Photovoltaik im Wald?

  • Hallo,


    ich bin auf der Suche nach Informationen, in welcher Größenordnung sich die Leistung von Photovoltaikmodulen bewegt, die ganztägig im direkten Schatten von Bäumen stehen. Ganz schlimmer Standort für Photovoltaik, ich weiß. Aber bevor ihr die Augen verdreht: meine allgemeinen Physikkenntnisse sind ganz gut. Auch die Grundlagen von Siliziumhalbleitern und die Funktionsweise von Solarzellen sind mir geläufig, ebenso die generellen Probleme mit (Teil-)Beschattung von Solarmodulen.


    Aber es dreht sich ja nicht darum, im Wald Strom für den Verkauf zu produzieren. Es geht um eine Hütte im Wald, die möglicherweise eine Stromversorgung erhalten soll. Genutzt würde sie nur sporadisch. Das naheliegendste ist ein Generator/Notstromaggregat. Allerdings ist das mit Lärm und Gestank verbunden, mit Treibstoff in einer einsamen Waldhütte, mit beweglichen und möglicherweise wartungsbedürftigen Teilen, und das bei wechselnden Benutzern...


    Ich möchte wenigstens überschlagsmäßig alternative Szenarien durchspielen. Daher vorerst nur aus interessehalber:
    - mit wieviel Licht kann man eigentlich in einem lichten deutschen Mischwald in 3 m Höhe (also keine Kräuter, Ranken oder Sträucher darüber, nur 'echte' Bäume) so ungefähr rechnen, verglichen mit freier Fläche? Könnte das so im Bereich 20% liegen, 10% oder eher nur 5%?
    - würde dieser Prozentsatz durch die Verschattungseffekte bei Solarzellen nochmal weiter runter gedrückt, oder spielt das dann keine nennenswerte Rolle mehr? Wenn also im Wald sowieso nur noch 10% des Tageslichts ankommen (verglichen mit freier Fläche), und man eh im wesentlichen von diffusem Licht ausgeht, könnte man dann (z.B. bei einer Dünnschichtsolarzelle) auch davon ausgehen, dass sie ungeführ 10% ihres nominellen Wertes an Leistung erzeugt, oder wäre es deutlich geringer?


    Danke,
    Robert

  • Hi Robert und willkommen hier im Forum !
    Ich denke das kannst Du nur ausprobieren. Wald ist nicht gleich Wald.
    Mit 10% der Nennleistung würde ich keinesfalls rechnen!
    Wieviel Verbrauch/welche Verbraucher wird/werden erwartet? Wird die Hütte ganzjährig benutzt ? Wozu ?
    Ein paar alternative Gedanken dazu:
    Wie weit ist der Waldrand oder ein relativ verschattungsfreies Plätzchen entfernt?
    Wie hoch müßtest Du um an direkte Sonne zu kommen?
    Ist ein transportabler Akku evt. ausreichend (z.B. Pedelec-Akku)?
    Bedenke dass ein Modul im Wald auch noch im nullkommanix dreckig wird, nicht nur im Herbst. Und zwar nicht nur
    Blätter und Staub, sondern auch noch richtiger Kleb von Waldblüte ect., das spült man nicht einfach mit `ner
    Gieskanne runter.
    Ja, Fotos der Situation wären gut.
    lg,
    Philip

  • Fotos könnte noch etwas dauern. Das ist ein kleines, eingezäuntes Stück Gelände, verpachtet an einen Imkerverein. Waldrand, verschattungsfreie Plätze o.ä. kann man vergessen. Nennenswert Bäume absägen ebenfalls. Region ist Berlin-Brandenburg. Also keine Berghänge, an denen man Zellen an einen Baum schrauben könnte und freie Sicht auf die Sonne hätte.
    In der Hütte soll eventuell mal Licht gemacht werden, eine Honigschleuder laufen, oder sogar ein Wachsschmelzer.


    Es geht mir noch gar nicht um konkrete Planungen, sondern nur um ganz grobe Überschlagsrechnungen. Es ist so, dass andere Leute im Imkerverein mit einem Generator planen. "Das ist die einzige Möglichkeit. BASTA!".


    Wenn jetzt ein Wert von 10% der nominellen Modulleistung zumindest irgendwie im Bereich des reellen gewesen wäre, dann hätte ich anfangen können mal auszurechnen, wieviel Modulfläche nötig wäre, um z.B. im Spätsommer/Herbst innerhalb einer Woche die Akkukapazität aufzuladen, die wir brauchen würden (wobei ich auch die noch nicht kenne). Dann könnte ich die Kosten mit denen für Generatur & Co vergleichen, und dann könnte man im Verein darüber reden, ob die Mehrkosten irgendwie verhältnismäßig sein könnten, wenn man den Wegfall von Lärm, Gestank, Wartungsaufwand etc. bedenkt.
    Module sauber halten ist ein guter Punkt, und auch eine Art Wartungsaufwand, aber damit hätte ich weniger Bauchschmerzen, als mit der Pflege eines Generators an einem Ort wie diesen.


    Ist ne lange Kette von Überlegungen, und ich wollte erstmal nur reelle Anfangswerte haben. Wenn selbst 10% noch deutlich zu hoch gegrifen sind, dann sollte ich es wohl wirklich gleich bleiben lassen. Wobei mich die Antwort auf meine Fragestellung trotzdem interessiern würde. Wahrscheinlich wäre ein Versuch mit einem Modul und eigener Messung wirklich das beste...



    Alternativen: Gibt es vielleicht mittlerweile handliche, ethanol- oder flüssiggasbetriebene Brennstoffzellen mit langer Lebensdauer zu kaufen?


    Grüße,
    Robert

  • Zitat von Re-mark


    In der Hütte soll eventuell mal Licht gemacht werden, eine Honigschleuder laufen, oder sogar ein Wachsschmelzer.


    Für Licht und Honigschleuder einen mobilen Akku und das Wachs mit Gas schmelzen, ist sicher das Einfachste/Billigste.
    Mit einer 5kg-Flasche Flüssiggas schmelzt Ihr jahrelang Wachs !
    Ich habe für einen Freund eine Halterung + Riemenscheibe für seine Schleuder gebaut so dass er sie mit
    seinem Akku-Schrauber antreiben kann, geht prima. Ich denke mit einem Pedelec-Akku schleudert Ihr genug für einen Tag.
    lg,
    Philip

  • Sehe ich auch so. Gibt auch noch so altmodische Schleudern mit Handbetrieb, aber die Imker werden nicht jünger, habe ich schon länger nicht mehr im Einsatz gesehen.
    Ihr werdet den Honig da ja nicht im Rucksck raustragen, wenn es also einen befahrbaren Weg gibt, ist der "mobile Akku" sicher die bessre Lösung. Nur für ein paar LEDs, also wenn man keine Arbeitsplatzbeleuchtung nach DIN will, geht sicher auch mit PV.
    Von wegen Wartung - etwas Pflege braucht ein Akku auch, insbesondre Blei. Im Winter würde ich da gar keinen stehen lassen.
    Und dann noch das übliche - je abgelgener desto schneller bekommen die Module Beine :(

  • Zuallererst...allgemeine Info für dich als Frischling, du willst eine Inselanlage bauen, da gibt es extra einen Bereich für - http://www.photovoltaikforum.com/pv-inselanlagen-f57/ - evt. kann das ein Mod mal verschieben, ansonsten halt fürs nächste mal.


    Zu deinen Fragen:


    Zitat von Re-mark

    - mit wieviel Licht kann man eigentlich in einem lichten deutschen Mischwald in 3 m Höhe (also keine Kräuter, Ranken oder Sträucher darüber, nur 'echte' Bäume) so ungefähr rechnen, verglichen mit freier Fläche? Könnte das so im Bereich 20% liegen, 10% oder eher nur 5%?


    Also so 10% macht meine Anlage eher bei bewölktem Himmel, die steht aber nicht im Wald sondern freie Sicht Süd, den Rest kannst du dir ausmalen...


    Zitat von Re-mark

    - würde dieser Prozentsatz durch die Verschattungseffekte bei Solarzellen nochmal weiter runter gedrückt, oder spielt das dann keine nennenswerte Rolle mehr?


    Die Frage musst du mir nochmal erklären, im speziellen, was sind Verschattungseffekte? :mrgreen:


    Zitat von Re-mark

    Wenn also im Wald sowieso nur noch 10% des Tageslichts ankommen (verglichen mit freier Fläche), und man eh im wesentlichen von diffusem Licht ausgeht, könnte man dann (z.B. bei einer Dünnschichtsolarzelle) auch davon ausgehen, dass sie ungeführ 10% ihres nominellen Wertes an Leistung erzeugt, oder wäre es deutlich geringer?


    Dünnschicht (aSi) ist nicht besser bei weniger Licht, vergiss das mal schnell, deren Wirkungsgrad ist schlechter als bei mono (cSi) oder polykristallinen (mSi) Modulen, diese Tatsache ändert sich auch bei wenig Licht nicht wirklich.


    Da ich welche habe (aSi) kann ich dir deren Vorteil nennen...die sind ziemlich günstig, liegt daran das die Produktion deutlich einfacher gestaltet ist und man nur einen kleinen Bruchteil der Siliziummenge brauch den man für cSi oder mSi benötigt, am teuersten sind vermutlich das Glas und der Rahmen.^^


    Zuallerletzt...du brauchst Licht, wie auch andere schon gesagt haben, direktes Licht. Entweder Module in die Bäume oder Bäume weg sind hier die Optionen wenn du ernsthaft eine PV Anlage betreiben willst ohne enttäuscht sein zu müssen, und weg machen fällt ja weg wie du sagtest.

    Zitat von John Perry Barlow

    I'm a free-marketeer. I believe in free markets, but... sometimes you have things that look like free markets but aren't because of artificial reasons. I'm not very happy with the current state of what calls itself free market economy in the world because you've got all these grotesque monopolies that are able to game the system in a way that's to their advantage by virtue of their power, and that's not a free market.

  • Zitat von NoOne

    Zuallererst...allgemeine Info für dich als Frischling, du willst eine Inselanlage bauen, da gibt es extra einen Bereich für - http://www.photovoltaikforum.com/pv-inselanlagen-f57/ - evt. kann das ein Mod mal verschieben, ansonsten halt fürs nächste mal.


    Nein! Es geht noch überhaupt nicht darum, eine Inselanlage zu planen oder zu bauen. Ich wollte einfach erstmal nur etwas grundsätzliches wissen, etwas wobei mir eine oberflächliche Googlesuche bisher noch nicht geholfen hat. Wie groß ist die Leistungseinbuße von Photovoltaikmodulen, wenn man sie im Wald statt auf freier Fläche aufstellt. Nur größenordnungsmäßig, denn mir war nicht klar, ob man da eher mit einem zehntel der Nominalleistung, mit einem zwanzigstel oder noch viel weniger dabei ist. Das sind nur ganz grundsätzliche Fragen, deren Beantwortung erstmal nur persönlichen Gedankenspielereien meinerseits dienen soll. Diese grundsätzliche Frage hat nichts mit den Eigenheiten einer Inselanlage zu tun, deshalb habe ich ganz bewusst dieses Unterforum hier gewählt statt des Inselanlagenunterforums.


    Zitat


    Also so 10% macht meine Anlage eher bei bewölktem Himmel, die steht aber nicht im Wald sondern freie Sicht Süd, den Rest kannst du dir ausmalen...


    Das hätte ich z.B. nicht gedacht. Ich hatte eine Tabelle aus einem Wikipediaartikel zu Beleuchtungsstärken gesehen. Dort steht eine Beleuchtungsstärke von 90.000 lx bei klarem Himmerl mittags im Sommer und 19.000 lx bei bedecktem Himmel mittags im Sommer, also bei bedecktem Himmel gut 20%. Bäume im Wald scheinen nochmal mindestens die Hälfte des Himmels abzudecken, aber andererseits ist es ja bei klarem Himmel im Wald trotzdem heller als bei bedecktem. So kam meine erste Abschätzung des Bereichs zwischen 5% und 20% zustande... Ok, Beleuchtungsstärke in Lux ist nicht das gleiche wie Strahlungsleistung in Watt, ich habe ja nur versucht daraus etwas abzuschätzen.


    Zitat

    Die Frage musst du mir nochmal erklären, im speziellen, was sind Verschattungseffekte? :mrgreen:


    Damit meinte ich, dass die Leistung eines zu einem gewissen Prozentsatz abgeschatteten Solarmoduls eben nicht um genau diesen Prozentbetrag einbricht, sondern um einen deutlich höheren.


    Zitat


    Dünnschicht (aSi) ist nicht besser bei weniger Licht, vergiss das mal schnell, deren Wirkungsgrad ist schlechter als bei mono (cSi) oder polykristallinen (mSi) Modulen, diese Tatsache ändert sich auch bei wenig Licht nicht wirklich.


    Ich hatte es bisher so verstanden, dass die Leistung von Dünnschichtmodulen bei bedecktem Himmel gegenüber klarem Himmel weniger stark einbricht als es die Leistung von kristallinen Solarzellen tut. Daher dachte ich, dass auch Teilbeschattung von Modulen einen weniger starken Einbruch zur Folge hätte.


    Zitat

    Zuallerletzt...du brauchst Licht, wie auch andere schon gesagt haben, direktes Licht. Entweder Module in die Bäume oder Bäume weg sind hier die Optionen wenn du ernsthaft eine PV Anlage betreiben willst ohne enttäuscht sein zu müssen, und weg machen fällt ja weg wie du sagtest.


    Wie gesagt, es ging erstmal nur um ganz grobe Kennzahlen für ganz vage Abschätzungen. Noch keine Anlagenplanung!
    Eigentlich will ich gar keine PV-Anlage im Wald betreiben. Aber ich will auch keinen Generator dort verwenden. Ich wollte einfach nur mal die beiden Übel miteinander vergleichen. Überlegungen zu Optimierungen wie Module in die Bäume wären erst in einem ganz anderen Schritt an der Reihe.


    Grüße,
    Robert

  • Zitat von e-zepp


    Für Licht und Honigschleuder einen mobilen Akku und das Wachs mit Gas schmelzen, ist sicher das Einfachste/Billigste.
    Mit einer 5kg-Flasche Flüssiggas schmelzt Ihr jahrelang Wachs !
    Ich habe für einen Freund eine Halterung + Riemenscheibe für seine Schleuder gebaut so dass er sie mit
    seinem Akku-Schrauber antreiben kann, geht prima. Ich denke mit einem Pedelec-Akku schleudert Ihr genug für einen Tag.


    Bitte, haltet Euch doch nicht an solchen Details auf. Das alles gehört nicht zur Fragestellung. Es ging mir um ganz grundsätzliche Infos, nicht darum die Einsatzbedingungen zu optimieren. Dafür würde ich einen anderen Thread aufmachen, und wohlmöglich in einem anderen Forum.


    Der Ort hat noch andere Nachteile als nur die fehlende Stromversorgung. Und es geht keineswegs nur um Licht und eine Honigschleuder. Da gibt es auch noch Diskussionen.
    Es gab halt von jemandem sinngemäß die Aussage wir bräuchten in jedem Fall einen motorbetriebenen Generator und damit basta. Ich wollte einfach mal für mich überschlagsmäßig überprüfen, wie abwegig eigentlich mögliche Alternativen sind.


    Grüße,
    Robert