Solaranlage Modellbau Benötige Hilfe

[Lacky]

Da ich jetzt grad nicht so richtig wusste wo ich dieses Thema starten soll hab ich es mal fix hier rein gehauen.

So hab mal ne kurze frage.

Hab mir ne Nachführung aufgebaut. Also das sich eine kleines Solarmodul (1Watt) sich mit der Sonne dreht. Mit 2 Schaltern der einmal das ein Motor mit Propellor einmal durch Solaranlage und einmal durch einen Akku betrieben wird.

Jetzt wollt ich Strömstärke messen! (Ich weiß in Reihe)
Aber da kommt da nicht wirklich der erzeugt wert der Solaranlage raus nur der Wert mit dem Motor.

Wie kann ich Messen wieviel die an Strom bringt???

Wäre toll wenn mir da jemand weiter hilft.

Gruß Lacky

 

[Ratte]

Servus Lacky,

schau mal HIER, vielleicht hilft Dir das ein wenig weiter.

 

[Lacky]

hier auf der seite

Versuche mit Solarzellen V01

wird der Kurzschlussstrom gemessen

- ist das nicht schlecht für das Messgerät???

wenn ich das mache dann komme ich auch auf die richtige Stromstärke.

Wie komme ich aber jetzt mit dem Verbraucher auf die richtige Stromstärke???

 

[locutus]

lol.
dem messgerät ists egal, wie viel strom es misst und obs nen kurzschluss ist oder nicht. der strom darf nur nicht über der internen sicherung sein (meist 200mA) bzw. über dem gelabelten wert (meist 10A)
wenn der motor dran hängt, dann hat der seinen widerstand. und wir alle kennen ja die tolle U=R*I gesetzmäßigkeit, r ist bekannt, u ist - durch die solaranlage - auch bekannt, damit bleibt i fraglich, oh wunder, es muss aus der formel folgen, entsprechend wird nur ein gewisser strom fliessen, der unter dem maximal-strom des panels liegen wird.
du könntest jetzt so lange motoren parallel schalten bis du den kurzschluss-strom erreicht hast, das wär aber käse.

noch etwas ist zu beachten: bei kurzschluss sinkt die spannung auf 0V. deshalb gibt man bei solchen quellen auch immer kurzschluss-strom und leerlaufspannung an. die beiden werte in nem koordinaten-system eingetragen ergeben dann ein diagramm, welches die quelle beschreibt. anhand der daten kann man dann auch den optimalen verbrauchswert bestimmen. (sprich der wert, bei welchem die höchste leistung aus dem system gezogen wird)


also unterm strich: wenn du die volle kurzschluss-stromstärke aus dem panel ziehen würdest, dann hättest du keine spannung mehr und in folge dessen auch keine leistung.
du kannst ja eine gleichung aufstellen für I(U) (I in abhängigkeit von U), wobei du von einem linearen verlauf ausgehst und die gerade die achsenabschnitte (0/Kurzschlussstrom) und (Leerlaufspannung/0) hat. diese formel kannst du dann in P=U*I einsetzen. (für I, natürlich) damit würdest dann eine formel haben, welche in irgend einer form quadratisch sein dürfte. aus der schule soltlest schon kurvendiskusion und co. kennen, damit bestimmst das maximum von P(U) und vor allem den wert, den U an dieser stelle hat. diese spannung ist dann die spannung, die aus der solarzelle rauskommen sollte, um optimale leistung zu erzielen. (dabei musst dann natürlich den verbraucher entsprechend dimensionieren) gleichzeitig kann die solarzelle nicht mehr leistung als an diesem spannungswert (und damit verknüpft natürlich ein stromwert) bringen.

 

[Lacky]

klar das ohmsche gezetz kenn ich

I=U/R

ja U hab ich aber wo bekomm ich das R her?
was wäre das den dann für ein Strom?

edit:

hab grad gelesen das man den wiederstand mit dem multimeter messen muss
den strom den ich da dann ausrechne ist das der der durch den verbraucher verloren geht? Also müsste ich den dann zu meinen gemessenen Wert dazu rechnen???

 

[locutus]

ich kenne doch die werte deiner ausrüstung nicht. woher sollte ich da wissen, was da für ein strom fliest? und nen speziellen namen hat der strom an solchens tellen dann auch nicht.

das wichtigere ist wirklich der teil mim formel aufstellen und maximalleistung ausrechnen. mehr strom/spannung solltest nicht abgreifen, um nicht leistungseinbußen zu haben.

 

[Lacky]

hatte grade gelesen das man den Wiederstand auch messen kann
Elektrischer Widerstand R (Ohm)

kann ich dann nicht mit

I=U/R

den Strom ausrechnen der dort fließt?
Und diesen zu den dazurechnen den ich vorher mit dem Verbraucher gemessen hatte dazu addieren?

 

[locutus]

du kannst mit der formel einen strom ausrechnen. allerdings wird das der gleiche strom sein, der auch fliest, wenn du in reihe zum verbraucher misst. (ist ja klar, der wiederstand ist über strom und spannung definiert und andersrum)

 

[Lacky]

so hab das jetzt mal mit dem max ausprobiert:

I(U)=U/R

P(U)=U*I

P(U)=U*U/R=U²/R
P'(U)=2*U/R=0
2*U=0

da komm ich ja für U=0???

 

[locutus]

du hasts auch falsch gemacht.
ich hatte oben bereits beschrieben, dass du die formel für die gerade der quelle aufstellen musst. du hast einen kurzschlussstrom und eine leerlaufspannung.

ergo eine gleichung: kurzschlussstrom=m*0+n
zweite Gleichung: 0=m*Leerlaufspannung+n

aus den beiden gleichungen kannst eine gleichung für i(u) aufstellen. und die in P(U) eingesetzt ergibt die formel, die du ableiten musst.

 

[Lacky]

da fehlt mir ein klein wenig das verständnis in der elektrotechnik

kurzschlussstrom=m*0+n

- wenn ich m * 0 mache dann könnte man es doch auch weg lassen oder ist das anders



0=m*Leerlaufspannung+n

- wenn meine 1. frage nicht zu trifft soll ich dann diese 2. gleichung nach m umstellen und in die andere einsetzen???

edit: aso war grad blind also anstieg ist 0 bei der ersten

 

[locutus]

aus der ersten gleichung erhällst du, dass n=kurzschluss-strom ist. das in der zwoten eingesetzt und noch m rausgezogen, dann hast ein m, ein n und dadurch kannst die gleichung I(U)=mU+n setzen. das dann in P(U) eingesetzt, abgeleitet der ganze spass. du hattest doch mathe ind er schule. da solltest eig. wissen, wie man ne geraden-gleichung aufstellt.

 

[Lacky]

Kurzschlussstrom=n
0=m*Leerlaufspannung+n

eingesetzt

0=m*Leerlaufspannung+Kurzschlussstrom

was meinst du jetzt mit m rausziehen

bin in mathe recht gut aber das elektronische fehlt mir irgenwie

 

[locutus]

okay, bist in mathe gut.

du hast ein koordinaten-kreuz, x-achse, y-achse.
x-achse ist U, y-achse ist I. soweit klar? gut.
weiter. du hast 2 punkte in diesem system. einmal (0/Kurzschluss-strom) und einmal (Leerlaufspannung/0)

deine aufgabe: finde eine gerade, welche durch diese beiden punkte geht. die gerade wird in irgendeiner form die gleichung y=mx+n haben. kommt dir bekannt vor? Gut. y steht für I(U) und x steht für U.

wenn du die gleichung hast, dann hast das, was ich dir jetzt schon drei mal versucht hab zu erklären. und die dann in P(U) einsetzen, extremwert bestimmen und fertig. und wenn dus jetzt noch nicht hinbekommst, gib mir die werte und ich mach das in ner halben min.
(und ich bin eig. nicht so gut in mathe.)

 

[Lacky]

habs jetzt verstanden

da wäre das jetzt

I(u)=m*U+n

P(U)=U*I=U*(m*U+n)=m*U²+Un
P'(U)=2m*U+n=0

U=-n/2m

wäre das so richtig weil das ja negativ wäre?

 

[locutus]

also das m nimmt auf jeden fall einen negativen wert an, da es ja eine negative steigung ist.
der wert für u scheint auch zu stimmen. und in das I(U) eingesetzt bekommst auch ein passendes I, je nachdem, welchen wert du eher beeinflussen kannst.

 

[Lacky]

also ist das richtig? aber da würde ja für U ein negativer wert raus kommen.

wenn ich das jetzt in I(U) einesetze

I(U)=m*U+n
I(U)=m*(-n)/2*m+n = -1/2*n+n =1/2n

richtig???

 

[locutus]

für u würde kein negativer wert rauskommen, da: m negativ! deshalb ist das ganze auch wieder positiv und das - sogar zwingend nötig.

und anhand deiner berechnungen kannst du sehen, dass dann die maximale leistung bei 1/2 kurzschluss-strom erreicht wird. ich dene, das kann aber von quelle zu quelle variieren. (hab da auch schon quellen rechnen müssen, da lief das anders)
also du könntest mal gucken, die stromstärke, die du am verbraucher misst, wenn die in etwa die hälfte der kurzschluss-spannung ist, dann dürftest maximale leistung vom modul erhalten.

 

[Lacky]

also ich hab als kurzschlussspannung 4V gemessen und als Strmstärke am Verbraucher 110mA. Das würde aber nicht passen?

Dort wo ich das Solarmodul bestellt hatte ham die angegeben das es eine Stromstärke von 350mA hat.


ach ja wenn ich U ausrechnen will was würde ich dann für den Anstieg m einsetzten?

 

[locutus]

also kurzschluss-spannung ist immer 0. wenn du beim messen einfach nur das vielfachmessgerät an das panel gehängt hast und gemessen hast, ohne dass irgend etwas anderes dran hing, dann hast die leerlauf-spannung gemessen. kurzschluss-spannung misst, indem du das vielfachmessgerät auf mA od. A stellst (nimm lieber 10A und den entsprechenden eingang, sonst geht die sicherung im messgerät vlt. fliegen) und einen pin an den plus-pol, den anderen an minus hängst. da würdest dann wahrscheinlich 350mA messen.

wenn dein verbraucher aber 110mA zieht, dann ist das doch ganz gut. da könntest theorethisch noch bis zu 65mA mehr an strom ziehen, dann würdest das maximum an leistung, welche das panel liefern kann, bekommen.

aber ich denk mal, wenn das panel mit 110mA und 4V (ich schätze mal, die 4V hast mit verbraucher dran gehängt) läuft, dann ist das doch in ordnung. so lange der verbraucher nicht mehr verlangt als er bekommen kann gehts immer.

so, jetzt zurück zum thema. rein theorethisch könntest du das panel natürlich auch so stark belasten, dass 350mA fliessen. dabei würdest aber keine leistung mehr bekommen. und ob es das dann wirklich bringt ist fraglich.
also belaste das modul bis 175mA, dann bekommst die optimale leistung raus.

 

[Lacky]

ich hab einmal U und einmal I am Panel gemessen da kam raus 4V und 350mA

ich hab dann im Stromkreis noch 2 messstellen also je 2 buchsen rein gemacht. da hab ich einmal 3,5 V und 110mA

also wie ich das jetzt verstehe wenn ich jetzt mehr Verbraucher dran hängen würde würden die 110mA größer werden und die 3,5V kleiner? und die optimale leistung wäre bei 175mA? aber da müsste ich mehr verbraucher dran hängen?

 

[linda]

Würde ich jetzt eher im Schulforum ansiedeln.

Offtopic ---> Schulforum


Linda

 

[locutus]

so wie du das siehst ist das richtig.
die maximale leistung würdest du bei 175mA erziehlen, aber natürlich kannst auch weniger stark belasten, das macht keinen wirklichen unterschied. nur nicht zu stark belasten, da du sonst leistung verschenkst. (und der verbraucher wahrscheinlich nicht mehr richtig arbeiten wird. )


nebenbei, das thema hat glaub ich wenig mit schule zu tun.
wir brächten vielleicht doch nen extra elektronik-bereich.

 

[Lacky]

jo elektronik berich wäre schon nicht schlecht


die 175mA das ist ja das max was wir ausgerechnet haben

aber wenn ich meine werte einsetze komme ich nciht auf die 175mA

J(U)=1/2*n=1/2*4=2

das wäre dann aber viel zu groß


edit:
ahhh hab immer n auf der y-achse genommen weil das n ja eigentlich den schnittpunkt mit der y achse beschreibt aber das n ist ja auf der x-achse weil ja wie oben festgestellt n=kurzschlusstrom

also I(U)=1/2*n=1/2*350=175

wie komm ich jetzt aber auf U mit der formel???

das m wäre doch dann das dreick was man ins koordinatensystem einzeichnet

das wäre dann ja die m= - Leerlaufspannung/Kurzschlusstrom = 4/350

 

[locutus]

also der kurzshcluss-strom ist ja der y-achsen-abschnitt. entsprechend ist n der kurzschluss-strom. und oben hattest ja irgendwo die formeln umgeformt und festgestellt, das Imax 1/2 kurzschlusstrom ist. zumindest hatte ich das so in erinnerung. und dann würd das hinkommen. und der strom liegt auf der y-achse. ich hab ja I(U) i ist stromstärke, u spannung. ist nichts anderes als f(x), nur halt andere buchstaben.