Eigenbau Solarmodul

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harry01
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Re: Eigenbau Solarmodul

Beitrag von harry01 » Mo 25. Jan 2021, 09:21

Hi Cristian

Ich habe mir die Daten mal angesehen.
Mich irritiert die Leistungsangabe von 1,65W.
Habe früher mal gelernt das Leistung das Produkt aus Spannung und Strom ist.
Also P=U*I das ergibt aber bei meiner Rechnung nur 1,425 W.
Du solltest die Anzahl deshalb noch mal Überdenken.
Der Hersteller bezieht wohl bei voller Sonneneinstrahlung 0,225W pro Zelle aus dem nirvana ?
Die angegebenen Werte sind auch immer max. Werte bei optimalen Bedingungen.
Ich würde max. mit 70-75% davon rechnen.
Sorry aber das ist meine Meinung dazu.
Gruß Harald
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Re: Eigenbau Solarmodul

Beitrag von Tenovice » Mo 25. Jan 2021, 12:31

Mal ganz einfach gefragt:
Wärst du mit einem 100w Panel nicht besser bedient? Oder zwei Panel zu je 50w? Also so ganz ordinäre Stangenware?

Ich weiß nicht, ob es mir die Bastelei wert wäre - aber vermutlich wird dein Ergebnis soviel besser, dass ich mit offenem Mund davor stehe... ich rechne mir dann ganz pragmatisch die von mir gekauften Module schön, indem ich die Zeit gegenrechne.

MfG
Christof
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Re: Eigenbau Solarmodul

Beitrag von Tenovice » Mo 25. Jan 2021, 13:26

Ich setze mir einen Satz Solarpanels aufs "Vordeck".
Vorteil: weniger Schatten und keine Probleme mit den Wölbungen. Da die Module begehbar sind, kann ich die bequem ins EVA-Teak integrieren...
Nachteil: Längere Leitungslängen, wenn die Batterien Achtern sind (meine sind Mittschiffs, daher passt es)

Schmale Solarpanels kommen seitlich an den Aufbau - hat den Vorteil, dass die überhaupt nicht stören, hat aber auch den Nachteil, dass immer nur eine Seite "unter Strom" steht. D.h. die Parallelschaltung der beiden Module ist nicht soo clever. Aber wenn jedes Modul einen eigenen PWM-Regler erhält, wird es wohl gehen.

Dann kommt hinzu, dass eine Teilverschattung eigentlich nur bei einer Reihenschaltung problematisch wird.
Schalte die Module parallel, ist der Verlust bei Verschattungen nicht so gravierend.

MFG
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Re: Eigenbau Solarmodul

Beitrag von Ole aus HB » So 31. Jan 2021, 11:39

Hi Christian,

wieder mal eine interessante Idee!

Das Ganze könnte funktionieren, aber auch wenn die Probleme der teilweisen Abschattung bei Deinem Konzept kompensiert würden, bliebe das Problem der vollständigen Abschattung. Besonders unterhalb des Großbaums hast Du ja massiven Schatten, vor allem mittags, wenn die Sonne für die Module am günstigsten steht.

Mein Geräteträger ist sicherlich keine Augenweide, aber für die Solarmodule gibt es auf Segelbooten keinen besseren Platz.

Meine installierten 100 Watt reichen übrigens gut aus, für Kompressorkühlbox und alles andere. Der Ladestrom liegt in unseren Breiten bei guten Bedingungen zwischen 3 und 5 Ampere (MPPT-Regler). Auf Kreta war es besser. Da musste ich nicht ein Mal an Landstrom!

Wenn ich nachts segle, schalte ich die Kühlbox aus, weil dann zu viel Strom für Lichter, Funk und Autopilot drauf gehen.

Ich bin gespannt, wie Du die Anlage baust.
Wenn es funktioniert, wäre das für viele nachahmenswert. Vielleicht erweitere ich meine Anlage dann auch noch!

Beste Grüße,
Ole
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Bis 2021: Miglitsch, goldener Mast, Honda BF75 im Schacht, Baujahr/Segelnummer unbekannt
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Re: Eigenbau Solarmodul

Beitrag von najawe » Di 9. Feb 2021, 18:03

Moin Christian,

wirklich ein interessantes Projekt. Ich möchte jetzt nicht den Miesepeter spielen, dich aber auf das Thema Modulverkapselung hinweisen. Da liegt der Knackpunkt bei der Herstellung von Solarmodulen und da trennt sich in Sachen Haltbarkeit auch ganz schnell die Spreu vom Weizen. Falls Du es doch versuchen willst, achte auf drei Punkte:
1. Zellen und da ganz besonders die Kontaktierung reagieren äußerst empfindlich auf Feuchtigkeit Du musst Dein Modul also in einer trockenen Umgebung bauen und dann hermetisch versiegeln.
2. Jede Grenzfläche führt zu Reflexion. Bei der Materialauswahl musst du aso darauf achten, dass sich das Licht von der Luftseite zur Zelle immer vom optisch dünneren in das optisch dichtere Medium bewegt. Ein Luftspalt zwischen Deckglas und Zellen ist also sehr kontraproduktiv.
3. Die Transmissionskurve der Materialien im Lichtpfad muss zur spektralen Empfindlichkeit der Zelle passen.
Punkt 1 geht nur auf die Haltbarkeit. Die Punkte 2 und 3 beinflussen direkt die Modulleistung. Stellt man sich hier ungeschickt an, verliert man ganz schnell ganz viel Leistung. In der Industrie wird das so gelöst, dass die Zellen unter sehr definiertem Druck und Hitze in verschiedene sorgfältig ausgewählte Folien laminiert werden. Und da kommt dann auch der immense Preisunterschied zwischen den Zellen und dem fertigen Modul her.
Die von Dir ausgewählten sehr guten Zellen bekommst du fertig verpackt in marinetauglichen Modulen. Die sind sauteuer, aber das hat die oben genannten Gründe.

Viele Grüße,
Mirko
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Re: Eigenbau Solarmodul

Beitrag von Jochen » Di 9. Feb 2021, 20:24

Da ist scheinbar ein Fachmann zu gegend.
Sehr gut.
Grüße aus Bocholt von der Hoppetosse. Neptun 22 M KS Baujahr 1972 SNr.1652 6PS Honda Liegeplatz: Jachthaven Lutz Balk NL Fryeslan Verein: BOH YC Wir segeln Bundesliga.
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Re: Eigenbau Solarmodul

Beitrag von najawe » Mo 15. Feb 2021, 21:43

Hallo Christian,

da ich bei uns im Maschinenbau tätig bin und die Modulthemen nur am Rand mitbekomme, habe ich Deinen Bauvorschlag mal an unsere Modulexperten weitergeleitet. Ich bin auf die Antwort gespannt.
Prinzipiell finde ich den Aufbau clever gedacht. Trotzdem schon mal eine Anmerkung:
Die Rückseite möchtest du aus HD-PE fertigen. Da ist jegliches Kleben schwierig. Es sei denn Du hast Zugriff auf eine Plasmaquelle zur Oberflächenaktivierung. In den Verarbeitungshinweisen von 3M für das von Dir gewählte Klebeband steht dann auch: "Kritisch sind Verklebungen mit Werkstoffen wie z.B. Polyolefinen (Polyethylen, Polypropylen), ..." Die Aufgabe ist es hier, eine dauerhaft wasserdampfdichte Verbindung hinzubekommen. Und dann können die Zellen im Sommer gerne mal 60-70°C warm werden. Das ist für PE auf Dauer auch schon grenzwertig.

Viele Grüße, Mirko
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Re: Eigenbau Solarmodul

Beitrag von najawe » Di 23. Feb 2021, 20:40

Moin Christian,

hat ein wenig gedauert, aber ich habe die Antwort. Um es kurz zu machen: du sollst dir die Arbeit sparen. Die Zellen müssen laminiert werden, sonst sind sie nach kurzer Zeit hinüber. Wenn Du es trotzdem selbst versuchen möchtest, kannst du testweise die Zellen in einem handelsüblichen Laminiergerät (eines mit direkt gegeüberliegenden Walzen, welches das Laminat nicht biegt) laminieren und das in deine Konstruktion packen. Ohne Kontaktbänder sieht das dann so aus:
Bild
Haben wir für Schülerversuche auch schon mit Kontaktbändern gemacht. Hält definitiv länger als unverpackte Zellen, aber wir wissen nicht wie lange wirklich. Und ausserdem klappt das wahrscheinlich nur mit einzelnen Zellen und ohne Dioden.
Wenn du Google mal zum Aufbau von Solarmodulen befragst, dann wirst Du auf EVA Folien stossen, in die die Zellen einlaminiert werden. Das passiert mit großen Vakuumpressen bei 120-150°C. Prinzipiell sollte der begabte Heimwerker das für den Hausgebrauch und kleine Flächen nach ein wenig Übung auch mit einem Bügeleisen ohne Dampf hinbekommen. (Standard-)EVA Folien bekommt man im Netz jedenfalls als Rollenware. Der Aufbau der flexiblen Module für Boote und Wohnmobile ist dann vermutlich eine Alu Rückplatte -> EVA (weiß) -> Zellen -> EVA (transparent) -> strukturierte Frontfolie (???). Könnte man mal versuchen mit dem Bügeleisen nachzubauen.
Und dann gäbe es noch die Variante mit deinen gefrästen Taschen und Gießharz...
So, jetzt habe ich nicht nur gemeckert sondern auch noch zwei konstruktive Vorschläge abgeliefert ;-)

Viele Grüße, Mirko
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Re: Eigenbau Solarmodul

Beitrag von najawe » Do 25. Feb 2021, 20:38

Hallo Christian,

laminieren mit Druck und Hitze ist letztlich nichts anderes als flächenhaftes Schweißen von Kunststoffen. Und das geht auf kleinen Flächen durchaus auch mit einem Bügeleisen. EVA als Folie in verschiedenen Stärken gibt es im Netz als Rollenware (z.B. kannst du in der Bucht mal nach "Eva film für Solar Schalttafel, 4,5m² (3m² eva+ 1, 5m² "Tedlar") Kapselung kit" suchen, da hast Du auch gleich noch eine passende PET-Frontfolie. Und den Stapel laminierst Du dir auf eine ~1 mm Alu Platte.

Zu Deinem Vorschlag: Du kannst zwei Platten verkleben und das Paket wird anfänglich vermutlich auch funktionieren. Die Frage ist, wie schnell die Zellen degradieren, weil du Luft und Feuchtigkeit mit einsiegelst. Die Cu-Leiterbahnen auf der Rückseite der Maxeon Zellen sind nur wenige µm dick, die darunter liegenden Halbleiterstrukturen nur wenige 100 nm. Da genügt in Verbindung mit den hohen Betriebstemperaturen halt schon ganz wenig Feuchtigkeit, um die komplett zu oxidieren und in einen Isolator zu verwandeln. Und genau das umgehst Du mit der Lamination. Da ist dann keine Luft und Feuchtigkeit. Und Kleber mag wasserdicht sein - ja. Diffusionsdicht gegen Wasserdampf und Gasdicht ist er deswegen noch lange nicht. Das Stichtwort hier ist der WVTR-Wert (=water vapour transmission ratio). Wenn Du den für deine verwendeten Materialien kennst, kannst Du ziemlich genau ausrechnen, wie lange es dauert, bis deine Leiterbahnen wegoxidiert sind.

Jetzt muss ich aber mal eine Frage fragen: Warum willst Du unbedingt Platten haben. Verwindet sich das Hubdach derart stark? Die flexiblen Module fürs Boot sind immer noch 3-5 mm dick und wegen der Zellen auch nur endlich flexibel - also von dem was man landläufig als Folie versteht weit entfernt. Und bei flächiger Verklebung kann ich auf meinen sogar rumlaufen, was bei einem eher kleinen Boot für mich ein klarer Vorteil ist.
Aber in einem gebe ich dir uneingeschränkt recht: gut gemachte Solarzellen fürs Boot sind ein teurer Spaß, vermutlich sogar als Eigenbau.

Viele Grüße, Mirko
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Re: Eigenbau Solarmodul

Beitrag von najawe » Sa 27. Feb 2021, 12:19

Hallo Christian,

Du liebst scheinbar deine Fräse ;-) Versuche es mal ohne Fräsen.

PMMA Backplate / EVA / Zellen / EVA / Tedlar

Die EVA Folie umfließt dann beiseitig deine Zellen und auch die Dioden und Dogbones. Dann bist Du im Aufbau schon fast bei kommerziellen Modulen.

Ich bin auch auf das Ergebnis gespannt.

Viele Grüße und Erfolg,
Mirko
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Re: Eigenbau Solarmodul

Beitrag von najawe » So 28. Feb 2021, 20:15

Hallo Christian,

na da ist doch alles was du brauchst vorhanden! Halte dir die Lisa warm :Daumen: :D

Ich bin wie gesagt auf das Ergebnis gespannt.

Viele Grüße, Mirko
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