Solarpanel der Sonne nachführen

[Iceblade]

Mahlzeit Leute!

Ich habe ein Problem. Ich habe ein Solarpanel auf einem Mast montiert um eine Wetterstation mit Energie zu versorgen. Das klappt ganz gut, aber da die Paneele nur in eine Richtung schauen ist der Wirkungsgrad der Gesamtanlage nicht so hoch wie ich gern möchte.
Jetzt will ich die Solarpaneele mit Hilfe eines Microcontrollers und einem Motor jede Stunde neu ausrichten.
Gibt es da Komplettlösungen oder habt Ihr Ideen zur Eigenkonstruktion?
Danke schon mal für die Unterstützung!

MfG
~Ice~

[Blackbird]

Hab' auch schon damit experimentiert, leider mit "negativen" Erfolg. Jetzt kenne ich aber die Bedingungen für den Bau so einer Nachführung (kaufen ist zu einfach, selbermachen ist ja angesagt).

Die Windkräfte sind enorm bei einem 50W-Modul. Das Getriebe sollte selbsthemmend sein (zb. Schneckentrieb, auch aus scheibenwischermotor) und Getriebe und Befestigung massiv! Modul 1 ist fast schon zu klein. Alu-Vierkant 20x20 ist nur Spielzeug, auch wenn man es statisch gut dimensioniert mit Verstrebungen und im Dreieckverbund.

Wird eine Drehebene ca. 50grd (nach Norden) geneigt und der Drehwinkel beträgt ca. 180grd, so kann man sich die 2. Drehebene sparen.

Blackbird

[x-ryder]

eigenkonstuktion kommt dich auf ewig billiger ^^

also musst zwei LDRs nehmen (lichempfindliche sensoren mit analogem ausgang in form von widerstandänderung), diese packste als spannungsteiler annen mikrocontroller, und wertest das ganze aus, dazu noch ne software uhr, hardware iss glaub ich sinnlos, und machst dann noch ne motorendstufe da dran, die die motoren/den motor bewegen.

wenn du interesse an nem schaltplan hast, sach was, ich bastel dann einen, wenn du das ganze direkt fertig zugeschickt bekommen möchtest, ohne selbst probleme damit zu haben, per nachricht an mich wenden (PM, ICQ, E-Mail oder MSN), dann mach ich dir gegen festen betrag ne fertige lösung.

Martin

[Michael 123]

Hallo,

warum mist du nicht mit nem Mikrokontroller wieviel Volt die Solarbennel lievert. Beim sart soll es sich einmal um sich selbst drehen und dann sich zu der stärksten spannung wieder zurück drehen. Wenn nun die spannung abfällt dreht es sich ein Stücken weiter. Wenn aber die spannung zu schwach wird wird wieder ein suchlauf durchgeführt. Musst aber darauf achten das es sich nicht zu oft umsich selbst dreht da es dann zu einem kabelbruch kommen kann. Musst halt die umdrehungen die das ding macht mitzählen lassen vom µC.

mfg
Michael

[user529]

warum so aufwändig?? ein controller würde sich in dem ding zu tode langweilen, weil er nichts zu tun hätte.
http://lemo-solar.de/10126b.jpg
http://lemo-solar.de/default_1.htm
bei dieser nachführung ist die steuerung der motoren über senkrecht zur hauptebene stehende solarpanele gelöst. => die motoren ziehen keine leistung aus dem hauptpanel sondern versorgen sich selbst.

[x-ryder]

ehm... darf ich euch dran erinnern, dass auch der preis wohl entscheiden dürfte??? also das pan was du da zeigst, kostet 150€ so wie ich das sehe, also da issn µc besser ^^

da kann man dann ja noch zusatzfunktionen reinbaun, damit der sich nich langweilt...

Martin

[user529]

das panel seitlich kostet sicher keine 150€. das was du meinst ist das leistungspanel, aber das wirst du sicher nirgendwo zum preis eines controllers bekommen. die steuerpanele seitlich sind ab 2,80€ das stück zu haben, die brauchen ja keine leistung zu bringen, denn die haben ja den ganzen tag zeit um das ding zu drehen.

[x-ryder]

lol... da sitzt auch ne steuerung drin, aber das findet man natürlich nur raus, wenn man den ganzen text liest ^^ das kann ja nicht jeder... und da steht unterm bild: ohne solarmodul und halterung

also? ehm sorry, 180€ warens

Martin

[user529]

die steuerung besteht aus vier dioden die ein zurückfließen des stromes aus der aantiparallelgeschalteten zelle in die andere verhindern. das als steuerung zu bezeichnen ist geschmackssache, aber bitte.
ein stahlrohr und zwei kugellager sollten duch etwas günstiger zu bekommen sein, was sicher ins gewicht fällt sind die antriebe.

[x-ryder]

die werden schon nen gurnd haben, dafür 180 euro zu nehmen.... die kunden wären sonst leicht böse, wenn sie das sähen..... ich hab grad keinen bock das da alles noch durchzublättern, lassen wir dem poster die entscheidung ^^

Martin

[E-Fan]

Wenn Du das Maximum aus der Anlage holen willst würd ich an Deiner Stelle nicht nur jede Stunde nachstellen sondern alle 5 bis 10 Minuten weil sich der Einstrahlwinkel der Sonne in der Stunde um 15° ändert. ;) (ich weiß allerdings nicht wie stark sich das im Wirkungsgrad der Paneele äußert)
Die Idee mit der festgelegten Neigung der Elevation ist an sich nicht schlecht - allerdings bringt sie einen kleinen Kompromiss mit sich weil sich ja der Elevationswinkel der Sonne mit den Jahreszeiten ändert. (ca 23° wenn ich mich nicht irre)
Wenn beide Achsen beweglich sein sollen brauchste eigentlich nur 3 LDR's. Einer gibt den Referenzwert vor mit dem die der anderen Beiden verglichen werden. Die LDR's muss man dazu "L"-förmig anordnen und ihre "Blickrichtungen" in der jeweiligen Achse (Elevation oder Azimut) etwas auseinander driften lassen. Das ganze kann man sich prinzieiell auch mit 3 LDR und zwei OP-Amp's zusammenbasteln. Ein Controller wär aber sicherer und Stromsparender.

[steep]

das ganze sollte sich eigendlich mit 3 oder 4 LDR realisieren lassen.
Einen Microcontroller brauchts dazu gar nicht. Eine einfache stetige analoge Regelung mit einem Differenzverstärker ist da viel genauer und auch kostengünstiger. Die Reaktionszeit, bis der Regler reagiert, darf dabei ruhig ein paaar Minuten dauern. Das macht das ganze unempfindlich gegen Fremdlicht.
Die LDR sind als Tripple oder als Quadrat mit einer Trennwand dazwischen anzuordnen. Wenn alle LDR den gleiichen Wert haben ist die ideale Position erreicht, ansonsten muss in die Richtung des LDR mit dem kleinsten Wiederstand gedreht werden (Horizontal wie auch Vertikal).
Wenn eine bestimmte Mindestleuchtstärke unterschritten wird, soll die Regelung ausschalten und das Panel in die Morgen- oder Schutzposition gefahren werden.

[Benedikt.Seidl]

ganz doofe idee: man kann doch nachschauen, oder nachrechnen wo sich wann die sonne aufhält. das dem controler sagen, und er macht das ganz automatisch, ohne sensoren.

SEIDL.

[Blackbird]

" ... Einstrahlwinkel der Sonne in der Stunde um 15° ändert. ..."

Die Paneele sollten max. +- 5 grd Abweichung zur Einfallsebene haben, dann liefern sie noch ca. 90% der max. möglichen Leistung. Ist aber nur auf eine Ebenenabweichung bezogen. Weichen beide Einfallsebenen um 5 grd ab, so ist der Wirkungsgrad noch geringer.
Diese Verluste sind aber gar nichts im Vergleich zur falschen Belastunganpassung. Das Produkt aus entnommenen Strom und verfügbarer Spannung (die Leistung) ist nämlich nicht konstant, sondern har einen ausgeprägten Peak, abhängig vom Strom und Temperatur! Die meiste Leistung wird hier im Solarladeregler verschenkt, nicht mit der Ausrichtung zur Sonne. MPP ist hier das Stichwort.

Wer es selber messen möchte:
An einem wolkenlosen Sonnentag das Modul (fest) aufstellen und nacheinander mit verschiedenen Widerständen belasten. Dabei jedesmal Strom und Spannung messen. Anschließend die Werte in ein U-I-Diagramm (I ist die x-Achse) eintragen.

Bei meinem Ein-Achsen-Drehgestell habe ich das Modul auf den Sonnenstand im Frühjahr (Herbst) ausgerichtet. Da ist die (Sonnen-)Leistung viel geringer. Im Sommer liegt sie bei ca. 1000W/qm in Mitteldeutschland. Dimensioniert habe ich aber die Fläche nach der Energieausbeute im Frühjahr (Herbst), nicht auf die im Sommer maximal erreichbare.

Der Antrieb sollte so robust und wettertauglich sein wie nur möglich. Das gilt auch für die Elektronik im Freien. Die Temperatur- und Luftfeuchtewechsel erzeugen jede Menge Kondens- und Schwitzwasser, nicht nur jahreszeitlich bedingt sondern auch morgens und nachts im Sommer.

Ein Wort noch zur Nachführung. 180 grd bei einer Ein-Achsen-Drehbewegung müssen auch von den Sensoren sicher erkannt werden. Ein Tubus mit Durchmesser=Tiefe hat aber nur 90 grd. Wird die Tiefe verringert, so kann auch nicht mehr genau auf +- 5 grd nachgeführt werden. 4 Sensoren in einer Ebene sind hier besser. Und da lohnt sich auch ein Mikrocontroller. der kann dann auch noch die Lastregelung machen und die Stromausbeute ermitteln und den Eigenverbrauch und eine Log-Funktion, Datum und Uhrzeit mit angeben, eine User-Schnittstelle bei Bedarf aktivieren (LCD und seriell) und, und ... So hat man dann Daten, mit dem man sowohl die Lastregelung wie auch die Drehbewegung optimieren kann.

Blackbird

[Manf]

Hier ist auch noch eine Karte für den Sonnenstand in Abhängigkeit von Uhrzeit und Datum.
Manfred

http://www.stadtklima-stuttgart.de/index.php?klima_sonnenstand

http://www.stadtklima-stuttgart.de/content/images/4_301_JWyZWNSEwS-234x.png

[x-ryder]

ey ihr seid echt krank ^^

wartet vielleicht erstmal ab, was unser oberposter dazu sacht, dann könnt ihr weitermachen, sonst wird irgendwann nen tasuend-seiten-thread ^^

Martin