Solarpanehle als Schutzwiederstand oder Heizung.

 
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Solarpanehle als Schutzwiederstand oder Heizung.

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Gepostet: 22.04.2021 - 09:32 Uhr  ·  #1
Hallo

Wie in einem anderen Bericht heraus kam, sind sind Solarzellen auch Dioden, und können auch "so" genutzt werden.
Sie liefer eine Spannung bei Bestrahlung bis knapp 0,6 V und werden dann leitent in Gegenrichtung, verbrauchen daher ein mehr an Spannung wieder selber.
Legt man von aussen daher eine höhere Spannung an fliest Strom ,( Rückstrom ).
Das kann dann als Heizung genutzt werden.

Auch hatte Ich mal vorgeschlagen, eine Diodenkette parallel zu Generator zu schalten um ab einer bestimmten Spannung erst den Generator zu belasten, für leichtes hochdrehen, und die Leistung so zu nutzen.
Das Problem war die Kühlung der normalerweise sehr kleinen Dioden.
Das ist mit Solarzellen aber nicht der Fall, zumal sie noch eine dicke Glasscheibe besitzen die auch Wärme speichert.
So kann ein Panehl von einem mit höherer Zellenanzahl gespeist als Heizung dienen und vor einem Fenster genutzt werden, oder überschüssige Leistung von einem Windrad, nach Gleichrichtung verbrauchen.
Bei Akkuladung ist ja irgentwann schluß mit Laden, da der Strom reduziert wirt vom Regler und das Windrad weniger belastet wird.
Parallel zum Regler geht dann der Rest in die Heizung wenn die Spannung ansteigt.
Das sind Möglichkeiten für neue Anwendungen.

Gruß Aloys.
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Re: Solarpanehle als Schutzwiederstand oder Heizung.

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Gepostet: 22.04.2021 - 09:43 Uhr  ·  #2
Hallo Aloys,

es gibt oder eher gab tatsächlich Anwendungen mit negativen PV Strom durch eine etwas höhere angelegte Spannung von außen. Es ging darum die PV von Schnee zu befreien, den Schnee also zu schmelzen. Die Hoffnung war den den Schnee nur anschmelzen zu müssen so dass der Rest herunter rutscht. Das Konzept hat sich nicht durchgesetzt. Das ist natürlich nicht die einzige denkbare Anwendung.

Ein ggf. sogar altes Solarmodul könnte bei uns tatsächlich parallel zu einem kleinen Windrad als Dumpload und Spannungsbegrenzen dienen. Man könnte einzelne Zellen sogar kurz schließen um auf die passende Spannung zu kommen.

Grüße
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Re: Solarpanehle als Schutzwiederstand oder Heizung.

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Gepostet: 22.04.2021 - 11:11 Uhr  ·  #3
Das müssten dann wohl Paneele sein ohne Rückflußschutz durch die Sperrdioden? Die sind bei manchen Paneelen ziemlich unzugänglich verbaut wenn man die dafür überbrücken wollte...
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Re: Solarpanehle als Schutzwiederstand oder Heizung.

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Gepostet: 22.04.2021 - 11:21 Uhr  ·  #4
Zitat
Das müssten dann wohl Paneele sein ohne Rückflußschutz durch die Sperrdioden?

Ja, klar, mir sind keine Paneele mit integrierten Sperrdioden bekannt. Hast du so etwas schon mal gesehen? Hast du einen Link dazu?

Was ich kenne sind Bypass Dioden, auch intern verbaut. Diese verhindern solche speziellen Anwendungsfälle nicht.
Was ich auch kenne sind Sperrdioden, die extern, zusätzlich, verbaut werden müssen, z.B. zum parallel Schalten von Strings.

Grüße
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Re: Solarpanehle als Schutzwiederstand oder Heizung.

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Gepostet: 22.04.2021 - 23:28 Uhr  ·  #5
Bypass Dioden meinte ich, sollen die nicht verhindern dass Strom zurück in die Zelle geht, z.B. von einem Akku der direkt vom Paneel ohne Laderegler geladen wird? So hatte ich das bisher angenommen.
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Re: Solarpanehle als Schutzwiederstand oder Heizung.

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Gepostet: 23.04.2021 - 00:30 Uhr  ·  #6
Hallo Carl,

Es werden Dioden bei PV verwendet. Technisch sind das fast die selben Dioden. Dioden haben eine Flussrichtung und eine Sperrrichtung, ähnlich wie ein Rückschlagventil bei Wasser.

Je nachdem wie herum man die Dioden verbaut, spricht man hier von
+ Bypass Dioden (Flussrichtung)
+ Sperrdioden (Sperrrichtung)

Bypass Dioden werden in der Reihenschaltung von Modulen benutzt um verschattete oder ausgefallene Module zu überbrücken damit die anderen Module noch Strom liefern können. Auch werden Bypass Dioden intern im Modul verbaut um ausgefallene Zellen zu überbrücken. Hierbei wird in der Regel eine Diode für mehrere Zellen verbaut. Pro Modul dann 2 und mehr Dioden. Bypass Dioden bieten dem Strom einen einfacheren Weg an den Zellen vorbei.

Sperrdioden werden in der Parallelschaltung von Modulen benutzt damit verschattete oder ausgefallene Module nicht den Strom von anderen Modulen ziehen. Sperrdioden sperren den Eingang zu den ausgefallenen Modulen.

Beides hat auch Sicherheitsaspekte um bei Alterung, Blitzeinschlag, Bauteilversagen, Zellenschlüssen ... den Strom nicht fehl zu leiten. Beides erhöht auch in speziellen Konstellation die Gesamtleistung der Anlage.

Super speziell ist der Effekt von Solarzellen, weswegen Aloys diesen Thread gestartet hat. Solarmodule kann man auch bewusst rückwärts betreiben. Bei negativen Strom konsumiert eine Solarzelle Strom und setzt das in Wärme um. So betrieben wirkt eine Solarzelle wiederum wie eine Diode :D . Hierzu muss man eine externe Spannung anlegen, die der aufsummierten Diodenspannung entspricht. In der Regel mehr als die Leerlaufspannung wenn ich Aloys richtig verstanden habe.

Rückwärts betrieben würden interne Bypass in Sperrrichtung stehen. Es käme also nicht zum Bypass und der Strom muss durch die Solarzellen fließen.

Zitat
Ein ggf. sogar altes Solarmodul könnte bei uns tatsächlich parallel zu einem kleinen Windrad als Dumpload und Spannungsbegrenzung dienen. Man könnte einzelne Zellen sogar kurz schließen um auf die passende Spannung zu kommen.


Sorry das ist alles nicht soo einfach zu verstehen, ich weiß O-) Wie auch immer, Aloys hat recht, PV Module rückwärts zu betreiben und damit Strom zu 'verheizen' anstatt zu produzieren, kann gerade für uns "Bastler" interessant werden.

Letzteres ist den Wenigsten bekannt. Wir kamen darauf, weil schlecht parallel verschaltete Module in der normalen Anwendung, also um Strom produzieren ohne Sperrdioden auch Strom konsumieren können. Das mindert nicht nur die Gesamtleistung einer Anlage sondern ist auch sicherheitsrelevant. Es gibt Stecker für wenige Euros mit Sperrdioden drin um diese Probleme einfach zu verhindern. Man braucht also nur das Wissen und kann beim parallel Schalten von Module und Strings darauf achten.

Grüße
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Re: Solarpanehle als Schutzwiederstand oder Heizung.

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Gepostet: 23.04.2021 - 04:41 Uhr  ·  #7
Zitat geschrieben von Erdorf

Letzteres ist den Wenigsten bekannt. Wir kamen darauf, weil schlecht parallel verschaltete Module in der normalen Anwendung, also um Strom produzieren ohne Sperrdioden auch Strom konsumieren können. Das mindert nicht nur die Gesamtleistung einer Anlage sondern ist auch sicherheitsrelevant. Es gibt Stecker für wenige Euros mit Sperrdioden drin um diese Probleme einfach zu verhindern. Man braucht also nur das Wissen und kann beim parallel Schalten von Module und Strings darauf achten.


Wäre das auch mit Laderegler zwischen Paneelen und Einspeisung relevant ? Die Frage deshalb weil ich bisher angenommen habe dass der Laderegler Rückfluss i.d.R. verhindert.

Gruß, Carl
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Re: Solarpanehle als Schutzwiederstand oder Heizung.

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Gepostet: 23.04.2021 - 10:57 Uhr  ·  #8
Hallo Carl,

Ich habe bei deinem Beitrag den Haken bei "BBCode in diesem Beitrag interpretieren" gemacht. Das ist wichtig für Zitate, Fettschrift ... Ich weiß nicht warum das bei deinem Beitrag nicht aktiviert war.

Es kann sein, das der BBCode in deinen Einstellungen deaktiviert ist. Wenn du möchtest kannst du den Aktivieren. Ich kann das leider nicht für dich machen.

Oben rechts neben der Such Lupe kommst du in dein Kontrollzentrum. Dort gibt es Einstellungen.
Da findest du den Eintrag "BBCode in Deinen Postings benutzen". Das kannst und solltest du aktivieren.

Danke und Grüße
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Re: Solarpanehle als Schutzwiederstand oder Heizung.

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Gepostet: 23.04.2021 - 11:08 Uhr  ·  #9
Zitat geschrieben von Carl

Wäre das auch mit Laderegler zwischen Paneelen und Einspeisung relevant ? Die Frage deshalb weil ich bisher angenommen habe dass der Laderegler Rückfluss i.d.R. verhindert.


Ja, Laderegler verhindern den Rückfluss. Auch mehrere Laderegler parallel nutzen die Module so optimal wie möglich, auch bei unterschiedlicher Leistung, z.B. durch Verschattung.

Das Wissen um die Spannungen und Dioden kann helfen Solarmodule ohne Laderegler an den Akku anzuschließen.
Oder vor dem Laderegler parallel oder in Reihe zu schalten. Module mit unterschiedlichen Spannungen anzuschließen ...
Ich habe das so mal in Spanien verwendet. Diese Dioden kosten praktisch nichts.

Hier dann weniger als einen Euro dual schottkydiode

Grüße
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Re: Solarpanehle als Schutzwiederstand oder Heizung.

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Gepostet: 23.04.2021 - 12:22 Uhr  ·  #10
Mit relativ gleichbleibender Sonneneinstrahlung südlicher Länder ist es ziemlich einfach ohne Laderegler oder sonst was direkt in den Akku zu laden.

Ich hatte das früher so gemacht weil ich damals die Funktionen des mitgelieferte Ladereglers wo man an den Potis rumschrauben mußte nicht so recht verstand.

Man kennt im sonnigen Süden immer in etwa die Wh die die Paneele am Tag in den Akku füttern können und passt dieselben und die Speicherkapazität so an dass der Verbrauch den täglich in etwa einmal fast voll geladenen Akku (manchmal auch ganz Voll) nie ganz leer lutscht. Halbleer jeden Tag ist eine gute Nummer.
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Re: Solarpanehle als Schutzwiederstand oder Heizung.

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Gepostet: 23.04.2021 - 12:40 Uhr  ·  #11
Hallo Carl,

Dioden und ihre Wirkungsweise haben wenig bis nichts mit dem Breitengrad zu tun.
Wenn man Sperrdioden als 'Laderegler' verwendet, braucht man Akkus die Überladung vertragen, z.B. Blei-Säure Akkus, sonst kann es Konstellationen geben, welche den Akku schädigen.

Auch habe ich unterschiedliche Module mit Sperrdioden an einen Regler angeschlossen, der Grund war auch hier nicht der Süden, sondern die Kosten und der Zeitaufwand einen zusätzlichen Regler zu besorgen, sowie der Aufwand für zusätzliche Kabel vor allem die Installation.

Ich hatte eine Strominsel im Süden in den Bergen, ca. 450 Höhenmeter, aufgebaut. Das Haus lag im Tal direkt am Bach. Das Dach bekam selbst im Sommer nur wenige Stunden Sonne ab. Die PV wurde 40 Meter vom Haus entfernt installiert. Selbst da, aufgrund von drei Bergen in der Nähe, war die Sonnenzeit deutlich reduziert. Merke: Süden != Süden. Wir haben bei den damaligen PV Preisen eine Erweiterung mit PV als nicht mehr sinnvoll angesehen und ein Windrad zusätzlich installiert.
Ich habe dort in der Gegend auch 'Installationen' gesehen wo ein PV Modul einfach direkt an den Akku angeklemmt wurde und das funktioniere auch. Dioden bieten zusätzliche Möglichkeiten, die je nach Situation sinnvoll genutzt werden können.

Back to Topic:
Rückwärts betrieben wirken PV Module wie eine Reihenschaltung von Dioden. Diejenigen, die diesen Satz verstehen, können sich das in speziellen Situationen zu nutze machen.

Grüße
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Re: Solarpanehle als Schutzwiederstand oder Heizung.

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Gepostet: 23.04.2021 - 17:08 Uhr  ·  #12
Hallo

Ein paar Daten für Euch von 15,30 Uhr.
Altes Siemens Modul 40 W und 36 Zellen.
Lehrlaufspannung 19,9 V ziemlich egal ob Teilverschattet oder nicht.
Verschattet 0,34 A Kurzschlußstrom und ohne Schatten 1,9 A Kurzschlußstrom.
Dann mal Spannung von Aussen.
Der Strom beginnt schon bei 19,2 V hört hört, also verbraucht er ab dieser Spannung schon selber seinen Strom.
19,3 V = 0,3 A
20 V = 0,5 A
21 V = 1 A
22 V = 1,8 A
23 V = 3,02 A mehr kommt vom Netzteil nicht.
Dann noch :
19,9 V sind 0,55 V pro Zelle.
19,2 V sind 0,533 V pro zelle.
18 V beginn eines steigenden Ladestroms = 0,5 V pro Zelle.
Weiter runter der normale Abgabestrom, also max 0,5 V pro Zelle und ab 0,533 V schon als Diodenheizung zu nutzen.
Das ist der Spielraum den man hat.
Neuere Zellen können und werden da auch abweichen.
Einfach mal im Keller oder dunkelem Raum die Spannung hochregeln und messen wann der Stromfluß beginnt.

Gruß Aloys.
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Re: Solarpanehle als Schutzwiederstand oder Heizung.

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Gepostet: 23.04.2021 - 18:27 Uhr  ·  #13
Danke Aloys für diese Informationen.

Zitat
Der Strom beginnt schon bei 19,2 V hört hört, also verbraucht er ab dieser Spannung schon selber seinen Strom.

Ich habe dir gut zugehört :D Das Modul produziert Spannung und wenn man keinen Strom fließen lässt dann fließt, die Spannung also bleibt dann verbraucht es schon selbst seinen eigenen produzierten Strom. Normalerweise unkritisch, weil die Spannung über den Akku oder MPPT Regler vorgegeben wird und niedriger liegt.
Das spricht dennoch für Sperrdioden beim parallel Schalten von Modulen in ungleichen Konstellationen (Flächen, Modulanzahl, Modultype ...) oder?

Zum verheizen wären dass etwa 0,533 V ... 0,6 V pro Zelle. In solchen Schritten könnte man dann eine Dump Spannung durch kurzschließen von einzelnen Zellen vorgeben und einstellen. Du hattest dein 40 Watt Modul mit 60 Watt Wärme belastet. Was schätzt du verträgt ein 40 Watt Modul dauerhaft an Wärmeleistung?

Danke und Grüße
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Re: Solarpanehle als Schutzwiederstand oder Heizung.

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Gepostet: 24.04.2021 - 09:32 Uhr  ·  #14
Hallo

Ja wie viel Strom verträgt eine Solarzelle ?
Bei einer normalen Diode ist die Kontaktfläche ja sehr klein, und die Wärme muß abgeleitet werden können.
Bei einer Solarzelle ist die Kontaktfläche dem gegenüber 100 mal grösser.
Der Strom wirt aber auch durch die Ableiter begrenzt die nur für den Solarstrom berechnet sind.
Dieses Gitter darf dann nicht durchbrennen.
Die Wärmebelastung ist normal doch schon 1 000 W pro m² und wirt wohl 60° warm.
Um so ein Panehl auf diese Temperatur zu bringen braucht es schon etwas an Leistung.
Ich kann ja mal die 5 mal 10 cm Zelle obfern, mal sehen was die verträgt.

Gruß Aloys.
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Re: Solarpanehle als Schutzwiederstand oder Heizung.

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Gepostet: 24.04.2021 - 10:20 Uhr  ·  #15
Solarpaneele als Innenwandverkleidung bzw. Wandheizung davon hat man noch nichts gehört! Großflächig erwärmt bringt so etwas auch bei weniger als 60° eine gute Raumtemperatur und bei dem heutigen Preis der Paneele edler und billiger als andere Wandheizungen wie z.B. Carbonfolie.

Verlockend wäre da auch das man ausgemusterte Paneele von Erneuerungen teils sehr günstig bekommen kann. Die Heizleistung wenn es nur darauf ankäme wäre dann vielleicht die Gleiche wie bei neuen Paneelen.

Wenn Aloys so weitermacht entsteht da noch ein ganz neuer Geschäftszweig. Wandheizungen die sauber direkt ohne aufwendige Regelelektronik und Speicherakku von einem Solardach - vielleicht auch Windrad - befeuert werden, das gab`s noch nicht!

Kurzfristiger Zwischenspeicher ist ja dann ein gut isoliertes Haus drumrum.
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Re: Solarpanehle als Schutzwiederstand oder Heizung.

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Gepostet: 24.04.2021 - 10:49 Uhr  ·  #16
Hallo,

Zitat
Die Wärmebelastung ist normal doch schon 1 000 W pro m² und wird wohl 60° warm.

Das ist schon ein guter Ausgangswert. Wobei die Wärmebelastung durch die Sonne großflächig ein strahlt. Das ist vielleicht ein wenig anders als wenn die Wärmebelastung von innen über den Stromfluss erfolgt. Jedenfalls hast du ja jetzt schon gemessen, dass so ein Solarmodule mehr Strom verheizen als produzieren kann.

Grüße
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Re: Solarpanehle als Schutzwiederstand oder Heizung.

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Gepostet: 25.04.2021 - 19:45 Uhr  ·  #17
Hallo

Ein wenig Heizen ????

An die kleine Zelle sind nun dünne Kabel dran gelötet ,sie ist sehr Zerbrechlich !!
Dann mit dickem Vorwiederstand an einen 12 V Akku, da mein Netzgerät das erwartete nicht leisten kann.
Geht man von einer Zelle mit 20 % Leistung aus. könnte Sie also 2 A Dauerstrom, bei 15 % dann 1,5 A .
Dann mal los.
0,56 V = 1 A.
0,679V = 2 A.
0,82 V = 5,19 A (mit dem Wiederstand ist es schwierig genau ein zu stellen, und die Zelle wird fühlbar warm).
1,02 V = 10 A .
1,25 V = 15 A. Die Zelle kann nicht mehr angefast werden.
1,57 V = 20 A .(mehr zeigt das A Meter nicht an).
Sind dann schon mal 31,4 W auf eine 1 W Zelle , Temperatur an der dünnen Zelle ohne irgent eine schützende Grasscheib etwa 60 ° C .
1 m ² ist 200 mal grösser als die 5 cm mal 10 cm Zelle, also 6,28 kw pro 1 m² , da kann man nicht meckern oder.
Fusbodenheizungen brauchen nur 100 W auf den Quadratmeter !!
Es waren aber auch 2 mal 30 cm Kabel 0,5 mm² als Leitungen mit in der Spannungsanzeige.
Dann heizt mal schön.

Gruß Aloys.
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Re: Solarpanehle als Schutzwiederstand oder Heizung.

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Gepostet: 25.04.2021 - 21:28 Uhr  ·  #18
Zitat
Sind dann schon mal 31,4 W auf eine 1 W Zelle

Wow, du hast die Zelle also 30 mal mehr heizen lassen, als Ihre Nennleistung zum Strom produzieren :D
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Re: Solarpanehle als Schutzwiederstand oder Heizung.

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Gepostet: 25.04.2021 - 22:50 Uhr  ·  #19
Hallo

Ich dachte es brennt irgent etwas durch, war aber nicht so .

Gruß Aloys.
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Re: Solarpanehle als Schutzwiederstand oder Heizung.

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Gepostet: 26.04.2021 - 07:42 Uhr  ·  #20
Das könnte bedeuten das Solarzellen auch mit Windstrom zurechtkommen was eh besser ist als das bißchen Kleckerstrom von Solar im Winter.

Aloys auf - seine alten Tage - macht noch Entdeckungen!
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