Wie berechnet man den Strom bei Solarzellen? Und noch mehr:

[error4ever]

Hi, ich hätte da mal einige Fragen:

1.) Wenn ich mehrere Solarzellen zu je 4Volt und 30 mA habe, wie rechne ich die Leistung zusammen?

a) Reihenschaltung
b) Parallelschaltung

c) Und wie sieht es aus, wenn ich mehrere Solarzellen (unterschiedlichen Typen) kombiniere? WIe verhält sich das? Was ist effektiver?

2.) Man kann doch mit einer Spule (Wenn ich mich richtig an meinen Physikunterricht erinnere) die Stromspannung und Stärke erhöhen. Was ist der Vorteil / Nachteil und wie realisiert man dies?

3.) Dann zu guter Letz: Wie realisiere ich es, das nur z.B. 20 Volt und 1 A durch eine Leitung fliesst und der Rest durch z.B. einen unsinnigen Verbraucher verbraucht wird. bzw. wie macht man das bei Solarzellen? Ich werde je nach Sonneneinstrahlung ggf. mal zuviel Energie haben - reichen da Widerstände oder soll ich dafür unsinnige / überflüssige Verbraucher nehmen (Motoren, Lämpchen)?


THX & CU

[Frank]

Ich glaube kaum das du zuviel Energie bekommst. In der Regel ist es mehr das Problem das man zu wenig bekommt.
Wenn Du Solarzellen in Reihe schaltest addiert sich die Spannung. Bei drei deiner Module wären das dann 12 V mirt 40 mA. Aber vermutlich nur bei direkter Sonneneinstrahlung. Da man nur selten soviel Sonne hat, ist das auch mehr ein theoretischer Wert. Wenn du die Module parallel schaltest dann beliebt Spannung bei 4 V aber Strom addiert sich.
Um 20 V und 1 A zu bekommen müsstest du also ziemlich genau 100 Module verwenden. Bei trüben Wetter wie derzeit vermutlich 150 bis 200 !
Hast du schon mal ausgerechnet was das kostet ;-)

Das mit Spule etc. kannst du allles vergessen. Das geht nur bei Wechselstrom. Mit einer Elektronik könnte man das zwar machen, aber im Endeffekt würde das nur Verluste ergeben und du bräuchtest noch mehr Zellen.

Wenn man zuviel Energie hat, dann sollte man das zum aufladen eines Akkus nutzen! Da gibt es spezielles Solar-Laderegler.

Gruß frank

[hrrh]

1. wiso so kleine solarzellen?! fuer einen roboter wuerde ich groesere (12V 10W-100W) verwenden, da braucht man nicht sooo viele
2. der wirkungsgrad von solarzellen ist besch****, d.h. man braucht sehr viele. vorm roboterbau wuerde ich mir solarautos angucken (und es danauch sein lassen :) )

[Kjion]

1. Großere Solarpanele bestehen doch auch nur aus vielen kleinen .... von daher ists doch egal ( vor allem sind die großen Module teilweise wieder zu groß oder zu schwer )
2. Warum den sein lassen? Solange man seinen Roboter nur draußen fahren lassen will und ihn für die Benutzung von Solarzellen optimiert sollte das durchaus Sinn machen ( siehe die ganzen Solarrasenmähroboter ). Und auch wenn es nicht für den Dauerbetrieb reicht, sollte zumindestens eine Fahrzeitverlängerung erreicht werden...

[nestler]

hi!

bei einem räsenmäher würde das noch sinn machen.

denn bei schlechtem wetter (winter, frühling, herbst) bekommt der
rasen ja auch weniger sonne und wächst langsamer - muss also
seltener gemäht werden... - im sommer gibts dann viel sonne für
robby und rasen ;-)

ich glaube aber, du wirst enttäuscht sein, wie wenig strom aus den
solarzellen kommt!
(4 volt und 30 mA ist nicht viel -> du brauchst viele zellen -> der
roboter wird schwerer -> du brauchst einen starken motor -> du
brauchst noch mehr zellen -> der roboter wird noch grösser ->
du brauchst geld - viel geld ....;-) )

ciao,
simon

[Franziskus]

Wen du die Zelen noch nicht gekauft hast sie mal bei www.lemo-solar.de nach soviel ich weis kriegst du da recht gute Zellen
Ürigens der Wirkungsgrad liegt etwa bei 10% (eher darunter)
Trotzdem tol das jemand den Solar-zellen eine chanse giebt

[bernard]

Das benützte Prinzip bei Solarrasenmähern und ähnlichen Anwendungen:
über längere Zeit mit den Zellen einen AKku aufladen und dann den Akku zum Arbeiten relativ kurze Zeit nützen.
Ein ähnlicher Aufbau wäre sowieso sinnvoll auch wenn man nicht die Zeit hat das Ding stundelang in der Sonne stehen zu lassen.
Beim Betrieb von Motoren treten Stromspitzen auf die bewirken können,
dass die Spannung soweit zusammenbricht (beim Anfahren) dass die Motoren nicht auf Touren kommen.(Auch wenn es nominal eigentlich reichen müsste).Hier wäre mit einem Akku geholfen der die Spitzenströme abfangen kann und damit die Solarzellenfläche verkleinert.
Also wird man um eine Akku sowieso nicht herumkommen ausser es wird ein ultraleichtes Modell und dann fährt kommt Schatten...

[Frank]

Also ich bezweifele das Solarzellen bei einem Rasenmmäh-Bot wirklich was bringen würden. Um den Mäher kraftvoll durch das Gras und über kleine Hügel zu bewegen brauchen schon die Antriebsmotoren jede Menge Strom. Und die Messer brauchen noch mehr wenn die nicht im Gras stecken bleiben sollen. So manche 400 Watt Mäher haben da schon ihre Probleme.
Also bestenfalls könnte von dem Strombedarf ein paar Prozent vom Energiebedarf gedeckt werden. Wenn man dadurch dann die Laufzeit um 3 bis 5 Minuten erhöhen kann ob sich dafür der Aufwand lohnt?

[bernard]

Hallo,
ich glaube wir sind etwas vom Thema abgekommen, um den Rasenmäher
ging es ja eigentlich gar nicht. Aber ich muss dem Franck beipflichten, einen Rasenmäher würde ich auch nicht bauen. Es hat oder gibt noch von einem der grossen Hersteller einen Rasenmäh-Bot aber ohne Solarzellen,
sondern der muss seine Ladestaion regelmässig anfahren. Von der Leistung macht das Ding eher den Eindruck, dass es den Rasen von 7 auf
5 mm bringen kann, aber wenn es etwas mehr wird gibt er wahrscheinlich
schnell auf auf.
So jetzt ein Vorschlag zum groben Abschätzen wie gross das Solarpanel sein muss (bei der Verwendung eines kleinen Pufferakkus).
Nominale Leistung der Motoren oder grosser Verbraucher addieren, davon 75prozent = Bedarf
Solarpanel mit der entsprechenden Leistung suchen und jetzt wird es entäuschend - die Fläche mindestens verdoppeln wenn nicht vervierfachen.Die Leistungsangaben beziehen sich meistens auf eine Sonneneinstrahlung von 1000W/m². Die hat man im Juli und auch nur wenn das Panel senkrecht zur Einstrahlungsrichtung steht.
Wenn dann die grösse des Panels stimmt reichen die Motoren
wahrscheinlich nicht mehr. Langes Gelabere kurzer Sinn am besten ein
Ding bauen das möglichst wenig Energie verbraucht und schauen
ob es eventuell möglich wäre mit Solarzellen auszukommen.Aber grosse Leistung würde ich mir nicht davon erwarten.Der Unterschied zwischen einer mobilen und einer stationären Anwendung ist, dass das Verhältnis aus Gewicht und Leistung bei dem einen, eine Rolle spielt und beim anderen fast nicht.

[hrrh]

es waere sicher moeglich, allerdings macht es kein spas mehr, wenn ein 1qadratmeter grosser roboter 10cm/min (kleiner motor mit sehr groser untersetzung) zurueckleg, in ultraleichtbauweise gebaut ist, so dass man bei jeder windboehe angst haben muss, dass der roboter wegfliegt und man aufpassen muss, dass der rooter nicht in den schatten faert. aber moeglich ists trozdem!!

[Frank]

Das stimmt auch wieder! Na ja, wenn man ne 100 qcm Fläche hat, dann kann man ja gewöhnlich zumindest schon etwas zur Akku-Laufzeit mit Solarzellen beitragen. Aber mit 100 - 200 Euro muss man da wohl zusätzlich rechnen.

es waere sicher moeglich, allerdings macht es kein spas mehr, wenn ein 1qadratmeter grosser roboter 10cm/min (kleiner motor mit sehr groser untersetzung) zurueckleg, in ultraleichtbauweise gebaut ist, so dass man bei jeder windboehe angst haben muss, dass der roboter wegfliegt und man aufpassen muss, dass der rooter nicht in den schatten faert. aber moeglich ists trozdem!!



letztens wahr ein ausführlicher Bericht über einenWettbewerb mit solargetriebenen Fahrzeugen im Fernsehen.

Der Wettbewerb ging quer durch Australiens Outback und die Gewinner haben Spitzengeschwindigkeiten von über 130 km/h erreicht.
Ein bischen mehr Fläche für die Solarzellen hatten die schon, ich schätze mal ca. 4-5 qm aner im Gegensatz zu einem Robby saß da auch ein Fahrer mit drin.

Prinzipiell ist mit Stromversorgung über Solarzellen und Akkupufferung also schon eine ganze Menge möglich, vor allem wenn man genug Sonne hat.

Die Sache hat allerdings auch einen Haken.
Das deutsche Team das an dem Wettbewerb teilgenommen hat, wurde laut Bericht von einem der grössten Hersteller für Solarzellen gesponsort und die Zellen auf dem Fahrzeug hatten einen Wert von ca. 250.000€.

Für einen privaten Roboter-Bastler ohne Sponsor dürfte dieser Preis etwas happig sein ;-)

Ich würde Solarzellen wenn überhaupt nur für irgendwas einsetzen, dass dann auch komplett mit der Solarenergie auskommt.

Nur um die Laufzeit von einem Akkubetriebenen Roboter etwas zu erhöhen, macht es meiner Meinung nach wenig Sinn da Solarzellen drauf zu packen. Die Laufzeit kann man bestimmt besser über Gewichteinsparung, stromsparende Motoren usw. optimieren, oder einfach ein paar stärkere Akkus drauf packen.

Wenn man die Solarzellen der Umwelt zuliebe eingeplant hat, erreicht man vermutlich mehr, wenn man mal durch die Wohnung geht und ein paar unnötige Lampen und andere Verbraucher abstellt.

[hrrh]

1. in australien scheint die sonne zuverlaessiger und heller, d.h. die solarzellen bringen die volle leistung. in europa ists aber oft bewoelkt, so dass die solarzellen nur 10% der maximalleistung bringen. wenn der roboter dann noch ohne akku fahren soll, wirds komplizirt
2. es werden fuer solarautos hochleistungssolarzellen verwendet, die den oben angesprochenen preis haben (und man nicht im elektronikhandel krigt)
3. die bauweise von solarautos spricht fuer sich (mehr kohlefaser als metall :) ) und ist nicht als geldbeutelsparend zu bezeichnen
4. raeder und strasse von solarautos sprechen auch baende...

allerdings kann kaum einer auf das know-how, werkstat und den geldbeutel einer grossen firma blicken, die solarautos baut. wenn der roboter laenger fahren soll, dann kann man einen kleinen modellbauverbrennungsmotor oder mofamotor (und einem 5l-20l tank) mit einem kleinen generator zur stromversorgung einsetzen, allerdings muss der roboter dann alle paar tage (bei kleinem tank entsprechend oefter) betankt werden; ist aber leider nicht sehr leise und umweltschonend

[Downad]

ich finde die idee mit den solarzellen gut,

gebe euch aber auch recht, dass die wenig leistung bringen.

ich verfolge gerade die idee eine solartankstelle für den akku zu bauen, dann müsste ich umweltschonend (?) den akku laden können und kann dennoch den roboter klein halten

gruß
downad

ch verfolge gerade die idee eine solartankstelle für den akku zu bauen, dann müsste ich umweltschonend (?) den akku laden können und kann dennoch den roboter klein halten



Was das "umweltschonend" angeht, würde ich mit ehrlich gesagt keine grossen Illusionen machen. Allein die Herstellung der Solarzellen wird vermutlich mehr Energie gekostet haben, als du im Rahmen deiner Roboterbastelei da je wieder rausholen wirst. Nebenbei fällt bei der Herstellung von Solarzellen und den anderen elektronischen Bauteilen noch ne Menge chemischer Müll an.
Von der Umweltbilanz sind Solarzellen mit Akkupufferung vermutlich besser als Einwegbatterien, aber bestimmt nicht umweltschonender als die paar Watt die man damit erzeugen kann aus der Steckdose zu ziehen.

Das bezieht sich natürlich nur auf den Bastelbereich. In grossem Umfang richtig eingesetzt ist Solarenergie natürlich schon eine umweltschonende Alternative, zumal man Solarenergie auch nicht ausschliesslich über Solarzellen gewinnen kann.

Das soll dir aber dein Vorhaben nicht vermiesen. So eine Solartankstelle für den Robby ist ja trotzdem ein interessantes Projekt und allgemein ist es natürlich eine gute Sache, wenn sich immer mehr Leute für alternative Energien interessieren und sich damit beschäftigen.

Hallo,

interessante seite zum thema:

http://marsrovers.nasa.gov/mission/spacecraft_rover_energy.html

glaube aber, für uns unbezahlbar.