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Aufheizung des WoMos durch Solarzellen am Dach 1, 2


Gast am 27 Jun 2016 07:23:33

Da ich ja gerade mit den Gedanken befasst bin, was in so ein Wohnmobil alles rein soll, will ich einen Zusammenhang schildern, der einem auf den ersten Blick nicht bewusst wird.

Mir ist aufgefallen, dass Solarzellen am Dach den Innenraum des Wohnmobils stark aufheizen können. Ich schätze, 5 bis 10° C könnten es schon sein, und zwar eher 10 als 5.

Ich will erst mal eure Einschätzung hören, was ihr dazu meint oder ob das Phänomen vielleicht schon bekannt ist. Vielleicht denke ich ja in anderen Bahnen. Aber ich komme darauf, dass sich nach dem Einbau von Solarzellen ein vormals eher kühler Innenraum aufheizen kann, und zwar gewaltig stark.

Wem fällt ein, was das sein könnte?

Kleiner Tipp: Es hat weniger mit Technik zu tun, sondern mehr mit dem Verhalten des Menschen.

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Rockerbox am 27 Jun 2016 07:45:53

Sprichst du von verklebten Modulen?
Bei Modulen auf Halterungen sollte wenn überhaupt eher der umgekehrte
Effekt zu bemerken sein, da die ja das Dach zumindest etwas beschatten.

Ich hab bisher keine Unterschiede feststellen können.

Gast am 27 Jun 2016 07:58:54

Die Art der Module ist egal, sie müssen nur am Dach fest sein.

Lasst euch nicht zu viel von technischen Überlegungen leiten, es ist etwas ganz anderes.

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cbra am 27 Jun 2016 08:00:02

BerndDerBus hat geschrieben:....

Wem fällt ein, was das sein könnte?
....


man sitzt mehr drin und verballert den solarstrom mit TV oder so ;)

oder man parkt nicht mehr im schatten um strom zu machen...

eva b. am 27 Jun 2016 08:06:14

Oh, ein Rätsel :flower:
Rockerbox hat geschrieben:Ich hab bisher keine Unterschiede feststellen können.

Ich schon :D Früher ohne Solarzellen haben wir immer Schatten gesucht...wäre jetzt mit den Zellen auf dem Dach ziemlich dumm. Das kann schon +10°im Innenraum ausmachen.

Gast am 27 Jun 2016 08:19:42

Ihr kennt den Effekt schon. Also ich denke nicht "zu schräg". Na Gottseidank :)

Uns ist das gestern im Gespräch bewusst geworden. Da sagte einer: "Wenn du Solar hast, musst du dich aber in die Sonne stellen. Sonst bringt das nichts".

Und was soll ich sagen: Das trifft genau zu. Ohne Solar suche ich mir ein schattiges Plätzchen. Aber >mit Solar< stehe ich in der prallen Sonne. Ich erzeuge Strom (wohlmöglich noch für Kühlung, Ventilatoren :D ) - und schwitze mir im immer wärmer werdenden Auto einen ab.

Das gestrige Gespräch hat mir jetzt etwas den Spaß an Solar verdorben.

Wie geht ihr damit um? Erfahrungen?

PS: Wer sowieso in der Sonne steht (z.B. am Campingplatz), den betrifft das natürlich nicht.

andreasnagel am 27 Jun 2016 08:40:49

Moin!

Unsere Solaranlage (360 Wp, 2 x 36 Zellen in Reihe parallel zu weiteren 2 x 36 Zellen in Reihe, MPPT-Regler) produziert auch im Schatten, bei leichtem Regen und im Winter ausreichend Strom. Unser Strombedarf liegt zwischen 15 Ah und 25 Ah pro Tag.

Daher stehen wir, wenn möglich, im Schatten.

Viele Grüße,
Andreas

Gast am 27 Jun 2016 08:44:11

andreasnagel hat geschrieben:Unsere Solaranlage (360 Wp, 2 x 36 Zellen in Reihe, MPP-Regler) produziert auch im Schatten, bei leichtem Regen und im Winter ausreichend Strom. Unser Strombedarf liegt zwischen 15 Ah und 25 Ah pro Tag.

Welche Anlage habt ihr denn?

Variophoenix am 27 Jun 2016 08:46:11

Ich denke wenn es so heiss ist und die Sonne aufs Wohnmobil knallt, ist man doch kaum im Fahrzeug. Ich jedenfalls nicht. Da sucht man sich doch ein kühlerers Plätzschen aus.
Ich bin gerne an der Sonne weil ich eher in kühleren Regionen unterwegs bin wo so 20 Grad herschen.
Und der Sat hat auch nicht gerne Bäume.

Meine Anlage ist 1365 W und die produziert locker 2-3 Kw die ich verbrauche. Das sind 150Ah bis 220 Ah täglich.

andreasnagel am 27 Jun 2016 08:49:57

BerndDerBus hat geschrieben:Welche Anlage habt ihr denn?

Selbst konzipiert und installiert.

2 x 100 Wp: --> Link
2 x 80 Wp: --> Link
Solarregler Votronic MPP 350 Duo
Diverse Kleinteile

reisemobil.online.cx am 27 Jun 2016 08:52:04

Hallo "BerndDerBus",
ganz davon abgesehen, daß ich sonnige Plätze, außer im Hochsommer, bevorzuge ist das Solar für uns noch nie ausschlaggebend gewesen. Ist es wirklich sehr warm, dann suchen wir natürlich auch, wenn noch frei, einen Schattenplatz unter Bäumen auf. Die 50Cent oder der 1€ für die Stromsäule spielten da noch nie eine Rolle. Sollte kein Strom zur Verfügung stehen ist das im Sommer für ein paar Tage auch kein Problem. Zumal ich jetzt mit neuem Regler und einer App (--> Link) festgestellt habe, daß sogar bei Tageslicht im Schatten noch ein wenig die Batterie geladen wird.

Gruß Michael

rolfblock am 27 Jun 2016 09:06:23

Ich stell mich immer in die Sonne, hab schließlich einen Alkoven, der den Innenraum kühl hält. Nie stell ich mich unter Bäume, die könnten schon mal Nadeln, Harz, Blätter und Vogelschiss auf die Solarzellen werfen.
Landstromkabel hab ich nicht mehr.
Mal ne Frage an Variophönix: hat es eine besondere Bedeutung, Ursache, Motivation, wenn du Groß- und Kleinbuchstaben vertauscht; hier schreibst du Kw, meinst aber wohl eher kW.
kleines k = 1000
großes K = 1024
kleines w = Windungszahl einer Spule, Trafo
großes W = Watt

Variophoenix am 27 Jun 2016 09:17:18

Nein ist nur nichtwissen und ev. Faulheit.

Gast am 27 Jun 2016 09:20:55

andreasnagel hat geschrieben:2 x 100 Wp: --> Link
2 x 80 Wp: --> Link
Solarregler Votronic MPP 350 Duo
Diverse Kleinteile

Danke.
Und die liefern tatsächlich im Schatten oder bei leichtem Regen noch Strom? Ich dachte, das funktioniert erst mit den (noch nicht erhältlichen) graphenbeschichteten Solarzellen? 15 bis 25 Ah pro Tag ist für beschattete Solarzellen eigentlich schon viel Stom.

andwein am 27 Jun 2016 09:53:28

BerndDerBus hat geschrieben:Die Art der Module ist egal, sie müssen nur am Dach fest sein. Lasst euch nicht zu viel von technischen Überlegungen leiten, es ist etwas ganz anderes.

Hast du schon einmal etwas von dem genialen Sonnen/Hitzedach der uralten Landrovers gehört und dessen einfache Wirkungsweise studiert? Befasse dich einmal damit, zumindest die auf Halter montierten Solarpanels haben die gleiche Wirkung.
Bei geklebten Panels verhindert der Kleber als Isolator zumindest den Übergang der Wärme auf die Dachkonstruktion.
Gruß Andreas

andreasnagel am 27 Jun 2016 09:54:37

BerndDerBus hat geschrieben:Und die liefern tatsächlich im Schatten oder bei leichtem Regen noch Strom? Ich dachte, das funktioniert erst mit den (noch nicht erhältlichen) graphenbeschichteten Solarzellen? 15 bis 25 Ah pro Tag ist für beschattete Solarzellen eigentlich schon viel Stom.

Ja, im Schatten produzieren die noch Strom. Der Ertrag ist natürlich von der Art des Schattens abhängig.

Im dichten Wald gibt es keinen Ertrag, unter einem einzelnen Baum geht es.

Bei dunklen Gewitterwolken gibt es keinen Ertrag, bei leichtem Regen im Sommer geht es.

Im Winter muss die Sonne schon scheinen, um den Verbrauch ausgleichen zu können.

Der entscheidende Faktor ist, 72 Zellen in Reihe zu haben, die an einem MPPT-Regler hängen.

Viele Grüße,
Andreas

Gast am 27 Jun 2016 10:05:03

andreasnagel hat geschrieben:Der entscheidende Faktor ist, 72 Zellen in Reihe zu haben, die an einem MPPT-Regler hängen.

Hast du Lust, die Zusammenhänge kurz zu erklären?
Warum 72 Zellen in Reihe, warum gerade MPPT-Regler?

andreasnagel am 27 Jun 2016 10:33:57

Ich versuche es mal:

Die Eingangsspannung am Solarregler muss höher sein als die Ausgangsspannung von ca. 14,7V.

Bei Sonnenschein ergeben 36 Zellen x 0,5V = 18V.
Bei diffusem Licht ergeben 36 Zellen x 0,4V = 14,4V und das reicht nicht zum Laden der Batterien. Die Verluste auf den Leitungen und im Regler habe ich mal ignoriert.

Bei 72 Zellen und diffusem Licht hat man auf der Eingangsseite 28,8V und die reichen aus.

Ein PWM-Regler ist aber bei 72 Zellen nicht effektiv, ganz im Gegensatz zum MPPT-Regler.

Viele Grüße,
Andreas

hampshire am 27 Jun 2016 10:45:24

BerndDerBus hat geschrieben:Hast du Lust, die Zusammenhänge kurz zu erklären?
Warum 72 Zellen in Reihe, warum gerade MPPT-Regler?


Vielleicht darf ich helfen:
Im 3. Absatz dieses Artikels ist das ganz gut beschrieben: --> Link

Oder vereinfacht:
Der Vorteil der Reihenschaltung ist der, dass eine höhere Maximalspannung erreicht werden kann. Der MPPT regler kann mit der höheren Spanung der Reihenschaltung intelligent umgehen, der PWM nicht. Daher ist die "Bordbatterie - Ladestrom - Ausbeute" für die hier erforderliche Spannung in abgeschatteten Bereichen erheblich höher.

Grüße,
Max.

Gast am 27 Jun 2016 11:33:37

Danke euch. Wieder was dazugelernt :)

Es gibt so viele Typen und Spezifikationen, dass man beim Lesen vergisst, was man eigentlich wollte.

Gast am 27 Jun 2016 13:09:15

Ich danke allen für die Vorschläge.

Das Thema Solarzellen ist wegen stetiger Weiterentwicklung allgegenwärtig. Ich habe den Schwerpunkt hierhin verlagert: --> Link

xbmcg am 27 Jun 2016 13:29:55

BerndDerBus hat geschrieben:Der Vorteil der Reihenschaltung ist der, dass eine höhere Maximalspannung erreicht werden kann. Der MPPT regler kann mit der höheren Spanung der Reihenschaltung intelligent umgehen, der PWM nicht. Daher ist die "Bordbatterie - Ladestrom - Ausbeute" für die hier erforderliche Spannung in abgeschatteten Bereichen erheblich höher.


Quatsch. Leistung ist Leistung (Leistung = Spannung mal Strom). Ist die Spannung höher, dann ist bei gleicher Leistung der Strom proportional kleiner.
"Intelligent" und die Wandlung / Umspannung kostet auch Strom / Leistung.

Der Vorteil einer Reihenschaltung ist die dünnere Verkabelung bei höheren Leistungen (deshalb gibt es auch Hochspannungsleitungen) und damit auch etwas geringere Verluste bei langen Strecken.
Der Nachteil ist, dass wenn eine Zelle / Panel verschattet ist, der Gesamtertrag einbricht, der Strom durch alle Module in Reihe ist gleich, und das schwächste Glied entscheidet.
Es gibt zwar Bypass-Dioden, aber die Auswirkungen sind schon gravierend. Auf einem unbeschatteten Dach, das immer am gleichen Platz steht, ist das vernachlässigbar, bei mobilen
Anlagen kann das schon sehr nachteilig sein.

Das Problem tritt bei Parallelschaltungen von Modulen nicht auf, da sich der Strom aus der Summe der einzelnen Modulströme zusammensetzt, somit können die unbeschatteten Module ihre
volle Leistung entfalten. Wir haben es bei WoMos mit Anlagen von 2-6 Panelen zu tun. Da spielen die Vorteile von Reihenschaltungen keine wesentliche Rolle, es gibt passende Module
(32 - 36 Zellen) mit Vmp bei 17V, die mit PWM Regler einen ähnlich guten Ertrag hinbekommen, wie mit MPPT Regler.

Gast am 27 Jun 2016 13:46:24

xbmcg hat geschrieben:BerndDerBus hat geschrieben

BerndDerBus hat das gar nicht geschrieben :<

Die höhere Maximalspannung stimmt auf jeden Fall. Und dass die dunkelste Stelle über den Maximalstrom entscheidet, dürfte auch stimmen. Obwohl ich die Spezifikationen der Module noch nie gesehen habe, würde ich letzteres vermuten.

Die eierlegende Wollmilchsau kann man halt nicht haben. Wenn man Module in Reihe schaltet, würde ich aber zumindest dafür sorgen, dass die Grundfläche kompakt und quadratisch ist, und nicht dünn und lang. Eventuell mehrere kleine Reihenschaltungen PARALLEL schalten. Das kommt dann der eierlegenden Wollmilchsau am nahestenten.

rkopka am 27 Jun 2016 13:55:19

xbmcg hat geschrieben:Quatsch. Leistung ist Leistung (Leistung = Spannung mal Strom). Ist die Spannung höher, dann ist bei gleicher Leistung der Strom proportional kleiner.
...
Der Vorteil einer Reihenschaltung ist die dünnere Verkabelung bei höheren Leistungen (deshalb gibt es auch Hochspannungsleitungen) und damit auch etwas geringere Verluste bei langen Strecken.

Stimmt, aber dazu kommt, daß die Solarzelle bei PWM/Shunt gar keinen Strom mehr treiben kann, wenn die Solarspannung die Spannung der Batterie erreicht hat (weniger Sonne). Bei MPPT und Serienschaltung ist die Solarspannung bei gleichen Verhältnissen immer noch hoch genug (und wird auch noch umgesetzt), sodaß man immer noch laden kann, wenn auch mit weniger Strom, da eben die Leistung nicht mehr sehr hoch sein wird.
D.h. man hat bei MPPT immer etwas mehr Verluste, aber dafür kann man auch noch das letzte bißchen Sonne ausnutzen.

RK

xbmcg am 27 Jun 2016 14:24:20

Unter Last kühlen die Solarzellen (Peltier Effekt), im Leerlauf werden sie wärmer, oder bei Defekten / HotSpots.
Durch die dunkle Farbe erwärmt sich das Dach natürlich trotzdem etwas mehr als sonst. In der kalten Jahreszeit
spart man Heizkosten.

ein großer Vorteil der (noch wenig verbreiteten) Solarzellen ist, dass man bislang
immer einen Sonnenplatz abbekommt, der auch noch guten TV Empfang ermöglicht.
Die Schattenplätze und die mit Stromsäule sind meist belegt.

:lol:

"Montiere doch die Module verkehrtrum, dann erzeugen sie Nachts im Dunkeln Strom" ;D :lach: :ja:
Gut die Nächte sind leider nicht mehr so dunkel wie früher, aber....

WAR NUR SPASS, BITTE NICHT NACHMACHEN

xbmcg am 27 Jun 2016 14:30:07

rkopka hat geschrieben:Stimmt, aber dazu kommt, daß die Solarzelle bei PWM/Shunt gar keinen Strom mehr treiben kann, wenn die Solarspannung die Spannung der Batterie erreicht hat (weniger Sonne).
RK


Das ist Aberglaube. Die Solarzellen sind Stromquellen, keine Spannungsquellen. Die Leerlaufspannung erreichen sie schon fast beim ersten Sonnenstrahl.
Natürlich bricht die zusammen, wenn man einen Verbraucher dran hängt, da ja kaum Elektronen herausgeschlagen werden, wenn wenig Licht da ist.

Ein MPPT Regler kann da auch nichts machen.

Schau Dir mal die Strom / Spannungskurve in Abhängigkeit von der Einstrahlung an.

Gast am 27 Jun 2016 16:26:27

xbmcg hat geschrieben:"Montiere doch die Module verkehrtrum, dann erzeugen sie Nachts im Dunkeln Strom"WAR NUR SPASS, BITTE NICHT NACHMACHEN

Ob das ein Spaß war, muss man erst ausprobieren. Ebenso folgendes: Strom einspeisen und dadurch Sonnenstrahlen erzeugen. Eine prima Idee für trübe Wintertage. Wechselspannung (230 V) erzeugt übrigens Sonnenflecken auf dem Modul. Bitte das wirklich nicht ausprobieren!

Variophoenix am 27 Jun 2016 21:08:38

Betr. Reihen - Parallel Schaltung. Deswegen bevorzuge ich einen Kompromiss einzugehen indem man Module mit 64-76 Zellen verwendet mit einer Spannung im Bereich von 40V. Diese Module schaltet man nun alle Parallel zueinander. So ist vielleicht eine Zelle mal verschattet aber das andere Module kriegt noch volle Sonne. So habe ich meine 7 Module in 2 Stränge montiert.

Gast am 28 Jun 2016 17:28:42

Variophoenix hat geschrieben:Betr. Reihen - Parallel Schaltung. Deswegen bevorzuge ich einen Kompromiss einzugehen indem man Module mit 64-76 Zellen verwendet mit einer Spannung im Bereich von 40V.

Ungeachtet, ob das praktischen Nutzwert hat oder nicht, mal eine Frage:

Gegeben sind zwei Solarmodule. Sagen wir mal 2x 100Wp.

Leerlaufspannung ca. 18V

Üblicherweise parallelgeschaltet.

Jetzt gibt es Stimmen, die sagen (und zwar meiner Ansicht nach zu Recht), dass die Reihenschaltung besser ist, weil auch im Schatten (bzw. bei leichtem Regen) noch Strom gezogen werden kann. Zwar nicht so viel, aber bei Parallelschaltung wäre gar kein Stromfluss mehr möglich - weil die Spannung (durch die Beschattung der Module) unter 14.*** V abgesunken wäre.

Schaltet man die beiden Panele in Reihe, hat man immer noch genug Spannung (größer 14.*** V), so dass zwar ein kleinerer, aber immer noch relevanter ein Strom durch den Regler fließt.

Der Nachteil der Reihenschaltung findet sich in der (erheblich) höheren Verlustleistung, die -bei voller Sonne- am Regler hängenbleibt, also sinnlos in Wärme umgewandelt wird (jedenfalls bei Linearreglern). Bei Reihenschaltung muss man also zwingend auf "intelligente" (getaktete) Regler zurückgreifen, um das termische Problem der Verlustleistung klein zu halten. Das funktioniert angeblich auch ganz gut.

Stichwort MPPT-Regler, siehe: --> Link

Ich habe mir (nur mal theoretisch) überlegt, ob es möglich wäre, zwei Module zwischen Seriell- und Parallelschaltung ohne nenneswerten Aufwand umzuschalten. Mir ist dabei eine Schaltung mit nur einem Schalter eingefallen, obwohl ich mindestens zwei Schalter erwartet hätte. Und zwar nicht mal ein Umschalter, sondern nur ein Ein-Aus-Schalter.

Habe im Moment keine Möglichkeit, eine Versuchsanordnung aufzubauen
Was meint ihr: Kann diese Schaltung funktionieren?
Oder übersehe ich einen Kurzschluss? Ich bin eher skeptisch, weil mir das fast zu einfach aussieht :roll:


Die Dioden müssen natürlich stark genug sein, am besten Power Schottky Dioden.

Zum "praktischen Nutzwert"
Mit der Schaltung - sofern sie funktioniert - kann man (möglicherweise automatisiert über Spannungsvergleiche) zwischen Schattenbetrieb (seriell) und Normalbetrieb (parallel) umschalten. Damit wird bei Sonne die Spannung halbiert (und der Strom verdoppelt), und damit der Regler entlastet. Zumindest würde das für Linearregler gelten.

Ich weiß, dass MPPT-Regler kaum noch termische Sorgen haben. Aber eventuell kann man die noch verbleibenden Verlustleistungen (null gibt es nie) noch weiter reduzieren, indem man die Spannung (bei Sonne) halbiert.

Ansonsten wäre ich auch interessiert, ob die Schaltung "rein theoretisch" funktioniert. Also nur mal so aus Interesse :)

Danke
Bernd

andreasnagel am 28 Jun 2016 17:41:45

BerndDerBus hat geschrieben:Ich weiß, dass MPPT-Regler kaum noch termische Sorgen haben. Aber eventuell kann man die noch verbleibenden Verlustleistungen (null gibt es nie) noch weiter reduzieren, indem man die Spannung (bei Sonne) halbiert.


Bei Sonne sind mir die paar Prozent Verlustleistung herzlich egal. Da sind die Batterien schon am Vormittag wieder voll.

Viele Grüße,
Andreas

Gast am 28 Jun 2016 19:17:50

andreasnagel hat geschrieben:Bei Sonne sind mir die paar Prozent Verlustleistung herzlich egal. Da sind die Batterien schon am Vormittag wieder voll.

Nicht die "paar Prozent Verlustleistung", sondern die Wärme, die dabei am Regler entsteht.

An einem 100 Wp Modul fließen etwa 8 Ampere. An einem 100 Wp Modul (8 Ampere) können pro abgeregeltem Volt daher bis zu 8 Watt Verlustleistung entstehen. Bei 6 Volt also fast so viel wie eine H4 Lampe (knapp 50W). Und zwar dauerhaft.

Selbst wenn es nur 20% wären (bewölkt), wird der Regler so heiß wie eine Rücklichtlampe. Die Wärme wird von Regler abgeführt (Kühlkörper), heizt dann aber den Raum auf, in dem sich der Regler befindet.

Zusammen mit anderen elektrischen Geräten, die auch so arbeiten oder grundsätzlich warm werden, entsteht leicht ein Zustand, wo man die Wärmeentwicklung verflucht, und einem jedes zusätzliche Grad °C wie ein Dorn im Fuß vorkommt.

Das um so mehr, je weiter man sich im sonnigen Süden befindet.

Aber nicht aus dem Auge verlieren, dass es mir nur mal um die Theorie der Spannungsregelung ging :)

Schönen Tag
Bernd

rkopka am 28 Jun 2016 20:28:43

BerndDerBus hat geschrieben:An einem 100 Wp Modul fließen etwa 8 Ampere. An einem 100 Wp Modul (8 Ampere) können pro abgeregeltem Volt daher bis zu 8 Watt Verlustleistung entstehen. Bei 6 Volt also fast so viel wie eine H4 Lampe (knapp 50W). Und zwar dauerhaft.

Das könnte kaum ein Regler linear. Der Kühlkörper wäre zu groß. Deshalb haben die Shuntregler meist einen per PWM geschalteten Shunt. Dadurch fällt weniger Wärme direkt im Regler ab. Allerdings muß sie dann über das Panel abgeführt werden. Also warum nicht gleich wenigstens einen PWM Regler ?

Außerdem sind die 100Wp auf die Nennspannung bezogen, meist ca. 17V, damit sind es maximal 5,9A.

RK

andwein am 29 Jun 2016 11:56:29

BerndDerBus hat geschrieben: Nicht die "paar Prozent Verlustleistung", sondern die Wärme, die dabei am Regler entsteht.
An einem 100 Wp Modul fließen etwa 8 Ampere. An einem 100 Wp Modul (8 Ampere) können pro abgeregeltem Volt daher bis zu 8 Watt Verlustleistung entstehen. Bei 6 Volt also fast so viel wie eine H4 Lampe (knapp 50W). Und zwar dauerhaft.

Sorry, leidewr auch hier wieder eine Verallgemeinerung zu "Wohin geht die Solarleistung wenn die Batterie voll ist"
Richtig ist: Das hängt vom Regler ab!!!!!
1. Manche Regler schalten das Solarpanel ab, Effekt: kein Eingangsstrom, Solarpanel wird heißer
2. Manche Regler schalten einen Shunt parallel auf den Ausgang, Effekt: Eingangsstrom fließt, Shunt wird heiß, Regler hat meist sichtbaren Kühlkörper
3. Gute Regler haben ein PW-Regelung mit Ladespannung und Ladepausen. In den Ladepausen wird die Leistung mittels Möglichkeit 1 oder 2 vernichtet. Effekt: siehe 1., 2.
4. MPP-Regler können ihren Arbeitspunkt der Leistung des Solarpanels anpassen. Wenn die Batterie voll ist verschieben diese meist den Arbeitspunkt auf "kein Strom". Effekt: siehe 1.
Tatsache ist: Bei einem Solarpanel schlagen die Sonnenstrahlen Elektronen frei, die abfließen wollen. Können sie nicht abfließen, fallen sie auf ihre ursprüngliche Ebene zurück und setzen dabei die Wärmeenergie frei. (Hoffentlich ist kein Atomphysiker unter den Lesern, die Erklärung ist brauchbar, aber laienhaft)
War ein Versuch, Gruß Andreas

rkopka am 29 Jun 2016 12:43:08

andwein hat geschrieben:1. Manche Regler schalten das Solarpanel ab, Effekt: kein Eingangsstrom, Solarpanel wird heißer

Warum ? Wird es mit Strom kälter ?
Kein Strom. Keine Erwärmung des Panels (durch Strom).

2. Manche Regler schalten einen Shunt parallel auf den Ausgang, Effekt: Eingangsstrom fließt, Shunt wird heiß, Regler hat meist sichtbaren Kühlkörper

Ein Shunt Regler schließt kurz (meist PWM gesteuert, da sonst die Verlustwärme zu groß wäre, außer bei sehr schwachen Reglern), Strom fließt durchs Panel, es wird heißer.

3. Gute Regler haben ein PW-Regelung mit Ladespannung und Ladepausen. In den Ladepausen wird die Leistung mittels Möglichkeit 1 oder 2 vernichtet. Effekt: siehe 1., 2.

Ein PWM Regler schaltet zwischendurch immer kurz ab, kein Strom. Keine Erwärmung des Panels in der Aus Zeit. Vernichtet wird da keine Energie. Erwärmung durch den Ladestrom in der Ein Zeit.

Tatsache ist: Bei einem Solarpanel schlagen die Sonnenstrahlen Elektronen frei, die abfließen wollen. Können sie nicht abfließen, fallen sie auf ihre ursprüngliche Ebene zurück und setzen dabei die Wärmeenergie frei.

Allerdings haben sie für das Freisetzen der Elektronen diese Energie schon mal aufgenommen. D.h. in Summe hat man dann nur die normale thermische Aufheizung des Panels, die wegen des schlechten elektrischen Wirkungsgrads sowieso für den größten Teil der Erwärmung sorgt.

RK

andwein am 29 Jun 2016 17:45:18

Nur eine Frage, nur an rkopka. Einfach damit ich das ganze besser verstehe:
Frage: Schlagen eintreffende Sonnenstrahlen Elektronen aus der Solarzelle oder anders ausgedrückt: Werden durch Sonnenstrahlen (Photonen) Elektronen freigesetzt???
1. Antwort: Wenn ja, wurde Energie gewandelt und wurde damit produziert. Wird sie nicht von einem Verbraucher abgenommen wird, wo staut sie sich oder wohin fließt sie ab??
2. Antwort: Wenn nein muss ja irgend jemand entscheiden wann die Elektronen produziert werden. Ein doofer Widerstand, angeklemmt ans Panel wird warm. Er nimmt also Leistung ab. Jetzt klemme ich den Widerstand ab, aber die Sonne scheint immer noch und die Photonen knallen immer noch Elektronen aus dem dotierten Siliziumverbund. Aber kann ein Widerstand entscheiden, ob die Sonnenphotonen Elektronen erzeugen dürfen oder nicht.
Grundlage meiner Frage ist der Satz: "Vernichtet wird da keine Energie". Deshalb die Frage: Wo geht sie hin, oder findet keine Wandlung statt??
Für eine nachvollziehbare Antwort wäre ich dankbar.
fragende Grüße, Andreas

rkopka am 29 Jun 2016 18:41:33

andwein hat geschrieben:Frage: Schlagen eintreffende Sonnenstrahlen Elektronen aus der Solarzelle oder anders ausgedrückt: Werden durch Sonnenstrahlen (Photonen) Elektronen freigesetzt???

Die Elektronen werden nicht aus der Solarzelle "herausgeschlagen". Es werden im Halbleiter freie Elektronen und Löcher (fehlende Elektronen in einem Kristallgitter) erzeugt. D.h. die Elektronen verlassen ihren Platz und wandern (einfach gesagt) im Material zu den Anschlußklemmen der Solarzelle. Solange es keinen Stromkreis gibt, war das alles. Es liegt eine Spannung an. Einige dieser freien Ladungsträger rekombinieren, d.h. nehmen wieder einen festen Platz im Gitter ein. Dabei geben sie Energie(Wärme) ab.

Erst wenn ein Stromkreis existiert, fliessen die Elektronen aus der Solarzelle raus und am anderen Ende wieder rein, und wir haben einen Strom.

1. Antwort: Wenn ja, wurde Energie gewandelt und wurde damit produziert. Wird sie nicht von einem Verbraucher abgenommen wird, wo staut sie sich oder wohin fließt sie ab??

Gewandelt ja, produziert nein. Die Ladungsträger sammeln sich in entgegengesetzten Bereichen. Ich habe ein Potential (Spannung). Allerdings ist ihre Zahl begrenzt. Das Gitter kann nicht alle Elektronen abgeben, sondern nur wenige. Bei den anderen reicht dann die Energie nicht mehr aus. Für diese Ladungstrennung brauche ich nur sehr wenig Energie. Also staut sich da auch nichts nennenswertes. Daher hat eine Solarzelle sobald sie im Dunklen ist, keine nennenswerte Energie mehr abzugeben. Das könnte man vermutlich nur mit sehr empfindlichen Meßgeräten überhaupt feststellen.

Grundlage meiner Frage ist der Satz: "Vernichtet wird da keine Energie". Deshalb die Frage: Wo geht sie hin, oder findet keine Wandlung statt??

Energie kann man nicht vernichten. Man kann sie nur umwandeln. In dem Fall von Licht nach Spannung bzw. Strom. Wobei nur ein kleiner Anteil wirklich in Strom verwandelt wird. Der Rest sind Verluste oder anders gesagt Wärme. So gesehen sollte die Solarzelle tatsächlich etwas weniger warm sein, wenn ein Strom fließt (wobei der aber auch wieder zu Wärmeverlusten am Innenwiderstand der Solarzelle führt).

D.h. ein kleiner Teil der Energie der Photonen wird nicht in Wärme umgewandelt, wenn ein Solarstrom fließt. Ohne Strom geht alles in Wärme über. Teilweise über den Umweg der freien Ladungsträger und der Rekombination. Das meiste direkt, indem das Material einen Bewegungsimpuls erhält, der sich als Wärme widerspiegelt.

RK

andwein am 30 Jun 2016 10:41:43

Danke für deine Antwort. Allerdings muss ich gestehen, sie hat mich mehr verwirrt als zusätzlich aufgeklärt. Ich sehe da einige sich widersprechende Aussagen. Aber die Solarphysik ist ein weites und nicht gerade einfaches Thema. Ich ziehe deshalb meine zu einfach ausgedrückten Fragen zurück.
Trotzdem Danke, Gruß Andreas

Variophoenix am 30 Jun 2016 12:17:32

BerndDerBus hat geschrieben:
Selbst wenn es nur 20% wären (bewölkt), wird der Regler so heiß wie eine Rücklichtlampe. Die Wärme wird von Regler abgeführt (Kühlkörper), heizt dann aber den Raum auf, in dem sich der Regler .....
Bernd


Ich weiss nicht was du für einen Regler hast aber meiner (Victron Mppt 100/50) wird bei 40 A Regelung nur 10 Grad wärmer weder Umgebungsthemperatur. Gemessen mit Wärmebildcam bei 25*C Umgebungsthemperatur.

Variophoenix am 30 Jun 2016 12:32:22

Andreas liest mal in Wikipedia über den Peltier Effekt. "Kühlung bei Stromfluss"

andwein am 01 Jul 2016 09:51:33

Variophoenix hat geschrieben:Andreas liest mal in Wikipedia über den Peltier Effekt. "Kühlung bei Stromfluss"

Das Thema ist klar. Mein Denkansatz ist aber immer das Gesamtsystem. Also nicht Peltier einzeln betrachtet, sondern eigentlich: wie hoch ist dieser Anteil und wie hoch ist der andere Anteil. Beim Solarpanel hast du ja mindestens vier Effekte, die die Oberflächentemperatur beeinflussen:
1. Kühlung durch Stromfluss
2. Kühlung durch Hinterlüftung/Lustströmung/Wind
3. Erwärmung durch Sonnenlicht, da fast keine Reflexion
4. Erwärmung Stromunterbrechung, Hotspots, Teilabschattung ohne Bypass
Aber wie gesagt, ein weites Thema. Meine Kenntnisse sind nur aus der Solarzellenfertigung, nicht aus der Zusammenschaltung zu Panels, daher eingeschränkt.
Gruß Andreas

rkopka am 01 Jul 2016 10:09:36

Variophoenix hat geschrieben:Andreas liest mal in Wikipedia über den Peltier Effekt. "Kühlung bei Stromfluss"

Nur ist der Wirkungsgrad eines Peltierelements an sich schon bescheiden. Andererseits kühlt es ja nicht direkt, sondern erzeugt nur eine Temperaturdifferenz. Wenn als nicht eine gute Kühlung der aufgeheizten Seite (z.B. durch Lüfter oder Fahrtwind) auftritt, dann wird hauptsächlich eine Seite noch heißer und die andere kaum kälter.

RK

xbmcg am 01 Jul 2016 10:28:29

BerndDerBus hat geschrieben:An einem 100 Wp Modul fließen etwa 8 Ampere. An einem 100 Wp Modul (8 Ampere) können pro abgeregeltem Volt daher bis zu 8 Watt Verlustleistung entstehen. Bei 6 Volt also fast so viel wie eine H4 Lampe (knapp 50W). Und zwar dauerhaft.



Über den PWM Regler fallen 0.2...0.7V maximal ab, bei 30A (500Wp Solar) sind das 10..20W, die der Lüfter bei Bedarf wegkühlt.
Wenn die Batterie geladen wird und die volle Leistung aufnehmen kann, dann werden die Solarpanele direkt durchgeschaltet,
die Spannung bricht auf die gemessene Ladespannung zusammen, weil die Batterie einen viel niedrigeren Innenwiederstand hat.

Da wird gar nichts geregelt, und somit nur die "Energie" des Spannungsabfalls * Stromluss vom FET Transistor in Durchlassrichtung
"verheizt", die Wärme durch die Messelektronik ist dabei vernachlässigbar.

Wenn die Batterie voll ist, wird der Schalt-FET gepulst, das heißt ganz schnell ein und ausgeschaltet (deswegen heißt er ja auch
PWM Regler = Puls Weiten Modulation - Regler). Im Ein-Schaltzustand wird die Energie am PN-Übergang wie oben
- in Wärme umgesetzt, im Auszustand fließt kein Strom, also wird auch keine Leistung verheizt und der Regler wird dadurch kälter.

Was ich damit sagen will: bei einem PWM Regler im Reglerbetrieb wird der Regler weniger warm, er verheizt keine Leistung.

Außerdem hat ein 100Wp Modul nur ein Isc von ca. 6.2A (Kurzschlußstrom)

rkopka am 01 Jul 2016 10:44:03

xbmcg hat geschrieben:Über den PWM Regler fallen 0.2...0.7V maximal ab,
...
Wenn die Batterie voll ist, wird der Schalt-FET gepulst, ...
Im Ein-Schaltzustand wird die Energie am PN-Übergang wie oben...

Ein (MOS) FET hat keinen PN Übergang. Das ist ja gerade der Witz, daß man mit entsprechender Steuerspannung einen geringeren Spannungsabfall als bei Bipolaren Transistoren erreichen kann. Der Übergangswiderstand kann runter in den wenige Milliohm Bereich gehen. Verluste treten eher beim Umschalten von AN/AUS auf.

RK

franzose01 am 01 Jul 2016 10:57:37

Salut,

kann noch jemand die ursprüngliche Frage von Bernd zur parallel/Reihen Schaltung beantworten?

xbmcg am 01 Jul 2016 11:20:21

Welche Frage? Es geht doch um die Wärmeentwicklung der Panele auf dem Dach und die Wärmeentwicklung am Regler.
Was hat das mit Reihenschaltung und Parallelschaltung zu tun?

Die Frage der Beschaltung und die Vor- und Nachteile haben wir im anderen Tröt erläutert. Parallel ist besser bei
Solaranlagen auf mobilen Plattformen (WoMo, Boot, WoWa), weil man Teilverschattungen nicht ausschließen kann
(Bäume, Sat-Schüssel, Dachhauben etc.) und bei Reihenschaltungen ein verschattetes Panel die Gesamtleistung herunterzieht,
bei Parallelschaltung wird nur der Strom eines einzelnen Moduls verringert, während die anderen die volle Leistung beitragen.

Die Frage MPPT oder PWM Regler wurde auch besprochen. Bei passender Modulwahl nimmt sich das nicht viel, wenn die Module
höhere Spannungen haben (z.B. Module mit 40 Zellen), dann sind PWM Regler nicht geeignet, MPPT Regler haben dann klar einen Vorteil.
MPPT Regler können je nach Module, Einstrahlung und Temperatur 5-15% mehr Leistung bringen, sind aber deutlich teurer und komplexer.

Bei großer Hitze und starker Sonneneinstrahlung ist der Untersched sehr gering, der MPPT Regler verbraucht ja auch Leistung beim
Wandeln der Spannug. Sinnvoll sind die, wenn die Spannungsdifferenz zwischen Modulspannung und Batteriespannung relativ groß ist
(Vmpp - Vbat > 5V). Bei Modulen mit 32 Zellen oder 36 Zellen (Vmpp bei 17-18V) ist der Unterschied nicht so gravierend, da arbeitet
ein MPP Regler als PWM - Regler und transformiert die Spannung gar nicht erst.

Im Internet gibt es viel Literatur zum Thema, sowie Diagramme und Erklärungen über die Vor- und Nachteile der Verschaltungen.

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