Solar Leistung messen

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Solar Leistung messen
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BID = 1068976

U-Boot

Gesprächig

Beiträge: 118
 

  


Guten Morgen

Ja, schon im Titel werden findige Experten, die auf der Suche nach spitzfindigen Detailfehler sind, fündig werden.

Bin eher wenig bedarft, was Electronic angeht darum möchte ich mein Projekt, das sich wohl über ein Jahr ziehen wird, vorstellen. Vielleicht kann jemand eine Idee dazu beisteuern, wäre super.

Ich spiele mit dem Gedanken, eine Photovoltaikanlage zu installieren. Dazu möchte ich aber vorher testen, ob es hier wo ich lebe (Kärnten) überhaupt einen Sinn hat.

Ich habe dazu:

2x 5 Watt Solarzellen (mono) und habe sie beim Gartenhäuschen in einer Schräglage von 30 Grad (Richtung Süden) verschraubt. Die Zellen sind dort völlig ungestört. Keine Beschattung, die spontan und nicht wolkenbedingt auftritt.

Ich möchte:

Messen, was die Zellen gemeinsam so über‘s Jahr an Sonnenenergie in elektrischen Strom umwandeln können und dann hoch rechnen.

Ich dachte, ich verwende:

1 Akku (12 Volt) und schalte die Solarzellen in Serie (Jede hat im Leerlauf um die 8 Volt)
1 Arduino, der vom Akku gespeist wird und irgendwie auf einer SD-Karte protokolliert, wie oft,, wie lange, wie stark die Stromausbeute ist.

Mit den gewonnenen Daten kann ich dann schauen, wieviele Solarzellen für mich sinnvoll wären oder ob das ganze Projekt überhaupt sinnvoll wäre.

Die folgenden Schritte wären dann:

Strom in Wasserstoff umwandeln und in Tanks speichern (Hochdruck)
Bei bedarf dann Strom aus dem Wasserstoff erzeugen und Sonnenarme Zeiten damit ausgleichen.

...aber das ist eine andere Geschichte dann.

Ich kann mir vorstellen, dass dieser Versuch viele Menschen interessieren würde und würde hier gerne von dem Testverlauf weiter berichten, wenn mich nicht irgendwelche Trolle in den Boden stampfen und mir die Lust dazu vergällen.

Eine Frage habe ich dazu ja noch:

Irgendwelche seltsamen Chinesen behaupteten, obwohl ich mehrmals nachgefragt habe und mit schlechten Bewertungen drohte, dass die Solarzelle, die sie anbieten und die sie mit einer Leistung von 100 Watt betiteln, auch tatsächlich 100 Watt liefert. Ich habe mir dann eine geordert und das um € 35,—.
Ich halte das für unmöglich, dass es sowas gibt, warte aber gespannt auf die Lieferung.

die Frage dazu:

Wie kann ich möglichst präzise feststellen, wieviel die Solarzelle liefert?

So interessante Fragen und vielleicht ist das hier der Anfang, einer ausführlichen und interessanten Dokumentationsreihe.

Ich bedanke mich schon mal für freundliches und sachbezogenes Begleiten von Euch kompetenten Menschen hier.

Schauen wir mal...

Liebe Grüße aus Kärnten

Emanuel

BID = 1068977

BlackLight

Inventar

Beiträge: 4658

 

  


Zitat : U-Boot hat am 19 Jul 2020 07:43 geschrieben :
Dazu möchte ich aber vorher testen, ob es hier wo ich lebe (Kärnten) überhaupt einen Sinn hat.
Geht auch einfacher, z.B.
Bundesweite Aufnahme der monatlichen Stromertragsdaten von PV-Anlagen -> Regionale Ertragsübersichten


Zitat :
Strom in Wasserstoff umwandeln und in Tanks speichern (Hochdruck)
Es ist bekannt, dass der Wirkungsgrad der Wasserstoffspeicherung (2020) im Vergleich zu Batterien um ca. einen Faktor 3 schlechter ist?
(D.h. mehr als die dreifachen Kosten.)

[ Diese Nachricht wurde geändert von: BlackLight am 19 Jul 2020  8:18 ]








BID = 1068979

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12102
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Ich halte das für unmöglich, dass es sowas gibt, warte aber gespannt auf die Lieferung.

Unter Laborbedingungen (Nominaleinstrahlung von 1000W/m2) ist dies natürlich möglich.
Aber selbst in Kärnten im Hochsommer, wird diese Einstrahlung nicht erreicht.


Zitat :
Wie kann ich möglichst präzise feststellen, wieviel die Solarzelle liefert?
Mit einem Lastwiderstand, welchen du so einstellst, dass sich die maximale Leistungsabgabe ergibt.


Zitat :
, einer ausführlichen und interessanten Dokumentationsreihe.
Die braucht es, wie schon gesagt wurde, nicht.
Hier ist auch noch eine nette Seite: https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/#PVP



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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

BID = 1068981

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

@Blacklight:
Zitat :
Geht auch einfacher, z.B.
Bundesweite Aufnahme der monatlichen Stromertragsdaten von PV-Anlagen -> Regionale Ertragsübersichten

Informier dich mal, wo Kärnten liegt!

BID = 1068984

U-Boot

Gesprächig

Beiträge: 118

Danke vielmals, für die netten Antworten

@ Offroad GTi

Wie finde ich den günstigsten Lastwiderstand?
An einem Potentiometer drehn und dann die Spannung messen?

—-

Ich lebe im Süden von Kärnten (Ferlach). Wir haben hier die Drau und die wird ganz eifrig gestaut. Das ergibt eine sehr große Wasserfläche und wenn man mehr am ‚Boden‘ wohnt, wie ich, dann gibt es in den weniger heißen Monaten viel Nebel.
Darum möchte ich einen Wert bestimmen, der so realistisch ist, wie nur möglich. Natürlich nur für das spezielle Jahr, aber die variieren nicht sonderlich stark, denke ich.
Es gibt hier schon Menschen mit Solaranlagen, aber die lügen einem nur die Hucke voll (zumindest traf ich noch niemanden, dem ich seine Werte glaubte. Daher: ˝traue nie einer Statistik, die Du nicht selbst gefälscht hast.˝

Ich wünsche noch einen schönen Sonntag.

(hat jemand Erfahrung mit den China E-Bay 100W Solarmodulen?)

BID = 1068991

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12102
Wohnort: Cottbus


Zitat :
An einem Potentiometer drehn und dann die Spannung messen?
Und den Strom, schließlich willst du ja die Leistung bestimmen.

Für aukarke Messungen ist diese Methode natürlich nicht geeignet, da du ja nicht ständig den Widerstand anpassen kannst.

Dafür wurden elektronsche Schaltungen entwickelt, welche auf den Namen MPP-Tracker (Maximum Power Point) hören. So einen brauchst du auch für eine Langzeitmessung.



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BID = 1068993

BlackLight

Inventar

Beiträge: 4658


Offtopic :

Zitat : perl hat am 19 Jul 2020 09:18 geschrieben :
Informier dich mal, wo Kärnten liegt!
Ach, das ist ja fast schon Nord-Italien! Hätte ich besser mal gesucht...
Hat das kluge Bergvolk keine ähnlichen Webseiten?



Zitat : U-Boot hat am 19 Jul 2020 07:43 geschrieben :
1 Akku (12 Volt) und schalte die Solarzellen in Serie (Jede hat im Leerlauf um die 8 Volt)
1 Arduino, der vom Akku gespeist wird und irgendwie auf einer SD-Karte protokolliert, wie oft,, wie lange, wie stark die Stromausbeute ist.

Mit den gewonnenen Daten kann ich dann schauen, wieviele Solarzellen für mich sinnvoll wären oder ob das ganze Projekt überhaupt sinnvoll wäre.
Kann man den Arduino auch per 230 V versorgen?
Ich würde eher die beiden Module mit ein (paar) Ohm kurzschließen und den Strom messen. Der ist halbwegs proportional zur Sonnenenergie

Weil sonst sehe folgende Probleme:
- Wenn der 12-V-Akku voll ist, fließt kaum mehr ein Strom (je nach Ladeschaltung) oder der Akku wird überladen.
- Je nach Akkugröße kann es in den Wintermonaten knapp werden. (Hab es jetzt nicht nachgerechnet, aber mir ist schon ein Akku über den Wintereingegangen. Wegen zu wenig Sonne hat vermutlich der "neue" Laderegler den Akku leergezogen. Mit der SB320 wäre das nie passiert.)


Zitat : U-Boot hat am 19 Jul 2020 10:02 geschrieben :
Wie finde ich den günstigsten Lastwiderstand?
An einem Potentiometer drehn und dann die Spannung messen?
Geht es um das 10 W oder 100 W-Modul? Weil für beides ist ein 0815-Poti viel zu schwach.
Ich würde lieber einen (bzw. ein paar) Leistungs-NPN bzw. -MOSFETs nutzen. Ansteuerung dann per Arduino.


Zitat :
U-Boot hat am 19 Jul 2020 10:02 geschrieben :

Hat jemand Erfahrung mit den China E-Bay 100W Solarmodulen?
Hatte mir 2012 mal ein 17,5-W-Modul afaik China-Hersteller auf ebay geschossen . (Das aus diesem Beitrag: MPPT-Solar-Lader bei folgender PV-Anlage sinnvoll? 17,5Wp 45Ah)
Liegt jetzt seit 3 Jahren bei FFM auf einer Gartenhütte und schaut Flugzeugen zu. Das Modul lebt noch.
Hatte damals auch seinen Kurzschlussstrom erreicht.

Heute stammt vermutlich ein Großteil der Produktion aus China. Ob man nun Ausschuss, vom Lkw gefallen oder "A-Ware" erwischt ist meiner Meinung nach eher eine Frage vom Versender und wo er einkaufen geht. Der Preis ist nicht so wichtig. Ist jedenfalls meine Erfahrung von RotExpress.

BID = 1069001

Ltof

Inventar



Beiträge: 8838
Wohnort: Hommingberg

Einfacher ist es, die Eckdaten zu messen, die auch angegeben sein müssen: Leerlaufspannung und Kurzschlusstrom. Den Kurzschlusstrom misst man am besten bei praller Mittagssonne senkrecht auf dem Modul. Für die Leerlaufspannung ist das nicht ganz so wichtig. Die ändert sich nur wenig mit der Bestrahlung. Mehr ändert sich die mit der Temperatur. Also am besten das Modul kurz vor der Messung der Spannung im Keller lagern. Oder kurz mit dem Gartenschlauch abkühlen.

35 Euroletten für ein 100-Watt-Modul aus Fernost kommen schon hin. Mein 80-Watt-Modul hat 20 gekostet. Hab ich von einem Kumpel bekommen, der da etliche von importiert hatte. Ob die Chinakracher auch eine angemessene Lebenserwartung haben, bezweifle ich mal. Mehr als 10 bis 12 Jahre traue ich denen nicht zu.

MPP-Tracker würde ich erst mal lassen. Das kann man später noch machen, wenn Du genau weißt, was Du willst.

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„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

BID = 1069002

U-Boot

Gesprächig

Beiträge: 118

Vielen Dank für die Antworten.

Ich habe das Glück, mich nicht blöd stellen zu müssen, um blöd fragen zu können. Das geht automatisch.
Ich reime mir langsam etwas zusammen.

Ich denke ich lasse eine 12 Volt Batterie von der 10 Watt Solarzellen (2x5W) laden.
An der Batterie hängt ein Arduino, der alle 30 Minuten ein Rellais schaltet, dass die Solarzellen vom Akku trennt und sie über einen Widerstand (genau 200 Ohm) ‚kurz‘ schließt (shuntet). Dann misst der Arduino die Spannung. Weil dem Arduino eh so fade ist, misst er auch noch die Temperatur.

Die Leistung wird dann berechnet.

Also: Es werden 14 Volt an 200 Ohm gemessen.
Mr. Ohm said: I = U/R
I = 14 / 200 = 0,07 = 70 Milliampair? Stimmt das so?

P = U * I also
P = 14*0,07 = 0,98 Watt. Das kann ja wohl nicht sein, oder

Bitte helft mir über den Fehler.

Vielen Dank

BID = 1069003

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12102
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Bitte helft mir über den Fehler.
Die Rechnung stimmt, nur die Variablen sind unpassend gewählt.
Wie kommst du ausgerechnet auf 200 Ohm?

Wenn das 10W Modul eine Nennspannung von 14V hat, ergibt sich der ideale Lastwiderstand zu R=U2/P=20 Ohm
Ist ja nur eine Größenordnung daneben



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BID = 1069005

Ltof

Inventar



Beiträge: 8838
Wohnort: Hommingberg


Zitat :
Offroad GTI hat am 19 Jul 2020 18:25 geschrieben :

Die Rechnung stimmt, nur die Variablen sind unpassend gewählt. ...

Das Verfahren auch. So eine Messung macht man nur ein mal bei einem neuen Modul oder wenn man den Verdacht hat, dass es nicht mehr in Ordnung ist. Doch nicht alle halbe Stunde!

Zum Bilanzieren über's Jahr reicht der Strom, der aus dem Modul in den Akku fließt - sofern er überhaupt gebraucht wird.

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BID = 1069006

U-Boot

Gesprächig

Beiträge: 118

Super, Danke Offroad GTI

Hab‘ ja nur geraten bei dem Widerstand, denn ich kannte Deine Formel dafür nicht.

Ist es jetzt also so, dass ich zum Messen der Spannung auf einen 20 Ohrm Widerstand schalten muß?
Der Widerstand muß also 20 Ohm haben und 10 Watt aushalten. Stimmt das?

Dann mache ich das so.

Vielen Dank für die Geduld

BID = 1069019

Raphael

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Beiträge: 441
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ICQ Status  

Servus,

ich habe im Rahmen einer Projektarbeit ein ähnliches Gerät gebaut. Es ist allerdings nur ein Leistungsmessgerät für eine einzellne Solarzelle (niedrige Spannung: ca. 0,5V, hoher Strom: bis ca. 7A) ... könnte man aber modifizieren.

Ich schick dir mal den Forenbeitrag als Idee:

https://forum.electronicwerkstatt.d......html

Die anderen Kollegen hier haben einige hilfreiche Gedanken dazu bereits hinterlassen

Wenn man die Leistung mit einem normalen Widerstand ermitteln will ist das recht schwierig, weil es damit fast unmöglich ist den MMP .. also den optimalen Arbeitspunkt zufinden. Du bräuchtest eigentlich so eine Art Hochlast_Poti und müsstest an min. 20 Stellungen jeweils Strom und Spannung messen und die beiden Werte jeweils multiplizieren. Weil das so nerfig ist, habe ich mir das Testgerät gebaut





[ Diese Nachricht wurde geändert von: Raphael am 19 Jul 2020 21:58 ]

BID = 1069020

BlackLight

Inventar

Beiträge: 4658

> Der Widerstand muß also 20 Ohm haben und 10 Watt aushalten. Stimmt das?
Wenn Deine Werte passen dann ja. "Ein"(*) Widerstand der etwas mehr als 10 W aushält schadet auch nicht.

Wenn der Widerstand nur alle 30 min geschaltet wird, braucht man keinen externen Kühlkörper und kann es ruhig in ein wasserdichtes Gehäuse packen.

*: Ich würde auch vorschlagen die 20 Ohm aus mehreren Widerständen aufzubauen.
Zum Beispiel 20x 1 Ohm 1 W. Ist einfacher zu beschaffen und die Wärme wird eher verteilt erzeugt. Und wenn die 20 Ohm nicht ganz passen lässt es sich der Wert einfacher anpassen.

BID = 1069028

U-Boot

Gesprächig

Beiträge: 118

Vielen, herzlichen Dank für die Antworten und Anregungen.

Ganz schön kompliziert.Aber das muss es wohl sein. Ich möchte ja letztendlich einen Aussagekräftigen Wert erhalten.

Einen Wert mit ganz viel Wahrheitsgehalt möchte ich destillieren. Alles sonst, wäre sinnlos.

Am besten wäre es ja, ich würde einfach eine kleine Wasserpumpe an die Solarzellen hängen und Wasser in einen Behälter pumpen lassen, der 2 Meter höher, am Hüttendach, positioniert ist. Das Ganze verdunstungssicher, natürlich.
Nach einem Jahr schau‘ ich dann nach, wieviel Wasser im Tank (am Dach) ist.

Genau sowas, nur eben irgendwie trocken und elektronisch gelöst, bräuchte ich.

Wenn ich da viel herum messe und sich die Toleranzen der einzelnen Komponenten addieren, dann kann ich ja auch würfeln. Wie schon gesagt: Es muss ein ganz guter Wert dabei heraus kommen, der für Hochrechnungen brauchbar sein soll. Ein Verfahren, dass auch zum Testen der Solarzellenqualität taugt.

Ich glaube daran, dass hier eine einfache, für Jeden verständliche Lösung möglich ist. So etwas wäre neu und praktisch.
Nicht nur für mich persönlich, sondern auch für viele andere.
Hier, wo ich lebe, laufen Typen herum, die den Häuselbauern einreden, dass es ach so sinnvoll ist, sich das ganze Dach mit Solarzellen voll zu pflastern. Ich unterstelle hier, dass den meisten Gewinn der macht, der die Zellen verkauft. In einer Nebelgegend wie der, in der ich lebe, kann das ja niemals sinnvoll sein, Solarzellen zu betreiben, denke ich, will das aber auch irgendwie mit Daten belegen können.
Auf die Idee, hier den Bauernfängern und ‚Betrügern‘ entgegen treten zu wollen, kam ich, als ich in einem nicht sehr weit entfernten Tal, das jährlich sicher nicht mehr als 3 Monate direkte Sonneneinstrahlung hat, ein Haus sah, das vollgepflastert mit Solarzellen war. Zu den wenigen Sonnenstunden, die es da gibt, kommt dann auch noch der Nebel.
Arme Schweine / böse Solarzellenverkäufer.

Danke für die Hilfe, bei der Mitentwicklung eines Systems, das sehr einfach ist und überall hier mit einfachen Mitteln gebaut werden kann und nicht mehr als € 100,- kostet. Das kann sich dann jeder selber bauen, oder ausborgen und mit handfesten Argumenten gegen Typen wirken, die Unsinn verzapfen. Die mit Argumenten auftreten wie PPM Anpassung und Teilbeschattungsausgleichsregelungen und blabla.
Nix!
Einen Wert wollen wir gewinnen, der aussagt, wieviel Energie von der Sonne an einem speziellen Platz in elektrische Energie umgewandelt werden kann (Punkt).
Was schlaue Systeme dazu beitragen können, diesen Wert zu verbessern, ist eine andere Geschichte (PPM, Beschattungsausgleich, Nachführung, ...)

Ein Wert, wie folgender:

Eine monochristalline Solarzelle (Starr mit 30 Grad nach Süden ausgerichtet) am Standpunkt: 46.31.23,491N / 14.18.38,942 mit 10 Watt Nennleistung (Hersteller?) liefert in einem Jahr (ohne besondere Wetterereignisse): SoundSoviel aus Sonnenenergie umgewandelte elektrische Energie.

Das gäbe eine ehrliche Aussage und könnte verglichen werden (mit anderen Standorten). Lokale Gegebenheiten (wie hier die Stauseen, die viel Nebel produzieren)) würden einfließen.

Sowas wäre fein. Kreieren wir gemeinsam den ‚10Watt-Index‘. Vermutlich werden das viele Solarmodulvertreter nicht wollen, aber das soll uns egal sein.



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