Weils mich grad mal interessiert hat - allerdings mehr theoretisch denn praktisch - wollte ich abklären was rüberkommt, wenn man eine PV direkt an einen Heizstab klemmt und wie dies zu optimieren wäre.
KISS:
Also völlig ohne jede Regelelektronik!
Gut, ein DC Relais wirds brauchen, damit der Übertemperatur Klix des Heizstab nicht abbrennt.
:wink:
Hier also die Simulation um sich die grundsätzlichen Verhältnisse vor Augen zu führen:
[Blockierte Grafik: http://www.kinotechnik.at/pages/PV/PV_at_resistor.png]
Wer sich mit SPICE etwas auskennt, der kann daraus bereits alle wesentlichen Grundlagen entnehmen.
Im Prinzip simuliere ich hier +/- das Verhalten eines üblichen 200W Paneel.
Untenstehend die allseits bekannte Darstellung der I/U bzw MPP Kennlinie:
[Blockierte Grafik: http://www.kinotechnik.at/pages/PV/PV_at_resistor_1.png]
Nun wirds richtig spannend!
Untenstehend arbeitet das PV Paneel direkt auf einen Widerstand (wie zB einen Heizstab) bzw - damit wir auch gleich sehen wie dieser zu optimieren wäre - auf ein ganze Reihe von unterschiedlichen Widerstandswerten:
[Blockierte Grafik: http://www.kinotechnik.at/pages/PV/PV_at_resistor_2.png]
Dafür habe ich eine Schar von 10 Widerständen beginnend mit 1,5Ohm bis 10,5Ohm hergenommen.
Die Skala auf der waagrechten Achse entspricht der Einstrahlung in Prozent.
In der unteren Diagrammhälfte erkennt man nun sehr schön anhand der BLAUEN Kurvenschar, dass der Strom durch den Lastwiderstand zunehmend einbricht, je grösser dieser gemacht wird.
Die Erklärung dafür zeigt die ROTE Kurvenschar in der unteren Diagrammhälfte.
Die Spannung des Paneel reicht einfach nicht mehr hoch genug, als dass der volle (Kurzschluss-)Strom des Paneel fliessen könnte.
Logo, irgendwo in der Nähe der max Paneelspannung (ohne Last => Voc) ist natürlich Schluss mit lustig.
Ok, soweit so klar.
Was nun aber wohl am Meissten interessiert ist, wieviel an effektiver Leistung bekomme ich nun - bei unterschiedlicher Einstrahlung - raus?
Im MPP Diagramm erkennt man, dass maximal etwa 200W mit diesem Paneel zu ernten sind.
Was man weiteres erkennt ist, dass die nutzbare Leistung im MPP Betrieb recht gleichmässig - sprich nahezu linear - mit der Einstrahlung verkoppelt ist.
Wenn nun jedoch lediglich ein simpler Widerstand als Nutzlast herhalten muss, dann sieht die Sache gleich deutlich anders aus, wie man an der BUNTEN Kurvenschar in der oberen Diagrammhälfte sofort erkennen kann.
Wir sehen - an der ROTEN Kurve zB - dass die ca 200W bei maximaler Einstrahlung durchaus ebenfalls erreichbar sind. Diese entspricht hier einem Widerstandswert von 3,5Ohm
Allerdings sehen wir gleichzeitig auch, dass diese ROTE Kurve bei zB halber Sonneneinstrahlung leider gar nicht nur die Hälfte der maximalen 200W hergibt, sondern sehr viel weniger.
Im Idealfall sollte diese als gerade Linie von den ca. 200W bei 100% Einstrahlung zurück auf die linke untere Ecke des Diagramm verlaufen.
Dass dies nicht so ist, ist zwar schade - wenn auch nicht weiter verwunderlich (etwas Elektroverstand vorausgesetzt) - aber andererseits für eine Billigstlösung auch nicht wirklich ein Beinbruch.
Man kann nämlich des Weiteren sehr schön erkennen, dass zB die VIOLETTE Kurve zwar die 200W max Leistung bei 100%iger Einstrahlung nicht ganz erreicht, dafür jedoch im mittleren Einstrahlungsbereich der Idealgeraden recht nahe kommt.
Zusammengefasst heisst das im Klartext, dass man mit einem optimiert angepassten Widerstand über sehr weite Einstrahlungsbedingungen eine durchaus passable Ausnützung der Paneelleistung erreichen kann.
Alles in Allem, wie ich finde: "not that bad"