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Thema: Nano: 24h-Stromversorgung per Solarzelle

  1. #1
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Idee Nano: 24h-Stromversorgung per Solarzelle

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    Hallo,

    gibt es eine einfache Möglichkeit einen Nano 24h per Solarzelle mit Strom zu versorgen? Randbedingungen: Outdoor in Deutschland und "nur" Temperatur-, Licht-Sensorik angeschlossen

    Ich denke z.B. an einen "Solar-Charger" mit eingebautem Akku und den "einfach" per USB an den Nano ...

    Habt ihr Ideen, Erfahrung, konkrete Projekte, Kaufempfehlungen?

    Vielen Dank!

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hallo,

    Technisch ist das grundsätzlich kein Problem, das machen z.. Notrufsäulen an der Autobahn auch so

    Das Ganze ist vor allem einen Rechenaufgabe.

    Zuerst muss man wissen, was dein Nano so in 24h verbraucht.

    Daraus kannst du dann berechnen, wie gross er Akku mindestens sein muss.
    Dabei ist noch zu berücksichtigen, dass auch mal schlechtes Wette sein kann, also sollte der Akku mindestens für ein Woche ausreichen.

    Und schlussendlich muss das Solarpanel den Akku auch noch laden können. Dabei muss man den Wirkungsgrad der ganzen Ladeschaltung auch noch berücksichtigen.
    Zudem sollte das Laden eines entladenen Akkus auch recht schnell gehen, nach eine Schlechtwetterperiode, kann nach ein, zweit Tagen ja schon die nächste kommen!

    MfG Peter(TOO)
    Manchmal frage ich mich, wieso meine Generation Geräte ohne Simulation entwickeln konnte?

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo!

    Aus eigener Erfahrung: man kann bei bedecktem Himmel aus dünschicht Solarzellen um 1% der max. Leistung haben (ca. U * 0,01 I). Maximale Leistung ist bei direkter Sonennstrahlung. Wenn das rund um die Uhr wetterunabhängig funktionieren sollte, muss mann einen 24-stundigen Energiebilans für ungünstigsten Verhältniss von Tag- und Nachtlänge erstellen. Ohne Messen kann man das jedoch vergessen.
    Geändert von PICture (29.01.2014 um 15:57 Uhr)
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Hallo

    Vielleicht auch ueber einen anderen MC nachdenken.
    Die MSP's von TI sind besonders auf niedriegen Stromverbrauch optimiert.
    Ein preiswertes Starterboard und eine Arduino aehnliche Entwicklungsumgebung gibt es auch.

    KR
    Ich bin keine Signatur, ich putz hier nur ....

  5. #5
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Hi,

    - Der Nano braucht relativ wenig und ich kann mit den Sleep-States sicher noch viel rausholen aber es kommen auch noch ein NRF24L01+ und ein paar Sensoren dazu
    - So etwas stelle ich mir vor: http://www.cooking-hacks.com/documen.../arduino-solar
    - Würde gerne etwas höher dimensionieren

    Sagen wir ich brauche 0,7 Watt.

    Was meint ihr? Hat niemand Erfahrungswerte für D?

    Danke!

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Ich habs mal durchgerechnet:
    Betreib auch im Winter, auch wenn mal schnee auf dem Panel liegt rebungsloser Betrieb, sagen wir 5 Tage überbrückung, sind bei 0,7W * 24h * 5d = 84Wh
    Aufgeladen soll er wieder in 3h sein: 84h/3h = 28W - d.h. mit einem 30W Solarpanel solltest du perfekt über die runden kommen, unter Annahme keiner Speicher und Ladeverluste.
    Einen Speicher - der Einfachheit halber ein mal mit einem 12V Blei-Akku weil es dafür auch schon ausgelegte Zellen gibt: 84Wh/12V = 7Ah.
    Wobei du je nach Akku-Typ nicht auf 0% entladen darfst sondern nur auf sagen wir mal 20-30% -> 7Ah/0,7 = 10 Ah Akkugröße,
    dann hast du ein schönes System mit relativ hoher Ausfallsicherheit.
    Natürlich brauchst du einen Laderegler der den Akku sowohl vor Überladung (wird im Sommer ziemlich sicher nötig sein) als auch im Winter vor Tiefentladung schützt.
    Viele Grüße,
    Michael

    Sn60Pb40 Rulez
    www.silvestercountdown.de.vu- Dein Countdown bis Neujahr!

  7. #7
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Vielen Dank! Erst dachte ich, dass Deine Rechnung doch sehr pessimistisch ist. So wäre man aber wohl wirklich auf der sicheren Seite.
    Was meinst Du / meint ihr zu so etwas?
    http://www.amazon.de/S%C3%BCd-Solar-.../dp/B005O070S6

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Hallo!

    Ich muss zugeben, die Zahlen waren aus dem Kopf, also nochmal Dimensionierung einer Inselanlage nach Mertens (Lehrbuch Photovoltaik):
    Sonnenärmster Monat (München): Dezember - 0,79 kwh/(m²d) (Diffusstrahlung + direkte Globalstrahlung) - Ergibt 0,79h Volllaststunden
    Ich würde in deinem Fall das Modul sehr schräg aufstellen, um im Winter eine bessere Einstrahlung zu bekommen: 60° - Korrekturfaktor: (Dezember) 2,07
    Wenn genau, dann aber richtig, Umwandlungsverluste und Anpassungsverluste (da keine Optimale Regelung der Ladeleistung möglich ist): jeweils 0,9
    Temperatur-Korrekturfaktor - Wenns schön kalt ist, dann bringt das Modul auch mehr Leistung: 1,06
    -----------
    P=84Wh/(0,79h*2,07*0,9*0,9* 1,06) = 84Wh/1,404h = 59,83 W
    Die Wahrheit ist also noch viel erschreckender!

    Natürlich die Frage wie ausfallsicher solls sein, wenn du sagst, egal wenns mal nen paar Tage im Jahr nicht läuft, dann kann man natürlich mit der Überbrückungszeit runtergehen oder der Akku muss nach so einer Dunkelphase nicht gleich wieder eine durchmachen, dann kannst du mit der Akkukapazität bei 10Ah bleiben aber mit der Panelgröße runtergehen:
    Annahme: Nach 5 Tagen Dunkelheit kommen wieder 3 durchschnittliche Tage für den Monat:
    D.h. das Panel muss nur 1/3 der Akkuladung wieder nachladen:

    P= (84Wh/3)/(0,79h*2,07*0,9*0,9* 1,06) = 19,94W
    Also reichen in diesem Fall 20W.

    Ich denke mit den Formeln und Daten kannst du jetzt lustig selber ausrechnen was für dich sinnvoll ist.
    Das Panel aus dem Link ist übrigens in Ordnung, auch wenn zumindest einer die Qualität schlecht findet - siehe Bewertungen.
    Viele Grüße,
    Michael

    Sn60Pb40 Rulez
    www.silvestercountdown.de.vu- Dein Countdown bis Neujahr!

  9. #9
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Vielen Dank nochmal! Ich habe nach Deiner ersten Mail auch weniger Ausfallsicherheit in Betracht gezogen und mit Deiner Rechnung auf 20W überschlagen. Da gibt es ein ähnlich schönes Modul inkl. Batterie.
    http://www.amazon.de/Solar-03020-Sol..._sim_sbs_diy_2
    Ist relativ teuer aber ich spare mir eine ganze Menge Arbeit und, da ich keine Erfahrung damit habe, das Anschaffen unpassender Komponenten (was im Endeffekt noch teurer werden kann).

  10. #10
    Hi
    Falls du sparen möchtest kannst du auch ein gebrauchtes Solarmodul kaufen. Diese Module sind sehr zuverlässig und meist auch sehr stabil!
    Ein ordentliches Modul kann eine Lebensdauer von deutlich über 25 Jahren erreichen, deswegen würde ich von einem Gebrauchten nicht den Kopf umdrehen.
    LG

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