Leistungsanpassung bei der Solaranlage

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Re: Leistungsanpassung bei der Solaranlage

Neuer Beitragvon anders am Mittwoch 24. September 2008, 22:07

ich denk im 3 stelligen Bereich werden die Ströme auf jeden Fall liegen
Dann wirst du wohl einen mehrphasigen Wandler brauchen, ähnlich denen, die in modernen PCs Dienst tun. Nur andersrum.
Mittlerweile ist es ja durchaus üblich, dass die CPUs über 100A bei Spannungen von weniger als 1V schlucken.
Dementsprechend sind auch MOSFETs entwickelt worden, deren ON-Widerstand nur noch wenige mOhm beträgt. Neue Gehäuseformen erlauben es die hohen Amperezahlen induktivitätsarm auf die Platine zu bringen.
Mehrphasige Wandler in Zusammenarbeit mit einer Vielzahl von keramischen Kondensatoren sind notwendig, um die Stromwelligkeit an Ein- und Ausgang gering zu halten.
Sonst passiert das, was eigentlich die Speicherdrossel erledigen soll, schon auf den Anschlussleitungen und zerstört schlimmstenfalls die Schaltung.
anders
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Re: Leistungsanpassung bei der Solaranlage

Neuer Beitragvon BernhardS am Freitag 26. September 2008, 08:16

Hallo,

darf ich mal ganz vorsichtig fragen wie das insgesamt aussieht. Ich meine, so furchtbar viel
Strom erzeugt so ein Peltiermodul nun auch wieder nicht. Wenn aber solch hohe Ströme erzeugt
werden ist die Anlage schon ziemlich groß.
Um mit einem dreistelligen Strom in einen Akku zu fahren, muss dieser auch schon eine
hübsche Größe haben, bzw. dieser Strom fällt ja immer an wenn die Sonne scheint.
Was ist denn im Normalfall der Verbraucher?
Reine Neugierde, damit ich mir was vorstellen kann; Du musst natürlich nichts sagen.

Bernhard
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Re: Leistungsanpassung bei der Solaranlage

Neuer Beitragvon anders am Freitag 26. September 2008, 14:32

so furchtbar viel Strom erzeugt so ein Peltiermodul nun auch wieder nicht
Der Strom, den so ein Thermoelement liefert, kann nahezu beliebig hoch sein, nur die Spannung ist eben gering.
Du hast vielleicht das Experiment mit einem "etwas" größeren Thermoelement noch nicht gesehen:
Eine kurzgeschlossenes Thermoelement, ich vermute Kupfer/Konstantan, bildet eine Schleife von vielleicht 50cm *10cm, die einen E-Kern umschlingt. Der Querschnitt der Thermoelement"drähte" ist vielleicht 5cm * 1..2cm, damit die Sache schön niederohmig bleibt. Geheizt wird mit einem Schweissbrenner.
Das Magnetfeld im E-Kern reicht dann aus um eine Eisenplatte festzuhalten, auf der eine Person steht.
Um mit einem dreistelligen Strom in einen Akku zu fahren, muss dieser auch schon eine hübsche Größe haben,
100A bei 100mV sind doch auch nur 10W.
Ich vermute, dass es hier nicht um Strom aus Sonnenenergie geht, sondern um Niedertemperaturwärme, z.B. aus Abwasser.
Das für Peltierelemente genutzte p- und n-leitende Wismuttellurid verträgt nämlich nicht mehr als 85°C.
Es gibt zwar andere Materialien für thermoelektrische Generatoren, die vielleicht 200°C aushalten, aber auch dafür sagt, wie du weisst, Onkel Carnot einen lausigen Wirkungsgrad vorraus.
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Re: Leistungsanpassung bei der Solaranlage

Neuer Beitragvon Erfinderlein am Freitag 26. September 2008, 15:03

Hi,

von der Praxis her, kann das doch fast nur so aussehen, dass viele, viele kleine Elemente in einer Rohrwandung untergebracht werden, welche dann vernünftigerweise gruppenweise in Serie geschaltet werden um eine brauchbare Spannung abzugeben. Wie anders, als mit einem Rohr oder der Wand einer Wärmekammer soll man sonst die notwendige Temperaturdifferenz erzielen ?
Ich denke mal weiter über die pulvermetallurgische Herstellung der Elemente mittels 2K-Spritzgiessen als Formgebungsprozess nach und die Wahl geeigneter Werkstoffe nach. Auch die Verbindung untereinander ist nicht unbedingt banal. Der genannte Formgebungsprozess würde ja auch aneinanderreihbare Geometrien erlauben. :koch:

LG aus GR
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Re: Leistungsanpassung bei der Solaranlage

Neuer Beitragvon BernhardS am Montag 29. September 2008, 06:48

Hallo,

100A bei 100mV sind doch auch nur 10W
ja schon, aber damit kann er ja den Akku nicht laden.
So ein normales Peltier-Element liefert einen Strom im dreistelligen mA-Bereich. Wenn er nun
vom dreistelligen Ampere-Bereich spricht, dann springt bei mir der kleine Mann im Hinter-
kopf auf und ruft: "Taschenrechner".
Der Rest der Frage ist Neugier. Baut da jemand eine Solaranlage mit tausend Elementen,
nutzt er Restwärme von Abwasser oder Abgas? Mit dem Schweißbrenner wird er keinen
Strom erzeugen wollen, das wäre eher für den Fall: einsame Insel, Funkgerät mit leerem
Akku, Schweißbrenner und Thermoelement im Wrack gefunden.

Grundsätzlich haben Peltier-Elemente einen lausigen Wirkungsgrad.
Onkel Carnot

Carnot ist ja noch harmlos dagegen. 10-20% vom Carnot-Wirkungsgrad!!
Das wird solange so sein, bis jemend ein Material erfindet das Strom leitet - Wärme aber
nicht. Eine konkrete Anwendung braucht also eine Energiequelle ohne Brennstoffkosten
oder es liegt eine Sondersituation vor, Weltraum oder so.

Bernhard
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Re: Leistungsanpassung bei der Solaranlage

Neuer Beitragvon iinsertcoin am Dienstag 30. September 2008, 07:12

Also, ich hab vor die Abwärme aus Heißluft zu verwenden.. und dafür mehrere elemente parallel zu schalten.. sind eben sehr sehr viele daher der hohe Strom :) .. vielleicht bietet sich später aber auch eine etwas andere Verschaltung an, leider bin ich noch nciht dazu gekommen Versuche zu machen, und zu sehen was die Teile wirklich hergeben, denn die Angaben von den Herstellern sind immer im idealen Arbeitspunkt .. und genau dieser ist schwer realisieren, vorallem wenn die elemente auch noch an unterschiedlichen Stellen angebracht sind und so undterschiedlich viel Wärme abbekommen. Das wird auf jeden Fall das größte Problem, das in den Griff zu bekommen.
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Re: Leistungsanpassung bei der Solaranlage

Neuer Beitragvon anders am Dienstag 30. September 2008, 11:01

und dafür mehrere elemente parallel zu schalten.. sind eben sehr sehr viele daher der hohe Strom
Das ist keine gute Idee, denn diejenigen mit einer geringeren Temperaturdifferenz werden dir das Signal kurzschliessen.
Schalte sie besser hintereinander, dann bekommst du mehr Ausgangsspannung und kannst die Halbleiterschalter effizienter einsetzen.
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Re: Leistungsanpassung bei der Solaranlage

Neuer Beitragvon iinsertcoin am Mittwoch 1. Oktober 2008, 06:47

Als Kurzschluss, meinst du wirklich?? Ich hätte vermutet dass die Elemente mit dem geringeren deltaT als Verbraucher arbeiten und von den anderen gespeist werden. Und dass sich dann aber irgendeine Gesamtspannung für die gesamte Schaltung einpendelt.
Ich möchte später gerne eine batterie damit speisen, und dazu sollte ich so an die 14 V Ladespannung haben. die Reihenschaltung könnte auch daher ein Problem werden, dass die Berürungsspannungen zu hoch weren, und man sich deswegen wieder auf einiges einstellen muss.
Würdest du versuchen eine große Spannung zu erzeugen und diese mit einem DC-DC Wandler zu transformieren??
Ich hab da mehr an eine Variation aus Reihen und Parallelschaltungen gedacht. In welchem Ausmaß weiß ich aber erst wenn ich gesehen hab, wie groß die Spannungen der einzelnen Elemente bei unterschiedlichen deltaTs ist.
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Re: Leistungsanpassung bei der Solaranlage

Neuer Beitragvon BernhardS am Mittwoch 1. Oktober 2008, 10:45

Hallo,

dann aber irgendeine Gesamtspannung für die gesamte Schaltung einpendelt
Schon, aber das ist nur ein Volt. Natürlich kann man die einem Spannungswandler zuführen,
zumal der Wandler ja aus dem Akku seine Hilfserergie zum Anlaufen nehmen kann.

Reihenschaltung könnte auch daher ein Problem werden, dass die Berührungsspannungen zu hoch werden

So schnell wird das nicht zum Problem. Du brauchst ja nur mit 20 Volt Leerlaufspannung
anfangen, dann kannst Du praktisch erproben wieviel Strom zu gewinnen ist und diesen
erstmal speichern.

Dann noch eine Frage: Die Wärmequelle ist Heißluft, die bisher ungenutzt abgeleitet wird.
Was steht denn als Kühlmöglichkeit zur Verfügung?

Bernhard
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Re: Leistungsanpassung bei der Solaranlage

Neuer Beitragvon iinsertcoin am Donnerstag 2. Oktober 2008, 06:31

Ok, aber bei 20V darf ich nicht viele in Reihe schalten.. und ich weiß noch nicht wieviel es werden, aber sagen wir mal es sind 30 Module .. was soll ich mit den restlichen machen, ich könnte ja immer 10 in Reihe schalten und diese Quellen wiederum parallel.. aber dann wäre das Problem mit den unterschiedlichen Spannungen ja wieder präsent ..
Die Kühlung möchte ich mit einem Kühlwasserkreislauf über direkte Kontaktierung realisieren..
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Re: Leistungsanpassung bei der Solaranlage

Neuer Beitragvon anders am Donnerstag 2. Oktober 2008, 13:36

ich könnte ja immer 10 in Reihe schalten und diese Quellen wiederum parallel.. aber dann wäre das Problem mit den unterschiedlichen Spannungen ja wieder präsent
Dieses Problem kann man z.B. mittels Dioden oder anderer Schalter vermeiden.
Ausserdem schrieb ich ja schon, dass du einen mehrphasigen Wandler brauchen wirst. Bauteilemäßig unterscheidet der sich nicht allzusehr von mehreren parallelelgeschalteten einzelnen Wandlern, die miteinander synchronisiert sind.
20V ist auch schon ziemlich hoch. Die optimale Betriebsspannung für die Verwendung der neuen extrem niederohmigem FETs dürfte bei etwa 5..10V liegen.
Also, ich hab vor die Abwärme aus Heißluft zu verwenden
Welche Temperaturen hast du denn auf der Warmseite und Kaltseite ?
Peltierelemente sind recht teuer und der erreichbare Wirkungsgrad liegt afaik bei weniger als 10% der Theorie.
Imho ist für die Umwandlung von Niedertemperaturwärme in Elektrizität ein mit einem Generator gekoppelter Stirlingmotor die bessere Lösung.
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Re: Leistungsanpassung bei der Solaranlage

Neuer Beitragvon BernhardS am Freitag 3. Oktober 2008, 10:25

Hallo,

hab mal mit einem normalen Kühlbox-Element einen Versuch gemacht. Es ist auf einen
großen Alublock gespannt und es liegt eine flache Aluscheibe darauf. Normalerweise
benutze ich es für ganz kleine, unregelmäßige Teile. Die werden mit einigen Wassertropfen
oder nassem Tempo einfach auf der Aluscheibe festgefroren.

Jetzt habe ich das hochkant gestellt und mit dem Gasbrenner angeheizt. Aluscheibe so heiß,
daß man nicht mehr hinfassen kann- Alublock herbstlich kalt. Liefert etwa ein halbes Watt:
ca. 2 Volt und etwa 0,3 A.
Wenn ich nun etwas Theorie wälze, könnte das Ding unter diesen Bedingungen etwa 4%
Wirkungsgrad haben, d.h. es braucht 12-15 W Wärmeenergie. Angenommen es steht Luft
mit 140°C zur Verfügung, die ich auf 100°C abkühle - kälter darf ich ja nicht, weil das
Element heiß bleiben soll - dann kann ich mit der Wärmekapazität die Luftmenge
ausrechnen. Das Ergebniss veröffentliche ich vorsichtshalber noch nicht, die Zahl ist
so groß, daß ich lieber nochmal nachrechne.

Entschuldige, Du hast eine elektronische Frage gestellt und ich rechne an Deinem Projekt
rum, aber der kleine Mann im Hinterkopf hört nicht auf, nach dem Taschenrechner zu rufen.

Bernhard
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Re: Leistungsanpassung bei der Solaranlage

Neuer Beitragvon anders am Freitag 3. Oktober 2008, 18:07

Jetzt habe ich das hochkant gestellt und mit dem Gasbrenner angeheizt. Aluscheibe so heiß, daß man nicht mehr hinfassen kann
Hoffentlich hast du es dabei nicht schon kaputtgemacht.
Ich glaube, ich schrieb schon, dass auf der Warmseite nicht mehr als 85°C zulässig sind.
Gelötet sind die Halbleiterwürfelchen mit einer Wismuthaltigen Legierung die iirc irgendwo bei 120°C schmilzt.
Die Temperaturgrenze bei 85°C besteht aber, weil der Halbleiter durch eindiffundierendes Kupfer aus den Verbindern vergiftet wird.
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Re: Leistungsanpassung bei der Solaranlage

Neuer Beitragvon BernhardS am Freitag 3. Oktober 2008, 19:30

Hallo,

Hoffentlich hast du es dabei nicht schon kaputtgemacht
Danke, wird
so schlimm schon nicht sein.
War nur kurz und am Rand der Scheibe ging gerade das Kondenswasser weg, da hab ich
wieder aufgehört. Es wurde vermutlich nicht bis hinter die Keramikscheibe durchgewärmt.
Ist ja nur so ein Jäger-und-Sammlerteil, dessen Entsorgung durch eine gelegentliche
Nutzung verzögert wurde.
Kleine, unregelmäßige Teile, die man nicht einspannen kann, festzufrieren ist übrigens
eine Idee von jemand anderem, will mich da nicht mit fremden Federn schmücken.

Du bist doch theoretisch recht bewandert. Das Ganze rechnet sich doch nie und nimmer.
Außerdem wird ja der derzeit heiße Abluftkanal nach hinten immerzu kälter, wenn man
anfängt Wärme auszuleiten.

Bernhard
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Re: Leistungsanpassung bei der Solaranlage

Neuer Beitragvon anders am Freitag 3. Oktober 2008, 22:26

festzufrieren ist übrigens eine Idee von jemand anderem,
Interessante Idee aber. Ich hatte das schon zur Kenntnis genommen. :wink:
Ich habe nämlich gerade eben ein paar zerbröselte Seiten aus einem Buch von 1952 mit Tesafilm zusammengeklebt und dabei gedacht, vielleicht wäre das etwas für Restaurateure.

Das Ganze rechnet sich doch nie und nimmer.
Das sehe ich auch so, wenn die Abwärme nicht gerade von einem Kraftwerkskühlturm stammt. :lol:
Da gabe es dann aber eine Menge Leute und Fische, die etwas dagegen haben, die Kaltseite der Peltiers oder eines Stirlingmotors mit dem nächstbesten Fluss zu kühlen.

Ich habe den Eindruck, das es unserem Freund nicht bewusst ist, dass man auch kräftig kühlen muss, wenn aus Wärme andere Energie gewinnen will, und dass ausserdem der Wirkungsgrad niemals besser als lausig sein kann, wenn man nur ein paar Grad Temperaturunterschied zur Verfügung hat.
anders
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