Solarpanele (Messbedingungen)

  • Hallo QRPer,

    ich habe hier gerade ein mit 2 W angegebenes Panel im richtigen Winkel in die leicht trübe Wintersonne gehalten.

    Hier kurz die Daten des Herstellers:
    - Leerlaufspannung: UOC = 22,8 V
    - Kurzschlussstrom: ISC = 165 mA
    - Punkt maximaler Leistung: UMPP = 16,8 V, IMMP = 127 mA, PMMP 2,13 W

    Und die ebenfalls angegebenen Standard Test Conditions (STC):
    - Einstrahlung: 1000 W/m2
    - Luftmasse: AM =1,5
    - Zelltemperatur = 25 °C

    Die Leerlaufspannung erreiche ist zwar in etwa, doch der Kurzschlusstrom liegt weit darunter.

    Daher meine Fragen: Ist jemandem bekannt, welchen Beleuchtungsverhältnissen die STC entsprechen diese? Oder anders gefragt: Welche Einstrahlung ist in unseren Breiten überhaupt vorhanden?

    73/72 de Ingo DK3RED - Don't forget: the fun is the power!

  • Vor langer Zeit waren mal die OM in Lichtenstein in rund 2500m zum Contest und berichteten;
    Leistung der Panele in Berlin bei voller Sonne im Maximum wohl knapp 80%.
    Leistung in Lichtenstein auf 2500m Höhe 160 (oder 180% ?)
    Soviel zum EInfluß der Athmosphäre.
    Dazu kommen die mehr oder weniger optimistischen Bewertungen für Konsumertechnik durch die Händler.
    Al Beispiel gerade aktuell auf einigen LiIon-Zellen 18650 aus China steht auch schön groß drauf "99000mAh".
    Bei einen einzigen Händler habe ich unter eiher Vielzahl von Anbietern bisher den Hinweis gefunden:
    "Das sit nicht die Ah-Kapazizät der Zelle, sondern ein Markenname", Kapazizät war um 2Ah, also ganz normal.
    Alle anderen schrieben "Kapazizät 99000mAh"

  • Hallo Ingo,

    ich betreibe hier zwei 100-Watt Panels im Parallelbetrieb. Bei bester Sonneneinstrahlung unter 0° Winkel erreichen die beiden zusammen ca. 160 Watt Leistung. Also die 200 Watt haben die beiden noch nie erreicht.

    Einfach mal so zur Orientierung.

    Gruß Stefan

    Strengt euch an! Der Tag versaut sich nicht von alleine! :D

  • Hallo Stefan,

    das ist doch schon einmal eine Hausnummer für die Sommertage, zumal sich diese mit der von Reiner geposteten 80% deckt.

    73/72 de Ingo DK3RED - Don't forget: the fun is the power!

    Edited 6 times, last by DK3RED (February 2, 2025 at 5:09 PM).

  • DK3RED February 2, 2025 at 4:12 PM

    Changed the title of the thread from “Sloarpanele (Messbedingungen)” to “Solarpanele (Messbedingungen)”.
  • Noch ein Hinweis:

    Ich betreibe meine Funkstation seit mehreren Jahren Netzunabhängig. Also alles über Akku mit den Panels, wobei ich längere Zeit vorher nur 100 Watt in Betrieb hatte. Die 100 Watt Solarpanel reicht über den Sommer gut aus für meinen Betriebszyklus. Im Winter musste ich allerdings mit dem Ladegerät/Netzteil nachhelfen. Mit den beiden Panels bin ich noch am testen. Denn ich darf eigentlich keine Panels außerhalb meines Gaubenbalkons montieren, so habe ich beide Panels flach aufs Dach gelegt. Also im Winter erreiche ich dann ca. 30 Watt Leistung. Im Herbst werde ich dann mehr sagen können.

    Interessant ist bei Schwachlicht: Die Leerlaufspannung suggeriert noch ordentlich Leistung, aber der Strom aus den Panels zeigt dann, dass es recht wenig ist, was da kommen könnte.

    Gruß Stefan

    Strengt euch an! Der Tag versaut sich nicht von alleine! :D

  • Hallo QRPer,

    in der Zwischenzeit habe ich etwas gesucht. Laut DWD betrugt die Globalstrahlung im gesamten Juli und August 2024 in Berlin 166 bis 170 kWh. Dabei waren in Berlin (Dahlem) laut Wetterkontor im Juli 2024 etwa 260 Sonnenstunden vorhanden. Davon ausgehend trafen 638 bis 653 W/m2 auf die Erde und somit auf die Solarpanele, wenn die Sonne schien. Im Januar 2024 waren es am gleichen Ort nur 21 bis 25 kWh bei etwa 63 Sonnenstunden, also 333 bis 396 W/m2, wenn die Sonne schien.

    In Summe ergeben sich anhand der DWD-Daten die von den Herstellern angegebenen bei den STC (siehe Post #1) angegebenen 1000 kWh pro Jahr. In Berlin Dahlem waren es 2024 zwischen 1106 bis 1155 kWh pro Jahr. Folglich bezieht sich die von den Herstellern angegebene Nennleistung auf die maximale Beleuchtung in der hellsten Jahreszeit bei möglichst hochstehender Sonne. Und wenn ich davon ausgehe, dass diese im Januar gegenüber dem Wert im Juli nur 21 kWh / 636 kWh = 33 % beträgt, kann ich von einem mit 100 W angegebenen Modul im Januar bestenfalls nur 33 W erwarten. Rechne ich dann die von Stefan und Reiner festgestellten 80 % ein, sind nur maximal etwa 26 W zu erwarten.

    Bei meinem mit 2 W angegebenen Solarpanel wären es demnach rund 0,5 W. Doch noch nicht einmal diesen Wert habe ich erreicht. Ich vermute, inzwischen den Grund gefunden zu haben. Wikipedia gibt bei den STC an, dass das Verhalten unterschiedlicher Zelltypen bei Schwachlicht bei den von den Herstellen angenommenen 1000 kWh/Jahr unberücksichtigt bleibt. Daher gehe ich von einer aufgrund des Schwachlichts noch geringeren nutzbaren Leistung im Januar aus, was der heutige Test auch bewies.

    Ich werde meine Experimente mit Solarpanelen daher erst wieder fortsetzen, wenn wesentlich mehr Sonnenlicht vorhanden ist.

    73/72 de Ingo DK3RED - Don't forget: the fun is the power!

  • Hallo Stefan,

    Mit den beiden Panels bin ich noch am testen. ... Also im Winter erreiche ich dann ca. 30 Watt Leistung.

    30 W aus beiden 100-W-Panelen zusammen? Das wären nur 15 %, was bei meinem 2-W-Panel mit 0,3 W in etwa in die Region kommt, die ich berechnet habe.

    73/72 de Ingo DK3RED - Don't forget: the fun is the power!

    Edited once, last by DK3RED (February 2, 2025 at 6:48 PM).

  • Moin Ingo,

    Hier kurz die Daten des Herstellers:
    - Leerlaufspannung: UOC = 22,8 V
    - Kurzschlussstrom: ISC = 165 mA
    - Punkt maximaler Leistung: UMPP = 16,8 V, IMMP = 127 mA, PMMP 2,13 W

    Der Maximum Power Point andert sich mit der Staerke der Bestrahlung. D.h. Du muesstest die Spannung nachfuehren, um bei nicht sehr hellem Licht die maximal moegliche Leistung herauszubekommen. Ein bis zwei Volt Nachfuehrung koennen einen erheblichen Unterschied in der Ausbeute ergeben.

    Dann gibt es noch die schon erwaehnten Unterschiede der Messgroessen. Watt fuer unsereins und Chiwatt fuer chinesische Watt :)

    73, Joerg

  • Hallo Jörg,

    Der Maximum Power Point andert sich mit der Staerke der Bestrahlung. D.h. Du muesstest die Spannung nachfuehren, um bei nicht sehr hellem Licht die maximal moegliche Leistung herauszubekommen. Ein bis zwei Volt Nachfuehrung koennen einen erheblichen Unterschied in der Ausbeute ergeben.

    ich hatte das Solarpanel korrekt auf die Sonne ausgerichtet. Und es handelte sich nicht um 1 V oder 2 V weniger Spannung, sondern um 85 % weniger Leistung. Als Ursache hat sich das im Winter vorhandene Schwachlicht erwiesen, auf das Solarpanele scheinbar mit einem nicht propozionalen Leistungsabfall reagieren.

    73/72 de Ingo DK3RED - Don't forget: the fun is the power!

  • Schon klar, Ingo. Ich wollte damit nur sagen, dass eine Verschiebung um wenige Volt durch Nachregeln der Last einen erheblichen Untersched in der Ausbeute ergeben kann. Gerade bei Schwachlicht. D.h. statt 85% weniger waeren es vielleicht nur 80% weniger. Du haettest in diesem angenommenen Fall also 25% mehr Ausbeute bei Schwachlicht.

    Der Kurzschlusstrom ist in dieser Hinsicht nicht alleinentscheidend.

    73, Joerg

  • Aber auch nicht vergessen: Diese Regler, die diese Optimizer-Funktion beinhalten, sind meist die, die uns den Spaß auf Kurzwelle versauen!

    Und der Mehrertrag ist minimal. Das macht sich nur richtig bemerkbar, wenn man mehrere Panele parallel oder in Reihe schaltest und durch teilweise BEschattung auffallen. Der Mehrwert hält sich aber wirklich in Grenzen. Dazu findet man im Internet und Youtube entsprechende Videos.

    Gruß Stefan

    Strengt euch an! Der Tag versaut sich nicht von alleine! :D

  • Moin Stefan,

    Optimizer sind was anderes. Das sind SMPS-Module, die jeweils nur ein oder zwei Panels anbinden und damit Teilabschattungen ausgleichen. Deren Mehrwert ist in der Tat arg duenn. Sie sauen oft herum, weil sie wegen ihrer Vielzahl pro Anlage billig sein muessen. Da wird an jeder Ecke gespart.

    MPPT bringt erheblich an Mehrnutzen. Wenn man gescheite MPPT-Regler nimmt, z.B. von Genasun, dann hat man fuer moderate Mehrkosten HF-maessig so ziemlich seine Ruhe.

    Eine grosse Gefahr bei einfachen (und meist HF-ruhigen) PWM-Reglern sollte man nie vergessen: Die meisten davon schalten die Panels brachial auf den Akku und dann wieder ab, pulsierend. Wenn jetzt aus irgendeinem Grund das BMS eines modernen Akkus aufmacht, schaltet der PWM Regler erstmal voll durch, weil ja nun "zuwenig Spannung" da ist. Fast die volle Panel-Spannung geht auf die Akkuklemmen und damit an alle angeschlossenen Geraete. Auf diese Art hat sich hier ein OM seinen teuren Elecraft K3 geschossen.

    73, Joerg

  • Ja, Jörg, die Regler von Genasun sind top! Aber auch im Preis! 130 Euro für einen Regler ist für mich nicht nur ein moderater Mehrpreis, sondern richtig heftig, wenn ich sehe, dass es viele andere Regler gibt, die für 20 bis 50 Euro das Selbe können. Allerdings war der Genasun der Einzige, der eben keine Störungen gemacht hat. Daher lieber einen PWM-Regler als ein MPPT-Regler.

    Und ich meine nicht den Aufbau der Solarpanels, sondern die Optimizer, die dann versuchen, das halb beleuchtete Panel besser auszulasten. Das macht Sauereien! Das sind die, die über 100m Entfernung noch einen Lattenzaun zaubern können.

    Den Vorfall, den du beschrieben hast, würde ich eher einem 5 Euro-Chinaregler zurechnen. Da wurde dann wirklich am falschen Ende gespart.

    Gruß Stefan

    Strengt euch an! Der Tag versaut sich nicht von alleine! :D

  • Moin Stefan,

    Die von Rich Solar sollen ebenfalls einigermassen HF-tauglich sein und dort kostet ein MPPT mit 20A max Output (bei uns) etwa $80. Regler fuer 20-50 Euro koennen i.d.R. nicht dasselbe, da spart man am falschen Ende. Manchmal bekommt man bei so wenig Geld gar widerrechtlich einen verkappten PWM-Regler angedreht.

    Der beschriebene Vorfall (kein Einzelfall) kann mit den meisten PWM-Reglern passieren, nicht nur chinesischen. Das liegt am Prinzip. Meist wird das Panel bei Spannungsbedarf per Comparator mit Hysterese einfach per MOSFET direkt auf die Akkuklemmen geschaltet. Keine Spule, kein Buck-Regler, nichts. Das geht bei einem Bleiakku gut, sofern er nicht hoffnungslos sulfatiert ist oder eine der Polklemmen locker ist. Bei einem LiFePO4 oder aehnlichem mit BMS ist das riskant, besonders wenn man ein Hausdach-Panel mit den dort ueblichen Leerlaufspannungen von mehr als 38V benutzt.

    Optimizer werden nur bei grossen Anlagen verwendet, nicht fuer die ein oder zwei Panel einer gewoehnlichen Amateurfunkversorgung. Als Funkamateur sollte man um Optimizer einen grossen Bogen machen.

    73, Joerg