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Solarzellensteuerung: Machbar? |
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BID = 48403
Calidus
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Moin!
Ich habe mir folgendes überlegt: Solarzellen werden ja immer sehr schnell sehr ineffektiv, wenn Teile der Zelle verschmutzt sind. Der verdeckte Teil hängt sich als Verbraucher an die anderen Zellen dran und zieht auch noch andere mit Runter.
Unter Umständen reichen ein oder zwei größere Ahornblätter, um einen ganzen Quadratmeter Solarzelle in die reine Selbstbeschäftigung zu überführen.
Deswegen folgende Überlegung: Man unterteilt die Solarzellen in kleinflächigere Abschnitte und macht sie abschaltbar. Auf einem Quadratmeter stelle ich mir da z.B. 16 kleine Flächen vor. Die einzelne Zelle wäre dann so groß wie eine geviertelte Gehwegplatte.
Im nächsten Schritt nimmt man halbwegs sparsame Halbleitertechnik und kontrolliert mit ihr die Solarzellenabschnitte.
Wenn nun einer zu ineffektiv wird, wird er abgeschaltet, um die anderen Abschnitte zu schonen. Außerdem geht irgendwo im Schaltkasten eine kleine rote Lampe an.
Jetzt die Fragen:
1. Ist das machbar? (Ich gehe davon aus: Ja)
2. Zu welchem Preis? 5€/m²? 10€/m²? 50€/m²?
3. Wenn die Kontrolltechnik die ganze Kraft der Solarzellen benötigt, ist es ja sinnlos. Ist der Verbrauch von CMos-Technik gering genug, um den Versuch zu wagen? |
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BID = 48408
chilla
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zu 1: ich denke schon. hab aber momentan nicht genug Zeit, mir genauere Gedanken zu machen.
zu 2: Meinst du jetz die Solarzellen oder die Elektronik???
zu 3: Ich denke CMOS is schon geeignet. (die ziehen für die Versorgung glaub ich bloß ein paar µA) Mit guter Aussenbeschaltung sollte das kein Problem sein.
Notfalls gibts ja noch die Low Power Typen aus der 74LS-Reihe (Ich weiss aber nicht, ob die weniger ziehen.)
mfg CHillA
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BID = 48412
Calidus
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Zu 2. Nicht die Solarzellen! Die obendraufgepfropfte Steuerung.
Zu 1. Ich weiß nur nicht, ob es Probleme mit der Spannung gibt, die hinten rauskommt, wenn man ab- und zuschaltet.
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BID = 48416
chilla
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Zitat :
| | Ich weiß nur nicht, ob es Probleme mit der Spannung gibt, die hinten rauskommt, wenn man ab- und zuschaltet. |
Notfalls halt einen guten Spannungswandler (hoher Wirkungsgrad) dranhängen, der die Richtige Spannung einstellt.
Ob sich das dann aber noch Energietechnisch lohnt, ist fraglich. (Müsste man mal ausrechnen.)
Welche Leistung soll denn deine Anlage haben?
mfg CHillA
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BID = 48417
Calidus
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Es geht um eine Schaltung-pro-Quadratmeter, damit das ganze relativ frei skalierbar bleibt.
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BID = 48425
perl
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Das Problem ist, daß bei hintereinandergeschalteten Zelle die, die geringsten Strom liefern, in Sperrrichtung betrieben werden.
Der Sperrstrom ist durch die Anzahl der einfallenden Photonen gegeben und hängt kaum von der anliegenden Spannung ab.
Das führt dazu, das an einer "unterbelichteten" Zelle ein großer Spannungsabfall auftritt.
Die Abhilfe ist einfach:
Man schaltet jeder Photodiode eine normale Diode antiparallel. Wenn das zu teuer wird, oder nicht machbar ist, weil keine Anschlüsse vorhanden sind, kann man auch ganze Gruppen geringerer Spannung mit jeweils einer Diode versehen.
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Haftungsausschluß:
Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.
Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.
Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !
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BID = 48435
Calidus
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Das heißt, mit den antiparallel geschalteten Dioden erledigt sich das häufig von selbst, wenn ich das richtig verstanden habe?
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BID = 48483
perl
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Jedenfalls bei hintereinandergeschalteten Zellen.
Eine einzelnes Photolement hat unter Last eine Nutzspannung von etwa 300mV. Im Leerlauf etwa doppelt soviel.
Das deckt sich mit der Tatsache, daß eine 12V Solarbatterie im Leerlauf reichlich 20V abgibt.
Allerdings ist der Strom-Spannungszusammenhang nicht durch das ohmsche Gesetz beschrieben. Die abgegebene Stromstärke ist selbst im Kurzschlußfall nicht viel höher.
Ob Du die Photoelemente einzeln oder in Gruppen überbrückst, richtet sich auch nach der Charakteristik des Verbrauchers. Ein Spannungsawandler wird auch bei 10V noch gut laufen, ein Akku hingegen wird vollständig entladen.
Für die Antiparallschaltung eignen sich übrigens Schottky-Gleichrichter besser als normale Si-Dioden, da sie eine geringere Flußspannung haben. Allerdings sind sie auch teurer.
Somit spielen auch wirtschaftliche Gesichtspunkte eine Rolle, wenn man jedem Photoelement eine Diode zuordnet.
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BID = 48585
Calidus
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Danke für die Info!
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