ueberarbeitung_und_optimierung_der_solaranlagen

Zuletzt angesehen: • praktikanten-logbuch • technik_solarladeregler • nachhaltigkeit • philip_mewes • jan_wohland • ueberarbeitung_und_optimierung_der_solaranlagen • aufgabenverteilung • ada_weltwaerts

====== Unterschiede ====== Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen gezeigt.

Link zu dieser Vergleichsansicht

--- ueberarbeitung_und_optimierung_der_solaranlagen [d.m.Y H:i]
keno [Technisches Konzept]
+++ ueberarbeitung_und_optimierung_der_solaranlagen [d.m.Y H:i] (aktuell)
barbara [Umsetzung]
@@ Zeile 36: / Zeile 36: @@
 ===== Projektkomponente Überschussenergie =====
+**Stand der Dinge 17/09/14**
+Jan und Keno konnten qualitativ feststellen, das in den bisherigen Installationen Überschussenergie anfällt. Eine quantitative grobe abschätzung ergab, dass diese je nach Standort und Größe des Systems ausreicht, um zwischen 10 und 50 Handyakkus von ca. 3Wh zu laden. Auf dieser Grundlage sollen in einem nächsten Schritt verschiedene Excess Energy Management Tools zur Handyladung getestet werden.
 ==== Hintergrund ====
@@ Zeile 168: / Zeile 171: @@
 Bestellung bei [[http://www.solarc.de|Solarc]]. Souley ist zwar auch offizieller Phocos-Händler, kann aber nur nach Burkina geliefert bekommen und das dauert zu lange.
-^ **Gerät**  ^ **Anzahl**  ^ **Einzelpreis** ^ **Status** ^
+^ **Gerät**  ^ **Anzahl**  ^ **Einzelpreis** ^ **Gesamtpreis** ^ **Status** ^
-| [[http://phocos.de/products/dcs-dcl|DCL]] (DC-DC-Wandler mit Überschussenergiemanagment)  |  02 |  30,20 € | bestellt am 31.08.2014  |
+| [[http://phocos.de/products/dcs-dcl|DCL]] (DC-DC-Wandler mit Überschussenergiemanagment)  |  02 |  30,20 € |  60,40 €|  bestellt am 31.08.2014  |
-| <del>Laderegler (CML oder CX, Unterschied noch zu klären)</del>  |   |   | kann von MicroSow gekauft werden |
+| <del>Laderegler (CML oder CX, Unterschied noch zu klären)</del>  |   | |  | kann von MicroSow gekauft werden |
 \\
@@ Zeile 189: / Zeile 192: @@
 ^ **Bauteil**  ^ **Anzahl**  ^ **Einzelpreis** ^ **Gesamtpreis**  ^ **Status** ^
-|Kemo Batteriewächter |  5 |  16,20 € |  81,00 € | nicht bestellt  |
+|Kemo Batteriewächter |  5 |  16,20 € |  81,00 € | bestellt am 22.9.14 |
-|[[http://de.farnell.com/eta/106-p30-0-5a/ueberstromschutzschalter-thermisch/dp/143569|Pop-Sicherungen]] |  5 |  14,04 € |  70,20 €| nicht bestellt|
+|[[http://de.farnell.com/eta/106-p30-0-5a/ueberstromschutzschalter-thermisch/dp/143569|Pop-Sicherungen]] |  5 |  14,04 € |  70,20 €| bestellt am 22.9.14|
-|[[http://www.reichelt.de/Rueckstellende-Sicherungen/PFRA-040/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=35206&GROUPID=3307&artnr=PFRA+025|Multifuse-Sicherung (Ihold=0,25A/Itrip=0,5A)]] |  10 |  0,28 € |  2,80 €| nicht bestellt  |
+|[[http://www.reichelt.de/Rueckstellende-Sicherungen/PFRA-040/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=35206&GROUPID=3307&artnr=PFRA+025|Multifuse-Sicherung (Ihold=0,25A/Itrip=0,5A)]] |  10 |  0,28 € |  2,80 €| bestellt am 22.9.14 |
-|[[http://www.reichelt.de/Rueckstellende-Sicherungen/PFRA-040/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=35206&GROUPID=3307&artnr=PFRA+030|Multifuse-Sicherung (Ihold=0,3A/Itrip=0,6A)]] |  10 |  0,28 € |  2,80 €| nicht bestellt  |
+|[[http://www.reichelt.de/Rueckstellende-Sicherungen/PFRA-040/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=35206&GROUPID=3307&artnr=PFRA+030|Multifuse-Sicherung (Ihold=0,3A/Itrip=0,6A)]] |  10 |  0,28 € |  2,80 €| bestellt am 22.9.14 |
-|[[http://www.reichelt.de/Rueckstellende-Sicherungen/PFRA-040/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=35206&GROUPID=3307&artnr=PFRA+040|Multifuse-Sicherung (Ihold=0,4A/Itrip=0,8A)]] |  10 |  0,28 € |  2,80 €| nicht bestellt  |
+|[[http://www.reichelt.de/Rueckstellende-Sicherungen/PFRA-040/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=35206&GROUPID=3307&artnr=PFRA+040|Multifuse-Sicherung (Ihold=0,4A/Itrip=0,8A)]] |  10 |  0,28 € |  2,80 €| bestellt am 22.9.14  |
-|[[http://www.conrad.de/ce/de/product/146030/LED-bedrahtet-Gruen-Rund-5-mm-2-mcd-60-2-mA-22-V-L-53-LGD?ref=list|Anzeigen LED]]|  50 |  0,22 € |  11,00 €| nicht bestellt |
+|[[http://www.conrad.de/ce/de/product/146030/LED-bedrahtet-Gruen-Rund-5-mm-2-mcd-60-2-mA-22-V-L-53-LGD?ref=list|Anzeigen LED]]|  50 |  0,22 € |  11,00 €| bestellt am 22.9.14 |
-|[[http://www.conrad.de/ce/de/product/411019/Metallschicht-Widerstand-499-k-axial-bedrahtet-0207-06-W-1-St?ref=list|Vorwiderstände 5kOhm]]|  50 |  0,11 € |  5,50 €| nicht bestellt  |
+|[[http://www.conrad.de/ce/de/product/411019/Metallschicht-Widerstand-499-k-axial-bedrahtet-0207-06-W-1-St?ref=list|Vorwiderstände 5kOhm]]|  50 |  0,11 € |  5,50 €| bestellt am 22.9.14  |
-|[[http://www.conrad.de/ce/de/product/183202/LED-Fassung-Kunststoff-Passend-fuer-LED-5-mm-SnapIn-Signal-Construct-DMC50;jsessionid=932C3633F97369DBFB104AEA2AB50CFF.ASTPCEN13?ref=oz|LED-Fassung (Kunststoff)]]|  50|  0,19 €|  9,50 € | nicht bestellt|
+|[[http://www.conrad.de/ce/de/product/183202/LED-Fassung-Kunststoff-Passend-fuer-LED-5-mm-SnapIn-Signal-Construct-DMC50;jsessionid=932C3633F97369DBFB104AEA2AB50CFF.ASTPCEN13?ref=oz|LED-Fassung (Kunststoff)]]|  50|  0,19 €|  9,50 € | bestellt am 22.9.14|
-|[[http://www.conrad.de/ce/de/product/184810/LED-Fassung-Gummi-Passend-fuer-LED-5-mm-Donau-5-SC;jsessionid=932C3633F97369DBFB104AEA2AB50CFF.ASTPCEN13?ref=oz|LED-Fassung (Gummi)]]|  50|  0,14 €|  7,00 € | nicht bestellt|
+|[[http://www.conrad.de/ce/de/product/184810/LED-Fassung-Gummi-Passend-fuer-LED-5-mm-Donau-5-SC;jsessionid=932C3633F97369DBFB104AEA2AB50CFF.ASTPCEN13?ref=oz|LED-Fassung (Gummi)]]|  50|  0,14 €|  7,00 € | bestellt am 22.9.14|
-|[[http://www.conrad.de/ce/de/product/416703/Hochlast-Widerstand-001-axial-bedrahtet-4-W-1-St?ref=list|Messwiderstand für Strommessungen, 10 mOhm/4W]]|  10|  1,41 €|  14,10 €| nicht bestellt  |
+|[[http://www.conrad.de/ce/de/product/416703/Hochlast-Widerstand-001-axial-bedrahtet-4-W-1-St?ref=list|Messwiderstand für Strommessungen, 10 mOhm/4W]]|  10|  1,41 €|  14,10 €| bestellt am 22.9.14  |
-|[[http://www.conrad.de/ce/de/product/401650/Hochlast-Widerstand-01-axial-bedrahtet-5-W-1-St?ref=list|Messwiderstand für Strommessungen, 100 mOhm/5W]]|  10|  0,51 €|  5,10€| nicht bestellt  |
+|[[http://www.conrad.de/ce/de/product/401650/Hochlast-Widerstand-01-axial-bedrahtet-5-W-1-St?ref=list|Messwiderstand für Strommessungen, 100 mOhm/5W]]|  10|  0,51 €|  5,10€| bestellt am 22.9.14  |
 |Batterien für Winddatenlogger  |  5 Packung a 4 Batterien |  |  43,75 (auf Rechnung, Jens
 |Batterien für Winddatenlogger  |  5 Packung a 4 Batterien |  |  43,75 (auf Rechnung, Jens bitte Rechnung an Nils) | bestellt  |
-|[[http://www.reichelt.de/Kunststoff-Kleingehaeuse/GEH-KS-50/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=73212&GROUPID=3355&artnr=GEH+KS+50|Kunststoffgehäuse]]|  2|  2,65 €|  5,30 €|nicht bestellt|
+|[[http://www.reichelt.de/Kunststoff-Kleingehaeuse/GEH-KS-50/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=73212&GROUPID=3355&artnr=GEH+KS+50|Kunststoffgehäuse]]|  2|  2,65 €|  5,30 €|bestellt am 22.9.14|
-|[[http://www.conrad.de/ce/de/product/731140/Laborbuchse-Buchse-Einbau-vertikal-Stift-4-mm-Rot-SCI-1-St?ref=searchDetail|Bananenstecker-Buchse (4mm)]]|  4|  0,62 €|  2,48 €|nicht bestellt|
+|[[http://www.conrad.de/ce/de/product/731140/Laborbuchse-Buchse-Einbau-vertikal-Stift-4-mm-Rot-SCI-1-St?ref=searchDetail|Bananenstecker-Buchse (4mm)]]|  4|  0,62 €|  2,48 €|bestellt am 22.9.14|
 |[[https://www.sebson.de/led-mr16-smd5060/a-101/|LED-Lampen (3,5W) für Klassenräume]]|  25|  4,99 €|  124,75 €| nicht bestellt|
 |[[https://www.hornbach.de/shop/Toshiba-LED-Reflektorlampe-EEK-A-GU5-3-4-Watt-warmweiss/8812725/artikel.html?sourceCat=S2220&WT.svl=artikel_img|LED-Lampen Alternative (warum 12V/50Hz?)]]|  25|  5,95 €|  148,75 €| nicht bestellt|
 |Summe| | ohne LED-Lampen| 263,33 €| |
+\\
+===Test der Regler im Büro===
+{{::sewa_zwischenbericht_ueberschussenergie.pdf|Zwischenbericht Überschussenergie von Jens}}
+===Ergebnisse===
+===Installation===
+{{:anschlussbeispiel_dcl.jpg?direct&200|}}
+===Praxis-Test===
+In den Systemen folgender Schulen bzw. CSPS wurden Handyladesteckdosen installiert:
+^ **Ort**  ^ **Überschussregler**  ^ **Abschaltspannung Kemo** ^ **Ergebnisse**  ^
+|école Foulla  |Kemo 148A|13,3 V (Anschlag rechts)|Logger falschrum angeschlossen --> nichts gemessen :-(|
+|école Boron  |Kemo 148A|13,0 V (Kreuz senkrecht)|Kemo gibt nur in den ersten Tagen zweimal Überschuss frei, dann nicht mehr. Warum? Ferien?|
+|école Gambo A  |Kemo 148|13,1 V (fast senkrecht)|Kemo war zuerst auf rechts gestellt, nach erstem Besuch etwas weiter nach links gedreht. Angeblich funktioniert Handy laden nicht, Bei Jens klappt es aber. \\ Plastikteil steckte in 12V-Buchse|
+|école Issiri-Yaoghin|Kemo 148A|13,3 V (Anschlag rechts)|Keine Logger angeschlossen, da zu weit weg von Ouaga \\ Wird zuerst nicht genutzt, weil kein Adapter vorhanden, dann funktioniert es nicht|
+|CSPS Rakaye|Phocos DCL|  |System funktioniert, aber wird nicht benutzt, weil Krankenschwester eigene Solaranlage hat. \\ Angeblich ist wegen Überschussregler die Batterie schneller leer (unlogisch, wenn sie gar nicht genutzt wird). Trotzdem bauen wir das System wieder ab|
+=====Kleinere Dimensionierung für Installationen in Schulen mit zwei Klassenzimmern=====
+Da auch mit zwei Steckdosen zum Handyladen nicht alle überschüssige Energie genutzt werden kann und durch die Umstellung von CFL- auf LED-Lampen der Verbrauch noch weiter sinken wird, haben wir überprüft, ob auch eine geringere PV-Leistung und eine kleine Batterie den Anforderungen genügen können. \\
+Der {{::neue_dimensionierung.pdf|Bericht dazu hier}}.
+\\
+==Bisherige Dimensionierung(bis 2014)==
+  * 2 PV-Panels mit jeweils 75 W = 150 W
+  * Verbraucher:
+    * 5 CFL à 11 W je Klassenzimmer
+    * 1 CFL à 11 W im Lehrerzimmer
+    * 1 CFL à 11 W zur Außenbeleuchtung
+   = 12 x 11 W = 132 W
+  * 2 Batterien (12 V) mit jeweils 75 Ah = 150 Ah
+==Neue Dimensionierung==
+  * PV-Leistung = 75 W
+  * Verbraucher:
+    * 9 LEDs à 4 W je Klassenzimmer
+    * 2 LEDs à 4 W im Lehrerzimmer
+    * 1 CFL à 11 W zur Außenbeleuchtung
+   = 20 x 4 W +11 W = 91 W
+   * 1 Batterie (12V) mit 90 Ah#
+===Ergebnis===
+  * Verzichtet man auf die großzügige Reserve der bisherigen Dimensionierung, kann ein System mit einem 75 W - Panel und einer 90 Ah - Batterie den üblichen Verbrauch einer Schule mit zwei LED-elektrifizierten Klassenzimmern noch zuverlässig decken.
+  * Im Fall von mehr als zwei aufeinanderfolgend bewölkten Tagen kann es passieren, dass die Batterie nicht mehr ausreicht, um den gesamten Bedarf zu decken. Auch das PV-Panel braucht dann im Anschluss mehr als einen sonnigen Tag um die Batterie wieder vollständig aufzuladen. Da dieser Fall in Burkina Faso aber selten eintrifft, kann dieser Nachteil in Hinblick auf die Kosteneinsparungen bei Panel und Batterie hingenommen werden.
+  * Im Testfall (an einem wolkenlosen Tag) könnte ab 13 Uhr, dem Ende der Hauptladungsphase außerdem noch Überschussenergie genutzt werden, z.B. um Handys zu laden.
-\\
 \\
 ===== Projektkomponente LED Leuchtmittel =====
-** Helligkeitsmessung **
-** Relevante Fragen **
+**Stand der Dinge 17/09/14**\\
-  - Wie groß ist durchschnittliche Helligkeit (gemessen in Lux = J L^-2) im Raum bzw. auf der Tafel?
+Die Messungen von Jan und Keno haben ergeben, dass eine Konfiguration mit 9 LED-Lampen einen Klassenraum besser beleuchtet als eine Konfiguration aus 5 CF-Lampen. Gleichzeitig wird die Leistungsaufnahme um 43% gesenkt und damit die Leuchtdauer um 75% gesteigert bei gleicher zur Verfügung stehender Energiemenge. Genauere Infos: siehe Bericht LED.
-  - Wie stark varriert die Helligkeit abhängig vom Ort?
-  - Wie entwickelt sich die Helligkeit mit der Zeit, also dem Ladezustand der Batterie?
-** Weniger relevante Fragen **
-  - Ausleuchtung bei unterschiedlichen Betriebszuständen (nur ein Teil der Anlage eingeschaltet)
-  - Spektren der Leuchtmittel
-** Messpositionen ** \\
+Da wir aus den Ergebnissen zur Messung der Energiebilanz wissen, dass im Mittel signifikant mehr Energie zur Verfügung steht, als nachgefragt wird, scheint es sinnvoll eine in zwei Klassenräume mit mit einem Panel 85WP und einem Akku 70Ah zu betreiben. Jeder Klassenraum wird mit 9 LED-Lampen ausgestattet, die Außenbeleuchtung und die des Direktorbüros werden durch 2 LED-Lampen gewährleistet.
-Zur Vergleichbarkeit der Messergebnisse in verschiedenen Räumen muss an den selben Orten gemessen werden. Die genauen Maße der Räume sind nicht bekannt, allerdings sind die Räume rechteckig und die Decke ist flach. Deswegen bietet sich die Wahl der **Messpunkte relativ zu den Wänden** der Räume an, dies wird in der folgenden Skizze angedeutet. Bei der Helligkeitsmessung muss zudem die Höhe fixiert werden. Einfach wäre eine Messung am Boden, angepasster an die Problemstellung erscheint mir aber eine Messung in etwa 1m Höhe.
-Die Photodiode sollte bei den Messungen so ausgerichtet werden, wie auch bei der Nutzung auf die entsprechende Oberfläche geblickt wird. Bei der Messung im Raum wird die Photodiode also parallel zum Boden, bei der Messung an der Tafel senkrecht dazu ausgerichtet.
-{{:messpunkte.jpg?600|}}
+  * Gesamt installierte Leistung LED: 22*3,5W = 77W
-**Zeitliche Entwicklung ** \\
+gegenüber zuvor
-Wenn der Akku im Laufe einer Nacht signifikant entladen wird (wovon wir ausgehen), sollte sich auch die Leuchtleistung der Lampen ändern. Deswegen ist auch die zeitliche Entwicklung der Ausleuchtung interessant. Mir erscheinen wiederholte Messungen im Abstand von 30-60 Minuten als sinnvoll. Kürzere Abstände sind schwierig zu realisieren, weil immer 15 Messungen gemacht werden müssen. Bei längeren Messungen verlieren wir relativ viele Informationen.
-** Sonstiges ** \\
+  * Gesamt installierte Leistung CFL: 12*11W=132W
-Darüber hinaus sollten wir notieren:
-  - Art und Anzahl der funktionstüchtigen Leuchtmittel
+Daraus ergibt sich eine Beleuchtungszeit T_LED=1,71*T_CFL bei gleicher Energiemenge. Halbieren wir die Energie für die LED-Konfiguration, so ergibt sich **T_LED=0,86*T_CFL**, was nach wie vor als ausreichend erachtet wird.
-  - Größe des Raumes
+**Weiteres Vorgehen 17/09/14**\\
+Barbara bringt LED-Lampen für mindestens eine LED-Installation mit. Mehrkosten der LED-Lampen decken sich ungefähr mit den Einsparungen, die aus der Verwendung eines einzelnen Panels erfolgen (interner Preis =50€), aber wir sparen ein Modul!
 \\
-** Vorschläge für Geräte **
+  * Bei der Installation im CSPS soll ein analoger Leuchtmittelvergleich zu dem vom Juni durchgeführt werden, um auch für ein CSPS verlässliche Daten zu haben, mit wie viel LED-Lampen jeder einzelne Raum ausgestattet werden muss, um eine mindestens gleichwertige Beleuchtung zu erreichen. HINWEIS: bei CSPS sollte überlegt werden, an der Rückseite des Gebaüdes eine helle Beleuchtung anzubringen, denn typischerweise warten dort häufig angehörigen und kochen für Kranke oder Krankenplfeger.
-  - Voltcraft LX-1108 (~ 130€): http://www.conrad.de/ce/de/product/121885/VOLTCRAFT-LX-1108-Lux-Meter-Beleuchtungsmessgeraet-Helligkeitsmesser-0-400-000-lx?ref=searchDetail
-  - Extech HD 450 (~ 215€): http://www.conrad.de/ce/de/product/123224/Extech-HD450-Lux-Meter-Beleuchtungsmessgeraet-Helligkeitsmesser-400-400-000-lx?ref=searchDetail
+  * Die Schule in Yssiri-Yaoghin soll mit einer LED-Konfiguration ausgestattet werden. Mit Hilfe der Datalogger, soll evaluiert werden, ob diese neue Dimensionierung ausreichend ist.
+  * Die Schule in Kayegue könnte ebenfalles eine LED-Konfiguration erhalten. Falls die Evaluierung der Daten aus Yssiri-Yaoghin ergibt, dass weiterhin Überschuss-Energie auftritt, könnte die Schule in Kayegue zusätzlich einen Handylader erhalten.
-\\
 ** Kostenvoranschläge / Rechnungen von MicroSow:**
   * {{:kostenvoranschlaege:leds.pdf|}}
@@ Zeile 284: / Zeile 323: @@
 \\
+===== Alternative Überschussenergienutzung =====
+[[https://drive.google.com/open?id=1QhdLWM5Wkxy7dqCfR5tJ6tVArwz7FmO2_-ltA_qmlUM | Ein paar Überlegungen und Ideen für zukünftige Projekte (Jens)]]

Ansichten

Navigation

Eigene Werkzeuge

Suche

Werkzeuge