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Modelle

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1

Freitag, 6. Oktober 2006, 15:08

Solarzellen Nachführen

Hallo zusammen,
ich bräuchte mal eure Hilfe... ich will in der Schule ein Solarbetriebenes Wasserrad bauen, und nun bräuchte ich eine Schaltung, die die Solarzellen immer er Sonne nachführt. Wie macht man das denn am besten? Ich dachte an eine Motorbetriebene Holzplatte, die sich eben dreht, und vllt noch einen Motor der für die Neigung der Solarzellen verantwortlich ist, wobei letzteres erst kommen soll wenn das andere funktioniert.
Kennt einer von euch eine Schaltung mit der man so etwas realisieren kann?
Gruß Fabian

2

Freitag, 6. Oktober 2006, 15:19

Hi..

vier Photowiderstände (LDR) oder Photodioden, ein (schlau programmierter) Microcontroller (attiny26 dürfte genügen) und zwei (krrrrräftige) Servos dürften sowas ermöglichen.
Die Hardware ist nicht anspruchsvoll, die Software sollte auch nicht allzu schwierig sein. Vielleicht kannst du ja die Jungs aus der AVR-ECke motivieren, dir ein bissle konkrete unterstützung zukommen zu lassen...mir fehlt dafür leider etwas die Zeit.

gruß

andi

3

Freitag, 6. Oktober 2006, 15:42

Warum werden die Hausaufgaben eigentlich nicht mehr von den Schülern selbst gemacht?

Aufwachen Andi! Immer wenn Du die Lösung vorwegnimmst, ersparst Du einem Schüler das Lernen. Wozu geht der nochmal auf die Schule??

Ist vergleichbar damit:
http://www.nabu-hamburg.de/html/inb/i_ent.html
http://backup.kiel.de/umwelt/uwweiser.as…Enten+f%FCttern
http://www.ahlen.de/rathaus/pressemittei…itteilungen/1/3

Grüße
Malte

Dieser Beitrag wurde bereits 3 mal editiert, zuletzt von »DrM« (6. Oktober 2006, 15:46)


4

Freitag, 6. Oktober 2006, 17:33

zzz *gähn* *schmatz*

oooooh jetz wo du´s sagst :D

na ja ich denke ich habe nur einen Weg aufgezeigt. die eigentliche Denklarbeit überlasse ich stets anderen, das ist ein festes Prozedere bei mir ;)

5

Freitag, 6. Oktober 2006, 18:53

Ich erinnere mich noch an letzte Woche... Da kam ein von Trigonometrie nur so strotzendes Posting von Dir, daß mir ganz mulmig wurde :D!

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »DrM« (6. Oktober 2006, 18:54)


6

Freitag, 6. Oktober 2006, 20:08

aber wenn er es fertig hat darf er seine lösung gerne hier posten :)
hatten sowas schonmal für unser solarpanel auf dem clubhaus nachgedacht :)
ich denke wenn das mit den elektroantrieben weiter zunimmt (ich bin ja einer der übeltäter) dann ist das sicher billiger als ein weiteres Panel zu holen weil das ist bei uns so gross wie nen normales türblatt. ich denke viel schlimmer als die eigentliche schaltung zum nachführen ist die mechanik wenn sie grössere zellen bei allen wetterbedingungen sicher führen soll.
da ist so eine schullösung sicher um ein vielfaches einfacher.

7

Samstag, 7. Oktober 2006, 10:54

Zitat

Original von DrM
Da kam ein von Trigonometrie nur so strotzendes Posting von Dir


hat das irgendwas mit Trichomonaden zu tun ???

8

Samstag, 7. Oktober 2006, 12:17

RE: Solarzellen Nachführen

In Elektor gabs mal vor Jahren eine rein analoge Schaltung für die Nachführung von Solarzellen.
Das wurde damals mit 2 LDR (oder waren es Fototransistoren ?) gemacht die hinter 2 im 90° Winkel angeordnete Röhrchen mit dem Tageslicht bestrahlt wurden.
Bei unterschieden in der Bestrahlung sorgte ein kleiner Elektromotor für einen Schwenk in die entsprechende Richtung.
Soweit ich das noch in Erinnerung habe war auch eine Hysterese eingebaut, damit der motor nicht ständig lief (Fensterkomperator).

Ist es absolut nötig eine Nachführung zu bauen?

Denn Die braucht ja auch Energie.
Wenn die Nachführung mehr Energie braucht als die Solarzellen durch die Nachführung mehr liefern ist das Ganze unökonomisch.
Ich würd mal erst Feldversuche Starten wieviel mehr an Solarenergie eine Nachführung bringt und dann erst über eine Nachführung und deren Energieverbrauch nachdenken.

In einem Vortrag über Solarkraftwerke, den ich vor ca. 2 Jahren mal hören durfte, überlegten die Anlagenbetreiber ob sich der Aufwand für eine Nachführung rechnet.

Es war auf jeden Fall eine ziemlich knappe Kalkulation pro Nachführung die dabei rauskam (zusätzliche Mechanik+ Stromverbrauch).

Aber dabei ging es um ganz andere Dimensionen als in deinem Fall

9

Samstag, 7. Oktober 2006, 17:42

RE: Solarzellen Nachführen

Solarzellen die gut nachgeführt werden liefern erheblich mehr leistung. Ich finde die zahl jetzt leider nicht mehr wieder :(
Der Strom den man für die Nachführung braucht ist ja auch nicht so sonderlich gross. Was aber bei grossen solarfeldern wieder eine Rolle spielt ist das die mechanik teuer ist und das die Packungsdichte der solarfelder geringer wird. Da kann es dann eventuell mehr sinn machen die zur verfügung stehende Fläche mit dem maximum an Zellen ohne Nachführung dichtzupflastern.
Für Unsere Solarstromversorgung auf dem Platz würde das schon sinn machen wenn man die Mechanik kostengünstig selbst bauen könnte.

10

Montag, 9. Oktober 2006, 17:01

Zum Wirkungsgrad ein Bild von ELV.

dort gibts auch sowas fertig zu kaufen.

11

Donnerstag, 12. Oktober 2006, 16:51

Dazu brauchts doch keine elektronische Schaltung.
Der Sonnenstand ist doch kalendarisch ermittelbar.
Wie wärs denn mit 2x das hier (C..rad Nr. 463077 - 62), 2x Getriebe und noch etwas Mechanik.
Schon klappts.
Ich weiss ja: Igitt wie rückschrittlich.
Aber: +: einfach, schnell, billig; -: bei trübem Wetter nachteilig.

Gruß,
Andreas

12

Donnerstag, 12. Oktober 2006, 19:54

Und dann brauchst du noch ne dritte Uhr die die dann das übersetzungsverhältnis für die Uhr regelt die immer das Hoch und runter macht ... naja hoch und runter kann man ja auch viel leichter mit auf die uhr machen die auch die drehung realisiert. Ich halte eine rein mechanische Lösung da doch für wesentlich aufwendiger als so eine doch recht leicht zu realisierende Elektronik.

13

Donnerstag, 12. Oktober 2006, 20:40

Sicher, sicher... mal ein Wassertropfen, Blatt, Ahornsamen, Vogelschiss oder Käfer auf einem der Sensoren und schon geht das Panel auf Anschlag.
Ich würde vermutlich eine uhrgesteuerte "halbäquatoriale" Nachführung auf dem "durchschnittlich besten" Winkel oder noch einfacher und wartungsärmer: zwei Panele (eins nach SE und eins nach SW) einsetzen ;)

Grüße
Malte

Dieser Beitrag wurde bereits 3 mal editiert, zuletzt von »DrM« (12. Oktober 2006, 20:41)


viperchannel

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14

Donnerstag, 12. Oktober 2006, 20:45

LOL, 10 Klasse Realschule.... Da hab ich sowas gebaut, als alle anderen nur doofe Windrädchen mit dynamo gebaut haben...... Hab leider keine Pläne mehr.
Gruß Frank!

15

Freitag, 13. Oktober 2006, 10:40

@Frank: mit der ECC85 aus dem Philips-Radio??

@eandi: die Quarzuhr wird nicht stark genug sein, um die erforderliche Mechanik sauber zu führen. Uhrgesteuert ist ok, aber dann brauchts nur eine. Aus ökologischen Gesichtspunkten würd ich dann aber doch die voll mechanische wählen.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/co…ue_Besancon.jpg

Solarpanel nehmen und dann mit Primärzellen arbeiten, tststs...

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »e-beaver« (13. Oktober 2006, 10:41)


16

Freitag, 13. Oktober 2006, 11:21

Hi..

Argument verdreckter Sensor... warum nicht die gesamte Solarzelle selbst als Sensor verwenden und mit einem vorgegebenen Raster die max. Ausgangsleistung suchen? Effizienter wirds wohl kaum gehen, da die leistung selbst das Nachführkriterium bildet. Die Peak detection üsste halt clever sein, da das Maximum sehr flach ist.

Die 2-LDR-Lösung funktioniert übrigens schon mit einer popeligen Servoelektronik (und einem fest eingestellten Servopuls-Geber) ganz prächtig, hab sowas ähnliches mal mit Magnetfeldsensoren aufgebaut zum Aufspüren der Feldlinienrichtung.

gruß

andi

17

Freitag, 13. Oktober 2006, 12:38

Zitat

Original von schwobaseggl
Effizienter wirds wohl kaum gehen, da die leistung selbst das Nachführkriterium bildet. Die Peak detection üsste halt clever sein, da das Maximum sehr flach ist.

Effizient? Vom elektrischen vielleicht, aber wie gehst Du mit Störungen (Wolken z.B.) um und wie lange soll die Entwiclung des Codes dauern?!

Es gibt Echtzeituhren schon für Pfennige. Wenn Uhrzeit und Datum bekannt sind, lässt sich die Position der Sonne auf die Bogensekunde genau ausrechnen, Warum also überhaupt nach ihr suchen?
Bei vorhandener XY-Mimik (braucht man für die Nachführung ja auch), einfach auf die berechnete Position fahren.

Grüße
Malte

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »DrM« (13. Oktober 2006, 12:39)


18

Freitag, 13. Oktober 2006, 17:35

Hallo ,

ich hatte eigentlich nicht vor noch was zum Thema zu schreiben, da ich nur Anregungen geben wollte. Aber so ganz unkommentiert fällt mir dann doch schwer. ;)
@Frogger: - Ich brauche nur 2 Uhren: eine Drehebene, eine Neigungsebene.
Wir sind hier Alles in Allem im Modellbau, daher der Schubs in Richtung Mechanik. Ich selbst bin aber in der Elektronik daheim.
@Stefan Mayr: Ich bin vom Starter des Fred ausgegangen. Da lese ich nicht heraus dass es sich um ein Panel handelt von der Grösse eines "Türblatts" (wie Froggers Verein wohl eines hat). Setze ich ein Zahnrad auf die Sekundenachse, dann habe ich schon eine Untersetzung von 1:172800 bezogen auf 24h. Das sollte für eine Schulanwendung reichen. Von der Untersetzung bez. auf 365 Tage will ich gar nicht reden.
EINE Uhr geht auch. Aber so kompliziert wollt ich die Mechanik dann doch nicht machen.
Ich habe nicht geschrieben womit ich die Uhren versorge. Insbesondere in der Nacht. Aber es gibt ja auch Ultra- oder Gold-Caps (übers Panel geladen), wenn Dein ökologisches Gewissen Dich beisst. Ich halte 2 Mignons/Jahr nicht unbedingt für ökologisch problematisch. Aber: Ansichtssache! :w
Grüsse,
Andreas

19

Freitag, 13. Oktober 2006, 19:56

Bei Zwei uhren ist eine Für Drehung und neigung zuständig und die andere Macht den Jahreszeitenausgleich in der Neigung. Daher hatte ich von einer 3 Uhrenlösun gesprochen wobei das getriebe tatsächlich bei zwei uhren auch nicht viel komplizierter ausfällt.

Bei der Lösung mit der Messung der Sonnenstellung über die ausgangsleistun der Zelle dachte ich zuerst an viele Probleme aber ich hab auch gleichzeitig eine Lösung gefunden. Mit einem kleinen Prozessor ist das sicher lösbar. Ein kleiner Sensor den man ja gleichzeitig mit den solarzellen reinigen kann ist sicher die eleganteste lösung. Funktionieren würde sicher auch ein microprozessor mit funkuhr in dem dann einfach nur die kurven für tages und jahreszeit gespeichert sind.

Ob ich nu hin und wieder mal den sensor auf sauberkeit prüfe oder ob ich das belastete mechanische uhrwerk (welches dadurch sicher nicht mehr so präzise läuft) nachstelle bleibt sich wohl gleich.

Zum Energieverbrauch: Hier werden die Ganze zeit Äpfel mit Birnen verglichen. Eine Elektronische Schaltung mit ihren Ruhestrom ist bei einer kleinen Zelle vielleicht eine Höhere Last als ein kleines Uhrwerk. Bei grösseren Zellen fällt es dann immer weniger ins Gewicht une so brauch bei einer guten Steuerung nur während der Sonnenscheindauer in kleinen fenstern (damit die motoren nicht immer zwischen zwei möglichen stellungen hin und her laufen) der bzw die Steuermotoren Laufen.

Naja Anregungen sind ja durch diese Diskussion einige entstanden. Sicher eine gute vorlage.
Vielleicht reicht es ja auch einfach nur die Zelle mit heisskleber auf dem stundenkleber zu fixieren und den saft über zwei schleifringe anzugreifen.

20

Samstag, 14. Oktober 2006, 13:42

Warum kompliziert, wenn es auch einfach geht???

Meine erste Entwicklungstat nach dem Diplom war im Rahmen einer Nutzlastspitze für eine Forschungsrakete der Bau eines "Sonnenfolgers" für ein physikalisches Experiment. Die optische Achse des Experiments mußte während des (ballistischen) Fluges immer auf die Sonne ausgerichtet sein.

Die Lösung war "schrecklich" einfach und hat funktioniert: Zwei Fotodioden (je Achse) werden unmittelbar an einer Scheidewand (ca. 10 mm hoch) angeordnet und gegeneinander verschaltet. D.h., daß bei Ausrichtung beider Dioden auf die Sonne die Summenspannung 0 V war und bei Schattenwurf, abhängig von der Seite, eine proportionale positive oder negative Spannung entstand. Das ganze befestigt man am Panel so, daß die Wand senkrecht zur Panelebene steht.

Man kann nun über einen Fensterdiskriminator oder zwei Schmitttrigger (o.ä.) einen Motor ansteuern, der solange nachdreht bis die Ausrichtung stimmt.

Das ganze zweimal für die beiden Achsen und fertig ist der Lack.

Man muß nur eine kleine Hysterese in der Schaltung zulassen, damit die Anordnung nicht schwingt. Dieser Ausrichtfehler ist für den Wirkungsgrad der Zellen völlig irrelevant.

Darüber hinaus ist die Anordnung auch unempfindlich gegen vorrübergehende Abschattungen.

Gruß
Herbert Eberbach

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »h.eberbach« (14. Oktober 2006, 13:44)