Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Solar-Inselanlage Berechnung der Ladedauer u.a.


von G. Kritzel (Gast)


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Hallo zusammen.

Ich brauche ein kleines bischen Hilfe. Ich will eine Inselanlage bauen 
aus folgenden Komponenten:

Solarmodul (Dünnschicht):

http://www.bilder-upload.eu/show.php?file=dac866-1441663504.jpg

Laderegler:
http://www.amazon.de/dp/B00MVWZ68Q

Akku:

ein zyklenfester 12V 30Ah Akku


Den Laderegler hab ich schon, das Solarmodul und den Akku will ich nun 
kaufen.
Leider kenne ich mich mit Elektronik nicht so gut aus und mein Mathe... 
naja...

Nun meine Fragen bevor ich beides kaufe und dann was nicht passt:

1. Passt das Solarmodul mit dem Laderegler zusammen? Der regelt ja alles 
auf 12v runter (bzw 14,4v zum laden des akkus, glaube ich)
2. Wie lange würde denn der Akku brauchen um voll zu werden?
3. Welchen Akku (um die 30Ah) könnt ihr mir empfehlen?

Danke im Vorraus!!!

von Magic S. (magic_smoke)


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Du wirst keine Wunder erwarten können. Alleine die durch die 
Google-Sprachverschlüsseler gejagte und dadurch unlesbar gewordene 
Produktbeschreibung des Ladereglers sagt ja wohl einiges. Verkäufer kann 
zwar kein Englisch und ist sich auch für professionelle Hilfe zu fein, 
aber Scheiße verkaufen, das kann er prima. Vor allem bei ebay und amazon 
ist das kräftig eingerissen. Die Käufer sind ja alle dumm, was das 
Scheißteil kann interessiert sowieso niemanden und Geiz ist schließlich 
geil. Wieso also hohe Qualität abliefern, wenn's viel bequemer auch ohne 
geht?!

Der Laderegler ist ein sehr einfaches Modell ohne MPP-Tracking. Das 
bedeutet, die Spannung am Solarmodul sinkt auf die Ladespannung des 
Akkus. Die Leistung des Solarmoduls wird bei einer Einstrahlung von 
1000W/m² bestimmt - hier in Deutschland haben wir im Hochsommer 
600..700W. Folglich erreicht das Solarmodul nur 70% der aufgedruckten 
Leistung.

Die MPP-Spannung bei Modulen mit 23V Leerlaufspannung liegt typisch bei 
etwa 17,5V. Da das Solarmodul hier in Deutschland etwa 70% Leistung 
liefert, sind wir bei 17,5W, was einen MPP-Strom von etwa einem Ampere 
zur Folge hat. Bei 14,5..15V Betriebsspannung wird der Strom geringfügig 
ansteigen, vielleicht schafft man 1,1A. Das bedeutet, daß bei vollen 10 
Sonnenstunden (nicht die Stunden, in denen es hell ist, sondern die 
aufsummierte Menge an Solar-Einstrahlung in Mittagssonne-Intensität!) 
maximal 11Ah pro Tag geladen werden können. Du brauchst also geschlagene 
drei Tage mit wolkenfreiem Himmel im Hochsommer, um den handlichen 30Ah 
Akku vollzukriegen. Und da Solarmodule nur bei guter Sonnenstrahlung 
funktionieren, kannst Du selbst abschätzen, was an einem Tag mit 
bedecktem Himmel (Nieselregen) und im Winter passiert. Nämlich gar 
nichts.

Ich habe keine Ahnung, was Du mit der Solaranlage betreiben willst - 
aber damit das Sinn macht, brauchst Du meiner Meinung nach mindestens 
die dreifache Leistung. Du mußt ja auch damit rechnen, daß auch an 
sonnigen Tagen mal die eine oder andere Wolke vorbekommt und Deine 
Stromproduktion ein wenig ausbremst.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Es kann doch nicht sein, dass man eine Solaranlage an einem 30 euro 
Billigst-Teil, das voellig falsch dimensioniert ist aufhaengt. Ein 25Wp 
Panel zu einem 720W Regler auf einen 30Ah Akku ?
Und USB ? Zum Entladen der Batterie ?

Flupp in die Tonne.

: Bearbeitet durch User
von G. Kritzel (Gast)


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magic s. schrieb:
> Der Laderegler ist ein sehr einfaches Modell ohne MPP-Tracking.

Von diesem MPP-Tracking habe ich noch nie etwas gehört. Es ist ja nicht 
so, dass ich nach dem Motto "Geiz ist Geil" lebe, aber ich mache 
momentan ein FSJ und bekomme etwa 3 Euro die Stunde raus. Es reicht 
grade so für Miete, Gartenpacht und Essen. Da kann man sich nunmal nicht 
mal eben so nen Laderegler für 250 Euro kaufen. Von da her muss ich 
leider schauen, dass ich relativ günstig hinkomme, sonst kann ich meine 
Idee erst in Jahren realisieren... will aber nich so lang warten. Ich 
spare also nicht an den Teilen aus Geiz, sondern weil ich "muss".

Ich werde versuchen ihn zurückzusenden, Amazon ist ja meist echt kullant 
und mir stattdessen einen mit MPPT zu besorgen.
Macht dise MPPT Technik wirklich so einen großen Unterschied ?

Wie wäre der hier :

http://www.amazon.de/dp/B004SH57NQ

Empfehlungen zu anderen Ladereglern (bitte nicht teurer als 80Euro) 
sind herzlich willkommen !

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magic s. schrieb:
> [...] Du brauchst also geschlagene
> drei Tage mit wolkenfreiem Himmel im Hochsommer, um den handlichen 30Ah
> Akku vollzukriegen.

Das wäre ok für mich, glaub ich, da es eine Anlage für meinem im 
nächsten Dorf befindlichen Garten werden soll, in dem ich mich maximal 
3x die Woche aufhalte und den Akku ja nicht jedes mal bis zum letzten 
Rest leersaugen werde. Meistens läuft einfach nur für etwa 5-10 Stunden 
ein Radio, eine Pumpe mit 8Watt (Bachlauf) und 3 LED Spots (jeweils ca. 
3-5Watt) und manchmal lade ich auch mein Handy und die der Gäste auf. 
Bisher habe ich es immer über einen 12V 12Ah Akku gemacht, aber mir wird 
das zu nervig, den nach Hause mitzunehmen um ihn zu laden.

*Angenommen ich mache den voll geladenen Akku immer nur etwa 30% leerer 
bei meinen Besuchen, sollte das doch hinhauen mit dem wiederaufladen 
durch die Sonne, oder* ??

-----------------

magic s. schrieb:
> Und da Solarmodule nur bei guter Sonnenstrahlung
> funktionieren, kannst Du selbst abschätzen, was an einem Tag mit
> bedecktem Himmel (Nieselregen) und im Winter passiert. Nämlich gar
> nichts. [...] Du mußt ja auch damit rechnen, daß auch an
> sonnigen Tagen mal die eine oder andere Wolke vorbekommt und Deine
> Stromproduktion ein wenig ausbremst.

Genau deshalb habe ich mich für ein Dünnschichtmodul CIS 
(Kupfer-Indium-Diselenid) entschieden. Die absorbiert nicht nur die 
sichtbaren, sondern auch die nicht sichtbaren Anteile des 
Sonnenspektrums. Dies führt angeblich zu einer besonders effektiven 
Nutzung der Sonnenenergie, auch bei diesigem Wetter, sogar im Winter und 
bei leichtem Nebel (!!), wo andere Solarmodule (wie du auch schon 
schriebst) GAR NIX mehr machen. Und da ich sozusagen mit Tränen in den 
Augen sehe, wie der deutsche Himmel von Jahr zu Jahr grauer wird durch 
die künstliche Wolkenbildung der Flugzeuge, ist diese Art der 
Solarmodule wohl das beste für meine Idee...

von Christian V. (michse)


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G. Kritzel schrieb:
> Genau deshalb habe ich mich für ein Dünnschichtmodul CIS
> (Kupfer-Indium-Diselenid) entschieden. Die absorbiert nicht nur die
> sichtbaren, sondern auch die nicht sichtbaren Anteile des
> Sonnenspektrums. Dies führt angeblich zu einer besonders effektiven
> Nutzung der Sonnenenergie, auch bei diesigem Wetter, sogar im Winter und
> bei leichtem Nebel (!!), wo andere Solarmodule (wie du auch schon
> schriebst) GAR NIX mehr machen. Und da ich sozusagen mit Tränen in den
> Augen sehe, wie der deutsche Himmel von Jahr zu Jahr grauer wird durch
> die künstliche Wolkenbildung der Flugzeuge, ist diese Art der
> Solarmodule wohl das beste für meine Idee...

Das ist Marketing Bullshit, die Gewinne durch die genannten Vorteile 
sind um Grösenordnungen kleiner als die Verluste durch den geringeren 
Wirkungsgrad der Module.
Um den Ertrag abzuschätzen ist PVGIS recht gut 
(http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php).

MPP vs Festspannung würde ich jetzt grob auf ~20% verlust schätzen.

von Magic S. (magic_smoke)


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Künstliche Wolken durch Flugzeuge ... Naja lol. Unter günstigen 
Umständen mag das stimmen, aber bei viel Sonne und hochsommerlich 
trockener Luft ziehen Flugzeuge keine großen Wolken.

Diese Zaubermodule möchte ich sehen, die bei Nebel noch brauchbare 
Mengen Strom produzieren. Ich glaub die gehören ins Reich der Mythen und 
Märchen. Die besten Module sollten monokristalline Zellen mit möglichst 
geringem Reflexionsgrad besitzen. Sind etwas teurer als die blauen 
Dinger aus Siliziumscherben, aber meistens lohnt sich das. 
Dünnschichtmodule fasse ich nicht an.

Bachlauf, 15W LED Spots, 10..12W Handy laden. Radio. So wenig ist das 
gar nicht, da wirst Du Dich noch wundern.

Für so geringe Leistung lohnt sich das MPP-Tracking nicht wirklich. Die 
MPP-fähigen Laderegler müssen auch komplexere Schaltungen verwenden, mit 
denen MPP-Tracking realisiert werden kann (Step-Down-Wandler mit 
Controller im Vergleich zu einer einfachen Diode mit im Ladebetrieb 
inaktivem Strombegrenzungs-FET). Diese Schaltungen verbrauchen auch 
Strom, im ungünstigsten Fall mehr, als sie zusätzlich aus den Modulen 
holen.

Meine Empfehlung wäre auf MPP-Tracking verzichten und lieber die 
Modulleistung mindestens verdoppeln.

von Dieter P. (low_pow)


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>Um den Ertrag abzuschätzen ist PVGIS recht gut

Sicher sinnvoll, um die Insel vorher mal abzuschätzen.
Der Verbrauch in Wh je Tag sollte so klein wie möglich sein.
Die angegebenen Leistungswerte und die Zeiten sind dafür
zu ungenau.Die Nutzungszeit wäre auch wesentlich, nur Sommer
oder das ganze Jahr ?

PVGIS ist in Englisch, was manche abschreckt, als System
muß Stand-alone ausgewählt werden ( Rechts ).

Auf MPP-Tracking würde ich auch verzichten, wie von
magic_smoke erwähnt.

von Tom E. (Gast)


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magic s. schrieb:
> - hier in Deutschland haben wir im Hochsommer 600..700W.

Wie kann es dann sein, dass mitten im September an einem klaren Tag im 
Norden Deutschlands noch über 680W gemessen werden (7.Sep 2015, 
Wetterstation Leuchtturm Kiel, Geomar)?

von Magic S. (magic_smoke)


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Liegt doch voll im Soll.
... du Troll!

von Achim S. (Gast)


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Na, der Spitzenwert heute in München war >900W/m^2 (und das, obwohl kaum 
mehr Hochsommer herrscht). Der Mittelwert liegt natürlich deutlich 
tiefer.

http://www.mingaweda.de/wetterdaten/

Der Wert bezieht sich auf eine horizontale Messfläche, ein passend 
ausgerichtetes Solarmodul hätte in der Spitze eine höhere 
Bestrahlungsstärke abbekommen.

@ G. Kritzel:
das soll jetzt nicht bedeuten, dass dein geplantes System Energie im 
Überfluss liefert. Dein Modul gibt halt bestenfalls in der Gegend von 
25W ab, und im Mittel über den Tagesverlauf und über nicht optimale 
Wetterbedingungen bleibt nur ein Bruchteil davon.

Bei einem Besuch verbrauchst du also bisher 30%*12V*12Ah = 43Wh? Das 
könnte in 2-3 Tagen auch bei nicht ganz optimalem Wetter wieder 
nachgeladen sein. Wenn du in Zukunft gleich sparsam mit dem Strom 
umgehst, kann es schon hinkommen, dass du mit dem Solarsystem den Sommer 
über keine Akkus mehr schleppen musst. Im Zweifel musst du halt den 
Bachlauf und die Handys ausstellen und nur noch Radio hören.

von Tom E. (Gast)


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magic s. schrieb:
> Liegt doch voll im Soll.
> ... du Troll!

Guck mal auf den Kalender und auf die Deklination der Sonne im 
September. Dann wirst du feststellen, dass die Sonne jetzt mittags 17° 
tiefer als zum höchsten Sonnenstand steht.
Das bedeutet eine auf 78% reduzierte maximale Sonneneinstrahlung, du 
Komiker. Bei höchstem Sonnenstand entspricht das also 875W/m².

von Magic S. (magic_smoke)


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Und selbst wenn, dann ist das Haarspalterei. Ich finds wieder mal 
witzig, wie ihr nichts Konstruktives zum Thema beitragen könnt, aber 
über pille-palle Ungenauigkeiten in anderer Leute Postings herziehen 
müsst. Wahrscheinlich steht das morgen gleich in der Blöd.
Meine Fresse ...!

: Bearbeitet durch User
von G. Kritzel (Gast)


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Vielen Dank schonmal an alle für die bisherigen Infos!

Christian V. schrieb:
> Um den Ertrag abzuschätzen ist PVGIS recht gut

Mit dieser Site komm ich nicht klar. Bin nich so versiert, sorry. 
Trotzdem danke für den Tipp!

Tom E. schrieb:
> Wie kann es dann sein, dass mitten im September an einem klaren Tag im
> Norden Deutschlands noch über 680W gemessen werden

magic s. schrieb:
> Und selbst wenn, dann ist das Haarspalterei. Ich finds wieder mal
> witzig, wie ihr nichts Konstruktives zum Thema beitragen könnt, aber
> über pille-palle Ungenauigkeiten in anderer Leute Postings herziehen
> müsst.

magic smoke hat schon Recht, die Haarspalterei ob es nun 600 oder 680 
oder 875W/m² an einem klaren Tag sind, können wir uns sparen.
Zumal es schon ettliche Jahre her ist, das wir hier in Mannheim (dank 
der "Kondensstreifen", die sich mittlerweile einfach mal 10 Stunden am 
Himmel verteilen, anstatt sich wie darmals innerhalb maximal 3 Minuten 
aufzulösen) tatsächlich einen klaren Himmel hatten, so azurblau wie 
ich und viele meiner Freunde ihn von früher in Erinnerung haben.

==> Könnt ihr mir einen Laderegler empfehlen?! (wie gesagt, ich muss 
leider sparen, also evtl den günstigsten, der dennoch was taugt) ... Ein 
Display sollte er schon haben, find das klasse zu sehen, mit wie viel 
Leistung gerade geladen wird und evtl so ne Statistik zu haben z.B wie 
viel man beim letzten Besuch verbraucht hat oder zb wieviel insgesamt an 
einem Tag reinkam.

magic s. schrieb:
> Die besten Module sollten monokristalline Zellen mit möglichst
> geringem Reflexionsgrad besitzen. Sind etwas teurer als die blauen
> Dinger aus Siliziumscherben, aber meistens lohnt sich das.
> Dünnschichtmodule fasse ich nicht an.

==> Mit welchem Wert wird der Reflexionsgrad angegeben?
==> Gibts da Module die du empfehlen kannst?

von Magic S. (magic_smoke)


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Die Fliegerei stört wirklich nicht groß. Früher (tm) sind hier noch 
Düsenjäger mit Überschall geflogen - hat mindestens dreimal am Tag 
gerummst - sowas hast Du heute gar nicht mehr. Die haben deutlich 
dickere Kondensstreifen gezogen als heutige Passagiermaschinen, und 
deren Triebwerke sind heute auch viel effizienter.

Ein günstiger Laderegler wird Dir reichen, da Du kein MPP-Tracking 
brauchst. Der muß nur die Batterie überwachen können, sollte also den 
Ladestrom unterbrechen wenn der Akku voll ist und eine Tiefentladung 
verhindern können (Abschaltung des Laststromes wenn der Akku leer ist).

Wenn Du magst kann ich schauen - hier müßte noch einer rumliegen, der 
noch nie Strom gesehen hat. Der hat zwar auch 30A Maximalstrom oder so, 
aber das schadet nicht, weil während des Ladens nur eine einzelne Diode 
aktiv ist. Diese (anteilige) Verlustleistung hast Du bei 10W genauso wie 
bei 500W.

Das beste Solarmodul zu nennen ist keine leichte Aufgabe... einfach ein 
monokristallines nehmen, um 50Wp oder so wenn Du den Platz hast. Das 
kannst Du auch gebraucht kaufen und mit 50Wp kann man schon ein wenig 
was anfangen.

von Tom E. (Gast)


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G. Kritzel schrieb:
> magic smoke hat schon Recht, die Haarspalterei ob es nun 600 oder 680
> oder 875W/m² an einem klaren Tag sind, können wir uns sparen.
> Zumal es schon ettliche Jahre her ist, das wir hier in Mannheim (dank
> der "Kondensstreifen", die sich mittlerweile einfach mal 10 Stunden am
> Himmel verteilen, anstatt sich wie darmals innerhalb maximal 3 Minuten
> aufzulösen) tatsächlich einen klaren Himmel hatten, so azurblau wie
> ich und viele meiner Freunde ihn von früher in Erinnerung haben.

Durch Kondensstreifen steigt der Maximalwert, solange keiner direkt 
vor der Sonne ist, weil zusätzich zum direkten Sonnenlicht noch diffuses 
Streulicht aus den Kondensstreifen auf die Solarzellen trifft. Weiße 
Kondensstreifen sind heller als azurblauer Himmel ;-)

von Thomas S. (thommi)


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MPPT muss nicht sein, ist aber sehr effektiv ggü PWM-Ladern.

Ein 100 WP-Panel in Verbindung mit einem Laderegler für 20 €ier bringt 
nicht viel für den Akku, dann da lieber mehr investieren.

Mit 30 Ah möchtest du wahrscheinlich nur Licht in einem Gartenhaus 
sicher garantieren.

Ich habe ein 180 Wp-Panel auf meinem Bulli, wobei 180 Wp mehr ne Mär 
ist, denn da müsste es ob der Bauweise doppelseitig bestrahlt werden.

Rekord waren mal 9.8 A Ladestrom in der Hitzehölle am Bodensee um gegen 
10:00 uhr bei 13.8 V

MPPT bringt was, wenn man absolut von der Solarenergie abhängig ist, 
also völlig autark sein möchte. Wochenendhaus oder ähnliches.

Dabei muss man aber eher ne teurere Solarbatterie wählen, als ne 
Autoatterie, denn die kann mehr Zyklen ab, aber mit weniger Stron, als 
ne Starterbatterie.

43 Ah sind sehr mager, hängt aber von der Nutzung ab. Licht im 
Gartenhaus ist immer möglich, und mit einem 50 Wp-Panel ist sie eine 
gute lösung ggü 100 Ah, da die dann eher nie voll würde, falls die Bude 
extremstromverbrauch hat, Party regelmässig etc

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