Solarzelle für Anfänger

Mar 11, 2008 38 Replies

Hallo,



ich suche viele Infos über Solarzellen, um damit etwas experimentieren zu können.



Gibt es eine Seite, auf der man gesammelte Informationen bekommt?


Mich interessiert unter anderem:


- welche verschiedenen gängige Solarzellentypen gibt es?


- gibt es flexible, robuste und dünne Solarzellen, die man wie eine Folie aufkleben kann?


- welche Leistung kann man einer preiswerten Solarzelle an einem trüben Tag in Deutschland pro Quadratmeter entnehmen?


- wie verhält sich eine Solarzelle elektrisch?


Besonders letzter Punkt interessiert mich. Darf man eine Solarzelle kurzschließen, ohne dass sie beschädigt wird? Verhält sich eine Solarzelle wie eine Diode oder wie eine Widerstand? Was passiert, wenn man eine Solarzelle, die 5V im Leerlauf erzeugt an eine 12V-Spannungsquelle anschließt?


Mark

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"Andreas \"cavala\" Fischer" :

Mhh, wikipedia-light ist wirklich bald mal angebracht (die Menge der Daten dort erschlagen den OP sicherlich).

Praktisch ein paar Faustwerte: Ein Element - eine Solarzelle - liefert 0,5V bei gutem Licht und optimaler Belastung, im Leerlauf 0,6V, darf auf 0 Volt kurzgeschlossen werden und liefert dann z.B. 5mA. Ein Wintertag mit indirektem Licht kommt vielleicht auf 500Lux ein Sommertag in strahlender Sonne hierzulande 70000Lux. Arbeitsplatz ca.

100-1000Lux. Wieviel Deine Solarzelle daraus macht, hängt von Ihrer Fläche ab, das steht in Ihrem Datenblatt. Normalerweise haben Solarzellen Glasträger, es gibt aber auch semi- flexible:
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Eine Solarzelle verhält sich fast wie eine Diode in Sperrichtung, d.h. wenn Du eine höhere Spannung anlegst, als sie selbst liefert, fliesst fast kein Strom (nur der "dark current" ein paar uA), sofern Du unter Ihrer Durchbruchspannung bleibst (Beispiel: oben beschriebene Einzelzelle liefert 0,5V, hält selbst 10V aus). Mehrere Einzelzellen sind normalerweise zu sogenannten "Solarpanels" zusammengeschaltet um Spannung und/oder Strom zu erhöhen.

M.

Matthias Weingart schrieb:

Es ist zumindest nicht ganz so leicht, die gerade gesuchten Werte herauszulesen :)

Sauber. Danke.

Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe, dann kann ich 24-30 Einzelzellen in Reihe, ohne Zusatzschaltung an einen Autoakku anschließen, ohne dass etwas kaputt geht.

14V bei 100mA werden dann aber schon ziemlich groß. Also zumindest größer, als ich das erwartet hatte.
Mark

Matthias Weingart schrieb:

Das stimmt nicht, die 'Diode' ist genau andersrum gepolt.

Gruß Dieter

Mark Ise schrieb:

Nein, du brauchst mindestens eine Diode, um Entladung des Akkus bei Dunkelheit zu verhindern. Ein Regler gegen zu hohe Ladespannung, und damit Gasen des Akkus, ist auch sinnvoll.

Gruß Dieter

Am Tue, 11 Mar 2008 22:37:50 +0100 schrieb Dieter Wiedmann:

Ich hatte jahrelang im Garten ein Panel von etwa 30 x 90 cm direkt mit einem alten Bleiakku aus dem Auto verbunden - kein Problem.

Bei Sonne wurde der Akku geladen, ansonsten passierte nicht allzu viel. Gelegentlich lief dann damit eine Wasserpumpe.

Lutz

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"Glimmt" das Panel bei dieser Entladung eigentlich in irgend einem Spektralbereich? :-)

Gruß Henning

Henning Paul schrieb:

Nein, es sei denn man nimmt die thermische IR-Strahlung her.

Gruß Dieter

Dieter Wiedmann :

Stimmt, du hast Recht. Womit hab ich das jetzt nur wieder verwechselt? Zu lange her, dass ich mal mit Solarzellen gebastelt hab. Also ist das dann so: solange man unter der Dioden"flusspannung" von 0.6V bleibt, fliesst kaum Strom zurück. Beispiel 30 Elemente an 12V - damit dann

0.4V pro Zelle und so gut wie kein Stromfluss vom Akku zurück in die Zellen. Wenn Du nur 20 Zellen nimmst und der Akku auf 14V ansteigen sollte (0,7V/Zelle), dann wird es schon kritisch.

M.

Nein, aber LEDs eignen sich auch als Solarzellen und zwar genau in dem Spektralbereich, in dem sie auch leuchten. Der Wirkungsgrad ist allerdings ziemlich schlecht. :-( Gruss Harald

Hallo Matthias,

Matthias Weingart schrieb:

D.h. es wäre dann günstig, zu den einzelnen Zellen hochohmige Widerstände parallel zu schalten um eine gleichmäßige Spannungsverteilung zu erzielen?

vg, Wolfgang, sich fragend, warum das keiner so macht....

From-address is Spam trap Use: wolfgang (dot) mahringer (at) sbg (dot) at

Deshalb habe ich gefragt. Hätte ja sein können, daß Solarzellen im nahen Infrarot leuchten.

Gruß Henning

Matthias Weingart schrieb:

Hallo,

sind das nicht auch hierzulande im Sommer bei klarem Himmel und optimaler Ausrichtung bis zu 100 kLux?

Bye

Matthias Weingart schrieb:

Hallo

Da bin ich nicht damit einverstanden. Eine polykristalline Zelle ( Standard Einzellzelle )100x100mm hat 0.55 V im Leerlauf, ca. 0.46 V beim optimalen Arbeitspunkt ( Bestrahlung 1KW/m2 AM1.5 ) der Strom am opt. Arbeitspunkt ca. 2 A oder mehr. Der Kurzschlusstrom ist ca. 2.5A oder höher ( keinesfalls 5mA ! ) Die Einzellzellen oder mehrere in Parallelschaltung sind jeweils mit einer Bypassdiode zu versehen. Damit wird bei Teilabschattung eine Überhitzung der Zellen verhindert. Parallelschaltung von Widerständen bringt nichts bzw. nur Verluste. Ein Kurzschliessen am Tage ist zu unbedingt verhindern. Üblicherweise werden ca. 36-40 Zellen ( zb. 100x100 mm ) in Serie geschaltet. Damit bekommt man ca. 17 V ( @1.5AM 1KW/m2) zur Ladung eines

12V Akkus. Eine Laderegler ist immer vorzusehen, etwas anderes wäre Murks. Andere Zellenarten haben andere Daten. Hochleistungszellen haben höhere Wirkungsgrade, verhalten sich aber ähnlich. Flexible Zellen haben tieferen Wirkungsgrad.

Fred

Dieter Wiedmann schrieb:

Matthias Weingart schrieb:

Hallo

Da bin ich nicht damit einverstanden. Eine polykristalline Zelle ( Standard Einzellzelle )100x100mm hat 0.55 V im Leerlauf, ca. 0.46 V beim optimalen Arbeitspunkt ( Bestrahlung 1KW/m2 AM1.5 ) der Strom am opt. Arbeitspunkt ca. 2 A oder mehr. Der Kurzschlusstrom ist ca. 2.5A oder höher ( keinesfalls 5mA ! ) Die Einzellzellen oder mehrere in Parallelschaltung sind jeweils mit einer Bypassdiode zu versehen. Damit wird bei Teilabschattung eine Überhitzung der Zellen verhindert. Parallelschaltung von Widerständen bringt nichts bzw. nur Verluste. Ein Kurzschliessen am Tage ist zu unbedingt verhindern. Üblicherweise werden ca. 36-40 Zellen ( zb. 100x100 mm ) in Serie geschaltet. Damit bekommt man ca. 17 V ( @1.5AM 1KW/m2) zur Ladung eines

12V Akkus. Eine Laderegler ist immer vorzusehen, etwas anderes wäre Murks. Andere Zellenarten haben andere Daten. Hochleistungszellen haben höhere Wirkungsgrade, verhalten sich aber ähnlich. Flexible Zellen haben tieferen Wirkungsgrad.

Georg F.L.

Auch Pauschalisierungen sind Murks. Mein 7W-Modul hing über 3 Jahre ohne Laderegler sommers wie winters am Akku, welcher so erfolgreich für gelegentliche Notbeleuchtung und elektrisches Kleinwerkzeug vorgehalten wurde. Ein Laderegler hätte in diesem Fall nicht viel zu tun gehabt, wäre aber durch den Eigenverbrauch nachteilig gewesen.

B

Bernd Stolle schrieb:

Hallo,

das geht doch auch nur wenn das Modul in Bezug auf den Akku so klein ist das es dem Akku nicht durch Überladen mit viel Strom schaden kann. Eine Diode gegen die Entladung des Akkus über die unbeleuchtete Solarzelle hast Du wohl schon drin gehabt?

Bye

Richtig.

Bzw. Überladen garnicht möglich ist, der Ladewirkungsgrad regelt's. Habe selten Spannungen über 13,6V gesehen. Momentan hängt das Modul an einem KFZ, das gerade hergerichtet wird. Durch öfter benutzte Innenbeleuchtung und Testläufe der Elektrik/Elektronik hängt die Spannung meist zwischen 12,0 und 12,5, also eher tendenziell in Richtung "Entladen". Ein Laderegler wäre hier völlig sinnfrei.

Die ist drin, wobei ich inzwischen dazu tendiere daß selbige bei dieser Konstellation unnötig ist. Könnt' ich eigentlich mal messen, heute Nacht wäre gut :-)

B

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