nichts weiter als eine entsprechend hoch aufgelöste Optimierung. Nicht mehr und nicht weniger. Ob sich das lohnt ist schwer zu sagen, weil man einen sehr hohen Materialaufwand betreibt wenn man jede einzelne PV-Zelle eines Moduls mit ihrem eigenen Optimierer (und MPP-Tracker) ausstatten möchte. Die Dinger liefern einzeln auch kaum Spannung, aber dafür einen hohen Strom. Hoher Strom bedeutet immer auch Wärme in den verwendeten Bauteilen und die möchte man nicht haben. Angenommen ich habe ein heute eher kleineres Modul mit 60 Zellen und 300W. Dann macht jede Zelle 5W Leistung bei sagen wir 0,8V und 6,25A. Wenn ich jede einzelne Zelle mittels StepUp-Converterstufe optimieren möchte, stehe ich vor dem Problem, daß ich in Summe 0,8V mit 375(!!)A auf eine brauchbare Modulspannung von sagen wir 30V/10A hochtransformieren muss. Sorry, aber sowas will man doch nicht! Das gleiche Problem sehe ich bei diesen Multi-Level-Invertern, die gerade als neue superheiße Sau durchs Dorf getrieben werden. Wenn ich den gesamten Strom durch hunderte FETs hindurchleiten muss (jeder dieser "Level" braucht eine Vollbrückenschaltung, heißt pro "Level" muss der Strom durch zwei FETS), dann werden die alle davon warm. Am Ende dürfte man dann mehr Verlustleistung haben als bei konventionellen Schaltungen mit einer dicken Leistungsstufe und dem Ausgangsfilter. Meiner Meinung ist das nichts weiter als ein feucht-fröhlicher Traum mancher Halbleiterhersteller... wie verkaufe ich am schnellsten Milliarden meiner FETs und Treiberschaltkreise... genau so. Die hohe Komplexität solcher Module möchte man ebenfalls nicht haben, in Summe braucht man sehr viele Bauteile, das wird alles teuer und birgt ein entsprechend hohes Schadensrisiko, außerdem kommt man oft nur schlecht an die Module dran, um mal eben eines auszutauschen.
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Ich bräuchte eine Schaltung mit der die Module auch noch nachts Energie liefrn, ein Arduino hätte ich da :)
Frank D. schrieb: > Ich bräuchte eine Schaltung mit der die Module auch noch nachts > Energie > liefrn, ein Arduino hätte ich da :) Du brauchst da schon Lunarzellen.
Florian schrieb: > Eine genauere Erklärung würde hier den Rahmen sprengen. Zumindest ist mir nun bekannt, wie es funktioniert.
> Du brauchst da schon Lunarzellen.
Kann man nicht den Dunkelstrom nutzen?
1N 4. schrieb: > Kann man nicht den Dunkelstrom nutzen? Zum Beispiel: https://www.agrarheute.com/energie/strom/diese-solarzelle-liefert-nachts-strom-594808
Dieter D. schrieb: > Florian schrieb: >> Eine genauere Erklärung würde hier den Rahmen sprengen. > > Zumindest ist mir nun bekannt, wie es funktioniert. So so, und wie erreicht die Schaltung eine Anpassung des Spannungspegels der 0V/+35V Gesamtspannung aus der sie den Strom zieht auf die mit 400mA zu unterstützende Zelle die dazu relativ bei +12V/+12.5V liegt (oder dem Strangabschnitt der bei +6V/+12V liegt) ? Nicht mit den gezeigten Bauteilen auf der Platine. Aber du kannst ja jetzt sagen wie der hoax funktioniert.
Bevor Details ausgebreitet würden, müßte erst mal geklärt weden, ob diese Anwendung eines bekannten Technikprinzips bereits patentiert wurde. "Eine Erfindung, die bereits veröffentlicht wurde, kann in der Regel nicht mehr patentiert werden, da sie nicht mehr als neu gilt. Sobald eine Erfindung öffentlich zugänglich gemacht wurde, sei es durch eine Veröffentlichung, einen Vortrag oder eine anderweitige Bekanntmachung, ist sie nicht mehr patentierbar."
Michael B. schrieb: > So so, und wie erreicht die Schaltung eine Anpassung des Spannungspegels > der 0V/+35V Gesamtspannung aus der sie den Strom zieht auf die mit 400mA > zu unterstützende Zelle die dazu relativ bei +12V/+12.5V liegt (oder dem > Strangabschnitt der bei +6V/+12V liegt) ? > > Nicht mit den gezeigten Bauteilen auf der Platine. Ich würde es ganz einfach transformatorisch machen, so wie es hier wohl gemacht wurde, und wo Potentialhürden nun wirklich kein Problem wären. Aber sowas fällt dem Laberkopp vor lauter Gegeifer gar nicht erst ein ... Und wie Florian schon schrieb, stellt die gezeigte Platine nur ein generelles Funktionsmuster dar, eine Machbarkeitsstudie, die sicherlich noch genug Raum für Verbesserungen hat.
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für sp was gibt es doch heutzutage das vor allem von den Käufern hochgelobte "Schattenmanagment" :-)
Florian schrieb: > Wenn es eine konkrete Frage gibt, kann ich diese selbstverstädnlich > beantworten. Hallo Florian, Danke für Deine Rückmeldung hier! Bist Du noch am Ball, hast Du vor, irgendwas in der Richtung zu studieren? Ich bin begeistert von Eurem Einsatz. Natürlich gibt es hier viele alte Männer, zumeist Ingenieure, die sich seit 20, 30, 40 oder 50 Jahren beruflich und privat damit beschäftigen und ähnliche Ideen haben. Nimm uns das nicht übel, eher als Anerkennung. Umgesetzt haben es von uns vermutlich nur wenige oder keiner. Mit fallenden Modulpreisen und Mikro-Wechselrichtern wird es auch zunehmend unrentabel. Das soll Eure Leistung aber keineswegs schmälern! Für Studium und Hobby wünsche ich Dir und Deinen Mitstreiterinnen Alles Gute!
Jens G. schrieb: > Ich würde es ganz einfach transformatorisch machen, so wie es hier wohl > gemacht wurde Wo siehst du die Trafos ?
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