Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Inselanlage, Vergleich von einem starren und einem nachgeführten Photovoltaikpanel


von Christoph S. (cs13)


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Hallo,

Ich arbeite gerade an einem Projekt, bei dem ich
ein starres und ein nachgeführtes Photovoltaikpanele vergleiche.

Durch MPPT-Solarladeregler hole ich die größt mögliche Leistung
aus den Panelen. Nach den Ladereglern, messe ich die Spannungen und
Ströme, diese Werte werden über Wlan an einen Server gesendet.
Die Energie wird in einer Autobatterie kurz zwischen gespeichert und 
dann gleich zum Verbraucher geschickt, damit die Batterie nie 
vollgeladen wird. Als Verbraucher verwende ich wassergekühlten 
Leistungswiderständen.

Die Nachführung erfolgt mittels eines Chips, der die Uhrzeit und das
Datum dem µC übergibt. Der µC berechnet mit einer Formel den Standpunkt
und das Panel wird auf diese Position gedreht.

Meine Frage wäre jetzt,
habt ihr vielleicht Ideen wie ich etwas anders/besser machen könnte?
Und auf welche Sachen beziehungsweise Fehler ich besonders achten 
sollte?

vielen Dank im Voraus,
Christoph

von Oliver S. (phetty)


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Wieviel verbraucht eigentlich die Nachführung selber? Bist Du da immer 
noch im Plus?

von Anon Y. (avion23)


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Christoph S. schrieb:
> Die Energie wird in einer Autobatterie kurz zwischen gespeichert und
> dann gleich zum Verbraucher geschickt, damit die Batterie nie
> vollgeladen wird.

Das ist das falscheste, was du machen kannst. Gerade eine Autobatterie 
muss ständig voll geladen sein. Am besten sogar ganz leicht überladen.

Statt Leistungswiderstand könntest du Halogenlampen verwenden.

Ansonsten eine schöne Sache, die du dir da gebaut hast.

von Christoph S. (cs13)


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Erstmals vielen Dank für die schnellen Antworten,

Wie viel die Nachführung selbst braucht, ist noch nicht fix, da
ich noch nicht genau weiß welche Motoren ich genau verwende.

Ja aber wenn ich die Autobatterie immer voll lade, könnte es ja dazu 
führen
das der Solarladeregler keine Energie mehr zur Batterie lässt.
Dadurch würde die Messung verfälscht werden!
Halogenlampen als Verbraucher hab ich auch schon in Erwägung gezogen,
aber da die Energie ja ständig verbraucht werden soll und am Tag die
Lampen keinen Nuten haben, habe ich diese Idee wieder verworfen..

von Stephan (Gast)


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Christoph S. schrieb:
> Halogenlampen als Verbraucher hab ich auch schon in Erwägung gezogen,
> aber da die Energie ja ständig verbraucht werden soll und am Tag die
> Lampen keinen Nuten haben, habe ich diese Idee wieder verworfen..

Mit den Widerständen willst du dann Warmwasser bereiten?
Dann aber vorsichtig, damit an nem Sonnentag nicht das Wasser kocht oder 
die Kühlung der Widerstände ausfällt.

von gordon51freeman (Gast)


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Warum braucht es eigentlich die Autobatterie? Wäre es nicht einfacher, 
die Energie direkt dem Verbraucher zuzuführen oder ist das einfach eine 
gegebene Testbedingung?

Gruss
Gordon

von Christoph S. (cs13)


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Nein will ich nicht, die Widerstände dienen nur dazu
um die Energie zu verheizen, damit die Batterie nicht
vollgeladen wird.

von Christoph S. (cs13)


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Die Batterie wird als Buffer benötigt. Damit kann die Nachführung auch 
betrieben werden, wenn gerade keine Sonne auf das Panel scheint.

von gordon51freeman (Gast)


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Christoph S. schrieb:
> Die Batterie wird als Buffer benötigt. Damit kann die Nachführung auch
> betrieben werden, wenn gerade keine Sonne auf das Panel scheint.

Ach so, alles klar.

Gruss
Gordon

von Ra (Gast)


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Je nach Umgebungsbedingungen kann es passieren, dass die direkte 
Ausrichtung zur Sonne nicht das Optimum bringt.
Wenn z.B. eine Wolke vor der Sonne ist, und sich in einer anderen 
Blickrichtung eine große von der Sonne hell angestrahlte Kumulus 
auftürmt.

von Pieter (Gast)


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moin moin,

hast Du schon eine Hausnummer, wie groß der Unterschied in der Gewinnung 
zwischen starrer und nachgeführter Solarzelle ist?

Zur Nachführung: Differenzieller Fotowiderstand und analoge Nachreglung?
Also eine Art Sonnenfolger, damit ist Datum/Uhrzeit nicht wichtig.

Mit Gruß
Pieter

von Karl H. (kbuchegg)


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Pieter schrieb:
> moin moin,
>
> hast Du schon eine Hausnummer, wie groß der Unterschied in der Gewinnung
> zwischen starrer und nachgeführter Solarzelle ist?

So wie ich das verstanden habe, geht es genau darum, das herauszufinden.

von Christoph S. (cs13)


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Ra schrieb:
> Je nach Umgebungsbedingungen kann es passieren, dass die direkte
> Ausrichtung zur Sonne nicht das Optimum bringt.
> Wenn z.B. eine Wolke vor der Sonne ist, und sich in einer anderen
> Blickrichtung eine große von der Sonne hell angestrahlte Kumulus
> auftürmt.

Das ist schon richtig, ich war auch am überlegen die Ausrichtung über 
Photosensoren zu machen aber da die verschmutzen könnten oder durch 
Wolken die die Sonne für kurze Zeit verdecken verfälschte Signale 
liefern könnten,
bin ich zum Entschluss gekommen, das es am besten wäre, die Nachführung 
über so ein Programm zu realisieren.
Oder hättet ihr eine bessere Idee?

Lg Christoph

von oszi40 (Gast)


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Stephan schrieb:
> Mit den Widerständen willst du dann Warmwasser bereiten


Man könnte auch 2 bewegte Flächen für die Messung benutzen: Eine große 
zum Batterie laden und eine andere nur mit Lastwiderstnd zur Messung? 
Damit verfälschen zumindest die Stromspitzen bei Motorantrieb nicht die 
Messung.

von Christoph S. (cs13)


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Karl Heinz Buchegger schrieb:
>> moin moin,
>>
>> hast Du schon eine Hausnummer, wie groß der Unterschied in der Gewinnung
>> zwischen starrer und nachgeführter Solarzelle ist?
>
> So wie ich das verstanden habe, geht es genau darum, das herauszufinden.

stimmt genau, das Projekt soll Aufschluss dazu geben, wie viel der
Unterschied beträgt.

von MaWin (Gast)


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> habt ihr vielleicht Ideen wie ich etwas anders/besser machen könnte?

a) Eine Nachführung ist mechanisch belastet. Sie hält nicht besonders 
lange. Selbst gute Anlagen selten länger als 10 Jahre (schlechte nicht 
mal 1), bei erwarteten 30 Jahren für das Panel. Also muß man einrechnen, 
wie oft man sie ersetzen bzw. reparieren muß.

b) Dein dauerlaufender PC ruiniert natürlich jede Strombilanz, aber es 
geht ja derzeit nur ums Verbrauchen und Messen.

c) MPP bringt auch meist weniger als man glaubt, es lohnt sich erst bei 
grossen Panelen, bei mehreren.

d) Man muß das nicht experimentell ermitteln, das passt nächstes Jahr 
sowieso nicht mehr. Man kann das alles theoretisch durchrechnen. Aber 
Ökos denken ja nicht ökologisch, sondern produzieren für den Müll.

von Stephan (Gast)


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gordon51freeman schrieb:
> Warum braucht es eigentlich die Autobatterie?

Ein leidlich guter Laderegler dürfte auch den Dienst einstellen wenn 
nichts "batterieartiges" am Ausgang hängt.

von Christoph S. (cs13)


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MaWin schrieb:
> a) Eine Nachführung ist mechanisch belastet. Sie hält nicht besonders
> lange. Selbst gute Anlagen selten länger als 10 Jahre (schlechte nicht
> mal 1), bei erwarteten 30 Jahren für das Panel. Also muß man einrechnen,
> wie oft man sie ersetzen bzw. reparieren muß.
>
> b) Dein dauerlaufender PC ruiniert natürlich jede Strombilanz, aber es
> geht ja derzeit nur ums Verbrauchen und Messen.
>
> c) MPP bringt auch meist weniger als man glaubt, es lohnt sich erst bei
> grossen Panelen, bei mehreren.
>
> d) Man muß das nicht experimentell ermitteln, das passt nächstes Jahr
> sowieso nicht mehr. Man kann das alles theoretisch durchrechnen. Aber
> Ökos denken ja nicht ökologisch, sondern produzieren für den Müll.

a) Es ist mir bewusst das die Nachführung belastet ist, aber da ein 
Kollege von mir bereits sehr viel Zeit in die Nachführung investiert 
hat, bin ich mir sicher das diese lange halten wird!

c.) Wenn ich aber keinen MPP-Regler verwende, wird die Messung ja 
verfälscht, da die zwei Panele ja unterschiedlich angeregt werden 
könnten?!

d.) Wenn man an einem Projekt arbeitet, ist es natürlich auch 
interessant so etwas praktisch umzusetzen.

von Pieter (Gast)


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>> hast Du schon eine Hausnummer, wie groß der Unterschied in der Gewinnung
>> zwischen starrer und nachgeführter Solarzelle ist?

Da die Nachführung ja Aufwand und Energie kostet, sollte da schon eine 
Vorstellung geben wieviel mehr Energie umgewandelt werden kann.

Wie ist die Ausbeute bei Handbetrieb?

In der Umgebung sind grade 2 neue Solarfelder mit hunderten Zellen 
aufgebaut worden. Alle fest nach Süden ausgerichtet.

von Gebhard R. (Firma: Raich Gerätebau & Entwicklung) (geb)


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@Christoph
Bei gleichbleibender Strahlungsintensität und einem Winkelgang von 
0-180° entspricht die Energie der Fläche unter der Sinuskurve von 
0-180°. Das wäre  dann 2. Eine Nachführanlage würde zum Vergleich 3,14 
liefern (Rechteck b=1, l=Pi). Theoretisch käme aus der nachgeführten 
Anlage ca. 50% mehr Energie. Allerdings ist die Strahlungsintensität am 
Morgen und Abends aufgrund des längeren Strahlungsweges durch die 
Atmosphäre geringer und auch das Spektrum ist Richtung Rot verschoben. 
Das bedeutet Einbußen für die nachgeführte Anlage. Diese Effekte lassen 
sich nur schwer berechnen, meine Schätzung : Nachführanlage 25% besser 
als starr.
Nachteile der Nachführanlage wurden besprochen, wie eben die Tonnen von 
Stahl die schon für Anlagen unter 40m² verbraucht werden. Nicht zu 
vergessen ein massives Fundament.
Die Energie für die Nachführung sehe ich nicht als Problem. Bei 
geigneter reibungsarmer Ausführung ist die sehr klein.
Deine Bleiakkus würde ich aussen vorlassen, die haben einen schlechten 
Ladewirkungsgrad. LiPo wäre super, aber halt auch viel teurer.

Grüsse

von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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Christoph S. schrieb:
> Wie viel die Nachführung selbst braucht, ist noch nicht fix, da
> ich noch nicht genau weiß welche Motoren ich genau verwende.

schon mal drüber nachgedacht, einen "normalen" diseqc Stellmotor für 
SAT-Schüsseln zu verwenden? mit denen kann man ca. 15 Kg bewegen. Mußt 
halt nur "irgendwie" die diseqc Ansteuerung abbilden

von MaWin (Gast)


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> LiPo wäre super

Alle 3 Jahre tauschen, geil, dagegen sind PV-Module ja direkt langlebig.

Zum Test wenn es nur 1 Jahr halten soll geht es natürlich.

von Fuenf Tassen (Gast)


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Da die Zellen nicht nur mit direkter Strahlung, sondern auch mit 
indirekter, resp diffuser Strahlung arbeiten, bringt eine zeitgesteuerte 
Nachfuehrung nicht das Maximum. Ebenso sollte der Winkel gegenueber der 
Vertikalen gewobbelt werden.

von MaWin (Gast)


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> einen "normalen" diseqc Stellmotor

Der ist für 100 Verstellungen oder so ausgelegt,
und verreckt schon im ersten Jahr.

Leute, unterschätzt Mechanik nicht, die hat verdammt viel zu tun.

von Gebhard R. (Firma: Raich Gerätebau & Entwicklung) (geb)


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@Fuenf Tassen
wenn du 99% nicht als Maximum bezeichnen willst, dann gut. Selbst wenn 
man die Nachführanlage nur jede Stunde bewegt, verliert man weniger als 
1%.
@Wawin
Die Bleiakkus kannst du auch nach 5 Jahren einschmelzen.

Grüsse

von Christoph S. (cs13)


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@Gebhard Raich
Du dürftest mit deiner Schätzung von 25% nicht schlecht liegen,
was ich so recherchiert habe sind es ungefähr 30% was das Nachgeführte 
mehr bringt als das Starre.
Um auf deinen LiPo Akku zukommen. Zuerst wollte ich einen Solarakku 
nehmen, da die aber extrem teuer sind, habe ich mich entschieden die 
gewonnene Energie sofort wieder zu verbraten und als kurzzeitiger 
Speicher reicht ein normaler Bleiakku auch aus oder?


@Fuenf Tassen
was würdest du dann für eine Art der Nachführung wählen?

Grüße

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