[Rumgucker]

Nenene... ich hab hier eben mal ne kleine Solarzelle aus nem Taschenrechner ausprobiert. Das Wikipedia-Bild scheint mir richtig zu sein.

Wenn ich meine Zelle richtig verstehe, so sind dort vier Einzelzellen in Reihe verdrahtet. Sobald ich eine dieser Zellen abschatte, bricht die Spannung bzw. der Strom überproportional zusammen.

Aha...

Sollten wir dann nicht besser jeder Solarzelle eine eigene Wandlerendstufe (Spule, Transistor und Diode) spendieren?

[Gerd]

Zitat:Original geschrieben von Rumgucker

Irgendwas scheint bei Deinem Verständnis über Solarzellen noch nicht ganz zu stimmen.

Wikipedia zeigt folgende Kurve:

Klick mich

Also doch keine Dioden nötig?

ich denke schon, daß mein verständnis in Ordnung ist.
Wenn Du Dir mal die Ersatzschaltung ansiehst, weißt Du auch , warum ich über Dioden entkoppeln möchte...

[Rumgucker]

Also ich sehe bei meiner kleinen Solarzelle die Wikipedia-Kennlinie und nicht die von Dir aufgenommene.

Messfehler?

[Rumgucker]

Ach ne... das geht mir hier zu langsam. Und Gerd ist mir immer noch irgendwie zu bockig/tranig erscheinend... der Funke springt irgendwie nicht über. Das strengt mich an.

Ich klink mich aus...

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Aber diese Idee von Alfsch, Basstler und Darius mit diesem DDS-Power-Funktionsgenerator... das hat was.

[ChocoHolic]

Die Problematik, dass bei Teilabschattung einer Serienschaltung ziemlich schnell der gesamte Zweig lahmliegt, wird üblicherweise durch Bypassdioden abgefangen.

[Basstler]

...weil Solarzellen in der Regel hochohmig werden, wenns schattig ist...
Daher für Parallel, Dioden sinnlos. Und Reihe.....wer beschattet nur eine Zelle ????

[ChocoHolic]

Teilbeschattungen von kleinen Teilbereichen sind durchaus häufig.
Sei es der durchwandernde Schatten der Hausantenne, oder herabfallende Blätter ...was auch immer..
Ne Bypassdiode für jede Zelle wäre natürlich mächtig Aufwand, aber es ist einem ja freigestellt wie groß man seine Cluster wählt.

[Gerd]

Zitat:Original geschrieben von Rumgucker

Also ich sehe bei meiner kleinen Solarzelle die Wikipedia-Kennlinie und nicht die von Dir aufgenommene.

Messfehler?

Wäre nett, wenn Du mal den Scheiß bleibenlassen würdest, meine Meßwerte anzuzweifeln. Das Wiki-Diagramm beruht nicht auf Meßwerten, sondern soll lediglich das Prinzip verdeutlichen.
Prinzipiell gibt es auch keine Unterschiede zwischen meinem und dem wikipedia-Diagramm. Nur daß meines einen gemessenen und keinen idealisierten Verlauf darstellt:
Bei Spannung 0, also Kurzschluß, fließt maximaler Strom, und bei Leerlauf liegt die Leerlaufspannung an. In beiden Fällen ist die abgegebene Leistung Null, dazwischen wird irgendwo ein Maximum für die abgegebene Leistung erzielt.

[Gerd]

Zitat:Original geschrieben von Rumgucker

Ach ne... das geht mir hier zu langsam.

Und Gerd ist mir immer noch irgendwie zu bockig/tranig erscheinend... der Funke springt irgendwie nicht über. Das strengt mich an.

Ich klink mich aus...[/quote]


Wahrscheinlich hat Dir das noch niemand gesagt: es gibt auch noch ein Leben außerhalb des Internets!

[Gerd]

Zitat:Original geschrieben von ChocoHolic

Teilbeschattungen von kleinen Teilbereichen sind durchaus häufig.
Sei es der durchwandernde Schatten der Hausantenne, oder herabfallende Blätter ...was auch immer..
Ne Bypassdiode für jede Zelle wäre natürlich mächtig Aufwand, aber es ist einem ja freigestellt wie groß man seine Cluster wählt.

Dann kann man auch die Dioden zur Entkopplung nehmen und parallel schalten. Dann ändert sich nämlich die Ausgangsspannung auch bei Teilbeschattung kaum, weil die nicht beschatteten Paneele weiterhin volle Spannung liefern.
Und man kann die Anlage erweitern, ohne Änderung der Nennspannung. Dann steht einfach nur mehr Strom zur Verfügung.
Den Spannungsabfall von ca. 0,25V kann man verkraften, bei 4A ist das gerade mal 1 Watt, und etwa 3% der gesamtleistung, wenn man von 8-9V im MPP ausgeht.

[Gerd]

Zitat:Original geschrieben von Basstler

...weil Solarzellen in der Regel hochohmig werden, wenns schattig ist...
Daher für Parallel, Dioden sinnlos. Und Reihe.....wer beschattet nur eine Zelle ????

Auch für Parallelschaltung sind die Dioden nicht sinnlos. Bei 5V fließt an meinem Versuchspaneel (Größe ca. A5, Dünnschicht) bereits ein kleiner Rückstrom von <1mA, bei ca. 8V ca. 2mA.
Mit zunehmender Spannung steigt dieser Strom stärker an. Was überhaupt nicht funktioniert, ist das direkte Anschalten eines 12V-Akkus. Der wird über nacht nämlich wieder entladen....

ich werde das mal genauer messen, und das Ergebnis hier einstellen.

[oldeurope]

Ist denn "Captain-Chaos" hier noch dabei?

[ChocoHolic]

Zitat:Original geschrieben von Gerd

Dann kann man auch die Dioden zur Entkopplung nehmen und parallel schalten. Dann ändert sich nämlich die Ausgangsspannung auch bei Teilbeschattung kaum, weil die nicht beschatteten Paneele weiterhin volle Spannung liefern.
Und man kann die Anlage erweitern, ohne Änderung der Nennspannung. Dann steht einfach nur mehr Strom zur Verfügung.
Den Spannungsabfall von ca. 0,25V kann man verkraften, bei 4A ist das gerade mal 1 Watt, und etwa 3% der gesamtleistung, wenn man von 8-9V im MPP ausgeht.

Bei der Serienschaltung hat man halt im Normalfall keine Diodenverluste.
Bei der Parallelschaltung mit Diodenentkoppelung hat man immer die Dioden drin und bei großen Leistungen sind die Effizienzen der Niederspannungswandler bescheiden gegenüber Systemen mit höheren Spannungen.
Aber wenn man ohnehin ein Niederspannungssystem hat, dann fällt letzteres Argument weg. Die per Dioden entkoppelte Parallelschaltung von Panels hat schon ihren Charme. (Auch wenn 0.25V Spannungsabfall auch bei Schottkydioden eine sehr positive Annahmen sind.... und man evtl einen Blick auf die Sperrströme der Schottkydioden bei hohen Temperaturen werfen sollte. ...ist aber vermutlich akzeptabel.)

[Basstler]

Ich würde hier ernsthaft drüber nachdenken, das aktiv über Fets zu steuern.
Sobald ne Zelle Leistung liefern kann, wird sie rauf geschaltet, per Fet.
Bei den üblichen Panelspannungen kann man auf stromfähige MOSFets mit kleinem Ubrss zurückgreifen ... Rds bei 2-10 mOhm ... peanuts.
Die Gatekapazität ist völlig wurscht.

Mit Hirn (AVR Tiny) kostet das pro Panel weniger als das Kabel ...
Unterm Strich optimle Ausnutzung des Wirkungsgrades.
Vermutlich ...

[Gerd]

Zitat:Original geschrieben von ChocoHolic
Bei der Serienschaltung hat man halt im Normalfall keine Diodenverluste.
Bei der Parallelschaltung mit Diodenentkoppelung hat man immer die Dioden drin und bei großen Leistungen sind die Effizienzen der Niederspannungswandler bescheiden gegenüber Systemen mit höheren Spannungen.

das ist richtig, bedingt aber schon am Anfang mindestens 4 Paneele, um wenigstens die Ladespannung der 24V-Akkus zu erreichen. Der Regler müßte dann so dimensioniert sein, daß eine Erhöhung der Paneelzahl möglich bleibt. Muß ich noch mal drüber nachdenken. Wenn der krempel nur nicht so teuer wäre. Vor 20 Jahren war der Paneelpreis bei ca. 10,-DM/Watt peak. Günstige Angebote waren 499,-DM für ein 60Wpeak-Paneel. Man hat das damit begründet, daß es eben eine neue Technologie ist und die kleinen Stückzahlen nur unwirtschaftlich produziert werden können. Mit dem Versprechen, daß die Zellen zukünftig bei größeren Produktionsstückzahlen wesentlich günstiger in der Anschaffung werden...

Heute gibt es eine riesige Solarmaffia, die durch Unsummen an Steuergeldern subventioniert ihre Profite steigern, von vernünftigen Preisen weit und breit keine Spur!

ein 120W-Paneel kostet jetzt beim selben Anbieter 849 EUR. also 7 EUR / Wpeak.

[ChocoHolic]

...und da sich zumindest meine Lebenshaltungskosten in den letzten zehn Jahren verdoppelt haben, ist damit mein empfundener Solarpanelpreis gesunken..

@ Basstler:
..bei der MosFet-Konfiguration muss man aber auch an die parasitäre Bodydiode denken...

[Gerd]

hab noch mal ohne Diode gemessen, bei 13V ist der Rückstrom ohne Diode nur noch 5mA. Als das Teil neu war, war dieser Rückstrom deutlich höher. Der hat zumiondest ausgereicht, 10 500mAh-Zellen über nacht leerzusaugen.

Die Dinger altern also wirklich und werden dabei hochohmiger. Was natürlich auch die maximale Ausgangsleistung geringer werden läßt.
Dummerweise hab ich nur dieses Dünnschicht-Modul. Ich werde mir bei Gelegenheit mal so eine monokristalline Zelle besorgen und untersuchen. In 15 Jahren hab ich dann Vergleichswerte

[Gerd]

Zitat:Original geschrieben von ChocoHolic

...und da sich zumindest meine Lebenshaltungskosten in den letzten zehn Jahren verdoppelt haben, ist damit mein empfundener Solarpanelpreis gesunken...

dann gehörst Du zu den Glücklichen, deren Einkommen sich in den letzten 10 Jahren auch verdoppelt hat?

Auf solche Betrachtungen setzen die Hersteller und Händler ja.
Drastische Preissenkungen sollten letztendlich bedeuten, daß Du den Kaufpreis für das Produkt in deutlich weniger Zeit erarbeiten kannst.
Ist das wirklich der Fall?

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von Gerd
Wäre nett, wenn Du mal den Scheiß bleibenlassen würdest, meine Meßwerte anzuzweifeln. Das Wiki-Diagramm beruht nicht auf Meßwerten, sondern soll lediglich das Prinzip verdeutlichen.
Prinzipiell gibt es auch keine Unterschiede zwischen meinem und dem wikipedia-Diagramm. Nur daß meines einen gemessenen und keinen idealisierten Verlauf darstellt:
Bei Spannung 0, also Kurzschluß, fließt maximaler Strom, und bei Leerlauf liegt die Leerlaufspannung an. In beiden Fällen ist die abgegebene Leistung Null, dazwischen wird irgendwo ein Maximum für die abgegebene Leistung erzielt.

Wikipedia "ausgedachte" Zelle:

[Bild: Standard_iv_de.png]

Gerds gemessene Zelle:



Messung meiner (Taschenrechner)-Solarzelle:



Man sieht schön bei Wiki und mir, dass die Zellenleistung langsam steigt und danach schnell fällt.

Der Grund für diese Asymmetrie liegt in der Physik. Die eintreffenden Photonen transportieren bei konstantem Lichteinfall eine konstante Energie, die eine konstante elektrische Leistung auslösen können.

Links vom Leistungsmaximum liegt an sich eine Fehlanpassung vor. Wir entnehmen einen zu geringen Strom. Darauf antwortet die Zelle - in gewissen Grenzen - mit einer Erhöhung der Ausgangsspannnung. Die entnommene Leistung bleibt - in gewissen Grenzen - fast konstant.

Anders sieht es jedoch rechts vom Leistungsmaximum aus. Hier entnehmen wir mehr als die von den Photonen angelieferte Leistung. Der elektrische Strom (direkte Folge der eintreffenden Photonen) wird konstant und die Spannung sinkt überproportional.

Messkurven, die nicht (deutlich) asymmetrisch sind, zweifel ich an, Gerd.

[oldeurope]

Danke für die Erklärung in #79.