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Alt 19.08.2020, 20:53   #11
Otocinclus2
 
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Hallo David,

Respekt! Da hast du sicherlich lange recherchiert und gerechnet, um diesen Beitrag zu verfassen.
Ich hätte gar nicht die Energie gehabt, das alles zu Papier, respektive auf den Bildschirm zu bringen.


Gruß
Otocinclus2
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Alt 20.08.2020, 07:47   #12
radlhans
 
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Da kann ich Oto nur zustimmen.
Und da es hier keinen "Danke"-Button gibt: DANKE, David!
radlhans ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 20.08.2020, 13:15   #13
David Teichfloh
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Zitat:
Zitat von Otocinclus2 Beitrag anzeigen
Da hast du sicherlich lange recherchiert und gerechnet, um diesen Beitrag zu verfassen.
Danke.
Ja, ca. ein ganzes Jahr und ein paar Wochen.
Vor allem deshalb, weil dieses Thema recht schnelllebig ist.

Und: Das war die Theorie - jetzt kommt die Praxis....
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Alt 20.08.2020, 17:07   #14
David Teichfloh
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Von der Theorie zur Praxis….

Bislang haben wir uns das Experiment „Solarenergie“ von der theoretischen und rechnerischen Seite aus angesehen. Jetzt schauen wir einmal, was uns die Praxis dazu sagen kann.

Warum eigentlich „Inselanlage“? Das ist den Umständen geschuldet. Ich bin Mieter und habe daher kaum weitreichende Möglichkeiten:
DachSolarAnlage geht nicht – ist nicht mein Dach.
Balkonkraftwerk geht auch nicht – dazu ist ein Eingriff in die E-Anlage der Wohnung nötig und dazu muss der Vermieter zustimmen. Auch bei Eigentumswohnung könnte das Probleme geben.

(Anmerkung: es gibt Balkonkraftwerke mit Schukostecker. Das ist nicht verboten, sondern liegt in einer rechtlichen Grauzone. In den Verordnungen kommt ein Balkonkraftwerk mit Schukostecker gar nicht vor. Dennoch gilt hier: Wo kein Schaden, da kein Kläger, da kein Richter. Doch sollte der Schaden eintreten, wird es teuer (Es gibt allerdings weltweit keinen bekannten Fall, wo so ein Balkonkraftwerk mit Schukostecker je einen Schaden ausgelöst hat.) Die in D noch nicht umgesetzte Richtlinien der EU über solche Anlagen bis 800 Watt sehen ausdrücklich einen direkten Anschluss per Schukostecker vor.)

Also bleibt die Inselanlage. Die hat einige Vorteile, aber auch einige Nachteile.

Nachteile:
- Kosten. Es sind Einzelteile zu kaufen. Das kostet mehr als eine Komplett-Anlage (es gibt auch fertig zusammengestellte Komplett-Anlagen zu kaufen).
- handwerkliche Fähigkeiten. Die Inselanlagen müssen zusammen gebaut werden. Das kann jeder, der nicht zwei linke Hände hat und weis, was ein Schraubendreher(-zieher) ist.

Vorteile:
- die modulare Bauweise. Die Anlage besteht aus 3(4) einzelnen Komponenten:
a) Solarmodul(e)
b) Solarregler
c) Speicher (Akku)
(d) (Spannungswandler: 12 Volt zu 230 Volt)
Diese Bauweise ermöglicht es uns, die Anlage zu erweitern, zu verändern oder auch zu verkleinern. Wir müssen nicht mit der kostenintensiven maximalen Ausbaustufe beginnen – wir können auch klein anfangen.
- die Anlage ist transportabel (in Grenzen)

Mit einem Problem müssen wir uns auseinandersetzen, bevor wir beginnen:
Der Filter muss immer laufen. Also auch, wenn keine Sonne scheint und der Akku leer ist.
Diese Problem zu lösen ist eigentlich ganz einfach. Es ist die Umkehrung der „Notstromversorgung für Aqua“.
Es gibt zwei Möglichkeiten:
a) Der Filter verbleibt an 230 Volt. Dann besteht das Problem nicht. Das Aqua kommt einige Zeit auch ohne Licht und Heizung zurecht.
Bei meinem kleinen 5 Watt-Filter ist das auch die effektivste Lösung. Aber manche Filter benötigen mehr Leistung. Dann wäre es doch schön, sie wenigstens zeitweilig mit Solarstrom zu betreiben.
b) ein Umschalter, der die Stromversorgung automatisch von Solar auf Netz umschaltet, wenn es keinen Solarstrom mehr gibt.

Dieser Umschalter ist eigentlich sehr einfach. Aber hier ist zu beachten, dass wir nicht an 230 Volt, also an der Hochspannung, arbeiten dürfen. Das darf nur ein Fachmann – und der kostet Geld.
Deshalb arbeiten wir mit der Niederspannung von 12 Volt, die uns die Solaranlage liefert.
Zuerst müssen wir wissen, welche Leistung wir benötigen. Dazu zählen wir alle Verbraucher zusammen: z.B.:
Heizung = 50 Watt
Licht = 15 Watt
Filter = 5 Watt
- macht zusammen: 70 Watt
Jetzt kommt noch der Spannungswandler hinzu. Er arbeitet mit einem Wirkungsgrad von ca. 90%. Also müssen wir noch 10% aufschlagen.
Gerundet erhalten wir so: 80 Watt. Im Gleichstromkreis sind das ca. 7 Ampere bei 12 Volt.

Das benötigte Netzteil für die Notversorgung muss also 12 Volt (12 bis 14 Volt) und min. 85 Watt haben. Besser: 12 Volt und 100 Watt – dann sind wir auf der sicheren Seite. Das gibt es zu kaufen. (Schaltnetzteile haben den Vorteil, dass sie im Leerlauf, also ohne Last, nur wenig Leistung benötigen. In unserem Fall ca. 1 – 5 Watt.)
Das zweite Bauteil ist ein Relais. Seine Spule muss 12 Volt sein. Es benötigt 2 Umschalter(!), die 8, besser 10 oder gern auch mehr Ampere aushalten (Achtung: bei Gleichstrom!). Gibt es zu kaufen.

Die Schaltung:
- die Spule des Relais kommt an die Inselanlage
- die Schaltkontakte (die Mittelkontakte) kommt an den Spannungswandler (12 Volt zu 230 Volt)
- die Ruhekontakte (das sind die Kontakte, die mit den Schaltkontakten verbunden sind, wenn die Spule KEIN Strom hat) kommen an das Netzteil. Polung beachten
- die Arbeitskontakte (das sind die Kontakte, die mit den Schaltkontakten verbunden sind, wenn die Spule Strom hat, also die Inselanlage Strom liefert) kommen an die Inselanlage. Polung beachten.
Die Funktion:
Solar oder/und Akku liefern Strom: Relais hat geschaltet(angezogen), Arbeitskontakte und Schaltkontakte sind verbunden → das Aqua wird mit Solarstrom versorgt

Solar und/oder Akku liefern KEIN Strom: Relais ist abgefallen, Ruhekontakte und Schaltkontakte sind verbunden → das Netzteil liefert den Strom fürs Aqua
(natürlich über den Spannungswandler!)
Warum 2 Umschalter? Weil ich eine Potenzialtrennung möchte. Inselanlage und Netz (über das Schaltnetzteil) sollen keinesfalls miteinander verbunden werden.

Durch den modularen Aufbau der Inselanlage können wir entscheiden, was vom Aqua wir mit Solarenergie versorgen:
- nur Filter
- nur Licht
- nur Heizung
- Heizung und Licht
- Heizung und Filter
- alles (Filter, Licht und Heizung)

Je nach Leistungsfähigkeit, aber auch nach Lust und Laune sowie den Aufwand, den man tätigen möchte.



So, das war's für heute.

Nächstes Thema: Solaranlage und NUR das Licht versorgen.
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Alt 20.08.2020, 17:34   #15
dumdi65
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Ich bin begeistert David. Hast du super und alles richtig erklärt. Und vor allem nicht vergessen, wenn man selbst bastelt: basteln an der Hausstromanlage als Laie kostet den Versicherungsschutz

Für dich ein dickes DANKE und den gezogenen Hut David!
dumdi65 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 20.08.2020, 17:39   #16
carpenoctemtom
 
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Von mir auch nochmal, bin schon auf die Fortsetzung gespannt...
Tom
carpenoctemtom ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.08.2020, 17:42   #17
David Teichfloh
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Eine Ergänzung zum Umschalter:
Für die direkte 230Volt Umschaltung gibt es "Automatik-Umschalter" fertig zu kaufen. Preis ca. 50 bis 60€ .
Achtung! Anschluss nur durch Fachkraft erlaubt!
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Alt 23.08.2020, 11:36   #18
David Teichfloh
Gast
 
Beiträge: n/a
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Ein kleiner Zwischenschritt…

Mir ist da etwas aufgefallen: Wie kommt die Solarenergie ins Wohnzimmer?

Komisch – darüber konnte ich so gut wie nichts finden. Aber wir müssen ja die elektrische Energie von dem Solarmodul draußen zum Regler/Akku/Verbraucher drinnen befördern.
Das erscheint einfach zu sein. Man nehme ein Kabel…

Im Sommer mag es ja durch die offene Tür/das Fenster noch gehen – im Winter ganz bestimmt nicht. Immerhin sind die benötigten Kabel dick, zwischen 4 bis 8mm².
Gut – aber wie kommt das Kabel nun rein?

1) ein Loch in die Wand.
Tolle Idee – für Mieter unbrauchbar. Der kann nicht einfach ein Loch in die Wand bohren – auch wenn es sich nahezu spurlos wieder beseitigen lässt.
Auch für Eigentumswohnungen gibt es da Probleme.
Und es verbietet sich geradezu, wenn das Haus isoliert ist. Die dicke Isolation darf man nicht durchbohren, da sonst eine Wärmebrücke entstehen kann.
Fazit: geht nicht

2) Loch durch Fenster/Türrahmen
Tolle Idee – verbietet sich aber trotzdem. Bei Holz mag das ja noch gehen – gestattet ist es nicht. Um bei neueren Fenstern/Türen? Die sind, samt Rahmen, aus Plaste. Da geht das einfach nicht.

Es bleibt nur ein Weg: durch den schmalen Spalt zwischen Rahmen und Fenster-/Türflügel. Dafür gibt es Lösungen. Zum Beispiel aus dem Bereich Antennentechnik.
Satelliten-Antennen sind öfters draußen – und deren Kabel ist dick. Dafür gibt es sogenannten „Fensterdurchführungen“. Das sind im Grunde genommen Flachkabel.

Wir müssen jedoch nicht unerhebliche „Leistungen“ transportieren. Also brauchen wir etwas Dickeres. Die KFZ-Technik bietet es: Massenbänder. Das sind aus geflochtenen Kupferlitzen bestehende, breite und flache Bänder, die zur Masseverbindungen zwischen Karosserie und Türen eingesetzt werden. In der Anlagentechnik gibt es ähnliches.
Für unsere beiden Pole benötigen wir zwei solcher Bänder. Ihre flache Bauart gestattet es, die durch den „Falz“ zu führen. Ihre Breite erlaubt es, hohe Ströme zu transportieren.

Problem gelöst!

(Anmerkung: Es gibt noch andere Lösungen. Zum Beispiel Bänder aus Kupfer oder Alu. Auch dicke Folien sind geeignet. Hier ist allerdings ein gehöriges Maß an Bastelarbeit angesagt – Massebänder gibt es fertig zu kaufen. Kosten: zwischen 3 bis 15€)


... wird fortgesetzt ...
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Alt 23.08.2020, 16:06   #19
David Teichfloh
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Bilder vergessen: die Durchleitung durch die Tür(dichtung).
Angehängte Grafiken
Dateityp: jpg DSC02046.jpg (63,2 KB, 2x aufgerufen)
Dateityp: jpg DSC02047.jpg (86,3 KB, 2x aufgerufen)
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Alt 23.08.2020, 16:08   #20
David Teichfloh
Gast
 
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Es werde Licht …. im Aquarium.

Da Insel-Solaranlage insgesamt doch recht teuer sind, kam ein User auf die Idee, doch nur das Licht per Solarenergie zu betreiben – ohne Akku. Geht das?
Theoretisch ja. Es gibt Probleme – lösbare.
Solarmodul:
- die Spannung eines Solarmoduls ist vom Licht abhängig und reicht bis zu 22 Volt.
- die Leistung eines Solarmoduls ist von der Lichtintensität abhängig. Im Schatten sind es wenig Watt, in voller Sonne die maximale Leistung des Moduls. Jede Wolke lässt die Leistungsabgabe zusammen brechen.
Aqua-Leuchte:
- Betriebsspannung entspricht nicht der Spannung des Solarmoduls
- der Strombedarf ist bei Wolken/Schatten höher als die Leistung des Solarmoduls
= Die Versorgung ohne Puffer ist möglich, aber unsicher. Nun stört es ein Aqua nicht, wenn es mal kurze Unterbrechungen in der Lichtversorgung gibt. Aber nicht tageweise. Und wer eine Tagessimulation betreibt, könnte größere Probleme bekommen.

Lösungen:
Spannung:
- es gibt Step Down-Wandler, die aus einer kleinen Gleichspannung eine größere Gleichspannung machen. Der Wirkungsgrad liegt hier bei 98%, was sehr gut ist. Und teuer sind die auch nicht.
Strom/Leistung:
- ohne Sonne geht nichts. Und damit bedeutet das, dass wir die verfügbare Sonnenenergie zwischenspeichern müssen

Fazit:
Für eine direkte Stromversorgung eine Aqua-Beleuchtung sind die Solarmodule derzeit nicht geeignet. Die Ursache ist der geringe Wirkungsgrad der Solarzellen. Wenn der sich verbessert, könnte auch eine direkte Versorgung der Aqua-Beleuchtung ohne Puffer möglich sein. Derzeit geht das nicht.

Derzeit gibt es zwei Möglichkeiten:
- Große Solarmodule und kleiner Puffer-Akku: das Licht wird ja nur Tags benötigt. Der Akku muss allerdings vor Tiefentladung geschützt werden
- Umschalter für die Beleuchtung, wenn die Solarenergie ausfällt, auf 230Volt

... wird fortgesetzt ...
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energie, solar, solarenergie, strom sparen

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