Erdies Solarprojekt (war: Nochmal Solarzelle)

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ob sich jemand die Mühe macht und ein brouter Profil zu schreiben das den Sonnenstand berücksichtigt?
Zickzack Kehren bei Sonne von Achtern erfordern breitere Fahrbahnen und untermauern damit die Verwaltungsvorschrift zu Zumutbarkeit von benutzungspflichtigen Radwegen von Mehrspurern mit Photovoltanik.
OT Ende

Thomas ;-)
 
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ob sich jemand die Mühe macht und ein brouter Profil zu schreiben das den Sonnenstand berücksichtigt?
braucht man doch nicht man fährt richtung Süden, ändert dann langsam richtung Westen und bevor die Sonne untergeht fährt man nach NordOst gen Heimat. Den Strom, den man gebunkert hat, kann man dann in die Beleuchtung investieren.
[DOUBLEPOST=1475472211][/DOUBLEPOST]Sofern man die Spannung kontrolliert, könnte man die Zellen über eine Schottky Diode auch direkt an den Lipo anschliessen. Die 10V der Zellen werden dabei auf die Lipospannung runtergezogen. Das ergibt einen höheren Ladestrom benötigt aber visuelle Kontrolle um den LiPo nicht zu überladen. Nach dem Prinzip arbeite ich übrigens mit meiner Balkonsolaranlage. Tagsüber kann man sich die Diode sogar noch sparen und kitzelt damit noch ein paar mA raus.
 
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Das könnte gehen aber es gibt Situationen, wo eine Spannungswandler effizienter ist. Die Zellen haben eine bestimmten Kurzschlusstrom (<-so, jetzt schei$$ ich auf die neue Rechtschreibung), der normal nicht überschritten werden kann. Liegt die Spannung der Zelle deutlich über der Ladespannung, kann durch die Abwärtstransformation der Ladestrom über den Kurzschlusstom liegen. Das ist insbesondere der Fall, wenn die Nennspannung der Zelle deutlich höher ist als die Ladespannung.

Bei der miserablen Sonne die letzten Tage hatte ich mal bei einer Zelle den Kurzschlusstrom gemessen, der lag bei 350mAh.
 
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Liegt die Spannung der Zelle deutlich über der Ladespannung, kann durch die Abwärtstransformation der Ladestrom über den Kurzschlusstom liegen
Also das wage ich mal stark zu bezweifeln ein grösseres Spannungsgefälle wie im Kurzschlussfall kannst du doch gar nicht erreichen somit fließt auch dort der höchste Strom.
Ist wie beim Akku, du wirst keinen Verbraucher finden, der mehr Strom aus dem Akku zieht als wenn du Plus und Minus mit einem dicken, kurzen Kabel kurzschliesst
 
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Also das wage ich mal stark zu bezweifeln ein grösseres Spannungsgefälle wie im Kurzschlussfall kannst du doch gar nicht erreichen somit fließt auch dort der höchste Strom.
Ist wie beim Akku, du wirst keinen Verbraucher finden, der mehr Strom aus dem Akku zieht als wenn du Plus und Minus mit einem dicken, kurzen Kabel kurzschliesst
Du vergißt den Schaltregler.
Beispiel:
Bei 20V 1A Input gibt er aus 10V 2A Output - 10% Verluste, das macht dann 10V 1,8A Output. Und 1,8 ist mehr als 1 ;) Der Regler transformiert Spannung und Strom bei gleichbleibender Leistung abzüglich Verluste. Das könnte ich dir ganz leicht mit Labornetzteil und Multimeter demonstrieren. du brauchst nur vorbeizukommen. Gründe gäb es ja genug, das DF zum Beispiel :p

Linearregler arbeiten anders, bei denen wird die Spannungsdifferenz verheizt. Deshalb werden die immer weniger effizient, je größer der Spannungshub ist.
 
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Bei einem Schaltregler, der nicht speziell als (MPPT-)Laderegler gedacht ist, funktioniert das aber wahrscheinlich nur sehr begrenzt. Er wird vermutlich versuchen zu viel Strom zu ziehen und dann bricht die Zellenspannung auch bis fast auf die AkkuSpannung ein, zumindest bis der Akku kurz vor voll ist. Schlechter als den Akku direkt an die Zellen zu klemmen ist es aber sicher nicht.
 
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Du vergißt den Schaltregler.
Ja aber das Labornetzteil hat mehr Leistung wie eine Solarzelle. Im Prinzip ist massgebend die Leistung, die die Zelle kann. du kannst das Spannungsgefälle noch vergrössern, wenn U*I den Maximalwert erreicht haben, dann wird auch kein höherer Strom mehr fliessen.
 
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Spannend eure Theorien zu verfolgen.
Warum nicht Solarzellen? Wenn man doch die Flächen hat. Die flexiblen Zellen sind schon heftig im Preis, sehen aber sicher besser aus, was eine dauerhafte Montage befürworten würde.
Wichtig ist die Energiebilanz der Verbraucher, die mit solar gepufferten Akkus laufen sollen. Hier würde ich die Solarzellen nicht zu knapp berechnen.
1/3 bis max. 1/2 der versprochenen Leistung kann man hier zu Grunde legen.
Soll der Akku sowieso noch zusätzlich durch ein mitzunehmendes Ladegerät geladen werden (4000km Frankreich-Tour), würde ich einem größeren Akku verwenden und vielleicht die Solarzellen weg lassen.
Bei längeren und mehrtägigen Touren wird viel Energie für Navigation (Smartphone oder GPS-Geräte) verbraucht. Dazu sind dann vielleicht noch mal Ladegeräte für Mignonzellen oder 5V-USB-Lader mitzunehmen.
Braucht man noch ein Ladegerät für einen Fotoapparat nimmt das Gewicht an Netzteilen noch einmal zu.
Ein Haut-Akku, vielleicht auch Pedelec-Akku, sollte die Energieversorgung übernehmen. Mit entsprechenden DC/DC-Wandlern sollen jetzt die einzelnen Geräte direkt versorgt oder deren (Ersatz)-Akkus geladen werden.
Solche Lösungen wird es nicht zu kaufen geben. Selber basteln ist hier angesagt.
Bei meinem Trike habe ich nur eine Fläche die für Solarzellen geeignet ist. Auf dem Gepäckträger ist ein Tankrucksack der oben flach ist.

_MG_8640.jpg _MG_8642.jpg

Zum Laden von Handy und Co. habe ich mir ein 16 Watt klappbare Solarpaneel gekauft.
Real liefert das Panel zwar nur knapp 10 Watt aber es ist robust verarbeitet und durch die 3 Segmente kann man es auf die passende Größe falten. Auf die Größe von 2 Paneelen gefaltet sind es bei leicht bewölktem Himmel immer noch 5 Watt. Ein Paneel Regendicht in der Kartentasche liefert noch 2 Watt. Bei Regen aber wahrscheinlich nichts mehr da dann die Spannung für den 5 V USB-Spannungswandler nicht mehr reicht.
Testen werde ich noch ob die Spannung von der Solarzelle groß genug ist um meinen 7,4 Volt Beleuchtungsakku zu laden. Ist eigentlich nicht nötig da dieser 7,5 Ah-Akku vom "großen" 48 Volt-Akku nachgeladen werden kann. Den Akku kann ich auch nicht durch einen DC/DC-Wandler ersetzten da dieser
4 A für mein "Fernlicht" liefern muss. Gibt aber keinen DC/DC-Wandler der mit 60 Volt zurecht kommt und 4 A schafft. Ausser er ist so groß und schwer wie der Akku selber.
 
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hmm..
also 10Watt real... bei einem Gewicht von ca. 1kg

ich seh da eigentlich nur einen Sinn drinnen, wenn man das Teil fix am Velomobil wo montieren könnte, damit es IMMER lädt..
und auch was dabei rausschaut..
sprich: dass man ein System kriegt, wo nie der Akku rausgenommen werden muss (im Winter nicht so gut) und das somit immer voll ist, nie eine Steckdose sehen muss

aber mal anders gedacht:
1kg für diese 10Watt (hoffentlich am Velomobil dann so montiert, dass es nicht 10Watt wegen Aerodynamik kostet ;) )

wenn das Teil täglich 4h 10Watt bringt (vielleicht ists mehr, dafür gibts aber auch Tage wo es bewölkt ist etc.) und wir noch Laderegler mitbedenken..

dann wären das täglich was um die 30Wh -> in einer Woche wären das also ~200Wh

auf der anderen Seite:
für 1kg bekommt kann bereits 260Wh in Form eines Akkus

also ob Solar wirklich soooo sinnvoll ist?
wie gesagt: ich kanns mir nur vorstellen, wenn das Teil immer lädt..
um es bei Mittagspausen 1h lang wo aufzubauen -> ne

auf der anderen Seite:
Velomobile haben ja ein Problem mit dem Bremsen bergab...
wenn jemand in einer hügeligen Gegend wohnt...
für 1kg müsste sich ja fast auch was mit einem Motor machen lassen (so add-e ähnlich)

bergab klappt man den dran -> und der rekuperiert dann mit einigen 100Watt...
6-10min bergab entspricht dann schnell mal 30Wh -> der Energiemenge die die Solarzelle über den ganzen Tag wahrscheinlich so bringen kann

könnte ja auch eine Variante sein...
und würde Bremse schonen
[DOUBLEPOST=1477946023][/DOUBLEPOST]--------------------------
edit...
ich bin jetzt nochmal deinem Link gefolgt
und weiß jetzt nicht, wo ich die 1kg her hab

es wiegt scheinbar ink. Tasche und Laderegler nur 450g
das verschiebt das Momentum natürlich richtung Solarzelle.. ist alles weniger schlimm als von mir skiziert..

diese hier z.b.:
https://www.amazon.de/dp/B01EXWCPLC?psc=1
mit 28Watt Angabe nur 580g

wenn man die Tasche los wird, und die Solarzellen tatsächlich in einem Deckel einlaminiert bekommt...
da kommen dann vielleicht wirklich öfters mal 10-15Watt raus
wenns am Deckel drauf ist, kann das dann auch jeden Tag den Akku nachladen und die Vision von "Velomobil muss nie an Steckdose" könnte wahr werden
 
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Ja aber das Labornetzteil hat mehr Leistung wie eine Solarzelle. Im Prinzip ist massgebend die Leistung, die die Zelle kann. du kannst das Spannungsgefälle noch vergrössern, wenn U*I den Maximalwert erreicht haben, dann wird auch kein höherer Strom mehr fliessen.
Der Schaltregler soll doch nur verhindern, dass der Akku überladen werden kann, indem er auf Ladeschlussspannung begrenzt. Sonst müßte man immer aufpassen. Und das macht er soweit gut. Eine weitere Funktion hat der Schaltregler nicht.
[DOUBLEPOST=1478028880][/DOUBLEPOST]
hmm..
also 10Watt real... bei einem Gewicht von ca. 1kg
..
Das ist doch das Verpackungsgewicht. Mein Sohn hat so ein ähliches Teil. Das wiegt ca. 400g. Aber für mich macht es nur Sinn, wenn es so integriert ist, dass man während der Fahrt laden kann weil man sich dabei am meisten in der Sonne bewegt. In der Pause würde ich meine VM nicht freiwillig der prallen Sonne aussetzen.
Mit den flexiblen Zellen würde man es schaffen, das ganze gewichtszeutral zu bauen. Dafür brauche ich eine neue Wartungsklappe. Leider hat Ymte nicht auf meine diesbezügliche Anfrage reagiert. Aus dem Grund werde ich versuchen mir eine eigene zu laminieren aber das dauert länger und Zeit ist das, was ich am wenigsten habe. Und da ich erst Erfahrungen sammeln muß, dauert es noch länger.
 
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Wie ich woanders bereits angedeutet habe, ist die Lieferung aus Texas über http://flexiblesolarzellen.de angekommen, obwohl es erst Schwierigkeiten gab. Eine neue Sichtcarbon Wartunsklappe habe ich auch bereits von @ymte geliefert bekommen (in Turbogeschwindigkeit übrigens) und die ersten Arbeiten sind im Gange. Die ersten Messungen und Experimente habe ich auch bereits gemacht.

Das Konzept sieht folgendes vor:

Ich werde alles so bauen, dass es zu 100% rückgängig gemacht werden kann. D. h. es werden keine Löcher gebort oder Öffnungen geschnitten. So wird das DF nicht "verbastelt" und wenn ich es doch mal verkaufen sollte, kann sich der Nachfolger über den Originalzustand freuen.
Das erreicht ich dadurch, indem ich quasi einen Spezialakku konstruiere, der die notwendige Ladeelektronik beinhaltet und ganz einfach getauscht werden kann.
Dazu kommen noch eine paar Gimmiks wie z. B. eine integrierte USB Ladevorichtung. Das folgende Bild zeigt die unfertige Version:



Ganz links der USB Lader, rechts danneben eine CC-CV Wandler (CC = Constant Current, CV = Constant Voltage). Diesen werde ich noch durch eine MPPT Version ersetzen, der auf dem Weg zu mir ist. Was bedeutet MPPT? (Maximum Power Point Tracking) Näheres dazu hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Maximum_Power_Point_Tracking
Dazu wird es noch eine Spannungsanzeige geben, welche auf dem Bild von hinten zu sehen ist. Die Spannungsanzeige wirde über einen Taster aktiviert, damit sie nicht permanent Strom zieht. Der USB Lader wird über einen Schalter ein- und ausschaltbar sein.

Erfreulicherweise wiegt die neue Sichtcarbon Wartungsklapper über 80g weniger als meine alte. Das kann man hier sehen:

Erst die alte Klappe:



Und dann die neue Klappe:



Wir sparen also 86g. Die Solarzellen wiegen nur 30g, das Systemgewicht wird also, von eine paar dünnen Drähten und dem DC Wandler mal abgesehen um ca 50g geringer sein.

Anbei eine Bild der Solarmodule aus Texas:



Da ich nicht weiß, ob mich die Software gleich wieder quält weil das alles zuviel ist, mache ich hier erstmal einen Punkt.
 

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die sind ja geil, hast Du einen Link auf die übrigen Daten?
Klar, hier: http://www.flexiblesolarzellen.com/...lm_Solar_RC7.2-75_PSA_Specification_Sheet.pdf

Die sind aus der "RC Aircraft" Serie. Ich muß aber gestehen, es gibt einen Nachteil: Da die nicht UV stabilisiert sind, liegt die Lebensdauer laut Hersteller bei ca. 6-12 Monaten im Freien. Erst habe ich gedacht, das ist Mist. Es ist aber so, diese Angabe gilt nur, wenn die permanent im Freien sind. Solange das DF in der Garage ist, altern die nicht, also nur wenn man auf Achse ist. Die reale Lebensdauer wird also deutlich darüber liegen. Aussdem kann man für kurze Strecken zuhause die Klappe tauschen. Sollten die Nichtsdestotrotz nicht lange halten, kauf ich eben neue.
[DOUBLEPOST=1501958660][/DOUBLEPOST]Meine ersten Messung haben sehr gute Werte ergeben: 100mA Kurzschluss in der Abendsonne um 19 Uhr, tagsüber bei voller Sonne bin ich zeitweise auf 190mA gekommen. Es scheint, dass die Angaben durchaus erreichbar sind.
Ich werde die 2S2P schalten, dann ergibt sich eine Spannung von 14V.
 
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na da bin ich ja auf Deine realen Ergebnisse gespannt. So überschlagsmäßig solltest Du so um 8Wh (wenn alle 4 Module den ganzen Tag draußen sind) im Mittel am Tag ernten können. Nicht die Welt, aber mindestens für die Blinker und 1h Licht sollte das reichen.
Für das superniedrige Gewicht wär das schon ein klasse Wert.
 
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8W? Da hast du aber ein helles Licht. Die Lampe im Df verbrauchen doch keine 3 W.
 
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Zunächst besteht eine kleine Herausforderung darin, die Panels so auszurichten, dass die Elektroden über die zuvor in den Klappe gefrästen Löcher passen. Die Panels sind so lang, dass nur wenig Platz bleibt wenn man nicht die Dichtungskante treffen möchte. Ich mußte den Kunststoffrand an den gegenüberliegenden Seiten (hier in der Mitte) kürzen.



Dazu kommt noch, dass der Kleber hält wie der Teufel. Einmal die Überfläche berührt, geht fast nix mehr ohne Gewalt ab. Es muß also auf Anhieb passen. Da mit den Ausrichten etwas leichter geht, habe ich in der Mitte einen Kreppstreifen geklebt, an dem ich mit orientieren kann.
Um die Kabel an das Panel zu löten, muß man vorher mit dem Lötkolben durch die Schutzfolie brennen. Ich hatte an einem Panel die Kabel vorher angelötet um sie beim Aufkleben durchuziehen. Das war keine gute Idee. Es war sehr fummelig und etliche Luftblasen ließen sich leider nicht vermeiden.



Beim zweiten Panel habe ich einen alten Aufkleber - Trick angewendet: Man sprühe vorher Fensterreiniger auf die Unterlage. Das Objekt "schwimmt" dann solange auf den Fläche, bis der Reiniger herausdiffundiert. In der Zeit lassen sich Blasen besser herausdrücken und soger eine Ablösen ist das noch möglich.



Das erst Panel sitzt erfolgreich auf den Klappe. Und bald sind 2 bereits fertig. Durch die Wölbung der Klappe ist eine 100%tige Ausrichtung nicht ganz möglich.



Jetzt muß ich erstmal duschen und frühstücken.
[DOUBLEPOST=1502007899][/DOUBLEPOST]Vor dem Frühstück doch noch einen Blick auf den rückseitigen Anschluss:



Jetzt aber frühstücken :)
 

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So, die Klappe ist erstmal fertig. Geschaltet habe ich so, das die Panels auf jeder Seite jeweils seriell und die Gruppen rechts-links parallel geschaltet sind. Die Annahme ist, dass durch die Wölbung entweder die eine Seite oder die andere Seite schlechter beleuchtet ist, die Seiten aber halbwegs gleichmäßig. So ist es sicher, dass eine Zelle bei serieller Schaltung das Partnerpanel nicht weiter runterzieht.

das Gewicht liegt jetzt bei 147g. Immer noch fast 60g leichter als meine Original Klappe :)


Die Idee ist: Solange kein Zusatzgewicht vorhanden, ist der Strom geschenkt. Ich muß weniger Akkus mitnehmen und spare Gesamtgewicht. Selbst denn der Strom nicht komplett für alles reicht, so wird er die Reichweite eines Akkus zumindest deulich verlängern.

Hier nochmal ein Anblick längs auf die fertige Klappe:



Jetzt kommt die Strommessung. Da ich keinen passenden Lastwiderstand habe, muß ich den Kurzschlusstrom messen. Die liegt bei 260mA:



Ich habe die Klappe schräg gestellt, es ist schon nach 15Uhr (flach, sind es noch gute 200mA). Jetzt liegt die Nennspannung bei ca 14V. Schätzung: Der Kurzschlusstom ist ca 20% größer als der Strom bei Nennspannung. Von den 260mA bleiben dann noch ca. 208mA übrig. Runden wir das auf 200 ab.

Wenn ich erstmal den MPPT Regler habe, würde der die Last so einstellen, dass die Zellenspannung bei 14V liegt. Die Spannungstransformation des DC Wandlers geht auf die Zellspanung des Akkues herunter, das wären bei 80% Ladung dann ca. 8V.
Der Strom an der Last beträgt dann 200mA * 14V / 8V = 525mA. Das runden wir nochmal auf 500ab.

Bei guter Sonne hätten wir dann annähernd einen Ladestrom von 500mA. Die sinnvolle Ladetiefe bei LiIo Akkus liegt bei 80%. 18650 LiIo Zellen (die gleichen wie im Lupin Akku verbaut) haben ca 2500mA. Der praktisch nutzbare Ladehub beträgt dann ca 2000mA. Bei unserem geschätzten Ladestrom wäre der Akku in 4 Stunden aufgeladen. In der Praxis wird das weniger sein, es gibt Schatten, die Sonne scheint nicht immer usw. Aber ich bin zuversichtlich dass es bei gutem Wetter gelingt ein 18650 Akkupack an einem Tag vollständig zu laden. Wenn das funktioniert, wäre für mich das Ziel erreicht.
 

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