Autarke Spannungversorgung

Moin,

Alexandra Baur schrub:

Da würde ich mal schnell auf einen Laptop mit 80W umschwenken. Könnte je nach Nutzungsprofil die gesamte Anlage verbilligen (trotz inklusive Rechnerkauf).

Richtig. Wobei das ein Nennwert ist. Bei schnellem Entladen bringt die Batterie weniger, bei langsamem Entladen mehr. Wenn sie alt ist bringt sie weniger, wenn sie kalt ist bringt sie weniger. Zum Laden braucht die Batterie auf jedenfall mehr als sie später abgibt.

Wirkungsgrad würde ich nicht so sehr beachten, eher welche Leistung das Panel real bringt. Das hängt nämlich u.U. noch von der Art der Beleuchtung ab, von der Temperatur,...

CU Rollo

Du hast soeben "Jehova, Jehova" gerufen. :) Wundere Dich also nicht über einige der Antworten.

Für Deine Anwendung ist eine Autobatterie nicht geeignet. Diese Sorte von Bleiakkus ist so konzipiert, dass sie für sehr kurze Zeit die großen Ströme liefern können, die der Anlasser benötigt, um den Motor anzudrehen. Dabei wird der Akku nur zu einem Bruchteil seiner Kapazität entladen und danach sofort -- beim Fahren -- wieder aufgeladen, ist also quasi immer vollgeladen. Im sogenannten Zyklenbetrieb, den Du anstrebst gehen die Autobatterien ziemlich schnell kaputt, da sie es nicht vertragen, großenteils entladen zu werden.

Für Deine Anwendung gibt es einen anderen Typ von Bleiakku, für den die Begriffe "Solarakku" oder "Traktionsbatterie" geläufig sind. Diese sind darauf hin konzipiert, dass sie immer wieder (fast) vollständig entladen werden können.

Deine Annahme bezüglich der Dauer der Stromentnahme ist vom ersten Ansatz her richtig. Denn die Definition der Kapazität ist eben "Entladestrom mal Entladezeit". In der Praxis muss man aber davon ausgehen, dass der Wirkungsgrad mit zunehmendem Entladestrom abnimmt. Deshalb ist in den Datenblättern der Akkus auch angegeben, für welchen Entladestrom die Kapazitätsangabe gilt.

Bezüglich der Auslegung Deiner Anlage fehlen noch Angaben deinerseits:

- Wie lange möchtest Du die Last von 300W im Stück laufen lassen? -> Benötigte Kapazität des Akkus.

- Willst Du PC und Licht direkt mit der vom Akku gelieferten Spannung (12V=) betreiben, oder mit einem Wechselrichter dazwischen? -> Wirkungsgrad des Wechselrichters geht in die benötigte Kapazität des Akkus ein.

- Wie lang sind die Pausen, in denen der Akku geladen und nicht belastet wird? -> Benötigte Leistung zum Laden des Akkus.

- Wo soll das Ganze betrieben werden, bzw. wie sieht die Situation bezüglich der Sonneneinstrahlung aus? -> Wie groß muss das Solar-Panel dimensioniert werden, um die benötigte Ladeleistung liefern zu können.

Das sind einige grundlegende Dinge, die zu beachten sind, weitere Details können sicher Leute beitragen, die sowas schon mal gemacht haben.

Grüße,

Günther

Beispielrechnungen gibt es genügend. Sinnvoll oder nicht, darum streiten sich die Gelehrten - ich habe JEDE mir vorgelegte Beispielrechung in den Wind geschlagen. Trenn Dich von der PC-Geschichte. Wie Roland schon schrieb, tuts ein Laptop auch. Und der geht sogar mit noch weniger:-) Dann kannst Du auch auf die ganzen Teile verzichten, um die Spannung nach oben zu transformieren. Du nimmst an Stelle der Beleuchtung 12V LED-Strahler für "Wegbeleuchtung" und ESL in 12V Ausführung für "Dauerlicht" Für den Notebook gibts Autozubehör. :-)

Vergiss "günstige" Panels. Ich habe in diesem Jahr zum zweiten Mal im Garten mit 2 Notebooks im Schnitt 5 Stunden/Tag gesessen und abends ca.

1 Stunde Beleuchtung.(3x8W ESL) Da hängt aber auch ein 105 AH Starterakku dran und 2x Regler (1x8A 1x20A) - die im Übrigen von insgesamt 3 (2 preisgünstigen 25W und einem 80W) Panels gespeist werden.

Der Sonne sei Dank, das das auch alles funktionierte. Im Letzten Jahr wars bei 1 NB und 1x8A Regler mit 2 "preiswerten" Modulen nicht ausreichend...

Kommt also alles auf einen Versuch an - im Winter und bei 1 Woche keine dauerhafte Sonne sollte die Versorgung noch gesichert sein....

Peter

Hallo!

Alexandra Baur schrieb:

Nennt man Photovoltaik-Solaranlage.

GROSS!

Eine Autobatterie macht das nicht sehr lange mit. Dafür gibt es Solar-/Campingakkus, die haben eine etwas andere Auslegung.

Hier zählt eher der "finanzielle Wirkungsgrad". Realistisch betrachtet müssen die Solarzellen für obiges Szenario auch einige hundert Watt Nennleistung bringen. Denn Sonne ist nicht konstant und der Wirkungsgrad der ganzen Regler nebst des Akku-Zyklus kostet bestimmt die Hälfte der Energie. Des weiteren braucht man für einen ordentlichen Wirkungsgrad der Solarzellen einen MPP-Regler. Die üblichen Shuntregler sind Schrott. Ebenso würde ich die Finger von den Rechteckspannungswandlern lassen. Für Glühobst ist das OK, aber das war's dann auch so ziemlich.

Summa summarum würde es mich nicht überraschen, wenn die Kosten in Summe höher sind als die für ein Dieselaggregat inklusive Sprit für zwei Jahre gelegentlichen Nutzung.

Photovoltaikanlagen sind jenseits bestimmter, günstiger oder extremer Voraussetzungen weder ökonomisch noch ökologisch. Die Energiekosten für Produktion etc. übersteigen leicht die erzeugte Energie. Das iat nur dann nicht relevant, wenn man sich in Regionen der Erde befindet, wo ein erheblich höherer Energiekostensatz für eine Versorgung anzusetzen wäre, oder wenn der Verbrauch sehr gering ist und man gegen die Alternative Strom aus Primärbatterieen antritt.

Marcel

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Alexandra Baur schrieb:

Ich nehme eine Autobatterie, eine Photovoltaik Zelle/Panel und betreibe

Wozu?

Solarmodule mit 1 kW Nennleistung liefern im Jahr etwa 1.800 kWh Strom, belegen etwa 10 m^2 Fläche und kosten rund 3.000 Euro.

Naja, wenn sie gute Laune hat ...

Nirgends. Die Preise werden durch das Stromeinspeisungsgesetz hochgehalten.

So um die 10 %. Aber das wolltest Du nicht wissen. (Ach so: Von der Energie, die Du in einer Bleibatterie "zwischenlagerst", rückt sie nur etwa 70 % wieder heraus, der Rest sind Verluste. NiMh- und Li-Akkus sind wesentlich wirtschaftlicher bzgl. Anschaffungskosten, Größe und Wirkungsgrad.)

Solarstrom kostet knapp 50 Cent pro Kilowattstunde und ist damit nicht konkurrenzfähig, denn die EVU nehmen nur 20 Cent pro kWh. Deshalb ist auch niemand so dumm, Solarstrom selbst zu vebrauchen, sondern er verkauft ihn zu subventionierten Preisen ans EVU und von da dann bedarfsweise für einen Bruchteil des Erlöses zurück. Gewinn macht er trotdem nicht, denn die Subventionen sind so berechnet, daß für die Investitionen nur eine Sparbuch-Rendite von ein paar Prozent herauskommt - Solarmodulhersteller- oder Stromversorgeraktien würden weitaus mehr Gewinn abwerfen.

Abgesehen von idealistischen Motiven beruht die Solarwut auf der naiven und trügerischen Annahme, die Solardächer würden ihre geplante Abschreibungszeit von zwanzig Jahren deutlich überleben und anschließend noch für eine signifikante Zeit billig Strom liefern. Das ist aber sehr zweifelhaft. Klüger wäre es, das Geld jetzt rentierlich anzulegen und dann in zwanzig Jahren, wenn es sich netto verdreifacht hat (Nettorendite nur 5,6 %/a), die dann wesentlich billigeren neuen Solaranlagen zu kaufen, wenn es bis dahin nicht längst etwas Besseres gibt.

Gruß aus Bremen Ralf

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Marcel Müller schrieb:

Stimmt.

Das ist (offensichtlicher) Unsinn. Schließlich verdienen die Hersteller am Verkauf durchaus etwas.

Gruß aus Bremen Ralf

Hallo,

Ralf Kusmierz schrieb:

logisch. Aber bei einem Faktor von wenigstens 5 für die Erzeugungskosten (ohne Speicherung!) bleibt auch noch einiger Spielraum für Gewinne. Außerdem darf man bei der Ökobilanz nicht vergessen, dass man auch jede Menge indirekte Energiekosten hat. Z.B. die Herstellung der Solarzellenherstellungsmaschine enthält auch solche, und der Strom für die Büros der Sesselpupser und was weiß ich. Unter dem Strich gibt es nur Personal- und Ressourcenkosten. Es ist vielleicht nicht abwegig, 75% Personalkosten anzusetzen. Dann reicht es aber immer noch nicht, weil immer noch 25% der Solarenergiekosten direkte und indirekte Ressourcenkosten sind. Für die Ökobilanz darf man antürlich nicht die zukünftig höheren Energiekosten zum Zeitpunkt der Erzeugung mit den heutigen zum Zeitpunkt der Herstellung vergleichen. Man muss schon zweimal den gleichen Satz nehmen. Natürlich gibt es Regionen und Größenordnungen solcher Anlagen, die im Grünen Bereich liegen, aber bei so einer Mini-Anlage mit vielleicht gut

1kWp geht es ökologisch einfach nicht auf. Auf den Dächern sammeln sich die Dinger auch nur wegen dem Einspeisegesetzt. Wenn man, wie andere Karftwerksbetreiber, allerhöchstens 10ct/kWh bekommen würde, wäre das alles Blödsinn.

Andere Methoden der Solarenergienutzung, beispielsweise für Warmwasser, sind heute um ein vielfaches effizienter und ökologisch und oft auch ökonomisch interessant. Warum also sich heute mit Photovoltaik herumschlagen, wenn man für das gleiche Geld besseres für Umwelt und Geldbeutel tun kann? Erst wenn es triviale Herstellungsverfahren für großflächige Solarzellen gibt, deren Montage auch noch Synergieen mit anderen Baumaßnahmen hat (z.B. Fensterflächen bei Bürokomplexen), verkehrt sich das Bild signifikant zugunsten der Photovoltaik. Bis dahin ist es (bei uns) nur trendy und vielleicht Öko-Aktionismus.

Marcel

Hallo,

Ralf Kusmierz schrieb:

Sicher? NiMH kann ich mir ja gerade noch vorstellen (wobei die auch gerne mal

25% für sich behalten), aber Li? Schließlich mus man bei den Biestern bei täglicher Nutzung der Anschaffungspreis spätestens alle zwei Jahre rechnen.

In Sachen Wirkungsgrad wird vermutlich auch viel vom Ladeverfahren abhängen. Ich bin mir nicht sicher, ob man mit einem optimalen Laderegler, wie bei Li einem Bleiakku auch mehr entlocken könnte.

Full-Ack und meine Rede!!!

Marcel

Hallo,

Peter Kern schrieb:

die sind aber auch nicht effizienter als eine 12-Halogenbirne für 20ct - nur teurer (und natürlich schwächer, das könnte ein Punkt sein).

Die schon.

Marcel

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Marcel Müller schrieb:

Die sind aber im Preis alle mit drin. Der negative "Brutfaktor" von Solarmodulen ist ein längst widerlegtes Märchen - die energetische Amortisationszeit liegt bei lediglich ein bis zwei Jahren, d. h. es kommt über die Lebensdauer von zwanzig Jahren wenigstens zehnmal so viel heraus, wie "über alles" hereingesteckt wurde.

Mach Dich einfach mal schlau.

Gruß aus Bremen Ralf

Dummerweise ...

zu einer Zeit, wo der Strom nicht so dringend gebraucht wird. Noja, für Klimaanlagen vielleicht in Schwoazeneggers Ghällifoonia.

Servas

Ich wüsste nicht dass z.B. Mittag der Stromverbrauch auf 0 sinken würde. Man braucht nur konventionelle Kraftwerke in ihrer Leistung reduzieren und spart damit Brennstoff und CO2-Emissionen.

Hi Marcel,

Nö, damit hat sich die NASA intensiv auseinandergesetzt. wenn man auf ein paar mAh verzichtet und bei 3,9 V bereits aufhöhrt zu laden, dann halten die Teile fast ewig. Ich hatte mal bei einem IBM-Laptop ein tolles Tool gesehen, bei dem man die Schwellen der Ladung einstellen konnte, stufenlos zwischen High-Cap und Longlife quasi.

Marte

Moin,

Marcel Müller schrub:

Die Frage ist, ob man beim Laden per Solarstrom überhaupt optimal laden kann. Voll laden in nur einer Stunde fällt aus, weil wenn man das könnte, hätte man die Akkus unterdimensioniert. Bei Solarstrom muss man nehmen was man kriegt und nicht, was dem Akku gerade genehm ist.

Ein Bleiakku ist wegen seiner Gutmütigkeit da sicher nicht die schlechteste Wahl.

CU Rollo

Vor allem sollte man (aus eigener Erfahrung) eine kurze Zyklenzeit vermeiden und wenn der Akku mal wirklich runtergefahren ist, sollte wenigstens gewartet werden, bis die Ladung wieder an 90% ranreicht um dann noch bis 100% der Kapazitätsgrenze langsam hochgefahren zu werden.

Das dauerhafte halten an 80% der Akkukapazität ist für keinen Akku gut. Eben auch nicht das schnelle wiederholte Auf- und Entladen.

Aus diesem Grund steht hier ein überdimensionierter Akku. Der hat zudem ein Schauglas und man kann schön sehen, wann die grüne Farbe schwindet - dann weiss man, das es zu eng geworden ist :-)

Peter

Hallo,

Ralf Kusmierz schrieb:

das ist aber meines Wissens die übliche Milchmädchenrechnung, bei der nur die Zellen und nicht auch Regel- und Wandlermodule, Speicherungswirkungsgrad und andere erforderliche Maßnahmen berücksichtigt werden. Das erhöht zumindest die Amortisationszeit erheblich. Das es unter günstigen Umständen aufgeht, möchte ich auch nicht bezweifeln. Aber die hat man als Privatnutzer seltenst.

Marcel

Hallo,

Marte Schwarz schrieb:

OK. Aber 3,9V klingt mir eher nach 60% Kapazität. Waren es nicht 3,5V bis 4,2V pro Zelle?

Marcel

Hallo Marcel,

Ich hab die Zahlen nicht mehr parat, aber bei einen Nennspannung von 3,6 V und einer Maximalspannung von 4,1 V (LiIon, nicht LiPoly) und einer Endspannung von 2,7 V würde mich die 60% doch sehr wundern. AFAIR wraren es ca 20% auf die zu verzichten sei. In den allermeisten Fällen sollte dies kein Beinbruch sein. Im Marketing ist es das aber immer. Und 3 Stunden Akkulaufzeit liest sich eben besser als 2,x Stunden. Wegwerfintervalle gibt ohnehin keiner an. Wenn aber dann explizit die Akkus aus der 2 Jahres-Garantie ausgenommen werden, dann weiss man doch eigentlich schon, dass hier eindeutige Prioritäten gesetzt wurden.

Marte

Marte Schwarz schrieb:

Ah! Ich wusste nicht, dass man die Dinger auf 2,7V runternuckeln darf.

Full ACK!

Habe allerdings hier glücklicherweise eher 4-5 Stunden. (Tecra S1) Allerdings war nach 2 1/2 Jahren auch der Akku hin (Laufzeitverlust knapp 30Min/Woche). Der hat allerdings in der Zeit auch wenigstens 700 (im Mittel halbe) Zyklen gesehen. Wenn das Ding jetzt von Anfang an nur 4 Stunden gemacht hätte, und der Akku dafür ein Notebookleben durchhält, wäre das natürlich durchaus interessant. Allerdings ist der Aufpreis von vielleicht 100-150¤ für einen Ersatzakku pro Notebook gerade bei einem Businessgerät auch nicht soo hoch. Und einen zweiten wird man eher nicht brauchen, denn nach etwa

5 Jahren ist das Ding aus verschiedensten Gründen sowieso Schrott.

Gibt es den Fall, dass die Akkus nicht als Verschleißteil gehandelt werden bei Notebooks überhaupt?

Marcel