Hallo Mathias,
schon mal Danke für deine Antwort.
Die Stromstärkemessung war glaube ich Quatsch, weil das Multimeter ja auch nur parallel zum Solarmodul geschaltet war.
Auf dem Breadboard nur das Solarmodul und parallel dazu das Meßgerät.
Tja was habe da eigentlich gemessen?
Den Kurzschlußstrom?
Der Wasserspeicher sollte nur ein Bild sein.
Im Moment habe ich auf dem Board zwei 5mm Standard LEDs in rot.
Diese sind in Reihe geschaltet.
Nach dem Vorwiderstandsrechner ergibt sich je nach Spannung am Solarmodul ein negativer Wert bis ca.70 Ohm.
Hier fängt schon mein erstes Verständnisproblem an.
Mit welcher anliegenden Spannung berechne ich das?
Für den kurzen Test habe ich mal unzuläßigerweise den Vorwiderstand weggelassen.
Unter den wie vorher beschrieben Bedingungen leuchten die LEDs nicht.
Ich muß das Modul schon ganz dicht an die Glühbirne halten.
Ein direktes Betreiben geht bei dem wenigen Licht nicht.
Kann ein Kondensator trotzdem aufgeladen werden?
Bis zu welchem Wert?
Wären low current LEDs ein Alternative?
Ich kann natürlich mehr Fläche durch mehrere Module gewinnen.
Diese wäre aber aus ästhetischen Gründen auf maximal drei begrenzt ( lieber zwei)
Die Figur soll nicht mit Modulen zugepflastert werden.
Die Funktion ist eher komisch, ich weiß, aber es ist in erster Linie eine kleine Skulptur ( Kunst ? ), die LED Augen haben soll.
Diese sollen nicht dauernd leuchten und möglicht nach keinem simplen Muster leuchten ( blinken ).
Deswegen würde mir die Abhängigkeit von der Lichtmenge gut gefallen.
Das es dann Nachts nicht funktioniert wäre o.K.

Schon wieder viele Fragen!

Lieben Gruß Dirk

Zitat : dibo hat am 20 Aug 2011 14:00 geschrieben :

Diese sind in Reihe geschaltet. Nach dem Vorwiderstandsrechner ergibt sich je nach Spannung am Solarmodul ein negativer Wert bis ca.70 Ohm. Hier fängt schon mein erstes Verständnisproblem an.

Die Lösung ist ganz einfach!
Die Spannung deines Moduls ist viel zu niedrig.Unter Last und bei schlechtem Licht erst recht.Für zwei LED in Reihe müsste das Dingens wenigstens 4- 4,5V liefern

Zitat :

Mit welcher anliegenden Spannung berechne ich das?

Mit der,die du bei Belastung mit dem vorgesehenen Strom noch messen kannst.Und vermutlich steht dann eine 0 vorm Komma.



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Manche Männer bemühen sich lebenslang, das Wesen einer Frau zu verstehen. Andere befassen sich mit weniger schwierigen Dingen z.B. der Relativitätstheorie.
(Albert Einstein)

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Kleinspannung am 20 Aug 2011 14:17 ]

Hallo Dirk,

Zitat :

Auf dem Breadboard nur das Solarmodul und parallel dazu das Meßgerät. Tja was habe da eigentlich gemessen? Den Kurzschlußstrom?

Wenn das Messgerät im Strommessbereich war, dann schon. Dieser Wert sollte aber etwas größer sein.

Zitat :

Nach dem Vorwiderstandsrechner ergibt sich je nach Spannung am Solarmodul ein negativer Wert bis ca.70 Ohm.

Das ist der Nachteil an solchen Programmen, sie rechnen stur nach Schema X. Da in deinem Fall die Versorgungsspannung kleiner als die Flussspannung der beiden LEDs ist, bekommst du rein rechnerich einen negativen Spannungsabfall, und damit einen negativen Widerstand, heraus. Die Rechnung ist somit natürlich Blödsinn.
Schalte mal pro LED einen 100R Widerstand in Reihe und das Ganze dann an deine PV-Zelle.

Zitat :

Unter den wie vorher beschrieben Bedingungen leuchten die LEDs nicht.

Hast du sie auch richtig herum angeschlossen?

Zitat :

Kann ein Kondensator trotzdem aufgeladen werden? Bis zu welchem Wert?

Ein Kondensator wird immer (bis zum Betrag der anliegenden Spannung) geladen, solagne die Ladespannung größer als die aktuelle Spannung an selbigem ist.


MfG Mathias

Zitat :

Die Stromstärkemessung war glaube ich Quatsch, weil das Multimeter ja auch nur parallel zum Solarmodul geschaltet war.

Das ist dann kein Quatsch, sondern die Messung des Kurzschlußstromes, ein durchaus nützlicher Wert.
Etwa 70..90% davon wirst du bei etwa der halben Leerlaufspannung entnehmen können.

Bei solchen Berechnungen interessiert in erster Linie die Leistungs- bzw. Energieausbeute. Damit kann man abschätzen, ob es überhaupt für das Vorhaben reicht.
Wie man dann die erforderlichen Spannungen und Ströme herstellt, steht auf einem anderen Blatt.

Du hast also etwa 1,8V und 0,6mA zur Verfügung, das sind gut 1mW.
Angenommen die roten LED brauchen je 1,7V und 20mA, dann wären das 68mW.
Für jede Sekunde Leuchtdauer müsstest du also etwas über 1 Minute lang Energie sammeln.

Der C ist für solche Sachen auch möglicherweise der falsche Laden.
Ich habe vor kurzem in einem 1€-Shop ((Kodi ?) einen Solar-Schlüsselanhänger mit 3 weißen LED für 1,95 gekauft.
Der eigentliche Strom für die sehr hellen LED kam da natürlich aus zwei Li-Knopfzellen, aber die 37mm x 22mm große Solarzelle war echt.
Sie bringt auch bei mäßiger Beleichtung über 6V Leerlaufspannung und der Kurzschlußstrom im Sonnenlicht liegt bei über 2,5mA .
Wenn man eine einzelne dieser guten weißen LED direkt an diese Solarzelle anschliesst, leuchtet sie unter allen Beleuchtungsverhältnissen, bei Kunstlicht sind das nur 50 µA oder weniger, etwa so hell wie ein weisses Stück Papier, ist also sehr gut zu sehen.

Der Vorteil bei der Verwendung von Solarzellen mit so hoher Spannung ist, dass die Schaltung sehr einfach wird, und daß man keine Verluste in irgendwelchen Spannungswandlern hat.

P.S.:
Hier noch 2 Bilder davon:




[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 20 Aug 2011 14:50 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 20 Aug 2011 14:52 ]

Hier etwas Lesestoff zu dem gewünschten "Schalter":
http://de.wikipedia.org/wiki/Schmitt-Trigger

DL2JAS

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mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert

Prima, danke,

Schmitt-Trigger lese ich mir später in Ruhe durch.
Ich denke es macht erst mal Sinn, sich Gedanken über die Energiebilanz zu machen.
Ich hatte bisher immer gedacht, dass die Ausbeute aus Solarmodulen ausschließlich über die Fläche geschieht.
Jetzt habe ich allerdings, wenn richtig verstanden, zwei unterschiedliche Aussagen von euch.
Ein Nein von Kleinspannung, während Perls Beispiel mir eher Hoffnung macht.
Der Kondensator lädt sich also nur solange auf, wie die Spannung am Solarmodul grösser ist als die, die ich am Kondensator messe.
Diese Spannung ist ja dann annährend gleich mit der des Solarmoduls.
Wenn diese Spannung aber die LEDs nicht zum Leuchten bringt, wie kann dann die Ladung des Kondensators ausreichen?
Ich weiß ja, dass die LEDs einen Flusspannungswert haben, ab der sie erst Leuchten.
Auf der anderen Seite heißt es immer, entscheidend ist die Stromstärke, die eine LED maximal durchfliessen darf. Die am Verbraucher ( LED ) abfallende Spannung stellt sich dann ein.
Ich glaube mein Verständnissproblem hängt mit dem Laden eines Kondensators zusammen.
Vielleicht ist es mein Bild eines Wasserspeichers, welches falsch ist, oder nicht vollständig ist.
Daher glaube ich, dass auch eine geringe Menge Wasser irgendwann den Stausee füllt. Langsam aber stetig. Die potentielle Energie wird immer mehr. Und irgendwann reicht die Ladungsmenge des Kondensators ( sorry, kurz vom Wassermodell zum Kondensator gesprungen ) aus, um die LEDs zu betreiben.
Ist da etwas falsch?
Kann ich mit dem Kondenator gar nicht unbegrenzt Ladung sammeln ( klar nur bis zu seiner Kapazität, aber eben unter allen widrigen Lichtumständen bis genau auf diesen Wert).
Aus Perls Beispiel sehe, dass ein kleines Modul wohl direkt innerhalb des Zimmers ( genau so stelle ich mir die Lichtbedingung vor ) eine LED permanent zum Leuchten bringt.
Macht es hier nochmal Sinn, nach geeigneten Bauteilen zu suchen?
Mathias, die Frage ist berechtigt, ja die LEDs waren richtig angeschlossen, da sie ja direkt an der Glübirne geleuchtet haben.
Wenn ich eure Aussagen zusammennehme, muß ich mir wohl genau die Werte der Bauteile anschauen und das dann nach den bekannten Formeln durchrechnen.

Vielen Dank für eure Zeit und euer Wissen

Dirk

P.S. ich erwarte keine vollständigen Vorschläge, die richtige Fährte reicht mir.

Zitat :

Wenn diese Spannung aber die LEDs nicht zum Leuchten bringt, wie kann dann die Ladung des Kondensators ausreichen?

Indem du nur eine LED plus Widerstand verwendest.

Zitat :

da sie ja direkt an der Glübirne geleuchtet haben.

Es gibt keine Glühbirnen.
Du meinst bestimmt, als du das Modul direkt unter die Lampe gehalten hast, oder?

Zitat :

Auf der anderen Seite heißt es immer, entscheidend ist die Stromstärke, die eine LED maximal durchfliessen darf. Die am Verbraucher ( LED ) abfallende Spannung stellt sich dann ein.

Korrekt, aber dafür muss die Versorgungsspannung hoch genug sein.

Zitat :

Daher glaube ich, dass auch eine geringe Menge Wasser irgendwann den Stausee füllt.

Das stimmt soweit, aber nur, wenn der Zufluss höher (Ladespannung) liegt, als der Wasserstand (aktuelle Kondensatorspannung) und der Stausee dicht ist. Ein Kondensator (um mal beim Vergleich mit dem See zu bleiben) ist aber nicht ganz dicht, er entlädt sich über seinen parasitären Innenwiderstand (ESR) ständig selber.


MfG Mathias

Du solltest von dem Wassermodell Abstand nehmen. Es taugt wirklich nicht viel und führt schnell zu falschen Vorstellungen.

Zitat :

Die potentielle Energie wird immer mehr. Und irgendwann reicht die Ladungsmenge des Kondensators ( sorry, kurz vom Wassermodell zum Kondensator gesprungen ) aus, um die LEDs zu betreiben.

Nicht die Ladungsmenge (Zahl der Elektronen) ist hier entscheidend, sondern die Spannung, also ihre potentielle Energie.
Wenn diese potentielle Energie ausreicht, kann (bisher leider nur theoretisch) jedes Elektron ein Photon erzeugen.
Die Frequenz des emittierten Lichts bestimmt wieviel Spannung dazu mindestens notwendig ist.
Blaue Photonen sind energiereicher als rote und deshalb benötigen blaue LED eine höhere Spannung als rote.
Welche Farbe eine LED hat, und ab welcher Spannung somit Strom fliesst, hat der Hersteller durch die Auswahl des Halbleiters festgelegt.
Daran kann man durch andere Betriebsbedingungen nur ganz wenig ändern.

Die Ladungsmenge hingegegen bestimmt die Zahl der Elektronen, die mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit in Photonen verwandelt werden, und somit die Lichtmenge.
Ladung pro Zeit ist Strom, und somit hat man es in der Hand, die Helligkeit durch die Stromstärke zu verändern.
Der Zusammenhang zwischen Strom und Helligkeit ist über mehrere Zehnerpotenzen hinweg praktisch konstant und auch die Farbe ändert sich dabei nur ganz wenig.
Bei einer LED liegen also ganz andere Verhältnisse vor, als bei einer Glühlampe.

P.S.:

Zitat :

Kann ich mit dem Kondenator gar nicht unbegrenzt Ladung sammeln ( klar nur bis zu seiner Kapazität, aber eben unter allen widrigen Lichtumständen bis genau auf diesen Wert).

Hier verwendest du festgelegte Begriffe falsch.
Die Kapazität eines Kondensators gibt an, wieviele Elektronen er aufnehmen bzw. abgeben kann, wenn sich die Spannung ändert.
Gemessen wird die Kapazität in Farad, wobei ein Kondensator die Kapazität 1 Farad (F) hat, wenn sich seine Spannung durch Zufuhr oder Entnahme von 1 Coulomb, ensprechend 1 Amperesekunde, um 1 Volt ändert.
In Zahlen ausgedrückt entspricht diese Amperesekunde (As) alias Coulomb (Cb) etwa 6*10¹⁸ Elektronen.

Die Speicherfähigkeit eines Kondensators wird durch die elektrische Durchschlagsfestigkeit des Dielektrikums begrenzt.
Wenn man immer mehr Ladung hineinpumpt, dann wird irgendwann die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Elektroden so hoch, daß durch das elektrische Feld die Elektronen aus dem Isoliermaterial herausgerissen werden, und dann gibt es einen Lichtbogen, der gewöhnlich das Dielektrikum zerstört.
Üblicherweise passiert das bei Feldstärken in der Größenordnung von 100kV/mm.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 20 Aug 2011 17:27 ]

Mathias,
das bedeutet, ich muß bei der Berechnung vor allem mein Augenmerk auf die Versorgungsspannung, Ladespannung ( Solarmodul ) unter den gegebenen Beleuchtungsbedingungen achten?
Daraus würde dann eine Reihenschaltung der Module resultieren und ich müßte mindestens die Flussspannung der LED gemessen mit Verbraucher erreichen?

Perl,
danke für die prima Erklärung. So waren mir die Zusammenhänge noch nicht klar.

Gruß Dirk

Zitat :

Daraus würde dann eine Reihenschaltung der Module resultieren

Ja, eine Reihenschaltung ist genau das richtige. Dann sollte die Spannung auch reichen, um beide LEDs in Reihe zu betreiben.

Ich habe auf dem Experimentierboard die Schaltung mal erweitert.
Ich habe drei Solarmodule in Reihe geschaltet.
Eine Schottky-Diode als Entladungsschutz und einen Elektrolykondensator 1000 Mikrofarad/ 16 Volt parallel geschaltet.
Bei diffusem Tageslicht im Zimmer messe ich am Kondensator im aufgeladenen Zustand 5,6 Volt.
Das reicht im Moment zwei Standard LEDs in rot in Reihe mit einem 150 Ohm Vorwiderstand kurz leuchten zu lassen ( eine Sekunde ).
Ein hoffnungsvoller Anfang.
Das eine Solarmodul war einfach unterdimensioniert.
Um die Leuchtdauer zu verlängern kann ich ja mehrere Kondensatoren parallel schalten um die Kapazität zu vergrößern.
Das ist schon mal prima.
Ich werde dann mal unter dem Stichwort Schmitt-Trigger gucken, ob sich ein elektronischer Schalter realisieren läßt.

Ganz herzlichen Dank an euch alle hier im Forum.
Ich weiß, dass es manchmal lästig wird, wenn Anfänger bei den Grundlagen doch noch nicht soweit sind. Ich habe gemerkt, dass es noch eine Menge zu lernen gibt.
Trotzdem habe ich mich sehr über Mathias und Perls Ausführungen gefreut. Es hilft sehr, wenn nochmal jemand aus seiner Sicht auf ein paar Grundlagen eingeht.
Es ist nicht immer so, dass man zu faul war nachzulesen, manchmal ist der Groschen einfach noch nicht gefallen.

Herzlichen Gruß Dirk

Zitat :

Eine Schottky-Diode als Entladungsschutz

Sehr gut, das mit der Schottky-Diode brauche ich also nicht mehr vorschalgen.

Zitat :

und einen Elektrolykondensator 1000 Mikrofarad/ 16 Volt parallel geschaltet

Hast du den Elko wirklich parallel geschaltet, oder meinst du (wovon ich ausgehe) parallel zu der Reihenschaltung aus den Solarmodulen und der Schottky-Diode?

Zitat :

Um die Leuchtdauer zu verlängern kann ich ja mehrere Kondensatoren parallel schalten um die Kapazität zu vergrößern.

Ja, das kannst du so machen (ist ja auch die einzige Möglichkeit, die Kapazität zu vergrößern).


MfG Mathias

Zitat : Offroad GTI hat am 20 Aug 2011 20:08 geschrieben :

Zitat : Eine Schottky-Diode als Entladungsschutz Sehr gut, das mit der Schottky-Diode brauche ich also nicht mehr vorschalgen.

Das ist eine der wenigen Anwendungen bei der man auf die Diode auch verzichten könnte

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