- Energieversorgung
Ziel: Dimensionierung der Energieversorgung mit Reserven. Da fast jedes Wochenende Führungen auf der Field Station angeboten werden rechnen wir mit dem Worst Case von 7 Tage ohne Sonne, da ggf. eine Not-Einspeisung mit dem Generator möglich ist.
Tips: Der OV T09 hat bereits Solar- und Windkraft-Erfahrungen. Es gibt dazu auch einen Artikel[1]. Auch der Artikel [2] ist hilfreich und der Bericht [3] interessant.
Systemspannung
- 12V
- pro: Akkus ohne Downtime austauschbar da alles parallel
- contra: Spannungsschwankungen zwischen 11...16V je nach Versorgungs- und Speicherzustand - alle verwendeten Geräte müssen bis ca. 10,5V funktionsstabil sein (vgl. [1])
- contra: hohe Ladeströme schwieriger zu handlen
- contra: Kabel werden schnell dicker
24V- contra: da seriell Risiko, wenn ein Akku schlapp macht
- contra: viel Investition in Akkus, da man immer mind. 2x12V braucht
- pro: mit guten Wandlern mit teilw. 95% Wirkungsgrad angeblich stabileres System (vgl. [1])
- contra: nur sinnvoll bei längeren Kabelwegen oder Geräten, die mind. 13.8V brauchen
- contra: man braucht einen Akku Balancer/Equalizer, damit die Akkus nicht gleich hin sind laut Benni
- pro: kleine Ladeströme
Ergebnis: Auf jeden Fall 12V-Anlage, weil es sonst zu teuer wird.
Solarmodule
- Typ
- monokristallin (besser aber teurer)
- polykristallin (etwas schlechter aber günstiger)
amorph(schlechter Wirkungsgrad)
- todo Leistung und Fläche
- z.B. 6x50W-Module
- Stellwinkel 65°, Richtung Süd-Südost: Im Winter optimale Ausnutzung durch Sonnenstand und runterrutschendem Schnee - im Sommer weniger, aber da gibt es eh massig Sonnenstunden.
- es sollten laut fho-emden nicht mehr als vier Module einfach
zusammengeschaltet werden
- ist aber ohne Probleme machbar, wenn man die Module einzeln gegen Kurzschluss absichert
- todo These: viele Module = viele Schrauben = Diebstahl unattraktiver?
- Solarmodule mindestens 200W, bei 300W auch an trüben Tagen genug Strom, mehr Module zu nehmen ist billiger und haltbarer als mehr Akku
Windgenerator
- Wind weht auf dem T'Berg fast immer - eine gute Ergänzung zur Solarenergie
- z.B. AIR-X - ca. 400W (bei Böen über 700W) und handlich
- todo Einbinden einer optionalen 24V-Anlage des T'Bergs möglich?
Akkus
- benötigte Parameter
- geringe Selbstentladung
- Ist hier eher zweitrangig, da der Akku sowieso nur 1-2 Wochen überbrücken kann. Selbstentladung wird eher bei längeren Überbrückungszeiten zum Problem.
- auf Entladetiefe achten
- Zyklenfest
- Hohe Design-Lebensdauer (kann je nach Akkutyp bei 3 oder auch bei 10 Jahren liegen)
- Gesamtkapazität
- ausreichend dimensionieren - ein leerer Akku hat einen Gefrierpunkt von -11°C, siehe elektronikinfo.de
- 10W -> ~1A * 24h * 7 Tage = 168Ah nutzbar -> bei ~50% Entladetiefe: 336Ah -> ca. 300Ah
integrierter Tiefentladungsschutzbrauchen wir nicht - macht der Laderegler- Akkusorte auf jeden Fall irgendwas mit Blei - die Traktoren unter den Akkus - kommen mit ungleichmäßigen Ladeströmen gut zurecht
- wartungsfrei
- keine Säure, Blei-Gel zu teuer, Blei-Vlies sollte es sein
- geringe Selbstentladung
- Qualitäts- vs. Billiglösung
- LKW-Batterien
- pro: billig, also auch mal austauschbar
- zwei 0TU-nahe Segler haben das als günstigste Lösung bezeichnet
- contra: laut DG5MPQ Batterien deren Platten hoch stehen notwendig, durch zu kleine Ströme schlechte Elektrolytenumlagerung und letztendlich Sulfatierung und hochohmiger Tod.
- pro: billig, also auch mal austauschbar
- Solarakkus
- pro: optimiert auf geringe Lade- und Entladeströme im Verhältnis zur Kapazität
- contra: teurer, ein Austausch schmerzt hier eher
- LKW-Batterien
Ergebnis: Wir versuchen es erstmal mit dafür geeigneten Solarakkus. Je nach anschließender Erfahrung holen wir uns dann später ggf. LKW-Bat. als Reserve oder als Vergleichsmittel.
Laderegler
- benötigte Parameter
- Tiefentladeschutz!
- Strombelastbarkeit de Ladereglers auf maximal möglichen Strom (Ladestrom der Erzeuger oder Lastrom der Verbraucher) auslegen
- auf akkuschonende Ladespannung achten, bei einfachen Geräten
- möglichst Automatik-Ladegerät auswählen, das nach tiefer Entladung schonend lädt und den Akku nicht überlädt
- Spannungs-/Strom-Überwachung möglich
- kritischen Ladestand per Mail schicken, dann lokale 2.4GHz als erstes abschalten, um die Backbone-Links noch etwas laufen zu lassen. Dass das auch als Motivation dienen kann, Strom vom Generator zu liefern, ist ein nicht unbedingt unerwünschter Seiteneffekt.
- Meldung, falls tagsüber kein Ladestrom => Module oder Kabel geklaut
- Hinweis: RouterBoard kann Strom/Spannung an seinem Eingang messen
- bei MPP Trackern auf QRM achten, siehe [3]
- externe 230V-Einspeisung möglich, ansonsten zusätzliches Netzteil für Generatorbetrieb
- Laderegler mit gemeinsamer Masse verwenden, macht Installation übersichtlicher
Leitungen
- gegen Ende der Planungen Leitungsquerschnitte und Sicherung für Maximalstrom dimensionieren
- todo Möglichkeit zur Einspeisung bei der FSB beachten
- Anschluss am Veranstaltungs-Generator (+ Ethernet?)
- Kabel wasserdicht und UV-beständig
[1]: CQ DL 10-2011 [2]: CQ DL 3-2013 von DL2SHR [3]: CQ DL 10-2013, S.727 von DL5SAA