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\\ ===== Allgemeine Ziele des Projekts ===== \\ * Bessers Verständnis der Leistung und Nutzung unserer Solaranlagen * Bewertung verschiedener Optionen zur Verbesserung der Solaranlagen * Implementierung der empfohlenen Verbesserungen \\ ===== Daten zu den bisher installierten Anlagen ===== **Batterien:** * Spannung: 12 V * Kapazität: 60 bis 80 Ah pro Klassenraum * Zuletzt verwendete Modelle: Victron Gel Deep Cycle 66 Ah (1 Panel, 6 Lampen) und 130 Ah (2 Panele, 12 Lampen) ([[http://www.prevent-batterien.com/media/docs/datasheet---gel-and-agm-batteries---rev-07---de.pdf|Datenblatt]]) **Solarpaneele:** * Dimensionierung: ein Paneel pro Klassenzimmer * Zuletzt verwendetes Modell: SolarWorld SW85 ([[http://www.solarworld.de/fileadmin/downloads_new/produkt/sunmodule/datenblaetter_offgrid/poly/R5A_poly_85_de.pdf|Datenblatt]]) * Maximalleistung P: 85 Wp (Standardtestbedingungen 1000W/m2) * Leerlaufspannung U: 22,0 V (Standardtestbedingungen 1000W/m2) * Spannung bei Maximalleistung U: 17,9 V (Standardtestbedingungen 1000W/m2) * Kurzschlussstrom I: 5,20 A (Standardtestbedingungen 1000W/m2) * Strom bei Maximalleistung I: 4,77 A (Standardtestbedingungen 1000W/m2) **Verbraucher:** * Typischerweise 6 CFLs pro Klassenzimmer, davon werden 5 im Klassenzimmer installiert und 1 für die Außenbeleuchtung oder das Büro * Spannung: 12 V * Stromaufnahme: 900 mA * Zuletzt verwendetes Modell: Phocos CL1211 ([[http://www.phocos.com/sites/default/files/document/phocos_Datenblatt_CL12_7-11W_de.pdf|Datenblatt]]) \\ [[https://docs.google.com/a/solar-afrika.de/drawings/d/1LYyLOpXB6fTFG2ZW0qETSvuukl2wnusqWkTP4G0CUu0|Blockdiagramm]] \\ ===== Projektkomponente Überschussenergie ===== ==== Hintergrund ==== **Praktikumsausschreibung 2013:** SEWA ist seit über 15 Jahren in Burkina Faso tätig und fördert seit dem die Nutzung von Solarenergie, insbesondere im ländlichen Raum. Ein Fokus unserer Arbeit liegt auf der Elektrifizierung von Schulen und Krankenstationen mit angepassten Lösungen zur abendlichen Beleuchtung (Siehe [1] für ausführliche Projektinformationen). Die Installationen dienen primär dazu, die Beleuchtung während des Schulunterrichts und medizinischer Behandlungen zu ermöglichen. Beides kann häufig nur abends/nachts stattfinden, so dass elektrisches Licht einen essentiellen Faktor für Schulbildung und medizinische Versorgung darstellt. Der inzwischen flächendeckend verfügbare Mobilfunk nimmt in Entwicklungsländern zunehmend eine wichtige soziale und entwicklungspolitische Stellung ein, da ansonsten im ländlichen Raum der Bevölkerung keine Kommunikationseinrichtungen zur Verfügung stehen (Festnetz gibt es oft nicht). Daher soll untersucht werden ob die Anlagen funktional erweitert werden können, um sekundär als Handyladestation zu dienen, ohne dass dabei darunter die Nutzung der Beleuchtung leidet\\ Anmerkung: Die Beleuchtung in den Schulen soll den Schülern die Möglichkeit bieten, Hausaufgaben zu erledigen, Nachzuarbeiten und insbesondere sich auf die Prüfung zum Abschluss der sechsten Klasse vorzubereiten (CEP). Der Unterricht findet tagsüber bei tageslicht statt. Auch die medizinische Versorgung ist tagsüber gegeben. Allerdings ist für Notfälle und für Geburten eine ausreichende Beleuchtung in der Nacht essentiell. (Keno 11.08.14) U.a. beinhaltet dies: * Dimensionierungsmessungen an verschiedenen existierenden Anlagen mit anschließender Auswertung. * Marktrecherche zum Thema excess energy, Laderegler und Handylader. * Ggf. prototypische Umsetzung eines Handyladers. * die technische und organisatorische Projektbegleitung vor Ort, sowie eine ausführliche Dokumentation der Tätigkeiten. \\ **Projekt von Arwed Milz:** Pilotversuche zu solarem Handy- und Akkuladen in Gourgou, Burkina Faso. {{batteriereferat_arwed_milz_2013.pdf|}} \\ ==== Lastenheft ==== - Was wollen wir mit dem Vorhaben insgesamt erreichen? * Die Überschussenergie unserer Solaranlagen soll der Dorfgemeinschaft zur Verfügung gestellt werden. * Die Menschen vor Ort sollen selber die Entscheidung treffen, wie sie diese Energie nutzen. * Wir erwarten, dass ein großer Bedarf für das Laden von Handys besteht, deshalb soll die Anlage hierfür optimiert sein. * Prinzipiell sollen aber auch andere Nutzungsmöglichkeiten bestehen, z.B. das Laden eines Laptops, einer A utobatterie oder das Betreiben eines Laptops. \\ \\ - Wer ist unsere Zielgruppe? Personen/Nutzerkreis? * Es soll der Schulgemeinschaft (Lehrern und Elternvertretern) überlassen bleiben zu entscheiden, wer die Anlage nutzen darf und welche Regeln es hierfür gibt. \\ \\ - Was ist wichtiger: Handys Laden oder Sonnenenergie für Beleuchtung speichern? * Sonnenenergie für Beleuchtung zu speichern ist wichtiger. \\ \\ - Welche Schnittstelle wird für die Bereitstellung von Überschussenergie verwendet? * 12 V DC, in Form eines Zigarettenanzünderanschlusses wie im Auto * Wahrscheinlich werden die Nutzer für das Laden von Handys Adapter von der 12-V-Buchse auf USB-Standard verwenden. \\ \\ - Wollen wir die entnehmbare Energie grundsätzlich auf die Maximalleistung des Panels begrenzen? (erscheint sinnvoll, da wir andernfalls definitiv den Akku entladen würden) * Ja, eine Begrenzung der Ausgangsleistung der Handyladeanschlüsse auf die Maximalleistung des Paneels erscheint sinnvoll. * Falls dies jedoch mit erheblichem technischen Aufwand verbunden wäre und die Fehleranfälligkeit des System deutlich erhöhen würde, kann auf diese Begrenzung auch verzichtet werden. Das System würde dann nach einer gewissen Zeit sowieso abschalten, da der Akkuladezustand sinkt. \\ \\ - Wieviele Handys muss man mindestens Laden können? Wieviele Handys erwarten wir maximal? * Die maximale Leistungsabgabe wird von den technischen Parametern der Solaranlage vorgegeben, richtig Es muss sichergestellt werden, dass durch die Stromflüsse des Handyladens die Anlage nicht beschädigt werden kann. * Es kann nicht sichergestellt werden, dass die Anzahl der angeschlossenen Handys nach oben begrenzt ist. Das System muss darauf ausgelegt sein, dass die Nutzer eventuell weitere Verteiler anschließen werden. * Es gibt keine Mindesanforderung an die Energieabgabe der Handyladefunktion, der begrenzende Faktor ist die Verfügbarkeit von Überschussenergie. * Wir erwarten, dass an einem durchschnittlichen Tag zwischen 3 und 15 Handyladungen erfolgen. * Es ist wichtig, dass die technische Vorrichtung das Handyladen unmöglich macht, sobald dadurch der Hauptakku der Solaranlage in seiner Funktion als Energiespeicher für die nächtliche Beleuchtung signifikant beeinträchtigt wird. \\ \\ - Wenn mehr Handys angeschlossen sind als wir Überschussenergie haben (oder geben wollen), schalten wird dann komplett ab oder nur Teile der angeschlossenen Handys? * Möglichkeit 1: Das System schaltet nacheinander einzelne Steckdosen ab, bis die Last an den verbleibenden Steckdosen versorgt werden kann oder alle Steckdosen abgeschaltet sind. Hierbei wäre eine separate Funktionsanzeige an jeder Steckdose wünschenswert. * Möglichkeit 2: Das System schaltet alle Steckdosen ab, sobald die angeschlossene Last nicht mehr versorgt werden kann. * Der Aufwand für Möglichkeit 1 wäre eventuell zu groß und ein solches System wäre fehleranfälliger. Wir erwarten, dass die Anlagennutzer bei Möglichkeit 2 selber regulierend eingreifen und die Anzahl der angeschlossenen Handys verringern. Daher ziehen wir Möglichkeit 2 vor. \\ \\ - Wie verhält sich das System, wenn mehr Handys angeschlossen sind als aktuell geladen werden können? * :!: Bitte Unterschied zur vorherigen Frage erklären. \\ \\ - Wie sichern wir die Buchsen gegen Überlast? Schmelzsicherung (muss ersetzt werden)? Stromregelung? Pop-Sicherungen? * Kann erst nach einem genaueren Kosten-Nutzen-Vergleich entgültig entschieden werden. * Schmelzsicherungen erscheinen nicht praktikable, da sie vor Ort wahrscheinlich nicht ersetzt werden können und die Anreisekosten eines Technikers erheblich sind. * 12 V DC Sicherungsautomaten erscheinen auf dem ersten Blick am besten geeignet (z.B. [[http://www.solarbag-shop.de/components/elektronik/dc-sicherungsautomaten.html|Phaesun Modelle]]) \\ \\ - Wie ist hier die Priorität: Darf ein geringer Teil der verfügbaren (im Akku gespeicherten) Sonnenenergie für die Handyladung "abgezweigt" werden, wenn dies bei der Handyladung substantielle Vorteile bietet? * Bis 10 Prozent der Akkukapazität kann für die Handyladung verwendet werden. \\ \\ - Darf die Energie im Akku auch dann zur Handyladung verwendet werden, wenn sie aktuell nicht durch Sonneneinstrahlung gedeckt ist, aber das (vermutlich!) in naher Zukunft sein wird? * :!: Bitte Frage präzisieren. Wie würde das System seine Prognose der Energieerzeugung treffen? * Geht es um die gesamte Akkukapazität? Dann nein. Geht es um die oberen 10 Prozent der Akkukapazität? Dann ja, siehe vorherige Frage. \\ \\ - Wie wird dem Benutzer angezeigt, daß er Laden kann? * Eine Anzeige ist nicht zwingend erforderlich. Wir sehen es als ausreichend an, wenn die Nutzer durch die Ladeanzeige der angeschlossenen Handys sehen, ob geladen werden kann. * Wenn technisch mit einfachen Mitteln realisierbar, wäre eine grüne LED zur Anzeige von vorhandener Überschussenergie wünschenswert. \\ \\ - Muss die Schaltung und Anschlusstechnik eine IP Klasse erfüllen? ("wetterfest?") * Die Schutzart soll sich grundsätzlich an der Schutzart der bisher installierten Solaranlagen orientieren. * Für die Sicherheit der Anschlusstechnik ist zu beachten, dass die Laderegler und Akku häufig in einem Klassenraum mit neugierigen Kindern installiert sind. * vielleicht sollte in Betracht gezogen werden Handylader nur dort zu installieren, wo die Steckdose(n) nicht in einem Klassenraum befindlich wären, da dies den Unterricht ungemein stören würde. (Keno 11.08.14) \\ \\ - Wollen wir uns auf das Excess Energy Konzept von Phocos verlassen, oder ein eigenes Konzept entwickeln, um Überschussenergie zu erkennen? * Beides ist möglich. * Momentan scheint ein eigenes Konzept vorteilhafter (siehe Abschnitt zu Phocos unten) \\ \\ \\ ==== Nutzungskonzept ==== Hier müssen noch viele Fragen geklärt werden, z.B.: * Wieviele Steckdosen werden installiert? * Wo werden die Steckdosen installiert? * Welche Fälle von Missbrauch sind möglich und wie können diese verhindert werden? * Wer übernimmt welce Verantwortung für die Anlage? * Wie werden potentielle Einnahmen verwaltet? * ... \\ Keno und Yéral haben schon Vorüberlegungen angestellt, siehe Mails vom 12. und 13. August 2014. \\ Jens und Barbara sollen an dieser Stelle übernehmen und das Nutzungskonzept fertigstellen. Die Zusammenarbeit mit Yeral ist essentiell, daher sollte ein Konzeptpapier auf französisch erstllt werden. Die Zwischen- und Endergebnisse müssen unbedingt mit Souley abgestimmt werden. \\ ==== Technisches Konzept ==== === Vorüberlegungen === Welche Designentscheidungen müssen getroffen werden? **Schnittstelle zur Handyladung** * 230 V AC * 12 V DC * USB * "Normale" Steckdose, aber mit 12 V DC statt 230 V AC **Nutzungsregelung** * Münzzähler * GSM gesteuert * Stromzähler (Energiebegrenzung) * Sicherung (Leistungsbegrenzung) * über Anzahl installierter Steckdosen * Zeit **Ausgangsregelung** * **Konzept 1: Ausgang für aktuelle Überschussenergie** ("nur in Echtzeit") * Das System hat einen Ausgang für Überschussenergie, der genau dann Energie zur Verfügung stellt, wenn die Hauptbatterie vollständig geladen ist und das PV-Modul weiterhin elektrische Energie erzeugt. * Für welche Spannung soll der Ausgang ausgelegt sein? * Kommt der Phocos DCL für diese Funktion in Frage? * **Konzept 2: Wohnmobilkonzept** (Laden einer Zweitbatterie mit Überschussenergie) * Eine zweite Batterie wird geladen, sobald die Hauptbatterie vollständig geladen ist. Handylader werden nur mit Energie aus der zweiten Batterie betrieben. * Für die Steuerung bzw für die Bereitstellung der Überschussenergie wäre der Phocos DCL wohl geeignet. * **Konzept 3: Überschussenergie in Hauptbatterie speichern** ("Splitbatterie", z.B. "obere 10% der Hauptbatterie werden als Überschussspeicher deklariert") * Ein gewisser Prozentsatz der Kapazität der Hauptbatterie wird für das Laden von Handys zur Verfügung gestellt. Sobald der Ladezustand der Hauptbatterie unter eine bestimmt Schwelle fällt (z.B. 90 %) ist das Handyladen nicht mehr möglich. * Dieses Konzept entspricht im Prinzip dem Konzept Nr. 2, aber anstatt einer Zweitbatterie werden die "oberen 10%" der Hauptbatterie als Überschussspeicher verwendet. \\ === Phocos-Geräte === Stand 10. August 2014: Wir halten eine Nutzung der Phocos-Geräte derzeit nicht für sinnvoll, da wir erstens nicht genau herausfinen können, wie diese genau diese funktionieren, und zweiten mit dem im Laderegler integrieten Datenlogger schlechte Erfahrungen gemacht haben (unvollständige und widersprüchliche Messungen). Trotzdem wollen wir zumindest ein Phocos DCL anschaffen, um ihn ausführlicher testen und mit unserer Eigenentwicklung vergelichen zu können. **Phocos Antworten zu unseren Fragen** Die Supportanfrage lief über Herrn Dieter Werner von SOLARC. * Der CXN ist kein Messgerät. Gewisse Ungenauigkeiten sind also normal. Kein Ladestrom kommt mir dennoch etwas wenig vor. Dies kann aber bei geringer Nutzung durchaus passieren, wenn der Ladestrom unter der Messgrenze bleibt. * Eine Woche wird immer nach sieben Tagen neu berechnet. Wenn Sie nicht genau am Stichtag nachsehen, dann gehören die Tageswerte nicht zur letzten Woche. * Eine zyklisch genutzte Bleibatterie bekommen Sie durch Überladung fast nicht kaputt. 14.8V sind für eine Bleigel-Batterie in einem Solarsystem also normalerweise kein Problem. Ein 150W-Panel liefert keine 12,5A sondern maximal 10A. Allerdings nimmt eine volle Bleibatterie nur sehr wenig Strom auf. Ohne Laderegler steigt die Spannung auch bei einem kleinen Modul bis knapp unter die Leerlaufspannung des Moduls. * Die Erdung hat keinerlei Einfluss auf die Funktion des Solarsystems. Einzig das Überbrücken der Leistungsschalter durch falsche Erdung würde zu Fehlfunktionen / Fehlmessungen führen. \\ === Konzept 0.1 === Stand 10. August 2014 Ein Batteriewächter (z.B. [[http://www.conrad.de/ce/de/product/190095/Kemo-Batteriewaechter-12-V-Baustein-12-VDC|Kemo Batteriewächter 12 V]]) wird an die Hauptbatterie angeschlossen. Der Schwellenwert des Batteriewächters wird so eingestellt, dass er den Überschussenergie-Ausgang freigibt, sobald der Laderegler von der Ladephase Hauptladung in die Ladephase Ausgleichsladung übergeht. Es werden Ausgänge in Form von 12 V DV Steckdosen bereitgestellt ("Zigarettenanzünder"). **Offene Fragen:** * Kann ein gekaufter Batteriewächter mit einstellbarer Schwellenspannung unserem Zweck dienen? * Kann ein gekaufter Batteriewächter ohne einstellbarer Schwellenspannung von uns modifiziert werden? * Ist eine zeitgesteuerte Schaltung sinnvol, z.B. um das Handyladen erst ca. 1 Stunde nach Ende der Hauptladung freigeschaltet wird? Damit könnte die Einstellung der Schwellenspannung weniger kritisch sein. * Ist eine komplette Eigenentwicklung sinnvoll? **Nächste Schritte:** * Untersuchungen zum Zusammenspiel von Laderegler und Batteriewächter * Wie hoch muss der Schwellenwert sein? * Wie wird die Stabilität des Systems sichergestellt, z.B. mit einem oberen und einem unteren Schwellenwert? Wie funktionieren die verfügbaren Batteriewächter in dieser Hinsicht? * Welche Genauigkeit benötigen wir bei der Spannungsmessung? * Suche nach geeigneten Batteriewächtern * Welche Modelle kommen in Frage? Wie teuer sind diese? * Wie ist die Genauigkeit dieser Geräte? \\ ==== Umsetzung ==== === Einkaufsliste für Jens und Barbaras Ausreise === Alle Einkäufe müssen bis spätestens 6.9. an Jens geliefert sein: Jens Brand, c/o Christoph Reuter, Mumsenstr. 3, 22767 Hamburg ** Phocos-Geräte: ** 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** ^ | [[http://phocos.de/products/dcs-dcl|DCL]] (DC-DC-Wandler mit Überschussenergiemanagment) | 02 | 30,20 € | bestellt am 31.08.2014 | | <del>Laderegler (CML oder CX, Unterschied noch zu klären)</del> | | | kann von MicroSow gekauft werden | \\ ** Datenlogger:** Bestellung bei [[http://www.datenlogger-store.de]] ^ **Gerät** ^ **Anzahl** ^ **Einzelpreis** ^ **Gesamtpreis** ^ **Status** ^ | VoltFoxMaxi (ohne Speichererweiterung) | 02 | 154,70 € | 309,40 €| bestellt am 01.09.2014 | | Messbereich-Adapter 0-24 V | 02 | 20,23 € | 40,46€| bestellt am 01.09.2014 | | <del>Messbereich-Adapter 0-20 mA</del> | | 20,23 €| 40,46 € | nicht notwendig | | Summe | | | 349,86 €| | \\ ** Elektronikbauteile etc.: ** Hier bitte Boards, ICs, Widerstände, etc. eintragen. ^ **Bauteil** ^ **Anzahl** ^ **Einzelpreis** ^ **Gesamtpreis** ^ **Status** ^ |Kemo Batteriewächter | 5 | 16,20 € | 81,00 € | nicht bestellt | |[[http://de.farnell.com/eta/106-p30-0-5a/ueberstromschutzschalter-thermisch/dp/143569|Pop-Sicherungen]] | 5 | 14,04 € | 70,20 €| 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 €| 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 €| 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 €| 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 €| 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 €| 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 € | 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 € | 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 €| 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€| nicht bestellt | |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.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| |[[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 €| | \\ \\ ===== Projektkomponente LED Leuchtmittel ===== ** Helligkeitsmessung ** ** Relevante Fragen ** - Wie groß ist durchschnittliche Helligkeit (gemessen in Lux = J L^-2) im Raum bzw. auf der Tafel? - 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 ** \\ 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|}} **Zeitliche Entwicklung ** \\ 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 ** \\ Darüber hinaus sollten wir notieren: - Art und Anzahl der funktionstüchtigen Leuchtmittel - Größe des Raumes \\ ** Vorschläge für Geräte ** - 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 \\ ** Kostenvoranschläge / Rechnungen von MicroSow:** * {{:kostenvoranschlaege:leds.pdf|}} * {{:kostenvoranschlaege:csps.pdf|}} * {{:kostenvoranschlaege:ecole_01_salle.pdf|}} * {{:kostenvoranschlaege:ecole_02_salles.pdf|}} \\ ===== Datenerhebung ===== === Ziele === Was wollen wir messen? In welcher Einheit? * Nutzungsverhalten * Was wurde eingespeist (Strom messen, rein/raus und gleichzeitig Spannungskurve)? Was wird entnommmen (Über einschaltzeiten)? \\ === Messgrößen === ^ Bezeichnung ^ Einheit ^ Beschreibung ^ Relevanz ^ Potentielle Datenquellen ^ | **Erzeugung:** ||||| | Betriebsspannung der PV-Module | Volt | Spannung an den PV-Klemmen des Ladereglers über mehrere Betriebstage. Auflösung: 15 Minuten. | Bestimmung der theoretisch verfügbaren Energie | | | Ausgangsstrom der PV-Module | Ampere | Strom an den PV-Klemmen des Ladereglers über mehrere Betriebstage. Auflösung: 15 Minuten. | Bestimmung der theoretisch verfügbaren Energie | | | **Verbrauch:** ||||| | Lastgang für die Beleuchtung eines Klassenzimmers | Watt | Energieverbrauch der Lampen für den Fall, dass die Anlage nicht an ihre Kapazitätsgrenze kommt. Auflösung: 15 Minuten. | Analyse des Energiebedars | | | Lastgang für das Laden eines Handys | Watt | Energieverbrauch eines üblicherweise verwendeten 12-Volt-Handyladers für eine Handyladung. Auflsöung: 15 Min. | Analyse des Energiebedars | | | **Batterie:** ||||| | Batteriespannung | Volt | Spannung an den Batterie-Klemmen des Ladereglers | Abschätzung des Ladezustands | | | Batteriestrom | Ampere | Strom an den Batterie-Klemmen des Ladereglers (positiv oder negativ) | Messung des Energieflusses | | | **Zeitmessungen:** ||||| | Uhrzeit der Volladung [scheint mir keine neue Messung zu sein, sondern würde ich über einen Schwellwert von Ladestrom (unter x Ampere) oder Spannung an der unbelasteten Batterie (über x Volt) messen, oder? ; JanW]| Uhrzeit | Durchschnittliche Uhrzeit, bei der die Solaranlage eine komplett leere Batterie aufgeladen hat. | Abschätzung der Überschussenergie. | | | **Ausleuchtung:** ||||| | Beleuchtungsstärke | Lux | Beleuchtungsstärke an verschiedenen Punkten im Klassenzimmer mit verschiedenen Leutmitteln und Montagealternativen. | Evaluierung von Leuchtmitteln und Positionierung | Luxmeter | \\ === Messvorrichtung === * Luxmeter * Datenlogger * Was muss in Deutschland beschafft werden? * Was muss in Deutschland getestet werden? \\