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                                                                                             Wels, am 2016-07-07

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00)         ~501_b_FRANZIS-s_65070-0  Solar- und Windenergie Bücher - Leseproben (70 Seiten)_1a.pdf
01)          x501_b_FRANZIS-s_25070-2  Das große Solar- und Windenergie Werkbuch (399 Seiten)_1a.pdf   (4 Teile)
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04)          x501_b_FRANZIS-s_3597-6  Photovoltaikanlagen professionell planen und installieren (224 Seiten)_1a.pdf
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09)          x501_b_FRANZIS-s_3822-9  Wie nutze ich Solarenergie in Haus und Garten? (126 Seiten)_1a.pdf
10)          x501_b_FRANZIS-s_4419-0  Wie nutze ich Solar- & Windenergie in der Freizeit und im Hobby? (129 Seiten)_1a.pdf
11)          x501_b_FRANZIS-s_3837-3  Praktische Solaranwendung mit Leuchtdioden (128 Seiten)_1a.pdf
12)          x501_b_FRANZIS-s_3589-1  Photovoltaikanlagen optimieren - 30% mehr Gewinn (130 Seiten)_1a.pdf
13)          x501_b_FRANZIS-s_4288-4  Photovoltaik-Solaranlagen für Alt- und Neubauten (126 Seiten)_1a.pdf
01)..13)   x501_b_FRANZIS-s_39027-9  Das grosse E-Book Paket Photovoltaik und Solarenergie (2.700 Seiten)_1a.zip

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Bibliografische Information Der Deutschen Bibliothek
Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie;
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01) Das große Solar- und Windenergie Werkbuch

 in 4 Teilen

x870_b_FRANZIS-x_25070-2 Das große Solar- und Windenergie Werkbuch (399 Seiten)_1a.pdf
x501_b_FRANZIS-s_25070-2  Das große Solar- und Windenergie Werkbuch (399 Seiten)_1a.pdf

ISBN: 978-3-645-25070-2 E-Book
ISBN: 978-3-645-65070-0 Buch
Autoren: Bo Hanus, Ulrich E. Stempel
Seiten: 399
2011

Ist es nicht faszinierend wie ein Sonnenstrahl oder etwas Wind in elektrischen Strom umgewandelt werden kann.
Solar- und Windenergieprojekte müssen dabei nicht teuer, kompliziert und aufwendig herstellbar sein.

Erneuerbare Energien nutzen
Hier wird gezeigt, wie mit einfachsten Mitteln solar- und windbetriebene Projekte und Geräte selbst zusammengebaut werden können.
Dieses Buch ist für alle geschrieben, die mit der Solar- oder Windenergietechnik wirklich etwas Praktisches anfangen wollen.

Das kann jeder
Es ermöglicht einen spielerischen Einstieg in diese Techniken ohne unnötiges Kopfzerbrechen über Graphiken und graue Theorien.
Dabei spielt es auch keine Rolle, ob jemand bereits etwas über die Solar- oder Windenergietechnik weiss, ein Fachmann oder nur Bastler ist.

Solarbetriebene Lampen und mehr...
Sie erhalten alle wichtigen Informationen über die richtige Auswahl von Solarzellen für Ihren jeweiligen Einsatzfall, ob es sich nun um einen Solarventilator oder eine Solarpumpe handelt.
Auch die Windenergie kommt nicht zu kurz.
Es wird gezeigt, wie mittels selbstgebauten, kleinen Windrädern Energie erzeugt und genutzt werden kann.
Alle Bauvorschläge sind so ausgewählt, dass Sie diese in Ihrem privaten Umfeld also in Haus, Garten, Wohnwagen, Zelt oder Boot optimal nutzen können.

Aus dem Inhalt
Motoren, Heizung, Kühlung, Belüftung und Beleuchtung mit Solarenergie betreiben
Akkus und Autobatterien als Zwischenspeicher für Solar- und Windstrom nutzen
Kleingeräte mit Solar- und Windenergie betreiben
Elektronische Schaltungen und Ladegeräte
Selbstbau von Zubehör und Messeinrichtungen


Eine kleine Solar-Bewässerungspumpe mit einfacher Spannungsregelung.
Die Zenerdiode ZY13V und die zwei Gleichrichter-Dioden 1N4001 bilden hier einen Spannungsregler für den 12V-Akku,
der aus 10 kleinen wiederaufladbaren NiMH- oder NiCd- Akkus mit einer Kapazität von 1,1 bis 1,2Ah zusammengestellt ist.
Das Solarmodul sollte hier einen Nennstrom von max. 0,11A und eine Nennspannung von 17 bis 20V haben.


Solarlampen an der Garagenzufahrt


Auf obiger Weise kann ein preiswerter Funk-Türgong „zweckentfremdet“ für das Fernschalten von u.a. einer Solarbeleuchtung modifiziert werden.




Anstelle eines „bistabilen“ Stromstoßrelais kann zum Fernschalten auch nur ein „normales“ monostabiles Kleinrelais verwendet werden, wenn das IC NE555 als
ein einstellbarer Timer ausgelegt wird.

Teil 2  Seite 120 bis 212

Bo Hanus
Wie Sie Solarstrom für Camping, Caravan und Boot nutzen

Inhaltsverzeichnis
1 Strom aus den Solarzellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.1 Wie groß muss ein Solarmodul sein? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.2 Akkus als Solarenergie-Speicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.3 Wechselrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2 Solarzellen am Strand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.1 Solarbetriebene Kühlbox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.2 Solarbetriebene Spielzeuge und Modelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.3 Boote mit Solarantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.4 Solarbetriebene kleinere Verbraucher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3 Solarstrom beim Campen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.1 Solarbeleuchtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.2 Heizen mit Solarstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.3 Kochen mit Solarstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4 Solarstromnutzung im Caravan und Reisemobil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.1 Kühlen und Lüften mit Solarstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.2 Solarstrom für die Beleuchtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.3 Heizen mit Solarstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.4 Kochen mit Solarstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.5 Alarmanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
5 Solarstrom auf dem Boot oder auf einer Yacht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
6 Wie funktioniert eine Solarzelle? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
6.1 Welche Solarzellen sind die besten? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
6.2 Der Zellen-Wirkungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
7 Welches Solarmodul ist das richtige? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
7.1 Mechanische Ausführung der Solarmodule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
7.2 Richtige Ausrichtung und Nutzung der Solarmodule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
7.3 Serieller und paralleler Betrieb mehrerer Solarmodule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
7.4 Beschattungsempfindlichkeit der Solarmodule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76
7.5 Solaranlagen-Berechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79
7.6 Die Wahl der optimalen Modulen-Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80
8 Solarprodukte und Solarverbraucher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
8.1 Solarlampen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .87
8.2 Elektromotoren für Solarbetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89
8.3 Solar-Ventilatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91
8.4 Solar-Pumpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91
8.5 Elektrogeräte und Elektrowerkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92


Laderegler sind entweder als kleine Fertiggeräte, als Bausätze oder auch in der Form eines
einfachen ICs erhältlich, das ähnlich aussieht wie ein gängiger Spannungsregler und zudem
auch auf dieselbe Weise angeschlossen wird – wie der Abb.  zu entnehmen ist.
Der hier aufgeführte integrierte Laderegler PB137 ist für 12 Volt-Bleiakkus konzipiert und kann einen Ladestrom von max. 1,5 A verkraften
(allerdings mit einem gängigen TO-220-Kühlkörper).
Er verfügt jedoch über einen thermischen Überlastschutz und ist somit nahezu unzerstörbar.
Pb-Akku 12V/15Ah  bis 12V/36Ah
Ein moderner integrierter Bleiakku-Laderegler BP137 unterscheidet sich äußerlich nicht von einem integrierten Spannungsregler.


Berechnung einer Solarbeleuchtung

Beispiel:
Eine 12V/0,9A Glüh-Lampe soll etwa 0,4 Stunden „pro Nacht“ leuchten.
0,9A x 0,4h = 0,36Ah. Diese 0,36Ah „entnimmt“ die Lampe pro Nacht dem 12V-Akku.
Wenn zu diesem Zweck ein gut aufgeladener 4Ah-Akku verwendet wird, hat er am nächsten Tag nur noch eine
„Rest-Kapazität von 3,64Ah (4Ah – 0,36Ah = 3,64Ah).
Ohne jegliches Nachladen würde dieser Akku etwa 11 Nächte lang die Stromversorgung der Lampe bewältigen (4Ah : 0,36Ah = 11,1).
Normalerweise wird der Akku jedoch zwischendurch (wetterabhängig) von einem Solarmodul nachgeladen.
Ein 12V/4Ah Bleiakku darf mit einem Strom von max. 0,4 Ah (10% seiner Kapazität) geladen werden.
In diesem Fall wären jedoch 0,4A eigentlich „zu viel des Guten“,
denn somit wäre der tägliche Energieverbrauch innerhalb von ca. 65 Minuten nachgeladen
(wobei beim Nachladen auch 20% auf Ladeverluste einbezogen sind).
Rein technisch ist gegen so ein promptes Nachladen zwar nichts einzuwenden, aber das Solarmodul wäre bei diesem „übertrieben hohen“ Ladestrom unnötig teuer.
Daher wäre es vernünftiger, wenn man sich mit einem etwas niedrigeren Ladestrom – von z.B. 0,2Amp. (200mA) – zufrieden gibt.
Das Solar-Modul wäre dann nur halb so groß und etwa halb so teuer als das „0,4A Modul“.
Die Ladezeit verdoppelt sich von den 65 Minuten auf ca. 130 Minuten (auf 2 Stunden und 10 Minuten).
Dies gilt natürlich nur in der Theorie.
In der Praxis wird an so manchen Tagen der Himmel etwas bedeckt – bzw. zeitweise etwas bewölkt, usw.
Bei diesem relativ kleinen Stromverbrauch dürfte man davon ausgehen, dass sich an „irgendeinem Tag“
die Sonne wohl von ihrer besten Seite zeigen wird und der Akku dann wieder zumindest teilweise nachgeladen werden kann.
Wir sehen uns nun interessehalber an, wie es mit dem Nachladen wäre, wenn 7 Tage lang ein regnerisches Wetter herrschen würde und danach, am 8 Tag, die Sonne 6 Stunden
lang „perfekt“ scheint (wobei der Akku vom Solarmodul mit einem Ladestrom von 0,2 A nachgeladen wird):
7 Tage x 0,36Ah (an Energieverbrauch der Lampe) = 2,52Ah
Dieser Verbrauch sollte nun wieder vom Solarmodul nachgeladen werden.
Wenn in unserem Fall (am 8. Tag) die Sonne 6 Std. lang voll scheinen wird, ergibt sich daraus ein „Energievolumen“ von 6 Std. x 0,2 A = 1,2 Ah.
Davon entfallen ca. 0,2Ah auf Ladeverluste und der Akku wird somit um 1Ah (auf 3,52 Ah) aufgeladen.

Fazit:
 in diesem Fall müßte der Akku evtl. noch an einem der folgenden Tage etwas nachgeladen werden.



Dämmerungsschalter



Ein einfacher, aber perfekt funktionierender Dämmerungsschalter mit dem IC 555 (oder NE555 bzw. ICM7555 ):
Die erwünschte Lichtempfindlichkeit (Schaltschwelle) eines beliebigen preiswerten Fotowiderstandes (LDR03)
wird mit dem rechts eingezeichneten 47kΩ-Potentiometer (Trimmpoti) eingestellt.
Der Schaltkontakt K des Relais R kann eine oder mehrere Lampen schalten.
Schutz-Diode D = 1N4148



Ein preiswerter Eigenbau-Zeitschalter (Timer) als„Herz“ einer einfachen, abersehr wirkungsvollen Alarmanlage:
Das IC 555 (alternativ auch NE555 und ICM7555) schaltet ein Relais ein, an dessen Arbeitskontakt K diverse Alarmgeber angeschlossen werden können.
Der ohmsche Widerstand der Magnetspule des Relais R sollte mindestens ca. 220R betragen, wenn das „energiesparende“ IC „ICM 7555“ verwendet wird;
Diode D =1N4148.



                                                                                                      ACHTUNG: Der Spannungsregler ist in Rückansicht gezeichnet.

Wenn ein elektronisches Gerät – für eine niedrigere Versorgungsspannung ausgelegt ist als die 12V Bordbatterie hat,
kann die Spannung auf einfache Weisen reduziert werden:
a) mit einer passenden Zenerdiode (was vor allem für Kleingeräte geeignet ist)
b) mit einem einstellbaren kurzschlussfesten Spannungsregler TL317 LT (0,1 A) oder LM 350 T (3 A)



Technische Daten von polykristallinen Solarzellen unterschiedlicher Größe




Technische Daten von monokristallinen Solarzellen unterschiedlicher Größe



Polykristalline Solarzellenmodul - Fläche von 1 m2 -  liefert  bei optimalen Bedingungen im Hochsommer max. 150 Watt an elektrischer Leistung.
Das ist eine Energie von max. 150Wh (Wattstunden), und bei etwas Glück im Hochsommer eine Kilowattstunde (1kWh) pro Tag.

Am Jahresende aber nur 1/10tel also 100Wh/d

Solare Energiedichte in Mitteleuropa:
Die Globalstrahlung, die von Solarzellen in elektrischen Strom umgewandelt wird, setzt sich aus diffusem Sonnenlicht und aus direkten Sonnenstrahlen zusammen

Fazit:

Im Winter wo man die kostenlose Energie gebrauchen könnte bekommt man diese nicht.

Im Sommer wo man in Italien in Urlaub ist wirde diese am Laderegler vernichtet.

Solarzellen-Neigung
55° Solarzellen-Neigung bei fest montierten Solar-Modulen - von der horizontalen aus.
35° Solarzellen-Neigung bei fest montierten Solar-Modulen - von der senkrechten = vertikalen aus.





Teil 3  Seite 213 bis 305

Ulrich E. Stempel
Das kleine Solar-Werkbuch

Inhaltsverzeichnis
1 Ausstattungsvoraussetzungen ...............................................................................9
1.1 Grundausstattung an Werkzeugen ...........................................................................................9
1.2 Umgang mit dem Lötkolben .................................................................................................10
1.3 Messen an der Solarzelle .......................................................................................................10
1.4 Prüfen von gebrauchten Dioden und Transistoren ................................................................11
1.5 Regelbare Spannungs- und Stromquelle ...............................................................................13
2 Zustandsanzeigen beim solaren Laden von Akkus ...............................................................................18
2.1 Einfache Umgestaltung von Zeigerinstrumenten ..................................................................20
2.2 Zeigerinstrumente eichen ......................................................................................................20
2.3 Ladestromanzeige, Beschaltung und Skala ...........................................................................21
2.4 Anzeige von Strom und Spannung mit einem Instrument ....................................................23
2.5 Belastungswiderstand für große Ströme ...............................................................................26
2.6 Kapazitätsprüfeinrichtung für große Akkus ..........................................................................27
3 Solar- und Akkutaschenlampen ............................................................................... 28
3.1 Solartaschenlampe mit Direktladeeinrichtung vom Minimodul ...........................................28
3.2 Akkutaschenlampen mit Ladeschluss ..................BC237B.................................................................30
3.3 Alternativvariante – Ladeschaltung (very simple) ....................La 12V/5W............................................33
3.4 Taschenlampendimmer ..................BC237 BC108 BC141..............BTS629A   Streifenraster-Platine........34
4 Solare Ladeverfahren ...............................................................................38
4.1 Enttäuschung bei gekauften Solarladegeräten, warum? ........................................................40
4.2 Anfertigung von Mini-Solarmodulen ....................................................................................41
4.3 Solares Miniladegerät ............................................................................................................43
4.4 Komfortladegerät mit Ladekontrolle .............Schottkydiode BAT43........................................................................44
4.5 Ladeeinrichtung für zentrale Energiesysteme .......................................................................46
4.6 Verstellbarer Akkuhalter ........................................................................................................48
4.7 Elektronische Temperaturüberwachung ........BC177 BC307 uA741 Rel.12V/120 Ohm........Streifenraster-Platine........49
4.8 Solares Laden von wiederaufladbaren Alkali-Manganbatterien ...........................................51
4.9 Mobile Solarsysteme .............................................................................................................54
4.10 Solarkoffer Typ 1 ..................................................................................................................55
4.11 Solarkoffer Typ 2 ..................................................................................................................55
4.12 Powerbox ...............................................................................................................................56
4.13 Ladestation ............................................................................................................................57
5 Audioanlagen, solarstrombetrieben ...............................................................................59
5.1 Solarradios ............................................................................................................................ 59
5.2 Heimanlage mit 12 Volt Betrieb ........................................................................................... 60
5.3 Stereoanlage für unterwegs mit Akkubetrieb ........................................................................ 61
5.4 Drahtloses Telefon mit Solarladeausstattung ........................................................................ 63
5.5 Walkman und CD-Player, solarbetrieben ............................................................................. 64
6 Zubehör und Extras ...............................................................................66
6.1 Solarzellenexperimentierbrett ............................................................................................... 66
6.2 Solarstromversorgung für Fahrradtacho und Messgeräte ..................................................... 67
6.3 Sonnennachführung Marke einfach und billig ...................................................................... 69
6.4 Laderegler für 12 Volt Bleigelakkus ..................................................................................... 70
6.5 Unterspannungsabschaltung für 6 V und 12 V Akkus .......................................................... 71
6.6 Zangenakkumessgerät de Luxe ............................................................................................. 73
6.7 Batterieprüfer mit LCD-Balken ............................................................................................ 74
6.8 Ladeeinrichtung mit einem Peltierelement ........................................................................... 74
6.9 Anregungen zum Experimentieren mit dem Peltier/ Thermoelement .................................. 76
6.10 Übersicht Akkutypen ............................................................................................................ 78
7 Solaranwendung im Direktbetrieb ...............................................................................80
7.1 Solarventilator ....................................................................................................................... 80
7.2 Solarpumpe ........................................................................................................................... 80
8 Verwendete Bauelemente ...............................................................................82
9 Anschlußbilder und Vergleichstypen einiger gebräuchlicher Dioden, Transistoren und ICs ...................90
Literaturverzeichnis ........................................................................................................................ 93
Lieferhinweise .................................................................................................................................. 93
Sachverzeichnis ................................................................................................................................ 95



Regelbare Strom- und Spannungsquelle

Bauteile
IC1 L200 regelbarer Spannungsregler
IC2 L7805CV Spannungsregler 5,0V  für die Instrumentenversorgung
R1 47R
R2 750R
R3 5k Potentiometer linear + Poti-Knopf

Strombegrenzungs-Widerstände
R4 22R   für  20 mA
R5 4,7R  für  90 mA
R6 0,8R  für 380 mA
R7 0,45R für 680 mA
R8 0,3R  für  1,2 A   Alternativ: Drahtbrücke für 1,8Amp.
Alternativ zu R4 bis R8 ein Draht-Potentiometer mit 25 Ohm
Messwiderstände als Widerstandsteiler für den Bereich 20 Volt,
Toleranz mind. 0,5 % mind. 0,5Watt

R9 10k
R10 990k
Strommesswiderstand für den Bereich 2 A, 4 Watt
R11 0,1R
D1 SB530  Schottkydiode  bis 5 A
D2 1N5400 Siliziumdiode
D3,D4 1N5400  Siliziumdiode um die Ausgangsspannung zu reduzieren
S1 1x EIN Hauptschalter
S2 1x UM Umschalter
S3 2x UM Umschalter
S4 1x 5 Messumschalter
B 2 Blei-Gelakkus 12V / 7Ah
M1 Mess-Instrument für Spannung 0..20V  (durch Spannungsteiler)

M2 Messinstrument für Strom 0-2 A (durch Shunt)
Si1,Si2 Sicherung 5 A
Si3 Sicherung 2 A

Wenn wir ein digitale Einbaumessinstrument mit LCD – Anzeige kaufen,
wird es mit diesen Grunddaten geliefert:
Eingangswiderstand:100 MOhm
Messbereich: 200mV Endausschlag
Auflösung: ca. 0,1mV



Schaltplan



 Einfache Spannungsreglerschaltung

R 1 = Poti 5k lin.
R 2 = 2,2k
R 3 = 270R
C 1 = 10uF / 35 V
C 2 = 2,2uF / 35 V
C 3 = 4,7uF / 35 V
D 1 = 1N4148
D 2 = 1N4148
IC = Spannungsregler LM317T oder LM317K



Schaltplan

Spannungs-Lupe

Zehner-Diode  ZPD9,1

Mess-Instrument 100..500uA

Spannungsanzeige:
Die Z-Diode liegt in Reihe zum Messinstrument.
Ein Strom fließt erst wenn die Zenerspannung (Spannung der Zenerdiode) überschritten wird.
Da gegen Ende der Ladung die Akkuspannung nur noch geringfügig ansteigt, ist
z.B. bei einer 12V Anlage der Bereich von 10..14 V von besonderem Interesse.
Also wählen wir bei einer 12V Anlage eine Z-Diode von 9,1 Volt d.h. ZPD9,1.

Zum Akku-Kapazitäts testen

Belastungs-Widerstände für große Ströme mit 12V/55W Kfz-Bilux-Scheinwerfer-Birnen

Dioden BY550-50                                  50V/5Amp.
Silizium-Leistungs-Diode 5A, (U) 50V,     Sperrdiode

Schottky-Dioden SB530 SB550 SB560   50V/5Amp.

Unterspannungsabschaltung für 6V und 12V Akkus

Schaltplan Unterspannungsabschaltung

C 1 = 5-10 uF 15 V
R 1 = 10 K
R 2 = Poti 10 K lin.
R 3 = 3,3 K (A) und 50 K (B)
R 4 = 100 Ohm
R 5 = 1,5 K
R 6 = 4,7 Ohm
R 7 = 330 Ohm (A), 680 Ohm (B)
D 1 = ZD 5,6 V (A) und ZD 10 V (B)
D 2 = 1N 4001
T 1 = Transistor BC 108 (Vergleichstypen
siehe Anhang)
T 2 = Transistor BD 137
LED = Leuchtdiode
R = Relais 6 V (A) und 12 V (B) 1 Wechsler
Auch hier ist der Aufbau auf einer Lochrasterplatine
sinnvoll und praktisch:

Aufbau der Unterspannungsabschaltung auf einer Streifenrasterplatine

Übersicht einiger Akku-Typen

Halbleiter-Vergleichstypen

1-fach Op-Amp  uA741 = LM741 = MC741 = SN42741

12V Dimmer BTS629A

12V Laderegler IC PB137
Spannungeregler L7805  L7809 L7812  / 1Amp.

regelbare Spannungeregler L317 und L317T

regelbarer Spannung- und Stromregler L200



Teil 4  Seite 306 bis 398
Bo Hanus
Wie nutze ich Windenergie in Haus und Garten

Inhaltsverzeichnis
1 Der Wind schickt keine Rechnung. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 8
2 Wie funktioniert ein Windgenerator? . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .  . . 9
3 Windradtypen und ihre Eigenheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .  . . 14
4 Standortwahl und Windverhältnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 17
5 Worauf ist beim Kauf eines Windgenerators zu achten?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 21
6 Aufstellen und Montage eines Windgenerators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 24
7 Elektrische Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 29
8 Akkumulatoren als Energie-Zwischenspeicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . 35
9 Welche Spannung und Kapazität muß ein Akkumulator haben?.  . . . . . . . . . . . . . . . 44
10 Niedervolt-Verbraucher für kleine Windenergie-Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .50
11 Stromversorgung von Schrebergartenhäusern, Gartenund Freizeitgrundstücken .. . . . 52
12 Stromversorgung von Garagen und Carports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
13 Stromversorgung von kleineren Ferienhäusern . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . 58
14 Kombination von Wind- und Solarenergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
15 Mehrere Windgeneratoren im Parallelbetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . 67
16 Netzgekoppelte Windgeneratoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
17 Wechselrichter und Spannungswandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
18 Vorschriften und Sicherheitsmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
19 Windräder im Eigenbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
20 Sachverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

Leiterquerschnitte

230V Hausnetz    1,5mm2 (2,5mm2)

12V Solaranlage  4,0mm2 (6,0mm2)

Echte „Solarbatterien“ kosten im Schnitt etwa das Drei- bis Vierfache einer normalen Autobatterie.
Es bleibt eine reine Ermessensfrage, ob man ihnen Vorrang vor normalen billigeren Autobatterien geben will.


Selbstentladung
Jede Batterie leidet unter einer sogenannten Selbstentladung.
Sie beträgt bei guten Autobatterien etwa 4,5% bis 8% pro Monat, bei guten „Solarbatterien“ weniger als 3% pro Monat (als Energieverlust).
So sinkt z.B. die Kapazität einer voll aufgeladenen 100Ah  Batterie nach einem Monat „automatisch“ auf 95,5Ah bis 92Ah herab, auch wenn sie nur im Regal steht.
So schlimm ist diese Schwachstelle zwar nicht, aber bei der Planung sollte sie dennoch mitberücksichtigt werden (siehe hierzu Kap. 11 bis 13).

Ladeverluste
Beim Laden einer normalen Autobatterie bleiben bis zu 20% der zugeführten Energie als Ladeverluste „auf der Strecke“.
Bei einer guten „Solarbatterie“ können die Ladeverluste unterhalb von 10% liegen (was allerdings herstellerbezogen unterschiedlich ist).
Wir rechnen in unseren Planungsbeispielen einheitlich mit Ladeverlusten von 20%.


Frostempfindlichkeit der Bleiakkumulatoren
Alle Bleiakkumulatoren (auch Autobatterien) sind frostempfindlich und ihre Frostempfindlichkeit steigt mit der sinkenden Batteriespannung.
Bei einer ziemlich „leeren“ Batterie friert der Elektrolyt leichter ein, als bei einer aufgeladenen Batterie.
Beim Auftauen reißt das Akkugehäuse und der Akku ist damit vernichtet
Echte Solarakkumulatoren sind wesentlich frostunempfindlicher als normale Autobatterien.
Daher soll der Pb-Akku ein wärmeisolierendes Gehäuse (z.B. aus Styropor) erhalten.



Einstellbarer Spannungsregler

Nachbauleichtes Schaltbeispiel eines einstellbaren Spannungsreglers, dessen Ausgangsspannung etwa
zwischen 1,25V und der fast vollen Eingangsspannung regelbar ist
(oben im Bild ist die Schaltung „in natura“, unten mit gängigen Schaltzeichen aufgeführt);
Der Ausgangsstrom hängt hier von der Type des Spannungsreglers ab und beträgt:
beim LT1086 CT max. 1,5A, beim LT1085CT max. 3A, beim LT1084CP max. 5Amp. und bei der Type LT1083CP max. 7,5A









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02) Solarenergie im Haus - Das große Praxiswerkbuch

in 3 Teilen

x501_b_FRANZIS-s_3074-2  Solarenergie im Haus - Das große Praxiswerkbuch (379 Seiten)_1a.pdf 

ISBN: 978-3-645-3074-2 E-Book
ISBN 3-7723-4146-5 Buch
Autor: Bo Hanus, Ulrich E. Stempel
Seiten: 379
2007

Sie wollen Geld sparen und für Ihre Solaranlage die notwendigen Installationsarbeiten selbst vornehmen?
Dann haben Sie mit diesem Buch die richtige Entscheidung getroffen.
Hier finden Sie alle wichtigen Tipps und Tricks zur Planung und Installation einer Solar-Dachanlage.
Sie werden hersteller- und verkäuferneutral beraten.

Gut gerüstet
Auch wenn Sie alles lieber einem Fachmann überlassen wollen, wird Ihnen das Buch viele Vorentscheidungen abnehmen.
Dieses Buch erspart Ihnen mit Sicherheit viel Stress - und natürlich eine Menge Geld.
Sie können sehr gut zwischen Werbeprospekt und Wahrheit unterscheiden und tappen nicht in jede Falle.

Gute Planung ist der Weg zum Erfolg
Der erste Teil des Buches beschreibt Schritt für Schritt die Vorgehensweise bei der Planung und Installation Ihrer Solar-Dachanlage.
Anhand vieler konkreter Beispiele erfahren Sie, welche Solaranlage für Ihre Gegebenheiten am besten ist, und wie Sie ein hohes Kosten-Nutzen-Verhältnis erzielen.

Sonne nutzen - Geld verdienen
Teil zwei zeigt Ihnen, wie Sie Strom mit einer Photovoltaik-Solaranlage selbst produzieren und damit Geld verdienen können.
Was gibt es zu beachten, mit welchen Tricks lässt sich Geld sparen, und wie gelingt es, gute und sinnvolle Lösungen zu finden?

Unabhängig werden
Im dritten Teil werden Sie für thermische Solaranlagen für Warmwasser und Heizung fit gemacht.
Schrittweise, mit vielen Bildern und Abbildungen zeigt Ihnen der Autor, wie Sie bei der Montage selbst Hand anlegen und damit Geld sparen können.

Aus dem Inhalt
Solar-Dachanlagen selbst planen und installieren
Strom mit Photovoltaik-Solaranlagen selbst produzieren
Warmwasser und Heizung mit thermischen Solaranlagen

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Teil 1  Seite 1 bis 128

                                                                                                 FRANZIS do it yourself im Haus Band 14

Bo Hanus
Solar-Dachanlagen selber planen und installieren     € 19,95

Inhaltsverzeichnis
1 Die Sonne als Energiespender 8
2 Solarelektrische Anlagen (Fotovoltaik-Anlagen) 11
2.1 Tipps zur richtigen Planung 17
3 Solarthermische Anlagen 21
4 Solarelektrische Dachmodule 35
4.1 Mechanischer Aufbau der Module 41
4.3 Technische Parameter handelsüblicher Module 45
4.4 Die wichtigsten Unterschiede in der mechanischen Ausführung 48
4.5 Die besten Module für Ihr Vorhaben 50
4.6 Beschattungs-Unempfindlichkeit 53
4.7 So können Sie Solarmodule testen 61
4.8 Schutzdioden (Schottky-Dioden) 66
5 Aufstellung und Montage der Solarzellenmodule 69
5.1 Optimale Ausrichtung der Module 71
5.2 Integration der Module im Dach 75
5.3 Flachdach-Solaranlagen 82
5.5 Jahreszeitbezogene Verstellung des Neigungswinkels 85
6 Der Wechseltrichter (Inverter) 89
6.1 Wahl des Wechselrichters 93
6.2 Die elektrischen Leiter 99
6.3 Kontrolle der Netzeinspeisung 101
7 Solarzellen – Grundbausteine der Fotovoltaik 103
7.1 Wie funktioniert eine Solarzelle? 105
7.2 Welche Solarzellen sind gut? 106
7.3 Wichtige technische Daten einer Solarzelle 108
7.4 Licht-/Leistungsverhältnis der Solarzellen 112
7.5 Temperaturabhängigkeit der Solarzellen 114
8 Berechnung des Jahresertrags 117
9 Erhöhung des Ertrags bei bestehenden Fotovoltaik-Anlagen 123

Eine 1m2 große Solarzellenfläche kann bei den meisten Solarmodulen an einem sonnigen Tag eine elektrische Leistung zwischen ca. 100 und 140 Watt liefern
– was jedoch von den Leerräumen zwischen den einzelnen Solarzellen und zwischen den Modulen abhängt.
Zudem darf die tatsächliche Leistung eines jeden Moduls durch die sogenannte „Herstellungsstreuung“ (Abweichungen in den Zellen-Parametern)
im Rahmen von ± 5% (bei manchen Herstellern sogar um ± 10%) von der angegebenen Nennleistung abweichen.
Da dürfen wir also einfachheitshalber gleich mit einem Minus von mindestens 5% rechnen.
Bis zu etwa 7 bis 10% der Solarenergie gehen letztendlich auch noch im Wechselrichter verloren
Um von einer Modul-Dachfläche unter optimalen Bedingungen eine „brauchbare“ Nennleistung von 1 kW (1000 Watt) zu erhalten, muss diese – abhängig von der Modulen-Type – etwa 7,5 m2 bis 10 m2 groß sein.
In dem Fall liefert die Fotovoltaik-Anlage pro Stunde eine Kilowattstunde (1 kWh) ins Netz.
An einem sonnigen Sommertag kann somit eine solche fotovoltaische Anlage eine elektrische Ausbeute von ca. 12 bis 15 kWh aufbringen.
Während der kälteren Jahreszeit sinkt auch an sonnigen Tagen die Ausbeute bis um die Hälfte dez und Jänner auf 1/10.

Einzelne Solarzellen können – ähnlich wie Batterien – zu beliebig langen Ketten verschaltet werden, um erforderlich hohe Ausgangspannungen bei Solarmodulen zu erzielen:
Die Spannungen einzelner Zellen addieren sich zu einer Ausgangsspannung, die als Nennspannung des Moduls bezeichnet wird

Temperaturabhängige Solar-Modul-Leistung

Solar-Zellen-Wirkungsgrad in %
Die Theoretische Solarzellen-Nennleistung - laut den techn. Datenblätten) bezieht sich auf eine Zelltemperatur von 25°C,

doede ist im Hochsommer aber zwischen 50 und 70°C.

Die tatsächliche Betriebstemperatur von belasteten Solarzellen ist in der Praxis wesentlich höher, als die
– laut „internationalen Testbedingungen“ – angegebenen 25° C.
Demzufolge erreicht auch die tatsächliche elektrische Ausgangsleistung voll belasteter Solarmodule nicht die volle Höhe der theoretischen Nennleistung,
die sich auf eine hypothetische Zellen-Betriebstemperatur von 25° C beziehen, denn der Zellen-Wirkungsgrad sinkt stark mit zunehmender Zellen-Temperatur

Diode D1 .. D12 Siliziumdioden 5..10Amp/50V  als Bypass-Dioden
Wenn mehrere Modulenketten parallel betrieben werden, kann jeweils eine einzige beschattete Solarzelle ihre ganze Modulen-Kette außer Betrieb setzen
Schottky-Dioden SB1020   10A/20V
Schottky-Dioden MBR2045CT   20A/45V

Wenn eine einzige Solarzelle in einem Solarmodul beschattet wird, kann sie die ganze Modulenreihe „elektrisch verstopfen“ und außer Dienst setzen
In der Praxis kommt es meistens nur bei niedrig installierten Solarzellenmodulen vor, dass sie von einem Baum oder einem Gebäude täglich eine gewisse Zeit lang beschattet werden.
Es gibt beschattungsunempfindliche Solarzellenmodule, in denen sogenannte Bypass-Dioden integriert sind.
Sie können – wie z. B. bei einigen der SHARP-Zellen – entweder direkt im Silizium jeder Solarzelle individuell „eingeätzt“ oder zusätzlich neben den Zellen im Modul nach eingelötet werden.


Solarmodule testen
So können Solarmodule bei einem klaren Himmel an einem unbeschatteten Grundstück einzeln gemessen werden, wobei als Lastwiderstände
z.B.
2 seriell verschaltete 12V 60/55Watt Autoscheinwerfer-Lampen verwendet werden können.
2 seriell verschaltete 12V 21Watt Auto-Lampen verwendet werden können.
2 seriell verschaltete 12V   5Watt Auto-Lampen verwendet werden können.
bzw.
4 seriell-parallel verschaltete 12V 60/55Watt Kfz-Scheinwerfer-Lampen.
Sie sollten das jeweils gemessene Modul zu etwa 50% bis 90% seiner Nennleistung belasten.



Wirkungsgrad von Solarzellen:
a) monokristalline Solarzellen: ca. 13..16%
b) polykristalline Solarzellen: ca. 10,6..15%
c) amorphe Silizium-Dünnschichtzellen: ca. 3..8%

Durchschnittlicher Energie-Ertrag der modernen kristallinen Solarmodule

Tagesertrag pro 1m2 Solarmodul-Fläche
Ertrag pro Monat pro 1m2 Solarmodul-Fläche
Wh = Watt-Stunden

Monat:    Tages-Ertrag  Monats-Ertrag
Januar    126 Wh        3.906 Wh
Februar   240 Wh        6.780 Wh
März      360 Wh       11.160 Wh
April     510 Wh       15.300 Wh
Mai       575 Wh       17.825 Wh
Juni      775 Wh       23.250 Wh
Juli      763 Wh       23.653 Wh
August    588 Wh       18.228 Wh
September 498 Wh       14.940 Wh
Oktober   308 Wh        9.548 Wh
November  150 Wh        4.500 Wh
Dezember  105 Wh        3.255 Wh

Jahresertrag pro 1 qm Solarmodulenfläche: 152.345 Wattstunden = 152,3kWh
Durchschnittlicher Energie-Ertrag monokristalliner Solarmodule mit 16% Wirkungsgrad

STAND 2008

Fronius International GmbH
A-4600 Wels-Thalheim, Österreich
http://www.fronius.com

FRONIUS Solar.web live -  Fronius-App

Sunny Boy Wechselrichter:
www.SMA.de
www.SMA-AMERICA.com

Sunset Energietechnik GmbH
Industriestraße 8 – 22, )1325 Adelsdorf
Tel.: 09195/9494-0, Fax: 9494/290
http://www.sunset-solar.de/

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Siehe unter 13)

Teil 2  Seite 129 bis 255

FRANZIS do it yourself im Haus Band 16      € 19,95

Ulrich E. Stempel
Photovoltaik-Solaranlagen für Alt- und Neubauten selbst planen und installieren
Leicht gemacht, Geld und Ärger gespart
2007
ISBN: 978-3-7723-4288-2

Teil 3  Seite 256 bis 378

FRANZIS do it yourself im Haus Band 17

Ulrich E. Stempel
Thermische-Solaranlagen für Alt- und Neubauten selbst planen und installieren  € 19,95
Leicht gemacht, Geld und Ärger gespart
2007
ISBN: 978-3-7723-xxxx-x

Inhaltsverzeichnis
1 Planung der Solaranlage und Grundsätzliches 8
1.1 Sonnenenergie, eine kostenlose Energiequelle 10
1.2 Sinn und Nutzen von Solaranlagen 11
1.3 Solarenergie im Altbau 12
1.4 Voraussetzungen für die Solaranlage 18
1.6 Wirtschaftlichkeit 40
2 Solaranlage konkret 42
2.1 Kollektor 43
2.2 Verschaltung der Kollektoren 45
2.3 Speicher und Wärmetauscher 46
2.4 Schichtenspeicher 49
2.5 Solarstation 50
2.6 Durchflussmenge, Durchflussmengenmesser 52
2.8 Verrohrung, Leitungen, Solarkreislauf 58
2.9 Entlüfter 62
2.10 Solarflüssigkeit 63
3 Montage der Solaranlage 69
3.1 Grundsätzliche Konstruktionsprinzipien 70
3.2 Indachmontage oder Aufdachmontage, Vor- und Nachteile 71
4 Anbindung an das Heizungssystem 75
4.1 Nachheizen 76
5 Das können Sie leicht selbst erledigen 77
5.1 Übersicht der Arbeiten in zwölf Schritten 79
6 Die Solaranlage steht still 97
6.1 Störungen, Ursachen, Behebung 98
6.2 Wartung der Solaranlage 100
7 Anhang 103
7.1 Förderung 104
7.2 Einstrahlungsscheibe 105
7.3 Sonnendiagramme 107
Schemata-Übersicht 111
Quellenverzeichnis 123
Stichwortverzeichnis 125

ZAMG Globalstrahlung, mittlere Jahreswerte im Zeitraum 1980 bis 2000.
Sonnenstrahlung/Sonnenenergie pro Jahr und m².
Je nach Lage in Österreich von ca. 850 kWh/ m² bis zu 1150 kWh/ m²
https://www.zamg.ac.at/cms/de/dokumente/klima/dok_projekte/son-alp/son-alp-endbericht

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Schaltplan Zweipunktregler - Differenz-Temperaturregler

Die Schaltung kann mit Gleichstrom von 10..15 Volt betrieben werden.
Die beiden Fühler KTY10 (Kaltleiter, PTC, bedeutet diese leiten im kalten Zustand besser)
werden am Kollektor und am Speicher so befestigt, dass die Temperatur aufgenommen werden kann.
Mit dem Trimmpoti R10 wird die Temperaturdifferenz eingestellt, damit bei einem entsprechenden Temperaturunterschied
zwischen dem Vor- und Rücklauf die Solarpumpe über das Relais K1 eingeschaltet wird.

in www.schaltungen.at

Suchergebnis

Dateityp	Bezeichnung		Schwierigkeit	Größe	Bauteile	Volt
	05.86.01-en Boiler-Temperaturregler, Differenz-Thermostat		3	31 KB	2NTC-1D-1Led-1T-1IC-1Rel	9.0
	05.87.19-en LM388 LM335 Temperatursensor mit Differenzeingang 100mV-°C		3	20 KB	2D-1Pot-1IC	15.0
	09663-11 uA741 Differentialthermostat, Differenztemperaturmesse		3	50 KB	2NTC-2D-1D-1Rel-3T	15.0
	110990-62 HBxxx Solar Temperatur-Differenzregler TDR2004		3	217 KB	Anleitung-x
	113999-62 HBxxx Solar Temperatur-Differenz-Reglung TDR2002		3	89 KB	Anleitung-x
	115991-62 HB492 PT1000 TLC272 Temperatur-Differenz-Regelung		2	383 KB	2NTC-7D-2T-2IC-2Rel	230.0
	191253-62 Differenztemperatur-Steuermodul, Fa. TowiTec § Anleitung		3	478 KB	conrad-x
	191253-62 Einfaches DifferenzTemperatur Steuermodul, TowiTek § 2 NTC 5kOhm		3	480 KB	Anleitung-x
	194360-62 Temperatur-DifferenzSchalt. HB124 +++ § KTY10		2	234 KB	2PTC-1Pot-1Led-1T-1Rel-1IC	12.0
	3-fach Differenz-Temperatur-Regler (Solarsteuerung) +++ § NTC47k uA741 BD138 Rel.		1	799 KB	paschinger-x
	68-528-19 KTY81 BC337 LM358 TL431 Temperaturdifferenz-Schalter		2	897 KB	2PTC-1Led-2D-1T-1VR-2IC	9.0
	68-528-19 Temperaturdifferenz-Schalter TDS1 +++ § PTC-Sens. KTY81, LM358 BC337 TL431 Rel.5V		3	762 KB	ELV-x
	68-758-64 SMD- Differenz-Temperatur FS20 ZPS		4	2 MB	2NTC-3Ta-1Led-3D-3T-3IC-1uP-1SM-1EM-1Dis	9.0
	78035-11 TCA965 Differenztemperaturschalter mit NTC ( kalten Duschen)		3	59 KB	2NTC-3Led-1IC	12.0
	81510-11 555 741 Temperatur Alarm, Differenz Temperatur-Sensor		3	66 KB	4D-1T-2IC-1Buz	12.0
	81559-11 LM335 LF356 LF357 Differenztemperatur für Solaranlagen		3	77 KB	2D-1Led-1Rel-2T-1IC	12.0
	83706X Dioden-Sensortaste, Differenz-Temperaturschalter m. 1N4148 Sensor		1	213 KB	2D-1Pot-1IC	9.0
	924082-11 TLC272 Differenz-Temperaturindikator, Solarsteuerung 2 NTC		3	71 KB	3D-2Led-1T-1IC	12.0
	974008-11 LM35 TLC274 Temperaturdifferenz-Indikator, Innen- Aussentemperat.		3	61 KB	3Led-3IC	5.0
	#B123 Differenz-Lichtschranke, -Temperaturschalter		2	157 KB	1Pot-2PT-2T-1Rel	12.0
	Bd01-Tl3-$0749 Temperaturregler mit Differenzverstärker § NTC BC238 BC141		3	63 KB	Appl.-z
	Bd01-Tl3-$0778 Temperaturmessung mit Op-Amp, Differenzverstärker § NTC 741 2Rel.		3	88 KB	Appl.-z
	Betriebsanleitung Solarregler STELLA (Temperatur-Differenzregelung f. Solark.)		3	3 MB	fritz-x
	Differentialthermostat (Temperatursensor)		4	543 KB	#76-7s51-x
	Differenz-Temperatur Schalter für Solaranlagen +++ (Grundlagen) § Versch. Schaltungen		1	1 MB	fritz-x
	Differenztemperatur-Schalter (LM335)		4	140 KB	#81-7s103-x
	elr.85-05s48 Solar Temperatur-Differenzregelung § NTC47k uA741 BC547 Rel.		2	743 KB	elrad-x
	pr77-04-16 Differenz-Temperaturschalter (Print-Technik) LM741 2N2219		2	106 KB	1NTC-1T-2IC-1Rel	230.0
	Temperaturdifferenz-Indikator		4	1 MB	#97-7s33-x
	Temperatur-Differenzregelung für SolarKollektoren +++ § 47k uA741		2	110 KB	elrad-x
	Temperatur-Differenz-Regler STR 1 (Solarthermischer Regler für Solarpaneele)		1	119 KB	STECA-x
	Temperatur Differenz Schalter KTY10 LM741 BC547 Rel.		3	35 KB	fritz-x
	Temperaturmessung mit dem OpAmp als Differenzverstärker NTC uA741 BC360 2Rel.		2	41 KB	fritz-x
	TL081 einf. Differenz Temperatur Fühler für SonnenKollektoren		3	128 KB	2NTC-1D-2Led-1T-1Rel	230.0
	VHS3.2.33 Op-Amp uA741 Solaranlage Differenz-Temperatur-Regelung		2	30 KB	Vordruck-OH
	VHS3.2.39 Op-Amp als Differenz-Temperatur-Sensor von ELV-journal		2	56 KB	Text-x
	VHS4.1.17 FET BF256 als Temperaturfühler f. Differential-Thermostat Kollektoren		2	130 KB	Text-x

Einstrahlungsscheibe

Scheibe Nr. 1 mit einem Durchmesser von 9,7 cm

Scheibe Nr. 2  mit einem Durchmesser von 12 cm

Größe beim Kopieren anpassen

Sonnenstandsdiagramm / Sonnendiagramm

Sonnenstandsdiagramm - A-4040 Linz, Österreich

Dieses Sonnenstandsdiagramm stellt den Verlauf der Sonne, über den Höhenwinkel, dar. Die roten Linien stehen für die Sommersonnenwende (21 Juni) und die Wintersonnenwende (21 Dezember).

Die günen Linien stehen vor der Sommersonnenwende für den 1.ten Tag des Monats und nach der Sommersonnenwende für den letzten Tag des Monats.

Verschattungsfreie Monate sind :
  Vor der Sommersonnenwende 1.te Tag des Monats verschattungsfrei
  Nach der Sommersonnenwende letzte Tag des Monats verschattungsfrei

Standort : 4040 Linz, Österreich
Breitengrad (lat) : 48.3111114
Längengrad (lng) : 14.278063

*Diagrammbasis 2010. Die Ergebnisse beziehen sich auf die MEZ Zeitzone die Uhrzeitangaben 10:00 (T) und 14:00 (T) sind nur für diese Zeitzone gültig. Beispielsweise : Portugal und Großbritannien (T=Ta+1) und Griechenland, Weissrussland und die Türkei (T=Ta-1).
Die Ergebnisse sind eine erste grobe Abschätzung. Ohne Gewähr. (Stand 01/13)

Im Solar Rechner wird die Sonneneinstrahlung an einen beliebigen Ort
bestimmt.
Solar Rechner - Photovoltaik Rechner PV

www.rec-energy.com
http://www.renewable-energy-concepts.com/german/sonnenenergie/basiswissen-solarenergie/verschattung-solarmodul/sonnenstand/diagramm-AT-4040-Linz.html
http://www.renewable-energy-concepts.com/german/sonnenenergie/basiswissen-solarenergie/pv-solar-rechner.html



7.3 Sonnendiagramm  Seite 361 
Seite 107 Teil 3

300_a_diagramm-x_Sonnenwegschablone - Solarschablone - Verschattung - Sonnenstand_1a.pdf

https://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenstand

Elevation ist der Sonnenstandswinkel mittags
Wintersonnenwende – auf der Nordhalbkugel der Erde am 21. oder 22. Dezember      18°
Sommersonnenwende am 20., 21. oder 22. Juni                                                      65°

180° Azimut ist Süden

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03) 50 Experimente mit Solarenergie - Grundlagen und Möglichkeiten der Photovoltaik

x501_b_FRANZIS-s_25005-2  50 Experimente mit Solarenergie (205 Seiten)_1a.pdf     € 19.95

ISBN: 978-3-645-25005-2    E-Book
ISBN 978-3-645-65005-2  Buch
Autor: Ulrich E. Stempel
Seiten: 205
2010

In diesem Buch lernen Sie anhand vieler spannender Experimente die Grundlagen und Möglichkeiten der Photovoltaik kennen.
Wie z. B. steigert man den Solarertrag, was bedeuten Temperaturverhalten und Abschattung in der Praxis,
was ist bei einer Reihen- und Parallelschaltung zu beachten, oder wie wird eine Nachführungssteuerung konstruiert?
Alle diese Fragen beantwortet dieses Buch.

Experimente sofort nachbauen
Entsprechend der ausführlichen Beschreibung, die Sie in diesem Buch finden, führen Sie praktische Messungen mit einem Drehspulinstrument, einem Multimeter oder in Verbindung mit dem PC durch.
So können Sie Langzeitmessungen vornehmen und die Messungen aufzeichnen und grafisch auswerten.
Alle Experimente können ohne Lötkolben und ohne zusätzliche Stromversorgung (wie Batterien und Stromnetz) umgesetzt werden.

Zahlreiche nützliche Anwendungen
Bauen Sie elektronische Schaltungen in Verbindung mit Photovoltaik auf,
z. B. Ladegeräte, Polaritätsprüfer, Spannungswandler, Lichtsensoren, Helligkeitsmesser,
ein automatisches Nachtlicht oder eine Nachführungssteuerung mit Solarmodulen,
oder bauen Sie Schaltungen zur Speicherung der Solarenergie in Gold-Caps.

Aus dem Inhalt
Nachführungssteuerung mit Solarmodulen
Fernsteuerung mit Sonnenstrahlen
Zusätzlicher Energieertrag durch Spiegeltechnik
Ladeschaltungen wie Konstantstromladen und Impulsladung
Speicherung der Solarenergie in Gold-Caps und Akkuzellen
Ladeüberwachung und Tankanzeige, Laderegler
DC/DC-Spannungswandler in Verbindung mit Solarenergie und Gold-Caps
Steuern und Regeln mit Solarenergie
Lichtsensor, Helligkeitsmesser
Automatisches Nachtlicht mit dem Gold-Cap und Akkuzellen
Solarblitzlicht, Solar-Power-Blinklicht
Pulsierende Bewegung durch Solarenergie, Solarenergie und die Pendelbewegung
Solarer Wasserstoff, Wasseraufspaltung
Solarertrag, Spannung, Temperatur usw. mit dem PC aufzeichnen und weiterbearbeiten

Inhaltsverzeichnis
1 Hinweise zu den Komponenten .......................................................... 11
1.1 Das Experimentierbrett ..........................................................11
1.2 Die Solarmodule ....................................................................14
1.3 Transistoren...........................................................................16
1.4 Diode.....................................................................................17
1.5 Leuchtdioden.........................................................................19
1.6 Piezo-Schallwandler...............................................................21
1.7 Drehspulinstrument ...............................................................21
1.8 Widerstände ..........................................................................23
1.9 Kondensator ..........................................................................26
1.10 Elektrolytkondensatoren (Elkos) ............................................27
1.11 Gold-Caps ..............................................................................28
1.12 Tastschalter ...........................................................................29
1.13 Magnetspule..........................................................................30
1.14 Scheibenmagnet....................................................................32
1.15 Akkuhalter .............................................................................33
1.16 Experimentierstrippen............................................................33
1.17 Schaltdraht ............................................................................34
2 Grundlagen........................................................................................ 35
2.1 Die Lichtquelle .......................................................................35
2.1.1 Lichtspektrum........................................................................36
2.1.2 Lichtverluste ..........................................................................39
2.2 Das Solarmodul .....................................................................40
3 Grundversuche Solarmodul................................................................ 49
3.1 Solarmodule, erster Test ........................................................49
3.2 Messtechnische Möglichkeiten..............................................51
3.3 Die Polarität der Solarzellen oder des Moduls ........................51
3.3.1 Der Polaritätsprüfer................................................................53
3.4 Drehspulinstrument zur Spannungs- und
zur Leistungsanzeige .............................................................54
3.4.1 Messen von Strom (Kurzschlussstrom)...................................55
3.4.2 Messen der Spannung (Leerlaufspannung) ............................60
3.4.3 Die Solarkennlinie messen.....................................................65
3.5 Welchen Einfluss hat die Temperatur?....................................67
3.6 Reihen- und Parallelschaltung................................................71

3.7 Reihenschaltung von Solarmodulen.......................................73
3.8 Parallelschaltung ...................................................................76
3.9 Kombination aus Reihen- und Parallelschaltung ....................79
3.10 Was bewirkt der Schatten auf dem Modul?.............................79
3.11 Ausrichtung des Moduls zur Lichtquelle.................................83
3.11.1 Nachführungssteuerung mit Solarmodulen ............................86
3.11.2 Fernsteuerung mit Sonnenstrahlen ........................................90
3.12 Zusätzlicher Energieertrag durch Spiegeltechnik? ..................91
4 Thema Energie ...................................................................................95
4.1 Solarmodule, ohne Verbraucher.............................................95
4.2 Der Strom wird abgenommen und verwendet .........................98
4.2.1 Mit dem Kondensatorspeicher .............................................100
5 Ladeschaltungen ............................................................................. 105
5.1 Gespeicherte Energie ...........................................................106
5.1.1 Rückstromsperre mit Sperrdiode..........................................108
5.2 Speicherung der Solarenergie in Gold-Caps .........................111
5.3 Akkuladung, Ladeverfahren .................................................117
5.3.1 Konstantstromladen ............................................................118
5.3.2 Erhöhen des Ladestroms......................................................122
5.3.3 Impulsladung.......................................................................124
5.3.4 Laderegler............................................................................126
5.3.5 Ladeüberwachung und Tankanzeige ....................................129
5.4 Spannungswandler ..............................................................133
5.4.1 Spannungswandler im Einsatz .............................................134
5.4.2 Gold-Cap und Spannungswandler........................................135
5.4.3 Akkuzelle und Spannungswandler .......................................139
6 Steuern und regeln mit Solarenergie................................................ 141
6.1 Steuerung mit Licht..............................................................141
6.1.1 LED als Solarzelle? ...............................................................141
6.1.2 Lichtsensor, Helligkeitsmesser.............................................142
6.1.3 Automatisches Nachtlicht ....................................................144
6.1.4 Nachtlicht mit dem Gold-Cap ...............................................146
6.1.5 Nachtlicht mit Akkuzellen ....................................................148
6.1.6 Solarblitzlicht ......................................................................151
6.1.7 Solar-Power-Blinklicht..........................................................152
6.2 Jetzt kommt Bewegung rein..................................................154
6.2.1 Die solare Direktstromversorgung ........................................154
6.2.2 Der hüpfende Magnet ..........................................................155
6.2.3 Pulsierende Bewegung durch Solarenergie ..........................157
6.2.4 Solarenergie, umgewandelt in Pendelbewegung ..................159

6.2.5 Solarenergie mit noch mehr Output......................................163
6.3 Solarer Wasserstoff, Technologie mit Zukunft ......................165
6.3.1 Wasseraufspaltung ..............................................................165
6.3.2 Solarer Wasserstoff..............................................................169
6.3.3 Gepulster Solarstrom ...........................................................171
6.3.4 Hochfrequenter Solarstrom ..................................................172
6.3.5 Verwendung des solaren Wasserstoffs.................................174
7 Messtechnische Möglichkeiten mit dem PC ..................................... 177
7.1 Messen der Spannung .........................................................178
7.2 Messen des Stroms..............................................................181
7.3 Die Solarkennlinie messen...................................................183
7.4 Leistungsmessung bei zunehmender Temperatur ................184
8 Erforderliche Komponenten ............................................................. 187
8.1 Bezugsquellen für die Elektronikbauteile .............................188
9 Anhang: Prüfen von Bauteilen und Problembehebung...................... 189
9.1 Prüfen von Leuchtdioden .....................................................189
9.2 Prüfschaltung für Transistoren .............................................191
9.2.1 Transistortester für den NPN-Typ ..........................................192
9.2.2 Transistortester für den PNP-Typ ..........................................193
9.2.3 Durchgangsprüfer ................................................................194
9.3 Formelsammlung .................................................................195
9.3.1 Ohmsches Gesetz ................................................................195
9.3.2 Parallelschaltung von Widerständen ....................................196
9.3.3 Serienschaltung von Widerständen......................................196
9.3.4 Leistungsberechnung...........................................................197
9.4 Troubleshooting...................................................................197
Stichwortverzeichnis ....................................................................... 199

FRANZIS Lernpaket

Auch für Kinder geeignert. Einfachste Schaltungen.

www.elo-web.de

50 Experimente mit Solarenergie: Einfache Grundschaltungen und komplexe Anwendungen

HANDBUCH von www.schaltungen.at downloadbar

x501_b_FRANZIS-s_25005-2  50 Experimente mit Solarenergie (205 Seiten)_1a.pdf

Steckbrett / BreadBoard SYB-46

Bauteile:

Anzahl -                        Teil - Bezeichnung - Typ
2x Solarmodul 5x5cm             ca. 2,5V, 35mA       amorph - Solarzellen (Mono- und Polykristallin) 0,46V Leerlaufspannung
1x Drehspulinstrument  0,792V   Innenwid. ca. 440R   Vollausschlag ca. 1,8mA
1x Labor-Experimentier-Platine  Steckbrett           SYB-46 270 Kontakte (BreadBoard)
2x Transistor npn               T1                   2N3904
1x Transistor pnp               T2                   2N3906
1x Silizium-Diode               D1                   1N4148
1x Schottky-Diode               D2                   BAT42
1x LED (1,7V/20mA)              LED 1                5mm, rot
2x LED (ca.10.000 mcd)          LED 2+3              5mm, superhell, weiß (3,5V/50mA)
1x LED (2,2V/20mA)              LED 5                5mm, grün
1x Blink-LED                    LED 4                5mm, rot, diffus
1x Scheibenkondensator          C1                   1nF
1x Elektrolytkondensator        C2                   1.000μF / 16V
1x Elektrolytkondensator        C3                   47μF / 16V
1x Kondensator Gold-Cap         C4                   1.000mF, 2,7V

Widerstand
1x R1   10R    0,5W
1x R2  100R   1/8 W
1x R3    1k   1/8 W
1x R4    2,2k 1/8 W
1x R5   10k   1/8 W
1x R6   27k   1/8 W
1x R7  100k   1/8 W
1x R8  100k   1/8 W
1x 0,5m Schaltdraht isoliert  rot                     Dm=0,64mm
1x 0,5m Schaltdraht isoliert schwarz                  Dm=0,64mm
1x 0,5m Schaltdraht isoliert grün                     Dm=0,64mm
3x Schraubklemmen 2-polig                             ins Steckbrett
2x Leitung mit Krokoklemmen rot                       Experimentier-Strippen
2x Leitung mit Krokoklemmen schwarz                   Experimentier-Strippen
1x Taster steckbar
1x Piezo-Schallwandler Ri=10k..100k
2x Batterie-Halter 1-fach                             für AA-Mignon-Akkus
2x Ni-Cd Mignon-Akku                                  1,2V / 800mA
1x Kleiner Schraubendreher                            Kreuzschlitz
1x Magnetspule                    Spulendraht 0,2mm   ca. 10Ω, Dm=20mm,  5mm Höhe
1x Scheiben-Magnet                                    Neodym  Dm=15..20mm, 3..5mm Höhe

Bezugsquellen für die Elektronikbauteile
www.ak-modul-bus.de
www.elexs.de
www.conrad.biz.de
www.oppermannelectronic.de
www.reichelt.de
www.segor.de

www.pollin.de

Von den ca. 1.300 W/m² außerhalb der Erdatmosphäre treffen bei senkrechter Einstrahlung
und wolkenlosem, klarem Himmel ca. 1.000 W/m² als Globalstrahlung auf die Erde auf.

Nachtlicht mit Akkuzellen
Versuchsaufbau:

Solarmodul, Steckbrett, weiße helle LED, Transistor T1 2N3904, Diode D1 1N4148, Widerstand R1 100 K, Akkuhalter, Akkuzellen, alternativ: alter Mobiltelefonakku.
Dieser Versuch funktioniert zwar auch mit wenig Licht (bewölktem Himmel), die Ladezeit verkürzt sich aber bei einer starken Lichtquelle oder voller Sonne.
In der praktischen Anwendung werden die Akkuzellen tagsüber geladen und geben bei Dunkelheit die Energie wieder ab – im Experimentieraufbau hier über eine helle weiße Leuchtdiode. Je nach Akkukapazität und Ladedauer brennt die

LED die ganze Nacht. Ideal für den Betrieb einer hellen weißen LED sind drei Akkuzellen vom Typ AA oder AAA.
Soll das Nachtlicht mit einer einzigen Akkuzelle betrieben werden, reicht die Spannung nicht aus, um eine helle weiße LED zu versorgen.

Versuchsaufbau Nachtlicht mit zwei Solarmodulen in Reihenschaltung.
Die Solarmodule müssen nun in Serie verbunden werden, damit die Systemspannung hoch genug ist, um zwei oder drei Akkuzellen zu laden.

Es reicht nun auch schon, nur eines der beiden kleinen Solarmodule zu beschatten, um die Schaltung zu aktivieren und die helle weiße LED zum Leuchten zu bringen.

Schaltbild: Nachtlicht mit zwei Akkuzellen

Ebenfalls gut geeignet ist ein alter, für das Mobiltelefon nicht mehr geeigneter Lithium-Akku mit 3,6 oder 3,7 V Betriebsspannung.

Für den Versuch können ein rotes und ein schwarzes Kabel an die Goldkontakte des alten Mobiltelefonakkus angelötet werden.

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04) Photovoltaikanlagen professionell planen und installieren     € 29,95

x501_b_FRANZIS-s_3597-6  Photovoltaikanlagen professionell planen und installieren (224 Seiten)_1a.pdf
x870_b_FRANZIS-x_3597-6 Photovoltaikanlagen professionell planen installieren (224 Seiten)_1a.pdf

ISBN: 978-3-645-3597-6   E-Book
ISBN 978-3-7723-5396-3  Buch
BuchAutor: Jürgen Brück
Seiten: 224
2008

Photovoltaik kann sowohl für Privatleute als auch für Unternehmen interessant sein.
Wer solch eine Solaranlage aufbauen möchte, ist mit vielen Fragen konfrontiert.
Das beginnt mit einem Dickicht an Fördermöglichkeiten sowie versicherungsrechtlichen Dingen und endet mit vielen Fragen, die beim Aufbau eines Solarkraftwerks auftreten.

Da bleibt keine Frage offen
Auf all diese Fragen gibt dieses Buch Antworten und greift dabei auf die langjährige Praxis vieler Fachleute zurück.
Es erlaubt, die Photovoltaikanlage systematisch zu planen, um so Fehler, unnötige Arbeit und unnötige Geldausgaben zu vermeiden
- egal ob Sie die Solaranlage auf dem Dach oder an der Hausfassade montieren, als freistehende Anlage aufbauen oder als autarkes Inselsystem betreiben möchten.

Solarmudule effizient ausrichten
Der Autor informiert über den geeigneten Standort und wie Sie die Solarmodule auf höchsten Stromertrag ausrichten.
Sie lernen, die Module zusammenzuschalten, auf maximale Leistung zu prüfen, eine gute Verarbeitungsqualität sicher zu erkennen
und Wechselrichter stromertragsoptimal einzusetzen.

Mit Förderprogrammen finanzieren
Sie erfahren, wie Sie verschiedene Förderprogramme miteinander kombinieren, um die netzgekoppelte Solaranlage zu finanzieren.
Sie erstellen eine Kalkulation für Ihr Solarkraftwerk, ermitteln die Kosten und berechnen die Rendite.

Aufbau
Der Autor erläutert schließlich das A und O der fachgerechten Montage: von Aufbau und Installation der Solarmodule bis hin zu richtig verlegten Kabeln.

Basiswissen
Dieses Buch informiert Sie bis ins letzte Detail über Photovoltaikanlagen und setzt dabei keine Vorkenntnisse voraus, sodass auch der interessierte Laie erfolgreich ans Werk gehen kann.
Es ist außerdem eine Fundgrube für alle Leserinnen und Leser, die sich umfassend über Photovoltaik informieren möchten.

Aus dem Inhalt
Solarkraftwerk systematisch planen
Solarmodule auswählen und ertragsoptimal einsetzen
Photovoltaikanlage fachgerecht aufbauen und installieren
Fördergelder erhalten
Anlage richtig versichern
Kalkulation erstellen und Rendite berechnen
Akkus für Inselsysteme richtig handhaben

Inhaltsverzeichnis
Vorwort ..............................................................................9
1 Grundlagen der Photovoltaik .................................................................11
1.1 Wie erzeugt die Solarzelle den Strom? .........................................13
1.2 Netzgekoppelte Solaranlagen und Inselsysteme .........................16
1.3 Mit unterschiedlichsten Solarzellen auf du und du ..................... 20
1.4 Wechselrichter: Was sie können und worauf zu achten ist .......... 30
1.5 Die Modulanschlussdose ............................................................ 37
1.6 Der Netzanschluss ...................................................................... 38
1.7 Unterschiedliche Anlagetypen .................................................... 40
2 Solarmodule optimal nutzen .................................................................47
2.1 Technische Daten im Griff haben ................................................. 49
2.2 Auf höchsten Stromertrag ausrichten ......................................... 52
2.3 Stromverbraucher anschließen ................................................... 55
2.4 Solarmodule zusammenschalten ................................................ 56
2.5 Bypassdioden fachgerecht einsetzen .......................................... 59
3 Stromspeicher für Insel systeme ............................................................63
3.1 Kapazität für Photovoltaikanlage berechnen ............................... 64
3.2 Akkus richtig laden ..................................................................... 65
3.3 Solarakku oder Autobatterie? ..................................................... 69
4 Solarkraftwerk systematisch planen ..................................................... 71
4.1 Solargenerator auf geneigtem Dach .............................................71
4.2 Solargenerator auf Flachdach ..................................................... 82
4.3 Solarmodule als Dachbedeckung: Pro und Contra ...................... 88
4.4 Solargenerator an Hausfassade .................................................. 94
4.5 Freistehende Solarkraftwerke ..................................................... 98
4.6 Die richtigen Solarmodule auswählen ........................................100
4.7 Den geeigneten Standort fi nden ................................................105
4.8 Größe des Solargenerators festlegen .........................................107
4.9 Wechselrichter ertragsoptimal einsetzen ................................... 110
4.10 Welche Kabel sind die richtigen? ................................................ 115
4.11 Generatoranschlusskasten und Gleichstromhauptschalter ........ 117
4.12 Blitzschutz nicht vergessen ........................................................ 118
5 Solaranlage fachgerecht aufbauen und installieren ............................ 123
5.1 Eigenmontage oder Fachbetrieb? ...............................................123
5.2 Allgemeine Tipps und Hinweise .................................................125
5.3 Photovoltaikanlage auf Schrägdach: Montageschritte im Detail 131
5.4 Montage auf Flachdach ..............................................................146
5.5 Elektroinstallationen im Haus ....................................................148
5.6 Fachbetrieb auswählen .............................................................. 151
6 Photovoltaikanlage richtig fi nanzieren und versichern ....................... 153
6.1 Förderprogramme der Bundesregierung ....................................153
6.2 Förderprogramme der Länder ....................................................168
6.3 Weitere Geldquellen ..................................................................170
6.4 Kalkulation für Solarkraftwerk erstellen .....................................173
6.5 Welche Versicherung ist die richtige? .........................................178
6.6 Das Finanzamt verdient mit ........................................................180
6.7 Behördengänge und Kontakt zum Energieversorger .................. 181
6.8 Photovoltaikanlagen auf fremden Dächern ................................183
7 Solarfonds als Kapitalanlage .............................................................. 185
8 Anhang ................................................................................................189
8.1 Fachwörter- und Abkürzungs-Verzeichnis ..................................189
8.2 Adressen ....................................................................................197
8.3 Literatur .................................................................................... 203
8.4 Normen und Richtlinien für Fotovoltaikanlagen ........................ 206
8.5 RAL-Güteschutz-Solar-Musterverträge .......................................210
Index ..............................................................................219

Solarstromvergütungen laut EEG gab es im Jahr 2008
Anlagentyp                                Cent pro kWh Solarstrom
Gebäudeanlagen bis 30 kW        46,75 ct
ab 30 kW                                  44,48 ct
ab 100 kW                                43,99 ct
Fassadenbonus                           5,00 ct
Freistehende Anlagen                 35,49 ct

und in Östereich gibt es                4,6 ct

Solar-Modul-Leistung mit passendem Widerstand optimieren.

Damit ein Solarmodul die volle Leistung liefert, ist folgendes zu beachten.
Nicht nur der Montage-Ort und die Größe der Solarzellenfläche sind dabei wichtig, sondern auch ein Lastwiderstand, an dem man das Solarmodul betreiben muss.
Dieser ist vom Modul abhängig
z.B Nennspannung 18V, Nennstrom 0,28Amp.
Der optimale Lastwiderstand lässt sich mit folgender Formel errechnen:
Lastwiderstand (Ω). = Nennspannung (V) / Nennstrom (A)
Bei unserem Beispielmodul sind es 18V / 0,28A = 64,28 Ω. bis 18V / 0,28A * 2 = 128,57 Ω.

Nur mit diesem ca. 64 Ohm Lastwiderstand liefert das Modul die maximale Leistung.

Kurzschlussstrom und Leerlaufspannung
Strom und Spannung bei maximaler Leistung sind bei Solarzellen kaum anders als der Kurzschlussstrom und die Leerlaufspannung.
Man spricht von der Leerlaufspannung, wenn kein Stromverbraucher am Solarmodul angeschlossen ist, sodass kein elektrischer Strom fließt.
Mit 310 mA ist der Kurzschlussstrom beim Beispielmodul kaum größer als der Nennstrom von 280 mA.
Gleiches gilt für die Leerlaufspannung, die mit 21,6 V nur 20 Prozent über der Nennspannung von 18 V liegt.
Und das hat eine angenehme, nutzerfreundliche Folge:
Während bei Kurzschluss eine Batterie schnell erschöpft und ein Netzteil meist überlastet ist, macht dem Solarmodul auch ein dauerhafter Kurzschluss meist nichts aus.
Die Abschaltgrenze beim Tiefentladeschutz ist für 12V Akkus auf 11,1V, eingestellt.
Sie werden erst dann wieder eingeschaltet, wenn der Akku auf 12,4V aufgeladen ist.
Besonders kritisch ist die Frage der Tiefentladeschwelle bei Akkumulatoren, die auch bei Frost funktionieren müssen.
Je niedriger die Temperatur ist, umso höher muss der Akku aufgeladen sein, damit sein Elektrolyt nicht einfriert.

Ein warmer Aufstellplatz ist deshalb im Winter für einen Bleiakkumulator zu empfehlen.



Gleichstromkabel sollten ausreichend dick sein
Das Kabel sollte so dimensioniert sein, dass es den maximalen Strom locker verkraften kann.
Laut Faustformel reicht bei Kabellängen bis 20m ein Leiterquerschnitt von 4 mm2.
Sind die Gleichstromleitungen bis zum Wechselrichter dagegen über 20 m lang, sollte man auf 6 mm2 Leitungen zurückgreifen.

Noch dickere Kabel sind bei üblichen Privathausanlagen nicht erforderlich.

4 mm2 Dm=2,25mm 0,045 Ohm / 10m Länge
6 mm2 Dm=2,75mm 0,030 Ohm / 10m Länge

Die Stromzuleitung vom Wechselrichter zum Einspeisezähler erfolgt mit einem 20 m langen Kabel mit einem Leiterquerschnitt von 2 x 6 mm2.
Die Länge der zwei Leiter beträgt somit 40 m.
Der ohmsche Widerstand dieser Leitung beträgt 0,12 Ω (= 4 x 0,03 Ω).
Die ins öffentliche Netz eingespeiste Leistung beträgt maximal 2,5 kW (= 2.500 W).
Bei der Berechnung der Energieverluste interessiert nur der übertragene Strom (in diesem Fall der maximale Strom).
Die übertragene Spannung muss im Wechselrichter auf 230 V~ transformiert werden.
Diese 230 V~ werden nun in die Formel Leistung [W] : Spannung [V] = Strom [A] eingesetzt.
Das sind in diesem Fall: 2.500 W : 230 V = 10,9 A.
Für den eigentlichen Spannungsverlust in der Leitung gibt es eine einfache Formel (das ohmsche Gesetz):
Spannung (oder auch Spannungsverlust) in Volt = Strom in Ampere × Widerstand in Ohm (Ω), also 10,9 A × 0,12 Ω = 1,31 V.
Wenn man nun diese Verlustspannung von 1,31 Volt mit dem Strom von 10,9 A multipliziert, erhält man die maximal mögliche Verlustleistung in der Zuleitung
vom Wechselrichter zum Einspeisezähler: 1,31 V × 10,9 A = 14,28 W
Der Energieverlust ist hier nicht allzu hoch, kann jedoch theoretisch nach ca. 70 Stunden bis zu 1 kWh (eine Kilowattstunde) betragen.

05) Solar-Dachanlagen - Fehler finden und beheben  € 29,95

x501_b_FRANZIS-s_4897-6  Solar-Dachanlagen - Fehler finden und beheben (222 Seiten)_1a.pdf

ISBN: 978-3-645-4897-6    E-Book
ISBN 978-3-7723-4897-6   Buch
Autor: Bo Hanus
Seiten: 222
2010

Solar-Dachanlagen für Strom, Warmwasser und Heizung können sowohl für Privatleute als auch für Unternehmen interessant sein.
Wer solch eine Solaranlage aufbauen möchte, ist mit vielen Fragen konfrontiert, die Ihnen dieses Buch beantwortet.

Professionelle Planung
Es erlaubt, die Solar-Dachanlage systematisch zu planen, um so Fehler, unnötige Arbeit und unnötige Geldausgaben zu vermeiden
- egal ob Sie die Anlage auf dem Dach oder an der Hausfassade montieren.

Bebilderte Installationsbeispiele
Der Autor beschreibt Schritt für Schritt die Vorgehensweise bei Planung und Installation.
Anhand vieler konkreter Installationsbeispiele erfahren Sie, welche Solaranlage für Ihre Gegebenheiten am besten ist und wie Sie ein hohes Kosten-Nutzen-Verhältnis erzielen.

Kosten und Gewinn
Sie lernen, die Module zusammenzuschalten, auf maximale Leistung zu prüfen und eine gute Verarbeitungsqualität sicher zu erkennen.
Sie erstellen eine Kalkulation für Ihr Solarkraftwerk, ermitteln die Kosten und berechnen die Rendite.

Durchdachte Montage
Der Autor erläutert schließlich das A und O der fachgerechten Montage: v
on Aufbau und Installation der Solarmodule bis hin zu richtig verlegten Leitungen.

Aus dem Inhalt
Welche Solarmodule sind geeignet?
Solarmodule messen und prüfen
Wichtige Planungsschritte
Solarthermische Anlagen
Welcher Wechselrichter ist der beste?
Moderne Solarmodule



Inhaltsverzeichnis
Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1 Mangelhafte Funktionen und Defekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2 Defekte bei netzgekoppelten PV-Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
    IR-Thermometer  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .  68
3 Mangelhafte Funktionen bei netzgekoppelten PV-Anlagen . . . . . . . . . . . .. . . . 81
4 Mangelhafte Funktionen und Defekte bei autarken PV-Anlagen . . . . . . . . .. . . 159
5 Mangelhafte Funktionen und Defekte bei solar thermischen Anlagen . . . .  . . . 207
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221




Die Solarspannung sinkt mit der Erwärmung der Solarzellen um ca. 1 % pro 3 °C.








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06) Thermische Solaranlagen planen und installieren  € 29,95

x501_b_FRANZIS-s_4949-2  Thermische Solaranlagen planen und installieren (215 Seiten)_1a.pdf

ISBN: 978-3-645-4949-2   E-Book
ISBN 978-3-7723-4088-8   Buch
Autoren: Bo Hanus & Hannelore Hanus-Walther
Seiten: 215
2009

Dieses Buch wendet sich an Bauherren, Hausbesitzer, Handwerker, Architekten und Berater.
Es beschreibt die Planung und Installation einer thermischen Solaranlage für Warmwasser und Heizung in Alt- und Neubauten
und zeigt, wie Sie die Sonnenenergie bei solarthermischen Anlagen am effizientesten nutzen.

Planung
Sie finden in diesem Buch viele Beschreibungen und Hinweise zur Planung und Wahl der optimalen Komponenten.
Es informiert nicht nur über Vorteile, sondern zeigt auch die Schwachstellen vieler Anlagen auf.
Wir informieren Sie objektiv und vielseitig über den neuesten Stand der Technik und rüsten Sie mit viel Fachwissen aus.

Montage
Anhand diverser Abbildungen und Zeichnungen zeigt Ihnen das Buch praxisnah,
wie Sie viele der beschriebenen Fehler bereits bei einer fachgerechten Planung und Installation einer Anlage vermeiden können.

Pro und Contra
Denn wir halten es für wichtig, Sie nicht nur über die Vorteile, sondern auch über die Schwachstellen und Nachteile des einen oder anderen Systems zu informieren.
Sie werden erfahren, worauf bei der Planung und Errichtung einer Solaranlage zu achten ist und wo man mit Problemen konfrontiert werden kann.
Nur so können Sie Ärger und Stress vermeiden und auch jede Menge Geld sparen.

Ausführliche Beschreibungen
Diese und viele weitere wichtige Punkte werden in diesem Buch ausführlich beschrieben
und mit zahlreichen Tipps und Tricks anschaulich und leicht nachvollziehbar erläutert.

Aus dem Inhalt
Solarthermisches Erwärmen des Wassers im Brauchwasserspeicher
Solarthermische Unterstützung der Zentralheizung
Solarthermische Systeme mit Pufferspeicher
Solarthermische Kühlsysteme
Temperatursensoren und Thermostate
Holz- und Pelletöfen in Verbindung mit der Solartechnik
Richtige Montage der Kollektoren
und vieles mehr


Inhaltsverzeichnis
Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1 Nutzungsmöglichkeiten der Solarthermie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.1 Direktes Aufwärmen von Wasser und anderen Flüssigkeiten . . . . . 10
1.2 Trocknen und Erwärmen mit solarthermisch erwärmter Luft . . . . . 12
1.3 Solarthermisches Erwärmen des Wassers im Brauchwasserspeicher . . . . . . . .20
1.4 Solarthermische Unterstützung der Zentralheizung . . . . . . . . . . . .30
1.5 Solarthermische Systeme mit Pufferspeichern . . . . . . . . . . . . . . . .44
1.6 Solarthermische Kühlsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
2 Solarthermische Kollektoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.1 Flachkollektoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
2.2 Solarthermische Vakuumröhrenkollektoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75
2.3 Kollektorwirkungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82
3 Standorte für solar thermische Kollektoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.1 Solarkollektoren auf Schrägdächern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
3.2 Solarkollektoren auf Fassaden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4 Planungshinweise. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .107
4.1 Solarthermische Schwimmbadsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
4.2 Solarthermisches Aufwärmen des Wassers im Schwimmbad als Zusatzleistung . . 119
4.3 Thermosiphon-Solarsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
4.4 Dimensionierung von Anlagen zur Trinkwassererwärmung . . . . . 122
4.5 Anlagen für Warmwasserspeicher und für die Unterstützung der Heizung . . . .. . . 137
4.6 Dimensionierung von Anlagen mit Pufferspeichern . . . . . . . . . . . 141
5 Warmwasser- und Pufferspeicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .145
6 Solarregelungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .155
6.1 Temperatursensoren und Thermostate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
6.2 Bypass-Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
6.3 Die Umwälzpumpe des Solarkreislaufs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
7 Lücken füllen bei der Warmwasseraufbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
7.1 Stückholz- oder Pelletöfen in Kombination mit der Solartechnik 175
7.2 Ofen-Einbaueinsätze für den Wohnbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
8 Anordnung und Anschlüsse von solarthermischen Kollektoren. . . . . . 189
8.1 Der Durchfl usswiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
8.2 Richtige Auslegung der Rohrdurchmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
9 Richtige Montage der Kollektoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
Glossar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209


Direktes Aufwärmen von Wasser

Das Prinzip einer solarthermischen Hausanlage mit Brauchwasserspeicher

Das Prinzip einer solarthermischen Hausanlage mit Brauchwasserspeicher und Heizkesselunterstutzung

Abdeckung mit Solar Sicherheitsglas

Schwerpunkte der Refl exions- und Wärmeverluste eines solarthermischen Kollektors (vereinfachte Darstellung)

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07) Solar-Dachanlagen richtig planen und installieren  € 29,95

Das Profibuch zur Planung, Montage und Anwendungen

x501_b_FRANZIS-s_4807-5  Solar-Dachanlagen richtig planen und installieren (285 Seiten)_1a.pdf


ISBN: 978-3-645-4807-5   E-Book
ISBN 978-3-7723-4807-5     Buch
Autor: Bo Hanus & Hannelore Hanus-Walther
Seiten: 285
2009

Bei einer Solar-Dachanlage gestaltet sich die Suche nach einem Defekt oder einer Fehlfunktion meist sehr schwierig.
Oft funktionieren ihre Komponenten entweder nur teilweise oder überhaupt nicht.

Selbst analysieren
Immer wieder kommt es vor, dass die Solarmodule gleich nach der Montage nicht einwandfrei arbeiten, ohne dass ihre Betreiber es überhaupt bemerken.
Mit diesem Buch finden Sie Schwachstellen an Photovoltaik- und thermischen Solaranlagen und erfahren, wie Sie einen „Check-up" Ihrer Anlage selbst durchführen können.

Gut geplant ist ...
Wie Sie viele der beschriebenen Fehler bereits bei einer fachgerechten Planung
und Installation Ihrer Anlage vermeiden können, zeigt Ihnen der Autor anhand diverser Abbildungen und Zeichnungen praxisnah.

Bebilderte Anleitungen
Mithilfe zahlreicher anschaulicher Beispiele bekommen Sie die Probleme Ihrer Solaranlage in den Griff und können viele Fehler an Ihrer Anlage finden und beheben.

Aus dem Inhalt
Störungen an Photovoltaik- und thermischen Solaranlagen beseitigen
Defekte finden und beheben
So erzielen Sie den vollen Ertrag mit Ihrer Photovoltaikanlage
Störungen am Wechselrichter beseitigen



Inhaltsverzeichnis
Vorwort ......................................................................................................9
Einleitung .................................................................................................11
1 Photovoltaik: Umwandlung von Licht in elektrischen Strom ................. 15
1.1 Solarzellen .................................................................................... 27
1.2 Ausführungsarten der Solarzellen ................................................. 34
1.3 Wichtige technische Daten der Solarzellen ................................... 39
1.4 Formen und Größen der Solarzellen .............................................. 58
1.5 Größen- und typenabhängige Leistungen der Solarzellen ............. 60
1.6 Die Photonendichte ...................................................................... 63
1.7 Temperaturabhängigkeit der Solarzellen ....................................... 69
1.8 Optimale Ausrichtung ................................................................... 72
1.9 Mechanische Eigenschaften der Solarzellen ................................. 78
1.10 Auswahlkriterien ............................................................................81
1.11 Verschaltungsarten der Solarzellen ............................................... 82
2 Moderne Solarmodule .......................................................................... 87
2.1 Projektbezogene Auswahlkriterien ................................................ 95
2.2 Technische Parameter handelsüblicher Solarmodule .................... 98
2.3 Wichtige Unterschiede .................................................................104
2.4 Beschattungsempfi ndlichkeit der Module ....................................107
2.5 Bypass-Dioden (Schutzdioden) .................................................... 113
2.6 Sperrdioden (Schottky-Dioden) in der Photovoltaik ....................129
3 Welche Solarmodule sind gut? ............................................................ 133
3.1 Ansprüche an die Lebensdauer ...................................................134
3.2 Elektrische Parameter ..................................................................137
3.3 Solarmodule für netzgekoppelte Photovoltaik-Anlagen ..............140
3.4 Temperaturempfindlichkeit als Leistungskiller ............................146
3.5 Solarmodule mit verstellbarer Ausrichtung .................................152
3.6 Solarmodule mit vollautomatischer Nachführung .......................155
4 Solarmodule messen und prüfen ........................................................159
4.1 Kontrollmessung des Modul-Kurzschlussstroms ......................... 161
4.2 Test der Modulspannung .............................................................172
5 Wechselrichter für netzgekoppelte Photovoltaik-Anlagen ...................183
5.1 Wechselrichter mit einem gemeinsamen Eingang (Zentralwechselrichter)...187
5.2 String-Wechselrichter ...................................................................188
5.3 Multi-String-Wechselrichter .........................................................190
5.4 Modulintegrierte Wechselrichter .................................................. 191
6 Welcher Wechselrichter ist der beste? .................................................193
6.1 Der optimale MPP-Bereich ..........................................................195
6.2 Optimale Leistung und maximaler Eingangsstrom .......................216
6.3 MPP-Tracking .............................................................................. 223
6.4 Der Wechselrichter-Wirkungsgrad ............................................... 229
6.5 Kühlung des Wechselrichters ..................................................... 234
6.6 Anlagenüberwachung und Datenlogging .................................... 236
7 Wichtige Planungsschritte für Photovoltaik-Dach- und Fassadenanlagen ... 243
7.1 Schritt 1: die Wahl der PV-Leistung ............................................. 244
7.2 Schritt 2: die Wahl des Wechselrichters ...................................... 246
8 Solarmodulstränge (Strings) ............................................................. 259
8.1 Konzeptlösungen bei aufwendigeren Anlagen .............................261
9 Solarthermische Systeme ................................................................... 263
9.1 Solarthermische Kollektoren ...................................................... 273
9.2 Planungshinweise ...................................................................... 275
Index .....................................................................................................279


Im Datenblatt eines Solarmoduls sind folgende technische Daten aufgeführt:
Maximale Leistung (Nennleistung): 200 Wp
Nennspannung bei Maximalleistung: 26 V
Leerlaufspannung: 32,2 V
Nennstrom bei Maximalleistung: 4,8 A
Kurzschlussstrom: 5,4 A
Zellenart polykristallin
Abmessungen: 1.350 x 1.100 x 45 mm
Umwandlungs-Wirkungsgrad 13,468%

Für das Flächen-Leistungs-Verhältnis benötigt man nur die Angaben der ersten und der letzten Zeile der hier aufgeführten technischen Daten:
Die Abmessungen von 1.350 × 1.100 mm rechnet man in Meter (1,35 x 1,1 m) um.
Daraus ergibt sich eine Modulfl äche von 1,485 m2, die eine maximale Leistung von 200 Wp (Watt Photovoltaik) erbringt.
Nun rechnet man die 200 W Leistung der Modulfl äche von 1,485 m2 auf die Modulleistung pro Quadratmeter um:
200 W: 1,485 m2 = 134,68 W/m2
Da die im Datenblatt aufgeführten technischen Daten auf einer Einstrahlung von 1.000 W/m2 beruhen, ergibt sich aus der Berechnung der Solarleistung pro Quadratmeter
auch gleichzeitig der Wirkungsgrad pro Quadratmeter Solarmodulfläche, der in diesem Fall 13,468% beträgt
(um den Wirkungsgrad zu erhalten, muss man bloß bei der Modulleistung pro Quadratmeter das Komma um eine Stelle nach links zu verschieben).


Die technischen Daten monokristalliner, polykristalliner und amorpher Siliziumsolarmodule in Kurzform erleichtern einen schnellen Vergleich.



Beschattungsempfi ndlichkeit der Module
Wird eine beschattete Solarzelle eines Solarmoduls von der Sonne kräftiger bestrahlt, führt dies zu einer Überhitzung ( Hot-Spot) und evtl. auch zur Zerstörung der Zelle, wenn sie nicht
durch eine Bypass-Diode (Schutzdiode / Umleitungs-Gleichrichterdiode) geschützt wird.


Zwei Möglichkeiten der Anordnungsbeispiele von Bypass-Dioden im Solarmodul:
a) Jede Solarzelle verfügt über eine eigene Bypass-Diode;
b) Mehrere Solarzellen werden nur mit einer einzigen Bypass-Diode überbrückt.


In den meisten handelsüblichen Solarmodulen überbrücken oft nur drei Bypass-Dioden jeweils längere Solarzellensektionen:

Solarmodul

Nennspannung 18V

durch eine Beschattung sinkt die Modulspannung um 1/3 auf 12V abzüglich des Spannungsverlustes von weiteren 0,3V .. 0,8V in der Schottky-Diode D3

MPP-Tracking von Wechselrichtern


Vom optimalen MPP-Tracking des Wechselrichters hängt ab, wie effi zient auch geringere Solarleistungen ins öffentliche Netz eingespeist werden:
a) Dieses Solarmodul wurde für die folgenden experimentellen Messungen verwendet und ist mit Lastwiederstand 10 Ohm optimal bei vollem Sonnenlicht angepasst.
b) das Modul ist bei bewölktem Himmel überbelastet;
c) hier wurde - bei bewölktem Himmel - der optimale Arbeitspunkt gefunden;
d) das Modul ist - bei bewölktem Himmel - unterbelastet: Seine Spannung steigt in Richtung der Leerlaufspannung an, aber sein Strom sinkt .

Um eine elektrische Leistung von 1.000 Watt = 1kW zu erhalten ist eine Solar-Modul-Fläche von 8 bis 10m2 notwendig.

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08) Grundlagen der Solarenergie - Schaltungen und Experimente rund um die Photovoltaik

Maßnahmen zur Leistungserhöhung!

.Grundlagen der Solartechnologie
.Praktische Experimente mit Solarzellen
.Reihen- und Parallelschaltung von Solarmodulen

x501_b_FRANZIS-s_3893-9  Grundlagen der Solarenergie - Schaltungen um die Photovoltaik (128 Seiten).pdf

ISBN: 978-3-645-3893-2    E-Book
ISBN 978-3-7723-5899-9   Buch
Autor: Ulrich E. Stempel
Seiten: 128
2009


Solarenergie ist in vielen Bereichen unseres Alltags Stand der Technik und nicht mehr wegzudenken.
Viele Dachflächen sind mit leistungsstarken Solargeneratoren bestückt und tragen im Netzverbund immer mehr zu unserer Energieversorgung bei.

Basiswissen
In diesem Buch lernen Sie die ersten Zusammenhänge der Solarenergie kennen.
Mit elektronischen Grundschaltungen wird in Experimenten der Bezug zu solaren Alltagsanwendungen hergestellt.
Es werden Grundlagen der Stromerzeugung aus Licht und die damit verbundenen Anwendungen vorgestellt.

Einfache aber effektive Experimente
Beim Durchführen der Experimente und einfachen Versuche mit Solarzellen werden Sie mit Begriffen wie
z. B. Solarkennlinie, Einstrahlungsintensität, Watt-peak, Watt pro m2, Speichertechnik, Temperaturverhalten und Verschattung der Experimente vertraut gemacht.

Für den Alltag
In diesem Buch finden Sie über 30 einfache und im Alltagsgebrauch überzeugende praktische Anwendungen.
Viele der vorgestellten Experimente sind auch für Schule, Studium, Ausbildung und Beruf geeignet.

Aus dem Inhalt:
Maßnahmen zur Leistungserhöhung
Grundlagen der Solartechnologie
Praktische Experimente mit Solarzellen
Reihenschaltung, Parallelschaltung
Was bewirkt der Schatten?
Messtechnische Möglichkeiten
Konzentratortechnik
Solare Ladeverfahren, Ladetechnik, Akkuladung
Solarer Direkt- und Pulsspeicherantrieb
Solare Wasserstofftechnologie
Elektronische Schaltungen rund um die Solarenergie
Weiterführende Techniken




Inhaltsverzeichnis
Vorbereitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1 Hinweise zum praktischen Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.1 Das Experimentierbrett . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.2 Das Solarmodul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.3 Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.4 Diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.5 Leuchtdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.6 Widerstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.7 Elektrolytkondensatoren (Elkos) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.8 Motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.9 Experimentierstrippen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.10 Schaltdraht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2 Grundversuche Solarzellen, Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.1 Das Solarmodul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.2 Reihenschaltung von Solarzellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.3 Parallelschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.4 Solarmodul, erster Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.5 Die Lichtquelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.5.1 Was ist eigentlich Licht? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.5.2 Begriffe zum Licht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.5.3 Lichtspektrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.5.4 Lichtverluste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.6 Die Polarität der Solarzellen bzw. des Moduls . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.7 Jetzt kommt Bewegung dazu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.8 Galvanometer zur Leistungsanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.9 Was bewirkt der Schatten auf dem Modul? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2.10 Ausrichtung des Moduls zur Lichtquelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.11 Zusätzlicher Energieertrag durch Spiegeltechnik? . . . . . . . . . . . . . . 58
2.12 Welchen Einfluss hat die Temperatur? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.13 Messtechnische Möglichkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
2.13.1 Messen der Spannung (Leerlaufspannung) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
2.13.2 Messen von Strom (Kurzschlussstrom) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
2.13.3 Die Solarkennlinie messen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
2.13.4 LED als Solarzelle? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3 Thema Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
3.1 Solarmodul, ohne Verbraucher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
3.2 Der Strom wird abgenommen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.2.1 Die LEDs leuchten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.2.2 Kondensatorspeicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
4 Ladeschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
4.1 Gespeicherte Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
4.2 Akkuladung, Ladeverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.2.1 Konstantstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
4.2.2 Impulsladung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.2.3 Laderegler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
4.2.4 Ladeüberwachung und Tankanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
5 Weitere Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
5.1 Elektronische Solaranwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
5.1.1 Lichtsensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
5.1.2 Automatisches Nachtlicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
5.1.3 Nachtantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
5.1.4 Der solare Direktantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .101
5.1.5 Solarer Pulsspeicherantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102
5.2 Solarer Wasserstoff, Technologie mit Zukunft . . . . . . . . . . . . . . . . .109
5.2.1 Wasseraufspaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109
5.2.2 Solarer Wasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112
5.2.3 Gepulster Solarstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115
6 Bauteile im Lernpaket Solartechnik . . ."Strom mit Solarenergie" . . . . . . . . .117
7 Anhang: Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119
8 Anhang: Prüfen von Bauteilen und Problembehebung . . . . . . . . . . . . . . . .120
8.1 Prüfen von Leuchtdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .120
8.2 Prüfschaltung für Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122
8.2.1 Transistortester für den NPN-Typ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122
8.2.2 Transistortester für PNP-Typ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123
8.3 Troubleshooting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124
Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126

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Experimentieren leicht gemacht
Vorteilhaft ist, dass nicht allein die Theorie vermittelt wird, sondern dass Sie selbst Experimente aufbauen und die Vorgänge praktisch untersuchen können. Besonders wenn Sie selbständig eigene Variationen aufgebaut und ausgetestet haben, wird Ihnen so manches (nicht nur solare) Licht aufgehen.
Sofort experimentieren
Alle Versuche und Experimente können ohne Löten und ohne zusätzliche Stromversorgung (z. B. Batterien, Stromnetz) durchgeführt werden.
Zum Experten werden
Wenn Sie dieses Lernpaket durchgearbeitet haben, kann Ihnen in der Photovoltaik kaum jemand mehr etwas vormachen! Sie erkennen damit die Stärken, die Schwächen und die Entwicklungspotenziale der PV-Technologie.
Highlights
Das Lernpaket ist überall und über Jahrzehnte gebrauchsfähig und kann auch ohne Probleme über längere Zeit verwahrt und dann wieder benutzt werden.
Das Lernpaket können Sie zu Hause oder auch unterwegs auf Reisen nutzen.
Das Lernpaket vermittelt Basiswissen für Schule, Studium, Hobby und Beruf.
Mit dem Lernpaket erhalten Lernende und Lehrende Wissen zum Anfassen und zum Weitergeben.
Über 30 Experimente können durchgeführt werden.
Das Lernpaket enthält ein leistungsfähiges, amorphes Solarmodul, einen Hochleistungsmotor, ein Experimentiersteckbrett und viele weitere elektronische Bauteile.

Portrait

Ulrich E. Stempel ist ein erfahrener Autor von Do-it-Yourself-Büchern.
Als freier Garten- und Landschaftsarchitekt befasst er sich beruflich und privat mit der Planung, Bau und der Bepflanzung von Wintergärten, Solar-Dachanlagen und dem Thema Energiesparen.

Bauteile des Lernpakets Solartechnik
Die im Lernpaket zusammengestellten Teile sind im Folgenden aufgeführt.
Für den Fall, dass Sie das Buch ohne Lernpaket gekauft haben, können Sie die Teile mithilfe der Liste auch selbst besorgen.

Anzahl Teil                       Bezeichnung      Typ
1x     Solarmodul                 amorph           6,0 V 35 mA
1x     Labor-Experimentierplatine Steckbrett       SYB-46 270 Kontakte BreadBoard
1x     Transistor npn             T1               2N3904
1x     Transistor pnp             T2               2N3906
1x     Diode                      D1               1N4148
1x     LED                        LED1             5mm grün
1x     LED                        LED2             5mm rot
1x     Blink-LED                  LED3             5mm rot diffus
1x     ElektrolytKondensator      C1               4.700μF 6,3V oder höher
1x     ElektrolytKondensator      C2               1.000μF 6,3V oder höher
1x     ElektrolytKondensator      C3                 100μF 6,3V oder höher
1x     Widerstand                 R1               100k   1/8W
1x     Widerstand                 R2                 2,2k 1/8W
1x     Widerstand                 R3                 1k   1/8W
1x     Motor                      M1               Anlaufstrom 20mA
1x     0,4m Schaltdraht           rot              0,64mm
1x     0,4m Schaltdraht           schwarz          0,64mm
1x     0,6m Schaltdraht           grün             0,64mm
2x     Krokoklemmen mit Leitung   rot
2x     Krokoklemmen mit Leitung   schwarz



4.2.2 Impulsladung
Schaltplan Impulsladung.
Die Blink-LED bildet zusammen mit D2 einen Spannungsteiler und gibt die Impulse über  R1 an die Basis von Transistor T1. T1 steuert über die Kollektor-Emitterstrecke den Basiseingang des Transistors T2. Dieser gibt als Längstransistor den Stromfluss zum Akku frei.
Die rote LED, D3, zeigt durch ihre blinkende Helligkeit an, wie viel Strom zum Elko fließt.

4.2.3 Laderegler

Schaltbild Laderegler.
Im Laderegler werden die Elkos verändert.
C1 wird durch C2 ausgetauscht. An die bisherige Stelle von C2 kommt ein Akku.



Schaltplan Laderegler.
Die Steuerelektronik wird im Versuchsaufbau durch einen Drahtschalter ersetzt, den Sie von Hand bedienen können.
R2 in Verbindung mit der Blink-LED D1 zeigt an, wenn der Elko/Akku geladen ist.
Der Längstransistor T1 (2N3906) wird über dessen Basis angesteuert und regelt über die Emitter-Kollektorstrecke Ladestrom und Spannung.
Die rote LED zeigt an, wenn Ladestrom fließt.



Einfache Ladezustandsanzeige für Batterie- und Akkugeräte.
Schaltplan der Ladezustandsanzeige.
Dadurch, dass D2, D3 und D4 in Reihe geschaltet sind, blinkt die LED erst ab einer Spannung von ca. 4 Volt.
Diese Spannung passt zur „Akku-Voll-Anzeige“ zu einem Lithium Akku. Wird D3 überbrückt, reduziert sich die Spannung bei der D2 blinkt und damit anzeigt:
Der Akku ist voll.

Schaltplan eines Lichtsensors
Das beleuchtete Solarmodul sperrt über die Basis von T1 dessen Kollektor-Emitterstrecke, C1 wird über die Diode D1 geladen.
Wenn kein Licht mehr auf das Solarmodul fällt, bleibt der Basisstrom aus, die Kollektor-Emitterstrecke lässt den Stromfluss von C1 über die LED fließen, die LED leuchtet.
Diese Anwendung kann z. B. für eine solare Hausnummern- oder Wegebeleuchtung verwendet werden.




Schaltplan einer Teichpumpenmotorsteuerung
Verbraucher mit höherem Stromverbrauch, wie
z. B. einen Motor, anzusteuern, braucht es eine weitere Transistorstufe.
Damit können Sie dann in der praktischen Anwendung tagsüber Energiespeicher, wie z. B. Elkos, Gold- Caps oder Akkus, aufladen lassen, die bei Dunkelheit die Energie wieder abgeben – in unserem Experimentieraufbau an den Gleichstrom-Motor.

Das beleuchtete Solarmodul sperrt über die Basis von T1 dessen Kollektor-Emitterstrecke.
Damit erhält T2 keinen Basisstrom. C1 wird über die Diode D1 geladen.
Wenn kein Licht mehr auf das Solarmodul fällt, bleibt der Basisstrom vom Modul zum T1 aus, T2 erhält Basisstrom, die Kollektor-Emitterstrecke von T2 lässt den Stromfluss von C1 über den Motor fließen und die Motorwelle dreht sich, bis der Speicher C1 entleert ist.



5.1.5 Solarer Pulsspeicherantrieb
Schaltplan Pulsspeicherantrieb.
Das Solarmodul lädt die Elkos C1 und C2 auf. Ab einem bestimmten Spannungs-Level gibt die Blink-LED den Impuls und die Transistoren schalten durch, sodass der Motor läuft.
Dieser Vorgang wiederholt sich.
Die Frequenz hängt von der Lichtenergie und der Kapazität des Speichers ab.



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                FRANZIS do it yourself im Haus Band 14

09) Wie nutze ich Solarenergie in Haus und Garten?  € 14,95

x501_b_FRANZIS-s_3822-9  Wie nutze ich Solarenergie in Haus und Garten (126 Seiten)_1a.pdf

ISBN: 978-3-645-3822-9 E-Book
ISBN 978-3-7723-4449-7
BuchAutoren: Bo Hanus & Hannelore Hanus-Walther
Seiten: 126
2008

Sie wollen Geld sparen und die notwendigen Installationsarbeiten selbst vornehmen?
Dann haben Sie mit diesem Buch die richtige Entscheidung getroffen.

Tipps zur eigenen Photovoltaikanlage
In diesem Buch finden Sie eine große Menge praktischer Nutzungsmöglichkeiten der Solarenergie in Haus und Garten.
Den Schwerpunkt dieses Buchs bilden viele konkrete Anleitungen sowie Tipps und Tricks rund um die Photovoltaik.

Praktische Anleitungen
Durch die Auswahl zahlreicher praktischer Bauanleitungen und Montagehinweise ist dieses Buch ein wertvoller Praxisratgeber, bei dem jeder Leser auf seine Kosten kommt.
Anhand vieler konkreter Installationsbeispiele erfahren Sie, welche Solaranlage für welchen Einsatzzweck und Einsatzort am besten geeignet ist.

Leicht verständlich
Dieses Buch ermöglicht einen Einstieg in die Solartechnik ohne unnötiges Kopfzerbrechen über Grafiken und graue Theorien.
Der verständliche und lockere Stil des kompetenten Autors sorgt dafür, Berührungsängste vor der Solartechnik abzubauen.

Aus dem Inhalt
Welche Solarmodule sind die besten?
Akkus für den Solarstrom berechnen und anschließen
Selbstversorgung mit Solarstrom
Experimente mit Solarzellen



Inhaltsverzeichnis
1 Die Sonnenenergie gewinnt an Kraft 9
1.1 Solarelektrische Systeme (Photovoltaik-Systeme) 10
1.2 Solarthermische Systeme 17
2 Photovoltaik (Solarelektrik) 19
2.1 Solarzellen statt Batterie? 24
2.2 Wie groß muss eine Solarzelle sein? 28
2.3 Sonnenlichtintensität und Solarleistung 32
2.4 Einfache Experimente mit Solarzellen 37
2.5 Wissenswertes über Solarmodule 41
2.6 Welches Solarmodul ist das richtige? 43
3 Welche Akkumulatoren eignen sich für die Solartechnik? 51
3.1 Wie rechnet man die benötigte Akkukapazität aus? 53
3.2 Akkumulatoren richtig laden 54
3.3 Kleine NiCd-, NiMH- und NiH-Akkus als Energiespeicher 57
3.4 Solarakkumulatoren oder Autobatterien? 63
3.5 Tiefentladeschutz 65
4 Bypass-Dioden in Solarmodulen 67
5 Standorte für die Solarmodule 71
6 Netzgekoppelte Photovoltaik-Anlagen 77
6.1 Der Wechselrichter 80
7 Selbstversorgung mit Solarstrom 87
7.1 Funktioniert Ihre Anlage perfekt? 93
8 Solarstrom für kleinere Vorhaben 99
8.1 Solarbetriebene Pumpen und Motoren 100
8.2 Solarspringbrunnen und Wasserfälle im Garten 102
8.3 Solarbelüftung des Gartenweihers 104
8.4 Gartenbrunnen mit Solarpumpe 105
8.5 Markisen und Jalousien mit Solarantrieb 106
8.6 Garagen- und Hoftor mit Solarantrieb 107
8.7 Heizen mit Solarstrom 110
8.8 Lüften und Kühlen mit Solarstrom 113
8.9 Beleuchten mit Solarstrom 114
8.10 Eine Sonnenuhr anderer Art 119
8.11 Solarstrom an der Gartentür 120
8.12 Solarstromversorgung von Kleingeräten 121
9 Solarthermische Systeme 123
Stichwortverzeichnis 127

Nennspannung des Moduls 16,92 Volt

Spannung des Moduls bei max. Leistung (Sonne Hochsommer Mittags ohne Wolken)

0,47 Volt pro Zelle mal 36 Zellen = 16,92 Volt

Bypass-Dioden in Solarmodulen


Bei manchen handelsüblichen Solarmodulen überbrückt jeweils eine Bypass-Diode 8 oder mehr Zellen, bei anderen Modulen sind unter Umständen gar keine Bypass-Dioden
vorhanden.
Soweit die Solarmodule auf einem höheren Hausdach montiert werden, ist die Gefahr von Beschattung (durch Laub) nicht so groß wie bei einer Aufstellung der Module an tieferliegenden Standorten.
Handelt es sich um kleinere Module (oder im Selbstbau erstellte Solarzellenflächen) mit einem Nennstrom tief unterhalb von 1 Ampere, reichen als Bypass-Dioden beliebige preiswerte
1Amp. Silizium-Gleichrichterdioden z.B. 1N4001 1N4004 aus.
Ansonsten müssen Silizium-Leistungsdioden für Strombelastungen von 3 Amp. 1N5400 -  5 Amp. BY 550-50 -  6 Amp.  PB600A verwendet werden.

Hat der Hersteller in seine Fertigmodule keine eigenen Bypass-Dioden integriert, können diese an den Modul-Anschlussklemmen nachträglich angebracht werden, wenn mehrere Module zu einer Kette geschaltet werden.



Anordnungsbeispiel der Bypass- und Schottky-Dioden an seriell/ parallel verschalteten Solarmodulen:
Auf die richtige Polarität der Dioden ist zu achten!



Zweifarbige Leuchtdioden (Duo-LEDs):
a) Ausführung mit drei Anschlüssen (Prinzipdarstellung).
b) Ausführung mit zwei Anschlüssen (durch Änderung der Polarität ändert sich hier die Farbe des LED-Lichts).

ACHTUNG: Leuchtdioden müssen polaritätsgerecht angeschlossen werden.

Kathode = Minus = GND  pin ist kurz & Gehäuse ist abgeflacht.




3 Stk Weiße superhelle 5mm LEDs 3.6V / 120mA

R = 12V - 3x 3,6V / 0,120 = 10 Ohm / 0,25W

Leistung am Widerstand P=RxIxI =10x0,12x0,12=0,144W

3 Stk  5mm LEDs rot 1.7V / 20mA
R = 12V - 3x 1,7V / 0,020 = 345 Ohm / 0,25W

Leistung am Widerstand P=RxIxI =345x0,02x0,02=0,138W



Funk-Türgong


Neben diversen handelsüblichen Geräten kann auch ein normaler (preiswerter) Funk-Türgong- Empfänger zum Starten eines Selbstbau-Timers nach Abb.  im Selbstbau erstellt werden.
 Der angewendete Türgong-Empfänger kann wahlweise als Batterie- oder Netzgerät ausgelegt sein.
Von dem Schaltkontakt des angewendeten Relais hängt ab, welche Leistung und Spannung (welche Geräte oder Vorrichtungen) dieser einfache Timer schalten darf.
Ist eine längere Einschaltzeit des Timers erwünscht, kann einfach die Kapazität des eingezeichneten Elkos vergrößert werden.
Ist erwünscht, dass der Timer auch manuell gestoppt werden kann, zeigt die Abbildung darunter die kleine Änderung der ursprünglichen Grundschaltung.


Auf diese Weise kann ein preiswerter Türgong-Empfänger einen Timer aktivieren,der
z.B. eine Beleuchtung oder diverse Alarmgeber für eine voreingestellte Einschaltdauer aktiviert.




Ein zusätzlicher Taster und ein zusätzlicher Widerstand ermöglichen einen Stopp (ein Abschalten und Zurücksetzen) des Timers.

Weiter Bücher von Bo Hanus im FRANZIS Verlag
. Solar-Dachanlagen selbst planen und installieren (neu, 128 Seiten)
. Wie nutze ich Solar- und Windenergie in der Freizeit und im Hobby (neu, 128 S.)
. Hausversorgung mit alternativen Energien (neu, 128 S.)
. Praktische Solaranwendungen mit Leuchtdioden (neu, 128 S.)
. Spaß & Spiel mit der Solartechnik (112 S.)
. Das große Anwenderbuch der Windgeneratoren-Technik (319 S.)
. Das große Anwenderbuch der Solartechnik (2. Auflage, 367 S.)
. Solaranlagen richtig planen, installieren und nutzen (2. Auflage, 300 S.)
. Der leichte Einstieg in die Elektrotechnik (219 S.)
. Drahtlos schalten, steuern und übertragen in Haus und Garten (234 S.)
. Drahtlos überwachen mit Mini-Videokameras (205 S.)
. Experimente mit superhellen Leuchtdioden (neu, 153 S.)
. Schalten, Steuern und Überwachen mit dem Handy (2. Auflage, 97 S.)
. Elektroinstallationen in Haus und Garten – echt leicht! (97 S.)
. Der leichte Einstieg in die Elektronik (5. Auflage, 363 S.)
. So steigen Sie erfolgreich in die Elektronik ein (4. Auflage, 97 S.)
. Spaß & Spiel mit der Elektronik (120 S.)
. Das große Anwenderbuch der Elektronik (2. Auflage, 351 S.)

                                                                          FRANZIS do it yourself im Haus Band 13

10) Wie nutze ich Solar- & Windenergie in der Freizeit und im Hobby?   € 14,95

Praktische Anwendungen für Camping, Caravan und Boot
Bauanleitungen und Anwendungsbeispiele
Tipps und Tricks für Auswahl, Planung und Einbau

x501_b_FRANZIS-s_4419-0  Wie nutze ich Solar- & Windenergie in der Freizeit und im Hobby (129 Seiten)_1a.pdf

ISBN: 978-3-645-4419-0   E-Book
ISBN 978-3-7723-4419-0   Buch
Autor: Hr. Bo Hanus und Fr. Hanelore Hanus-Walther
Seiten: 129
2007

Dieses Buch informiert Sie über die praktischen Nutzungsmöglichkeiten der Solar- und Windenergie in der Freizeit und im Hobby.
Es zeigt, wie Sie die notwendigen Installationsarbeiten selbst vornehmen und so Geld sparen können.

Einfach und detailliert beschriebene Anwendungen
Alle aufgeführten Anwendungsbeispiele werden leicht verständlich erklärt, sodass auch ein technisch unerfahrener „Einsteiger“ verblüfft sein dürfte,
wie einfach die Planung und Installation einer Solar- oder Windanlage ist.
Mit vielen Abbildungen und Zeichnungen zeigt Ihnen der Autor aus der Praxis, wie Sie selbst Hand anlegen und was bei der Planung zu beachten ist.
Sie finden detaillierte Beschreibungen und Unterstützung bei allen auftretenden Fragen.

Wo wird Wind- und Solar am effektivsten genutzt
Den Schwerpunkt dieses Buchs bilden viele konkrete Anleitungen rund um die Nutzung von Photovoltaik und Windenergie als Ersatz für teure
und schwere Batterien oder Ladestromquellen für Akkus aller Art.
Sie finden hier eine Vielzahl praktischer Nutzungsmöglichkeiten der Solar- und Windenergie beim Campen, im Caravan, Wohnmobil oder auf dem Boot.

Aus dem Inhalt
Welche Solarmodule sind die besten?
Kleine Windgeneratoren im Selbstbau
Solarstrom-Möglichkeiten beim Campen sowie in Caravan und Wohnmobil
Kombination von Solarmodulen mit Windgeneratoren



Inhaltsverzeichnis
1 Solar- und Windenergie gibt es immer noch umsonst ... 9
1.1 Der Laderegler                                                       18
1.2 Wie groß muss ein Solarmodul sein?                        21
1.3 Akkus als Solar- oder Windenergie-Speicher             29
1.4 Windgeneratoren                                                    33
1.5 Wechselrichter                                                      40
2 Solarstrom im Freien                                                   73
2.1 Solarstromversorgung kleiner Verbraucher                   44
2.2 Solarbetriebene Ventilatoren                                      47
2.3 Solarbetriebene kleine Kühlboxen                              48
2.4 Solar-Kühlschränke                                                  50
2.5 Solarbetriebene mobile Klimaanlagen                         51
2.6 Solarversorgung der Beleuchtung                               52
2.7 Solarbetriebene Geräte der Unterhaltungselektronik     54
2.8 Solarbetriebene Elektrowerkzeuge und Geräte              55
2.9 Boote mit Solarantrieb                                                 65
3 Solarstromnutzung beim Campen                                   67
3.1 Heizen mit Solarstrom                                               68
3.2 Nutzungsmöglichkeiten der Autobatterie                     70
4 Solarstromnutzung im Caravan und Reisemobil                73
4.1 Kühlen und Lüften mit Solarstrom                                 76
4.2 Heizen mit Solarstrom                                                 77
4.3 Kochen mit Solarstrom                                                78
4.4 Solarbetrieb kleiner Verbraucher                                   79
5 Solar- und Windenergie-Nutzung auf Booten und Yachten  81
6 Wie funktioniert eine Solarzelle?                                     85
6.1 Welche Solarzellen sind die besten?                             89
6.2 Der Solarzellen- und Solarmodul-Wirkungsgrad              92
7 Welches Solarmodul ist das richtige?                              95
7.1 Mechanische Ausführung der Solarmodule                     97
7.2 Richtige Ausrichtung und Nutzung der Solarmodule         99
7.3 Serieller und paralleler Betrieb mehrerer Solarmodule     103
7.4 Beschattungsempfindlichkeit der Solarmodule               111
7.5 Planungsbeispiele für mobile Anwendungen                  115
7.6 Planungsbeispiele für stationäre Anwendungen              120
8 Installationsmaterialien für Solar- und Windenergietechnik  123
Register                                                                          126




Eine Solarzelle funktioniert ähnlich wie eine Batterie, liefert jedoch elektrische Spannung und elektrischen Strom nur abhängig von der Belichtung:
Eine einzige Solarzelle kann einen kleinen Solarmotor antreiben, der sich mit einer Spannung von ca. 0,45 V zufrieden gibt.

Solar-Modul Verschaltung der Solarzellen

0,45 Volt pro Zelle mal 36 Zellen in Serie ist  Leerlaufspannung 16,20 Volt = 12V Solarmodul-Nennspannung
0,47 Volt pro Zelle mal 36 Zellen in Serie ist  16,92 Volt

Abb. 1.6

Der Strom, den eine Solarzelle liefern kann, hängt – bei gleicher Zellentype – von der Größe ihrer Fläche ab.
Die Spannung einer Solarzelle bleibt dabei ohne Rücksicht auf die Größe ihrer Fläche praktisch konstant.
Wird eine Solarzelle z. B. nach Abb. 1.6 in zwei oder mehrere Stücke zerbrochen, hat jedes der Bruchstücke dieselbe Spannung, die die ganze Solarzelle hatte.
Man kann an die Vorder- und die Rückseite eines kleinen Bruchstücks zwei Anschlüsse (Drähtchen) anlöten und diese Mini-Solarzelle wie eine kleine Batterie verwenden.
Eine solche Lösung wird z. B. oft im Modellbau oder beim Experimentieren genutzt.
Der Strom, den eine solche kleine Solarzelle liefert, entspricht dann einfach ihrer Fläche

Die Nennspannung liegt bei monokristallinen Zellen zwischen ca. 0,47 und 0,48 V
und bei polykristallinen zwischen ca. 0,46 und 0,47 V.
Sie ist fast unabhängig von der Zellengröße.
Wenn Sie beispielsweise eine Zelle wie das Eis auf einer gefrorenen Pfütze zertreten, werden alle ihre Bruchstücke weiterhin annähernd dieselbe Spannung liefern, die ursprünglich die ganze Zelle hatte.
Das gilt natürlich auch für Zellen, die wie ein Kuchen in kleinere Stücke zerschnitten werden.
Der Zellen-Nennstrom verteilt sich dabei proportional zur Zellenfläche:
Wird z. B. eine 0,47-V-/3,2-A-Solarzelle in vier gleiche Teile zerschnitten, entstehen vier kleine Einzelzellen von 0,47V / 0,8A.


Ein moderner integrierter Bleiakku-Laderegler-IC  PB137  unterscheidet sich äußerlich nicht von einem integrierten Spannungsregler.

Wechselrichter 12V= auf 230V~

DC-AC Wechselrichter 400VA  EA-SWI 400-12     12V-230V  320Watt  sinus

Abmessung: 70x110x265mm
Automatische Abschaltung nach 1 Min. ohne Last
Überlastungsschutz
Verpolungsschutz
Unterspannungsabschaltung < 10 Vdc
Überspannungsabschaltung > 70°C
Soft Start dauert bis zu 30 sec.

307_a_EA-x_EA-SWI-400-12  DC-AC Sinus-Wechselrichter 320W (Bedienungsanleitung) 24W Stand-Buy_1a.pdf

Formen des Verlaufs der Ausgangsspannung an Wechselrichtern:
Nur eine sinusförmige Spannung ist identisch mit der Netzspannung und kann bedenkenlos alle elektrischen Verbraucher betreiben,
die für eine Netzspannung ausgelegt sind.




Mit Hilfe eines Spannungsreglers 7809 kann die Spannung des Solar-Akkus auf 9,0V reduziert werden:


Solarzellen- und Solarmodul-Wirkungsgrad
monokristallinen Solarzellen Wirkungsgrad  13,5 bis 15,5%
polykristalliner Solarzellen  Wirkungsgrad    11,0 bis 13,5%




Bei paralleler Verbindung mehrerer Solarmodule müssen alle Module für exakt dieselbe Nennspannung ausgelegt werden,
aber der Nennstrom und somit automatisch auch die Nennleistung dürfen unterschiedlich sein.




Eine Schottky-Diode schützt den Akku gegen das Entladen über die Solarzellen:
Bei einfacher Ladespannungsregelung mit Hilfe einer Zenerdiode darf die Schottky-Diode nicht fehlen!

Die Wahl der richtigen Schottky-Diode ist einfach.
In Kurzfassung werden Schottky-Dioden in Katalogen beispielsweise folgendermaßen angeboten:
„MBR 745 – 7,5 A/45 V“ oder „SB 530 – 5 A/ 30 V“. Das genügt für unsere Zwecke.
Es geht vor allem darum, dass die verwendete Schottky-Diode für einen Maximalstrom ausgelegt ist, der mindestens ca. 50 % höher liegt als der Modul-Nennstrom
und dass die Diode auch die Leerlaufspannung des Moduls verkraftet.

Wird ein Akku von einem Solarmodul oder von mehreren miteinender verschalteten Solarmodulen geladen, muss er dagegen geschützt sein,
sich über die Solarmodule zu entladen, sobald deren Spannung (bei geringer Belichtung bzw. nachts) unter die Akkuspannung sinkt.
Wenn der verwendete Laderegler nicht so ausgelegt ist, dass er in der Gegenrichtung keinen Strom vom Akku zu den Solarmodulen durchlässt, muss eine Schottky-Diode nach Abb. 7.14 den „Ein-Richtungs-Verkehr“ steuern.
Eine (gute) Schottky-Diode hat gegenüber normalen Siliziumdioden den Vorteil, dass an ihr ein Spannungsverlust von nur ca. 0,3 V entsteht (an normalen Siliziumdioden liegt der Spannungsverlust bei etwa 0,65 bis1,0 V).
 In der Solarelektrik stellen zwar auch 0,3 V einen kostspieligen Spannungsverlust dar, denn ihm fallen etwa 2/3 der Nennspannung einer Zelle (pro Kette) zum Opfer.
Wenn jedoch anstelle der Schottky-Diode (= spezielle Metall-Halbleiterdiode mit einer Schottky-Sperrschicht) eine normale Siliziumdiode (Gleichrichterdiode) verwendet würde, würde der Spannungsverlust annähernd die Nennspannung von zwei Solarzellen betragen.
Die Schottky-Diode stellt somit das kleinere Übel dar und wird daher für derartige Aufgaben in der Photovoltaik (Solarelektrik) verwendet.
Kontrollieren Sie aber bitte die Schottky-Diode vor dem Einbau, denn es sind auch Produkte im Umlauf, die einen wesentlich höheren Spannungsverlust als die vorgesehenen 0,3 V aufweisen.
Die an ihnen in Wärme umgewandelte Leistung stellt dann verschenktes Geld dar.



Anordnungsbeispiele von Bypass-Dioden im Solarmodul:
a) Jede Solarzelle verfügt über eine eigene Bypass-Diode.
b) Mehrere Solarzellen werden nur mit einer einzigen Bypass-Diode überbrückt.

Schottky-Dioden BY550-50  5A/50V

Schottky-Dioden  MBR745



Kupferdraht            Ohmscher Widerstand      Anwendung für Leitungen:
Querschnitt in mm²:    pro 1 m Länge:
1,0                    0,0178 Ω                 Alarmsensoren, Minigeräte, LEDs
1,5                    0,0117 Ω                 Zuleitungen von max. 0,5 A/7 m Länge
2,5                    0,007 Ω                  Zuleitungen von max. 1,2 A/7 m Länge
4,0                    0,0045 Ω                 Zuleitungen von max. 2,5 A/7 m Länge
6,0                    0,003 Ω                  Zuleitungen von max. 5 A/7 m Länge









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                 FRANZIS do it yourself im Haus Band 12

11) Praktische Solaranwendungen mit Leuchtdioden   € 14,95

Anwendung in Haus und Garten
LED-Beleuchtung im Selbstbau
Hochleistungs-LEDs in der Praxis

x501_b_FRANZIS-s_3837-3  Praktische Solaranwendung mit Leuchtdioden (128 Seiten)_1a.pdf

x602_b_FRANZIS-x_3837-3 Praktische Solaranwendung Leuchtdioden (128 Seiten)_1a.pdf

ISBN: 978-3-645-3837-3   E-Book
ISBN 978-3-7723-4410-7   Buch
Autor: Bo Hanus
Seiten: 128
2007

Leuchtdioden gewinnen als Lichtquellen in Haus und Garten immer mehr an Beliebtheit.
Sie können bei winzigen Abmessungen ein verblüffend starkes Licht erzeugen und benötigen dazu nur sehr niedrige Versorgungsspannungen.

Verblüffende Anwendungsmöglichkeiten
Dieses Buch informiert Sie über viele praktische Nutzungsmöglichkeiten von Solaranwendungen mit Leuchtdioden in Haus und Garten.
Außerdem bieten Ihnen LEDs eine faszinierende Spielfläche für kreative Gestaltungen interessanter Lichtquellen.

Konkrete Anleitungen und Beispiele
Den Schwerpunkt dieses Buchs bilden viele konkrete Bauvorschläge für Solaranwendungen mit Leuchtdioden.
Alle aufgeführten Beispiele werden leicht verständlich erklärt, sodass auch ein technisch unerfahrener „Einsteiger" verblüfft sein dürfte,
wie einfach zum Beispiel der Bau von LED-Solarleuchten für Haus und Garten ist.

Aus dem Inhalt
LED-Solarbeleuchtung in Haus und Garten
Solarbeleuchtung mit LEDs im Selbstbau
Hochleistungs-LEDs in der Praxis
Selbstbauleuchten mit LEDs

Inhaltsverzeichnis
1 Leuchtdioden-Solarbeleuchtung in Haus und Garten                  9
1.1 Leuchtdioden-Solarleuchten für den Außenbereich 11
1.2 Leuchtdioden-Solarleuchten für den Innenbereich 13
1.3 Bausteine einer Solarbeleuchtung mit Leuchtdioden 15
1.4 Solarbeleuchtung mit LEDs im Selbstbau 17
1.5 Verschalten der Leuchtdioden 18
1.6 Wissenswertes zum Thema „Batterien“ und „Akkus“ 22
2 Wichtige Eigenschaften der Leuchtdioden                               25
2.1 Standard-Leuchtdioden 35
2.2 Low-Current-LEDs 36
2.3 Superhelle und ultrahelle LEDs 39
2.4 Hochleistungs (High-Power)-Leuchtdioden 43
2.5 Blinkende Leuchtdioden 46
2.6 Zwei- und mehrfarbige Leuchtdioden 48
2.7 Leuchtdioden für die Überwachung der Batteriespannung 50
2.8 Spezial-LEDs für höhere Betriebsspannungen 52
2.9 Die Leuchtkraft der LEDs 53
3 Solarstrom für die LED-Beleuchtung                                         57
3.1 Funktionsweise der Solarzellen 61
3.2 Solarzellen messen? 66
3.3 Das richtige Solarmodul 71
3.4 Lädt Ihr Solarmodul die Batterie richtig? 74
3.5 Geregelte Ladung kleiner Akkus 78
3.6 Tipps und Tricks zur optimalen Einstellung der Ladespannung 87
4 Bauanleitungen                                                                        91
4.1 Einfache Selbstbauleuchten mit LEDs 93
4.2 Beleuchtung kleinerer Objekte 99
4.3 Dekorative LED-Anwendungen 106
4.4 Blinkende LED-Sektionen 109
4.5 LED-Solar-Hausnummer im Selbstbau 111
4.6 Außenbeleuchtung mit LEDs 118
4.7 Timer für die Außenbeleuchtung 121
4.8 Leitungen für die Beleuchtung 123
Stichwortverzeichnis                                                              127

12V LED Lampe

Verschaltung der Leuchtdioden:
a) LEDs in Reihe (seriell betrieben)
b) LEDs parallel betrieben
c) LEDs seriell/parallel betrieben.

6 LEDs   Dm=5mm   2,0V/20mA  in Reihenschaltung ein 10 Ohm Vorwiderstand in Reihe macht die Sache noch sicherer.

Vorwiderstand = 8,4V - 1,7V - 2,0V - 3,8V / 0,020A = 45 Ohm   (nicht 450 Ohm)

LEDs, die für unterschiedliche Betriebsspannungen (UF) ausgelegt sind, dürfen in Reihe geschaltet werden, wenn sie für den gleichen Strom (IF) ausgelegt sind

– vorausgesetzt, die Ausgewogenheit der einzelnen Lichtstärken ist zufriedenstellend.

Ein kleiner 6-Volt-Akku, der sich aus fünf NiMH-Zellen zusammensetzt, kann für eine wenig beanspruchte Beleuchtung als Speicher der Solarenergie dienen.

Aus vorselektierten LEDs, die alle für denselben Strom IF ausgelegt sind, können bei Bedarf auch längere Ketten gebildet werden, bei denen der Vorwiderstand auf die bereits beschriebene Weise ermittelt wurde (diese Schaltung benutzt die gängigen Elektronik-Schaltzeichen der Widerstände und LED-Dioden).

Die Spannungen einzelner Batterien- oder Zellenglieder, die in Reihe geschaltet sind, addieren sich:

b) Den maximalen Strom einer Zellenkette bestimmt die Solarzelle mit dem niedrigsten Strom.

Eine Zenerdiode lässt zu der geladenen Batterie nur eine Spannung durch, deren Höhe ihrer typenbezogenen Zenerspannung entspricht:

Den Spannungsüberschuss wandelt sie in Wärme um und muss daher diesen „unerwünschten“ Teil der elektrischen Leistung auch verkraften können.

Leicht nachzubauende Schaltung eines einfachen Blinkers mit dem IC NE 555:

a) mit zwei LEDs,

Solar-Leitungen

Leitungslänge: 10 m
berechnet wird der ganze Strom-Kreislauf (hin und zurück), und somit 20 m der Gesamtlänge beider Leiter.

Beispiel 1:
Querschnitt der Leiter: 0,75 mm', der Ohmsche Widerstand der 20m Leitung: 0,464 Ohm
Übertragene Versorgungsspannung: 4V: von der 10W Leuchte bezogener Strom : 2,5 A
Spannungsverlust: 0,464 Ohm x 2,5 A = 1,16 V
Leistunsgverlust: 1,16V X 2,5 A = 2.9W
Alternativ - dasselbe Beispiel, aber mit einer höheren Versorgungsspannung:
Übertragene Versorgungsspannung: 12 V; von der 10W Leuchte bezogener Strom : 0.633 A
Spannungsverlust: 0.464 Ohm x 0.833 A = 0.39 V
Leistunsgverlust: 0,39V x 0,833 A = 0.32 W

Beispiel 2:
Querschnitt der Leiter: 2.5 mm', der Ohmsche Widerstand der 20m Leitung: 0,14 Ohm
Übertragene Versorgungsspannung: 4,0 V; von der 10W Leuchte bezogener Strom : 2,5 A
Spannungsverlust: 0,14 Ohm x 2,5 A = 0,35 V
Leistunsgverlust: 0,35 V X 2,5 A = 0.875 W
Alternativ - dasselbe Beispiel 2, aber mit einer höheren Versorgungsspannung:
Übertragene Versorgungsspannung: 12V; von der 10W Leuchte bezogener Strom : 0,833A
Spannungsverlust 0,14 Ohm x 0,833 A = 0,117 V
Leistunsgverlust: 0,117V X 0,833 A = 0,097 W
Bei Anwendung zu dünner Leiter und zu niedriger Versorgungsspannung können bei längeren Leitungen die Leistungsverluste in der Leitung ziemlich hoch werden.

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12) Photovoltaikanlagen optimieren -30% mehr Gewinn   € 14,95

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In diesem Buch beantworten wir Ihnen diese Fragen und steigern somit den Ertrag Ihrer Solaranlage.
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Fehler finden
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Worauf müssen Sie bei Planung und Installation achten? Wie finden Sie Fehler und Defekte?

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In diesem Buch erfahren Sie, ob Ihre bereits betriebene Photovoltaikanlage optimal arbeitet und Sie den vollen Ertrag erzielen.
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Gut geplant ist halb gewonnen
Wenn Sie bereits im Vorfeld auf die optimale Kombination aus Wechselrichter und Solarmodul achten, bekommen Sie viele der beschriebenen Probleme in den Griff.
Was gibt es zu beachten, wie können Sie einen „Check-up" an Ihrer Anlage selbst durchführen, und wie gelingt es, gute und sinnvolle Lösungen zu finden?

Dieser Praxisratgeber zeigt Ihnen anhand vieler anschaulicher Beispiele, wie Sie Probleme mit Ihrer Solaranlage in den Griff bekommen.

Aus dem Inhalt:
Arbeitet meine Photovoltaikanlagen optimal?
Fehlfunktionen der Solaranlage
Defekte finden und beheben
Verluste in den Solarstromleitungen beseitigen
So erzielen Sie den vollen Ertrag mit Ihrer Photovoltaikanlage



Inhaltsverzeichnis
1 Arbeitet meine Photovoltaikanlage optimal? 9
2 Oft vorkommende Fehlfunktionen der Photovoltaikanlagen 13
3 Oft vorkommende Defekte an netzgekoppelten Photovoltaikanlagen 19
4 Bewertungsvergleiche 31
5 Steigerung des Ertrags einer Photovoltaikanlage 61
5.1 Ist Ihr Wechselrichter richtig an Ihre Solarmodule angepasst? 62
5.2 Verlängerung des Solarmodulstrangs 70
6 Wissenswertes über Solarzellen 75
6.1 Welche Solarzellen sind die besten? 79
6.2 Der Solarzellen-Wirkungsgrad 82
7 Wichtige technische Parameter der Solarmodule 87
7.1 Die Nennleistung eines Solarmoduls 90
7.2 Die Nennspannung eines Solarmoduls 96
7.3 Die Leerlaufspannung eines Solarmoduls 98
7.4 Der Nennstrom eines Solarmoduls 101
7.5 Der Kurzschlussstrom eines Solarmoduls 102
7.6 Bypass-Dioden in Solarmodulen 103
8 Wechselrichter für netzgekoppelte Systeme 107
8.1 Wechselrichter mit einem gemeinsamen Eingang (Zentralwechselrichter) 110
8.2 String-Wechselrichter 111
8.3 Multi-String-Wechselrichter 112
8.4 Modulintegrierte Wechselrichter 113
8.5 Welcher Wechselrichter ist der beste? 115
8.6 Konzeptlösungen bei aufwendigeren Anlagen 116
9 Wechselrichter für netzunabhängige Anlagen 119
10 Verluste in den Solarstromleitungen 123
Stichwortverzeichnis 127



Oft vorkommende Fehlfunktionen der Photovoltaikanlagen

Solarmodul (Solargenerator) 12Vdc > Wechselrichter 12C auf 230V > Einspeise-Stromzähler > Öffentliches Netz 230V

Ursachen von unzulänglichen Funktionen und unerwünschten Energieverlusten:
1) Eine der Solarzellen oder eines der Solarmodule ist defekt oder beschattet oder unterdimensioniert und drosselt dadurch die Leistung des ganzen Solargenerators.
2) Unzulänglich gelüftete Solarmodule heizen sich an sonnigen Tagen zu sehr auf, wodurch die Leistung der Solarzellen spürbar sinkt.

0°C +10%    25°C Nennleistung    50°C -20%

3) Ein Wackelkontakt in der leitenden Verbindung der Zellen- oder Modulkette kann unbemerkte Leistungsausfalle zur Folge haben.
4) In einigen Solarmodulen befinden sich ausgangsseitig Schutzdioden, in denen etwa 0,3 bis 0,9 Voll der Spannungen einzelner Module verloren gehen.
5) Ist der Spannungsbereich des Wechselrichters nicht optimal auf den Spannungsbereich des Solargenerators abgstimmt geht ein Teil des erzeugten Solarstroms dadurch verloren, dass sich der Wechselnchter jeweils viel zu spät ein- und viel zu früh abschaltet und die Stromeinspeisung aktiviert
6) Kommt der Maximale Wirkungsgrad des Wechselrichters in einen Leistungsbereich zur Geltung der außerhalb von dem Leistungsbreich des Solargenerators liegt, hat es Energieverluste zur Folge.
7) Schlecht gekühlte Wechsedichter schalten sich an heißen sonnigen Tagen automatisch ab, sobald sie zu heiß werden.
Die Netzeinspeisung wird somit oft stundenlang unterbrochen.
8) Zu sparsam dimensionierte Leiterquerschnitte haben vor allem bei längeren Leitungen (über 8m) unnötig hohe Leistungsverluste zur Folge.


Oft vorkommende Defekte an netzgekoppelten Photovoltaikanlagen
Die häufigsten Defekte bel Photovoltaik-Anlagen:
1) Urgebrochene Verbindung zwischen einzeilen Solarzellen oder Solarmodulen bzw. defekte Steckverbindangen
2) Defekte stark verschmutzte oder beschattete (auch vorn Schnee beschattete) Solarzellen.
3) Bruch einer Solarzelle (setzt bei Solarmodulen in denen keine Bypass-Dioden integnert sind, die  ganze Modulkette außer Betrieb).
4) Beschädigug / Vernichtung der Solarmodule durch Blitzeinschlag. Sturm oder Hagel.
5) Defekter Wechselrichter (stellt sich tot)
6) Fehlerhaft funktionierender Wechselrichter (schaltet zu spät ein zu früh ab oder speist nur einen zu geringen Teil der Solarleistung ins öffentliche Netz eln)
7) Fehlerhafte Ermittlung der Messwerte bei Wechselrichtern die über interne Messgeräte (mit einem LCD-Display) verfügt.
8)  Unterbrochene Verbindung an stromleitenden Kabeln oder Ihren Steckern.

Prinzip der Zellen-Lötverbindungen

Die Solarzellen im Solarmodul werden meist mithilfe von Lötfahnen - oben und unten - durch Löten verbunden.






Bypass-Dioden sind üblicherweise unter dem Modulrahmen an der Seite angebracht, an der sich auch die Anschlüsse (Steckverbindungen) des Moduls befinden.



Ganze Solarzellen sind in der Regel mit mindestens zwei Lötfahnen versehen:
Je nachdem, wie der Bruch in der Solarzelle verläuft, kann der ganze Stromkreis entweder intakt bleiben oder unterbrochen werden.


Eine Solarzelle mit abgebrochener Ecke drosselt die ganze energetische Ausbeute des Modulstrangs auf einen Wert, der sich proportional aus dem Flächenverlust ergibt.




Eine Spannungsmessung am Wechselrichtereingang erfolgt ohne jegliche Eingriffe in das System, setzt aber Vorsicht und Erfahrung im Umgang mit elektrischem Strom voraus.

Wechselrichter Eingangsspannungsbereich 60Vdc bis 700Vdc

Anordnungsbeispiel eines Voltmeters und eines Amperemeters am Wechselrichtereingang:
Da im Amperemeter ein gewisser Leistungsverlust entsteht, ist es von Vorteil, wenn dieser mit einem Schalter (oder Taster) überbrückt wird, den man nur während der Strommessung ausschaltet.



Eine bekannte Schwachstelle bilden bei den Solarmodulen herkömmlicher Bauart fehlerhafte Verbindungen zwischen den einzelnen Solarzellen im Modul.






a) Monokristalline Solarzellen haben im Vergleich mit polykristallinen Zellen stärker abgerundete Ecken, was in Solarmodulen, die mit diesen Zellen bestückt sind, größere Leerräume verursacht, wodurch der Vorteil des höheren
Wirkungsgrades dieser Zellen teilweise verloren geht;
b) polykristalline Solarzellen haben relativ spitze Ecken und können daher in den Modulen raumsparender als die monokristallinen Zellen angeordnet werden.

Wirkungsgrad von Solar-Zellen
. Module mit monokristallinen Solarzellen:  ca. 10,4..18,3 %
. Module mit polykristallinen Solarzellen:    ca. 10,0..17,2 %
. Module mit amorphen Dünnschichtzellen: ca.   2,3.. 8,0 %




Ausführungsbeispiel eines Solarmoduls, das sich nur aus halben Solarzellen zusammensetzt:
Diese Lösung wird angewendet, wenn das Modul nur einen niedrigeren Solarstrom liefern soll, der
z.B. für den Antrieb eines kleinen Verbrauchers oder für das Laden eines kleinen Akkus benötigt wird.



Verlauf verschiedener Wechselrichter-Ausgangsspannungen grafisch dargestellt.

Nur Sinusspannung ist für elektronik Geräte geeignet.

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                     FRANZIS do it yourself im Haus Band 16

13) Photovoltaik-Solaranlagen für Alt- und Neubauten selbst planen und installieren  € 14,95

Leicht gemacht, Geld und Ärger gespart!

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ISBN: 978-3-645-4288-4    E-Book
ISBN: 978-3-7723-4288-2   Buch
Autor: Ulrich E. Stempel
Seiten: 126
2008

Solaranlagen bringen eine Unabhängigkeit von den Stromkonzernen.
Mit dem eigenen Sonnendach läßt sich auch Geld verdienen.
Lesen Sie was Sie bei Planung und Installation beachten müssen.

Selbst installieren
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Hier finden Sie alle wichtigen Tipps und Tricks zur Planung einer photovoltaischen Solardachanlage.
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Auch wenn Sie alles lieber einem Fachmann überlassen wollen, wird Ihnen das Buch viele Vorentscheidungen abnehmen.

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Das Buch beschreibt Schritt für Schritt die Vorgehensweise bei der Planung und Installation einer photovoltaischen Solardachanlage.
Gerade in bestehenden Häusern und speziell im Altbau ist es für viele schwierig, eine Solaranlage zu installieren.

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Bei einer Photovoltaik-Anlage wird Sonnenenergie in Strom umgewandelt und in das öffentliche Stromnetz eingespeist.
Damit kann zusätzlich Geld verdient werden.
Was gibt es zu beachten, mit welchen Tricks lässt sich Geld sparen, und wie gelingt es, gute und sinnvolle Lösungen zu finden?

Praxisnah erklärt
Anhand vieler Abbildungen und Zeichnungen zeigt Ihnen der Autor praxisnah, wie Sie selbst die Probleme in den Griff bekommen können.
Nach dem Studium dieses Buchs können Sie sehr gut zwischen Werbeprospekt und Wahrheit unterscheiden und tappen nicht in jede Falle.

Aus dem Inhalt
Geld verdienen mit der PV-Anlage
12 Schritte zum Selbermachen
Planung, Technik, Montage
Wirtschaftlichkeit und Finanzierung

Inhaltsverzeichnis
1 Planung der Solaranlage und Grundsätzliches 9
1.1 Sonnenenergie, eine kostenlose Energiequelle 10
1.2 Sinn und Nutzen von Solaranlagen 11
1.3 Solarenergie im Altbau 12
1.4 Voraussetzungen für die Solaranlage 13
1.5 Bedarfsermittlung 14
1.6 Bauliche Voraussetzungen 28
1.7 Wirtschaftlichkeit: mit der Solaranlage Geld verdienen 33
1.8 KfW-Programm 35
1.9 Steuerliche Belange 36
1.10 Versicherungen 37
1.11 Finanzierung 38
1.12 Einspeisevergütung (EEG) 39
2 Solaranlage konkret 41
2.1 Netzparallelsystem 43
2.2 Netzunabhängiges Inselsystem 58
3 Montage der Solaranlage 71
3.1 Grundsätzliche Montageprinzipien 72
3.2 Einachsige Nachführungen 73
3.3 Zweiachsige Nachführungen 77
3.4 Indachmontage oder Aufdachmontage, Vor- und Nachteile 78
4 Das können Sie leicht selbst erledigen 87
4.1 Übersicht über die Arbeiten in 12 Schritten 89
5 Die Solaranlage steht still 105
5.1 Störungen, Ursachen, Behebung 107
5.2 Wartung der Solaranlage, Gewährleistung 110
6 Anhang 111
6.1 Förderung 112
6.2 Einstrahlungsscheibe 114
6.3 Sonnendiagramme 117
6.4 Projektierungsbeispiel 120
6.5 Quellenverzeichnis 125
6.6 Nützliche Adressen 126
Register 127


Eine PV- Anlage mit einer Leistung von 1 kWpeak
und einer Solarmodul-Fläche von ca. 10 m²
bringt im Durchschnitt pro Jahr ca. 10.000 kWh elektrischer Energie
und spart damit über eine halbe Tonne CO2 (Schadstoffe) ein.

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Sonnenbahnindikator   € 183,26

Stellt die Verschattung der Photovoltaik fest

Der Sonnenbahnindikator ist ein einfaches Gerät, um an einem Standort für Solarkollektoren oder -module die mögliche Beschattung zu erkennen.
Durch ein Okular kann der Bereich des Sonnenlaufs vom Morgen bis zum Abend im Lauf der Jahreszeiten auf eine Sonnenbahnfolie projiziert werden. So kann man die Beschattungen durch Gebäude oder Landschaft genau beurteilen. Anhand des integrierten Kompasses wird der Sonnenbahn-Indikator präzise ausgerichtet.

Eine Verschattung durch Bäume und Gebäude könnte die Leistungsminderung einer Solaranlage zur Folge haben.
Eine Sonnenbahnfolie zeigt die relevanten Jahres-Einstrahlungskurven unterteilt in die sonnenaktiven Tageszeiten.
Schaut man durch das mittels Kompass nach Süden ausgerichtete Gerät, so erkennt man ob Objekte für eine bestimmte Zeit die Sonnenbahn unterbrechen.

Profi-Schattenmesser von Wagner & Co. mit der Bezeichnung „Sonnenbahn-Indikator“.
Mit der Libelle und dem Kompass wird das Messgerät waagrecht und nach Süden ausgerichtet.
~300_a_Wagner-x_Sonnenbahn-Indikator (Schattenmesser mit Libelle und Kompass) - Bedienungsanleitung_1a.pdf

10mm Holzplatte mit 12,5cm Radius und Folie mit Sonnenweglinien
300_a_diagramm-x_Sonnenwegschablone - Solarschablone - Verschattung - Sonnenstand_1a.pdf

http://www.photovoltaik-shop.com/sonnenbahnindikator.html
http://www.solarserver.de/store/produkt.produkt-1626.html
http://www.solarserver.de/store/produkt.kategorie-3.produkt-1626.html 




Zu dem Sonnenbahnindikator gibt es zwei Folien mit Diagrammen für den
51. Breitengrad (Norddeutschland) und den
48. Breitengrad (Süddeutschland).



Zweipunktregler



Schaltplan eines Zweipunktreglers, bei dem die einstellbare Unter- und Überspannung jeweils mit einem Relais geschaltet wird.
Damit können
a) bei Unterspannung (Akku entladen) mit dem Relais K1 Verbraucher von dem Akku getrennt werden und
b) bei Überspannung (Akku ist voll geladen) mit Relais K2 ein weiterer Akku vom Solargenerator geladen oder ein weiterer Verbraucher, wie z. B. ein Ventilator versorgt werden.




Kabellängen und Querschnitte Hin- und Rücklauf
12 Volt   0,5Amp. 1,0Amp. 1,5Amp.  2,5Amp. 10Amp.
Kabel-Querschnitt
 0,75 mm²   6 m   3,8 m   1,5 m    1,0 m    – –
 1,5 mm²   12 m   7,5 m   3,0 m    2,0 m   0,5 m
 2,5 mm²   20 m  12,5 m   5,0 m    3,0 m   0,8 m
 4,0 mm²   32 m  20,0 m   8,0 m    5,0 m   1,3 m
 6,0 mm²   48 m  30,0 m  12,0 m    8,0 m   2,0 m
10,0 mm²   80 m  50,0 m  20,0 m   13,0 m   3,3 m

Kabellängen und Querschnitte (Hin- und Rücklauf, Verlust max. 1 % (über den Daumen).

z.B.   12-Volt-Halogenlampe mit 10 Watt Leistung aus.
Die Wattangabe (10 Watt) geteilt durch die Spannung (12 Volt) ergibt einen Strom von 0,83 A.
Entsprechend Tabelle sollte die Zuleitung zu dieser Halogenlampe bei einem Kabelquerschnitt von 1,5 mm²   7,5 m nicht überschreiten.










Bei übereinander angeordneten, geneigten Modulen an der Fassade sind, ähnlich wie beim Flachdach, entsprechende Abstände einzuhalten, um eine gegenseitige Beschattung der Module zu vermeiden.






Obwohl die Zellen defekt aussehen, sind sie in Ordnung.
Es handelt sich um ein 27 Jahre altes Modul, bei dem die Solarzellen allmählich die Absorptionsbeschichtung verlieren.

Der Wirkungsgrad ist alledings nur mehr 50% der ORIGINAL-Zelle

Sonnendiagramm


Das Sonnen-Diagramm ist für eine geografische Breite von 49° ausgelegt (Mitteldeutschland).
Es sind die Sonnenbahnen aufgezeichnet.
Der Höchststand ist am 21. Juni, 12 Uhr mittags,
der Tiefststand am 21. Dezember.
Die Kurve für April entspricht der Kurve für August,
die für März der für September
und die für Februar der für Oktober.





Ein Ausschnitt des Sonnendiagramms zum Kopieren auf eine durchsichtige Overheadfolie.
Die Länge des Diagramms sollte zur Darstellung von 90° bis 270° des Sonnenazimutes ca. 24 cm betragen
(Größe beim Kopieren anpassen, mit dem Kopierer vergrößern).

Länge = R x pi  = 7,6 x 3,14 = 23,86mm

Das halbrunde Holzbrettchen 16..19mm dicke entsprechend der Zeichnung mit einer Stichsäge aussägen.

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DGS
www.dgs.de
Webseite der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie
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www.solarserver.de
Internetportal zur Sonnenenergie Austausch

Eurosolar
D-53113 Bonn
www.eurosolar.org
Europäische Vereinigung für erneuerbare Energien
Informationen
Europäische Vereinigung für erneuerbare Energien Informationen


Fa. Sonnenkraft GmbH
D-93049 Regensburg
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I-37135 Verona
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