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Solar Power und eure Erfahrungen
22.03.2020, 19:59
Beitrag #1
Solar Power und eure Erfahrungen
Hallo,

Für das nächste Winterprojekt ist mal wieder was mit Solarzellen geplant.
Ich hatte mich mal vor längerer Zeit damit beschäftigt,
lange bevor es MPPT Regler und 18650 Akkus gab.
Bei mir arbeitet eine 5W Solarzelle am Wohnwagen für die Lüftung.

Nun wollte ich mal so wissen wie es so bei euch aussieht.
Also welche Solarzelle ( größe, V, P ) , welche Batterie, und welchen Regler
setzt ihr ein.
Alles Kaufmodule oder Eigenbau ?
Zudem; Welche Last ( mA ) hängt drann.
Und zu guter Letzt: Seid ihr zufrieden, oder wollt ihr was verbessern.
Es muß ja Immerhin auch den Winter durcharbeiten.

Bei meinen neuen Projekt ist geplant ein MPPT Regler mit Balancer für 4S 18650 einzusetzen.
LiIon , LifePo4 ist noch nicht sicher.
Versorgt werden soll ein Verbraucher der dauerhaft 5V 0,2A braucht,
und kurzzeitig ( 2 bis 4x am Tag ) kurz 12V / 3A .

Freue mich auf Rückmeldungen um mal einen Überblick zu bekommen.
Gruß, Markus

Immer in Stress
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22.03.2020, 22:03
Beitrag #2
RE: Solar Power und eure Erfahrungen
Hallo Markus,
ein interessantes Vorhaben das du nicht unterschätzen solltest.
Ich hatte mal gesehen dass es für das MPPT fertige ICs und Schaltungen diverser Hersteller gibt. Und darum solltest du zu deinen 5V 0,2A Grundverbrauch auch den Verbrauch des MPPT selbst dazu rechnen.
Dazu welchen Akku, welchen Regler und welches Solarmodul du einsetzen kannst will ich keine Aussage treffen. Dazu musst du dich durch die vielfältigen Angebote wohl selbst durch wühlen.

Du kennst deinen Plan/Projekt selbst am besten und weißt auch nur selbst ob dieser PV Strom 24/7 zur Verfügung stehen muss oder ob auch mal ein paar aufeinander folgende Tage ein Ausfall verschmerzbar ist.

Ich habe seit 10 Jahren eine PV Anlage auf dem Dach aber ohne Batteriespeicher. Wenn du willst kann ich dir ein paar statistische Werte aus dieser Zeit liefern welche dir helfen könnten die für dich nötige Leistung des/der PV-Module zu ermitteln.

Gruß Arne
Mit zunehmender Anzahl qualifizierter Informationen bei einer Fragestellung, erhöht sich zwangsläufig die Gefahr auf eine zielführende Antwort.
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22.03.2020, 22:16
Beitrag #3
RE: Solar Power und eure Erfahrungen
36 Amperestunden. Oberer Grenzwert. Durchnittlicher Sonnenwert (2 Betrachtungen Winter/Sommer) gibt zusammen mit der Akkugröße die Dimensionierung vor. Vermutlich wirst Du von 18 auf 12 Volt stabilisieren müssen. Schlechtestenfalls sogar von 24 auf 12. Erst nach diesen Betrachtungen wird die einzusetzende Technik zu wählen sein. Teure Angelgenheit und mechanischer Aufwand ist nicht zu unterschätzen (Windlast, Raumbedarf).

Gruß, Anton.

Der einzige natürliche Feind des Menschen, ist die Technik.Big Grin
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23.03.2020, 12:12
Beitrag #4
RE: Solar Power und eure Erfahrungen
Hi,

ein sehr interessantes Projekt. Ich selbst habe diesbezüglich noch nichts umgesetzt, habe aber für Mini-Projekte Mini-Solarzellen rumliegen.
Das erste was Du für Dich klären musst, reicht es für 95% Ausfallsicherheit bezüglich Stromversorgung zu planen, oder brauchst die 100.00%

Beispiel:

Winter 2017/2018 gab es hier z.Bsp. 3 Monate hintereinander mit 23.5h, 14.6h, 17.3h Sonne, wo wir hier einen Jahresdurchschnitt von ~ 1840h Sonne haben.
Um so etwas zu überbrücken könnte es billiger sein, die 2-fache benötigte 24h-Leistung mit Solarpanel (Mindestleistung bei bedecktem Winterhimmel) zu planen, als soetwas komplett in Akku abbilden zu müssen.

Gruß André
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24.03.2020, 22:12
Beitrag #5
RE: Solar Power und eure Erfahrungen
Hallo,

Ja Arne, schick mir mal die Statistik.
Ich hab ja noch viel Zeit zum Planen.
Manche Projekte laufen bei mir sogar 1 bis 2 Jahre, bis die fertig sind.

Den Anderen danke ich auch für die Teilnahme und Antworten.
Das sind zwar alles wichtige Argumente zum berücksichtigen,
aber noch nichts konkretes als Erfahrungsbericht dabei
das ich sammeln und auswerten könnte.

Das soll jetzt nicht heißen, das die Infos nutzlos währen,
nein im Gegenteil. Alles brauchbare Antworten, die sich mit meinen
eigenen Erfahrungen decken.

Nur, fällt mir die Wahl eines LiIon Akkus oder LiFePo4 Akkus am schwersten.
Der eine ist günstiger, hat mehr Kapazität, der andere ist teurer, weniger Kapazität, aber bessere Zyklusfestigkeit.

Wie schneiden die im Winter ab. Oder egal, einfach LiIon, und wenn kaputt
nach 2 Jahren, dann neu ?

Als Baugröße sind 18650 geplant, da ich die am schnellsten besorgen und wechseln kann. Irgendwelche Solarakkus in Blockform sind schwer nachzukaufen.

Solarzellen in Mono oder Poly...
Regler günstig CN3791, CN3055 oder den besseren BQ24650 ?
Der ist irgendwie aber abgekündigt und der Nachfolger kaum zu bekommen.

Ich wollte erstmal sammeln und auswerten aus echten Erfahrungen,
welche Kompunenten was taugen, und welche nicht.
Die Größendimensionen kommen erst später wenn das Konzept steht.
Der Andreas Spiess hat 3 nette Videos dazu gemacht, aber da stellen sich mir noch einige Fragen.
Und der Great Scott hat auch ein sehr schönes Layout gemacht, nur ohne Balancer.

Am Stromverbrauch kann ich bestimmt noch was schrauben.

Hat den sonst hier niemand was kleines mit Solar und LiFePo4 als 3S oder so am laufen ?

Gruß, Markus

Immer in Stress
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25.03.2020, 12:45
Beitrag #6
RE: Solar Power und eure Erfahrungen
Hi Markus,

jeder hat eine andere Herangehensweise an ein Projekt. Da mich das Thema Solarenergie aus Bastlersicht interessiert würde ich persönlich
zu einer Top-Down-Betrachtung neigen, und erst danach darüber nachdenken, wie ich das speziell in Elektronik löse.

- Energiebedarf genau ermitteln
- Wo genau, mit welcher Ausrichtung soll das Panel hin (senkrecht, waagerecht, schräg).
- Solarstatistik für diesen Standort *1
- Wandlungs & Speicherverluste
- welche Technik kommt in Frage

*1) https://www.solarserver.de/pv-anlage-online-berechnen/

Hier steht beschrieben, daß die Daten statistisch zwischen 2001-2015 erhoben wurden, Winter 2017/2018 gab es wie oben erwähnt für meinen
Standort aber nur 38.4%, 33.3%, 37.0% vom Durchschnitt der Monate Nov/Dez/Jan. Das sind Werte einer Wetterseite, die ab 2004 betrieben wird,
und sind die 3 schlechtesten Werte am Stück. Solche Ausreißer nach unten gehen in einer Statistik halt unter. Und ich persönlich kann mich noch gut
an wochenlang (gefühlt) keine Sonne erinnern! Und meine Frage, ob Dir 100% oder 95% Abdeckung reichen, zielen genau auf solche Ausreißer.

Gruß André
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25.03.2020, 22:47
Beitrag #7
RE: Solar Power und eure Erfahrungen
Hallo Markus,
hier mal ein paar Dinge die ich zusammen getragen habe.

Die Module meiner Anlage sind fast genau nach Süden mit einer Neigung von 35° montiert. Das ist eine recht gute Ausrichtung für Orte in DE.
Die Anlage ist jetzt seit 88488 Stunden oder 3687 Tagen in Betrieb.
In dieser Zeit hat sie 41343 Stunden ins Netz eingespeist und war 47145 außer Betrieb weil die Einstrahlungsbedingungen nicht passten.
Insgesamt wurde das Netzrelais in dieser Zeit 4231 mal ein geschaltet.
Es wurde im Schnitt also mehr als ein mal pro Tag zugeschaltet. Gründe dafür sind bisher ausschließlich die wechselnden Einstrahlungsbedingungen tagsüber.
Rückgerechnet auf 1 kWp installierte Leistung wurden in dieser Zeit 10831 kWh erzeugt oder umgerechnet 2,93 kWh pro Tag. Am bisher besten Tag waren es 6,99 kWh.
An 18 Tagen wurde nichts eingespeist weil Schnee auf den Modulen lag. Einmal waren es fünf aufeinander folgende Tage.

Im Vergleich zu anderen Anlagen in meiner Umgebung steht meine Anlage beim Ertrag immer recht gut da. Und unter diesen Voraussetzungen kann ich sagen das der Link den André gepostet hat meiner Meinung nach sehr optimistische Ergebnisse liefert. Ich denke für dein kleines Winterprojekt kannst du 15-20% weniger erwarten als das was dir dort berechnet wird.
Und achte bei der Wahl der PV-Module und des MPPT darauf dass die Leerlaufspannung der PV-Module bei -15°C nicht höher ist als die maximale Eingangsspannung des MPPT.

Gruß Arne
Mit zunehmender Anzahl qualifizierter Informationen bei einer Fragestellung, erhöht sich zwangsläufig die Gefahr auf eine zielführende Antwort.
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26.03.2020, 13:59
Beitrag #8
RE: Solar Power und eure Erfahrungen
Hi,

ich kann mir vorstellen, daß es außer einer zu optimistischen Rechnung 10 Jahre später auch entwicklungstechnische Gründe geben könnte. Zum Beispiel bessere Ausbeute bei schwachem Licht muss nicht zwangsläufig eine höhere Wp-Leistung haben, aber einen höheren Ertrag. Aber darum soll es ja gar nicht gehen.
Bei der Ausrichtung geht es auch nicht um den Maximum-Ertrag, sondern um immer genug Energie, vor allem im Winter. Deshalb könnte das (die) Panel(e) auch 90 Grad aufrecht stehend gen Süden schauen, wo im Winter die Sonne flach steht.

Allein die 1Wh (5V, 0.2A) sind ja 24Wh am Tag, 744Wh im Monat (31). Eine frische 18650 LiIon speichert ~ 10 Wh, bin also bei 7 Tagen Zwischenspeicher schon bei 18 LiIon Zellen, ohne mir einen Kopf zu machen, wieviel ich tatsächlich zyklisch entnehmen kann, über Wandlerverluste und Organisation der Zellen (6P3S als Beispiel) ...
Ich würde immer zu Gunsten des Solarmoduls kalkulieren, also das eher größer. Allein die Haltbarkeit von > 25 Jahren wäre ein Argument gegenüber dem Aufstocken an Akkus uber ein notwendiges Maß hinaus.

Ansonsten habe ich noch rausbekommen, daß im Winter die direkte Sonne nur zu 1/3 an der Globalstrahlung beteiligt ist. Wenn also im Winter die Sonne nur 1/3 so lange scheint wie im statistischen Mittel, sollte dies nur etwa einen Minderertrag von 2/9 zur Folge haben. (zwei Drittel von einem Drittel).

Gruß André
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