Profi Oeco Energy: Modell Oekohaus
Verfasst: 08 Okt 2020, 17:39
Hallo zusammen,
nachdem ich den oben genannten Baukasten "durchgebastelt" habe, ist mir bei dem letzten (14.) Modell "Ökohaus" etwas aufgefallen. Ich betrachte nur den Solaranteil des Modells. Hierbei sind zwei 1V-Solarzellen in Reihe geschaltet und versorgen direkt einen Supercap Kondensator. Mit genügend Sonnenlicht erzielt man in wenigen Minuten ca. 2 V Spannung. Das reicht aus, um die grüne LED zu versorgen. Jetzt kommt das ABER
Wenn die Lichteinwirkung auf die Solarzellen nachlässt oder diese abgeschattet werden oder wenn es dunkel wird, dann ENTLÄDT sich der Supercap über die Solarzellen. Das habe ich mal mit dem Multimeter nachgemessen. Der Entladevorgang geht nicht sehr schnell aber doch spürbar. Nach einigen Minuten ist die Spannung deutlich abgefallen. Eine Messreihe habe ich allerdings nicht gemacht, sondern mich nach einer Lösung umgesehen.
Man muss verhindern, dass der Supercap, wenn er eine höhere Spannung als die Solarzellen hat, seine Ladung verliert. Die einfachste Lösung ist eine Diode (z.B. 1N4148) zwischen Solarzellenreihenschaltung und Supercap. Hierbei wird die Kathode (minus Pol) der Diode mit dem Plus-Pol des Supercap verbunden und die Anode(plus Pol) der Diode mit dem Pluspol der Solarzellenreihenschaltung. Auf diese Weise wird der Supercap geladen und kann sich nicht über die Solarzellen entladen. Die LED als Verbraucher habe ich über einen Taster an den Supercap angeschlossen. ABER
Die Diode "schluckt" ca. 0,7 V Spannung. Liefert also die Solarzellenreihenschaltung bei gutem Sonnenlicht ca. 2,3 V, dann lädt der Supercap nur bis 1,6 V. Damit bekommt man die grüne LED nicht zum Leuchten. Ich habe mal spaßeshalber eine rote LED genommen, aber auch die glimmt nur ganz schwach. WAS TUN?
Da ich über eine dritte Solarzelle verfüge, habe ich die Solarzellenreihenschaltung erweitert und diese liefert dann bei Sonnenlicht über 3 V. Damit wird der Supercap auf 2,3 V geladen und das reicht für die grüne LED aus, um diese schön hell aufleuchten zu lassen.
Noch eine Anmerkung: Ewig hält die Ladung im Supercap leider nicht, denn dieser hat eine geringe Selbstentladung. Eine Messreihe hierzu habe ich nicht gemacht.
Achtung beim Messen: auch ein Multimeter hat einen, wenn auch hohen, Widerstand wie z.B. 1 Mega Ohm oder mehr. Nur durch das Messen kann sich der Supercap auch langsam entladen. Also am Besten immer nur kurz messen, sonst verfälscht man die Ergebnisse.
Sicher gibt es noch andere Lösungen. Man könnte eine Germaniumdiode verwenden, die nur ca. 0,3 V "schluckt". Das könnte reichen, um mit zwei Solarzellen auszukommen. Leider habe ich eine solche Diode nicht in meinem Bestand.
Noch eine Bemerkung zu dem Windenergie Anteil des Modells. Die Spannung aus dem Solarmotor, der als Generator verwendet wird, ist in der Praxis zu gering, um die LED aufleuchten zu lassen. Standardmäßig wird ja der Generator über einen Treibriemen von dem großen Speichenrad auf die kleine rote Seilrolle angetrieben. Selbst mit dem Fön oder mit vier XS-Motoren mit Luftschrauben wird nicht genug Wind erzeugt, um die LED aufleuchten zu lassen. Dreht man mit Schwung am großen Speichenrad leuchtet die LED ganz kurz auf. Meine Versuche mit einem Getriebe um eine höhere Drehzahl des Generators zu erzielen, führten wegen der höheren Reibung nicht zum Erfolg.
Mich würde interessieren, welche Erfahrungen ihr gemacht und welche Lösungen ihr gefunden habt. Darauf freue ich mich
Viele Grüße
Klaus
nachdem ich den oben genannten Baukasten "durchgebastelt" habe, ist mir bei dem letzten (14.) Modell "Ökohaus" etwas aufgefallen. Ich betrachte nur den Solaranteil des Modells. Hierbei sind zwei 1V-Solarzellen in Reihe geschaltet und versorgen direkt einen Supercap Kondensator. Mit genügend Sonnenlicht erzielt man in wenigen Minuten ca. 2 V Spannung. Das reicht aus, um die grüne LED zu versorgen. Jetzt kommt das ABER
Wenn die Lichteinwirkung auf die Solarzellen nachlässt oder diese abgeschattet werden oder wenn es dunkel wird, dann ENTLÄDT sich der Supercap über die Solarzellen. Das habe ich mal mit dem Multimeter nachgemessen. Der Entladevorgang geht nicht sehr schnell aber doch spürbar. Nach einigen Minuten ist die Spannung deutlich abgefallen. Eine Messreihe habe ich allerdings nicht gemacht, sondern mich nach einer Lösung umgesehen.
Man muss verhindern, dass der Supercap, wenn er eine höhere Spannung als die Solarzellen hat, seine Ladung verliert. Die einfachste Lösung ist eine Diode (z.B. 1N4148) zwischen Solarzellenreihenschaltung und Supercap. Hierbei wird die Kathode (minus Pol) der Diode mit dem Plus-Pol des Supercap verbunden und die Anode(plus Pol) der Diode mit dem Pluspol der Solarzellenreihenschaltung. Auf diese Weise wird der Supercap geladen und kann sich nicht über die Solarzellen entladen. Die LED als Verbraucher habe ich über einen Taster an den Supercap angeschlossen. ABER
Die Diode "schluckt" ca. 0,7 V Spannung. Liefert also die Solarzellenreihenschaltung bei gutem Sonnenlicht ca. 2,3 V, dann lädt der Supercap nur bis 1,6 V. Damit bekommt man die grüne LED nicht zum Leuchten. Ich habe mal spaßeshalber eine rote LED genommen, aber auch die glimmt nur ganz schwach. WAS TUN?
Da ich über eine dritte Solarzelle verfüge, habe ich die Solarzellenreihenschaltung erweitert und diese liefert dann bei Sonnenlicht über 3 V. Damit wird der Supercap auf 2,3 V geladen und das reicht für die grüne LED aus, um diese schön hell aufleuchten zu lassen.
Noch eine Anmerkung: Ewig hält die Ladung im Supercap leider nicht, denn dieser hat eine geringe Selbstentladung. Eine Messreihe hierzu habe ich nicht gemacht.
Achtung beim Messen: auch ein Multimeter hat einen, wenn auch hohen, Widerstand wie z.B. 1 Mega Ohm oder mehr. Nur durch das Messen kann sich der Supercap auch langsam entladen. Also am Besten immer nur kurz messen, sonst verfälscht man die Ergebnisse.
Sicher gibt es noch andere Lösungen. Man könnte eine Germaniumdiode verwenden, die nur ca. 0,3 V "schluckt". Das könnte reichen, um mit zwei Solarzellen auszukommen. Leider habe ich eine solche Diode nicht in meinem Bestand.
Noch eine Bemerkung zu dem Windenergie Anteil des Modells. Die Spannung aus dem Solarmotor, der als Generator verwendet wird, ist in der Praxis zu gering, um die LED aufleuchten zu lassen. Standardmäßig wird ja der Generator über einen Treibriemen von dem großen Speichenrad auf die kleine rote Seilrolle angetrieben. Selbst mit dem Fön oder mit vier XS-Motoren mit Luftschrauben wird nicht genug Wind erzeugt, um die LED aufleuchten zu lassen. Dreht man mit Schwung am großen Speichenrad leuchtet die LED ganz kurz auf. Meine Versuche mit einem Getriebe um eine höhere Drehzahl des Generators zu erzielen, führten wegen der höheren Reibung nicht zum Erfolg.
Mich würde interessieren, welche Erfahrungen ihr gemacht und welche Lösungen ihr gefunden habt. Darauf freue ich mich
Viele Grüße
Klaus