Guen Tag! Ich möchte die Solarstrahlung, also die Energie, die ein idealer (Wirkungsgrad = 1) Sonnenkolektor abgeben würde, messen. Ich habe mich zwar schon versucht zu informieren, aber keine geeignet erscheinende Lösung gefunden. Zum Beispiel stehen in den Datenblättern vieler Photodioden Sätze wie "Angepaßt an die Augenempfindlichkeit" (BPW 21), das bedeutet für mich, dass die Infrarotstrahlung völlig außen vor bleibt. Das Selbe scheint für die Messung mit einer Solarzelle zu gelten. Habt ihr einen Vorschlag? Es ist nicht nötig, dass die Messung über viele Größenordnungen genau ist (Ob 0,1 oder 0,2 Watt rauskommen macht auch keinen Unterschied, 100 und 200 Watt aber schon!) Natürlich messe ich auch die Umgebungstemperatur, um dann mit diesen Daten und der Vorlauftemperatur den tatsächlichen Wirkungsgrad und damit die nutzbare Energie zu berechnen (z.B. so http://www.bastelitis.de/wirkungsgrad-von-thermischen-solaranlagen/) IG Jonas Kaufmann
Hallo,
du suchst nach einem Pyranometer. Die sind meist teuer, aber wenn du
Bastelambitionen hast, im Internet gibt es eine Anleitung.
Viele Grüße,
Sven
bevor du lange suchst: http://www.umnicom.de/Elektronik/Projekte/Wetterstation/Sensoren/Pyranometer/Pyranometer.htm
Danke, den Link hatte ich dann auch gefunden, aber es schaut sehr aufwendig aus, gerade, da mir die dort verwendeten Messgerät (Spektrometer und ein Vergleichs-Pyranometer) nicht zur Verfügung stehen. Da ich die Daten nicht für die Planung irgendwelcher Inverstitionen sondern für meine Seminarfacharbeit (So eine "erste wissenschaftliche Arbeit" hier in Thüringen, wird in der 11. und 12. Klasse geschrieben. Ich möchte über die Möglichkeiten der Wärmespeichrung schreiben und dazu die von der Sonne bereitgestellte Energie mit der Verbrachten vergleichen) benötige, werde ich mal bei der Wetterstation hier im Ort verbaischauen. Das wäre besonders gut, da am Gaszähler schon eine Ganze Weile eine Lichtschranke angebracht ist und wenn ich Daten aus der Vergangenheit erhalte, könnte ich Berechnungen für einen längeren Zeitraum anstellen. IG Jonas Kaufmann
Jonas Kaufmann schrieb: > Danke, den Link hatte ich dann auch gefunden, aber es schaut sehr > aufwendig aus, gerade, da mir die dort verwendeten Messgerät > (Spektrometer und ein Vergleichs-Pyranometer) nicht zur Verfügung > stehen. Ich denke das es für eine erste Wissenschaftliche Arbeit ausreicht ein paar Annahmen zu treffen: 1. Das Spektrum das auf der Erde ankommt ist unabhängig von Sonnenstand und Bewölkungsgrad (und das verwendete Spektrum wird genau Angegeben). 2. Fehler die aus unterschiedlichen Spektren entstehen werden wegen Annahme 1 ignoriert. Das ist meiner Meinung nach auch Praxistauglich, weil die mit Abstand meiste Energie bei einigermassen gutem Sonnenstand entnommen werden kann. Bei Bewölkung bekommt man eh nur 5% der Energie (Schätzwert). Die Grafik aus dem Link zeigt den Zusammenhang zwischen V-Lambda-kurve, also Augenempfindlichkeit, und gemessenem Spektrum der Bestrahlungsstärke: http://www.umnicom.de/Elektronik/Projekte/Wetterstation/Sensoren/Pyranometer/Bild01.gif Diese Kurven sind relativ zueinander immer gleich, wenn Annahme 1 zutrifft. Dadurch kann man mit einem 'augenangepasstem' Sensor per Korrekturwert direkt auf die eingestrahlte Energie schliessen. Ideal wäre ein Spektrum im Datenblatt zu haben. Dann könnte man noch versuchen den Fehler der aus Annahme 1 Entsteht abzuschätzen (man muss sich ja behelfen wenn man als Abiturient keine geeigneten Messgeräte hat). Und zwar würde ich Parallel zum optischen Sensor einen IR-Sensor verwenden, der Einigermassen einen entfernten Bereich abdeckt, vielleicht 1-2 um. Das Problem ist das das mit Silizium nicht geht, man soll wohl Germanium benutzen. Zur Not könnte man aber mit Silizium von 900-1400nm integriert messen. Nun müssten bei "Annahme 1 = zutreffend" die Messwerte beider Sensoren immer die gleiche proportionale Abweichung haben und man kann vielleicht etwas dazu sagen bei welchen Bestrahlungsstärken bzw. Sonnenpositionen das besonders Stark abweicht. Aber das alles nur wenn man auch wirklich was bastelt ;o)) > vergleichen) benötige, werde ich mal bei der Wetterstation hier im Ort > verbaischauen. Das wäre besonders gut, da am Gaszähler schon eine Ganze Beim Deutschen Wetterdienst (www.dwd.de) kann man viele Messwerte von den einzelnen Stationen frei runterladen. Interessant ist vielleicht der Bedeckungsgrad mit allen Wolken für 6:00, 12:00 und 18:00, und die Tagessumme der Sonnenscheindauer. Zum Filtern gibt es noch ein Bit ob überhaupt Sonne geschienen hat. Ich hoffe der Gedankenanstoss für dich einigermassen brauchbar. Viel Erfolg, bye uwe
Du kannst als Einstrahlungssensor auch eine Solarzelle verwenden, deren Kurzschlußstrom Du mißt. Die Solarzelle sieht nicht das ganze Spektrum wie ein Schwarzer Körper aber einmal kalibriert, sollte die Zelle recht genaue Ergebnisse liefern.
Bei Solarthermie geht es ja um die Temperaturerhoehung eines durchfliessenden Mediums. Mein Ansatz waere ein schwarzes Stueck Blech in ein Glasgehaeuse zu setzen (damit es der Wind nicht kuehlt) und dessen Temperatur zu messen - bei meinen Solarkollektoren stehen da allerdings ca. 200 Grad C bei Leerlauf im DB. Noch genauer sollte dann werden, ein Stueck Rohr mit einem schwarzen Stueck Blech in das Glasgehaeuse zu setzen und die Erwaermung des Mediums zu messen, das man dann aber definiert rueckkuehlen muss. wendelsberg
Pyranometer sind teuer, weil das ein schwieriges Thema ist, auch der Selbstbau ist nicht trivial. Der Deutsche Wetterdienst verkauft lokale Pyranometerdaten. Vllt. schenkt der nem interssierten Schüler mal sowas. Mit Mühe findet man auch Institutionen und Privatleute, die ihre Messungen kostenlos ins Netz stellen, für Berlin z.B. hier: http://wetter.htw-berlin.de/ hth Cheers Detlef
In Stralsund gibt es die FH mit einer öffentlichen Wetterstation. Die Daten der letzten Jahre können per CSV geladen werden: http://wetter.fh-stralsund.de/index.php?page=aktuell
Uwe R. schrieb: > Ich denke das es für eine erste Wissenschaftliche Arbeit ausreicht ein > paar Annahmen zu treffen: > 1. Das Spektrum das auf der Erde ankommt ist unabhängig von Sonnenstand > und Bewölkungsgrad (und das verwendete Spektrum wird genau Angegeben). Das trifft bestimmt nicht zu, wenn du mit "Erde" die Erdoberfläche meinst. Abhängig vom Weg durch die Atmosphäre und damit vom Sonnenstand werden der Blauanteile durch Streuung und der IR-Anteil durch H2O-Absorption kräftig gekniffen. http://www.eumetcal.org/euromet/resource/satmet/s2500/s2500001.gif
Wolfgang schrieb: > Uwe R. schrieb: >> Ich denke das es für eine erste Wissenschaftliche Arbeit ausreicht ein >> paar Annahmen zu treffen: >> 1. Das Spektrum das auf der Erde ankommt ist unabhängig von Sonnenstand >> und Bewölkungsgrad (und das verwendete Spektrum wird genau Angegeben). > > Das trifft bestimmt nicht zu, wenn du mit "Erde" die Erdoberfläche ... Natürlich hast du recht, keine Frage. Weiter unten geht es ja auch genau darum, den Fehler durch die Annahme abzuschätzen. Annahmen muss man immer treffen, egal wie gross das Labor ist. Und bis zur Promotion hat der TO ja noch ne weile Zeit, und eine Fehlerbetrachtung ist spätestens dann elementar. ;o)) Auch mit Spektrometer kommt er da im Prinzip nicht drumrum. Darum stehen die Messfehler auch in Datenblatt und Kalibrierzertifikat. Allerdings ist es bei einer derart groben Anforderung (die Einstrahlung ändert sich eigentlich schon wenn sich eine Fliege draufsetzt, nicht nur durch den Schatten sondern auch durch die Wärmeleitung der Füsse, ausserdem ist die Frage wie warm die Fliege ist bevor sie sich draufsetzt...) anschaulicher den Messfehler in begreifbare Grössenordnungen zu legen und dann zu analysieren. Mit anderen Worten: man kann es fast beliebig genau machen, aber immer muss man wissen wie genau es denn nun wirklich ist. bye uwe
Uwe R. schrieb: > Annahmen muss man immer treffen, egal wie gross das Labor ist. Ich würde es mal so formulieren: Vereinfachende Annahmen muss man immer machen. Bei jeder Vereinfachung muss man sich aber überlegen, ob man sich den dadurch gemachten Fehler erlauben kann. Bei der gestellten Messaufgabe macht es z.B. einen erheblichen Unterschied, ob man den Wirkungsgrad im Tagverlauf bestimmen möchte oder nur an der Gesamtbilanz interessiert ist. Im letzten Falls sind die spektralen Abweichungen nicht so gewichtig, weil die Zeiten mit niedrigem Sonnenstand erheblich weniger zur Summe beitragen. Man nimmt aber z.B. für den ganzen Winter erhebliche Fehler in kauf, wenn man die Abhängigkeit der Kalibrierung von der Sonnenhöhe vernachlässigt.
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