Kategorie: Bildung

Heute morgen bin ich auf dieses Bild gestoßen: Es lässt mich träumen!

Dies ist das Titelfoto eines Buches von Raphaëlle JAVET und Raphaël DOMJAN.
Ich habe es gerade bestellt, offensichtlich …

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Im Zuge der Vorbereitung auf die Sun Trip 2019 und 2020 gab uns Christophe Dugué in Lans-en-Vercors wichtige Informationen zu Solaranlagen. In einer sehr klaren Präsentation erläuterte uns Christophe die Konstruktion und den Betrieb eines Solarpanels, die Definition seiner technischen Eigenschaften (maximale Leistung) usw. Er informierte uns auch über praktische Aspekte, die für Solarfahrer wichtig sind: Die Auswirkungen der Temperatur auf die Leistung, die Auswirkungen der Schattierung, die Folgen von Mikro-Rissen in Photovoltaikzellen …

Die Solarmodule ist seine domäne: Christophe arbeitet bei Photowatt, einem französischen Hersteller von Solarpaneelen für Häuser und Gebäude.
Und vor allem hat Christophe Prototypen entwickelt und gefertigt. Seinen ersten Prototyp testete er während der Sun Trip Tour 2017.  Dann wurde Stéphane Bertrand für die Sun Trip 2018, Lyon-Kanton, gerüstet. Für die Sun Trip Tour 2019 wird Christophe auch seine Frau ausstatten, die mit ihm teilnehmen wird.
Diese Paneele sind sowohl leicht als auch starr, daher widerstandsfähig gegen die Gefahren einer Solarradtour.

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Nach mehrtägigem Regen kam die Sonne zurück! Es ist leicht gevecht, aber egal: Ich war zu eifrig, um die Solarzellen drei Tage zuvor erhalten zu testen! Ich habe sie mit den in den Jahren 2017 und 2018 gekauften Tafeln verglichen. Obwohl dieser Test keinen wissenschaftlichen Wert hat, schienen die Beobachtungen interessant genug zu sein, um veröffentlicht zu werden.

Prüfwände

	Panel A Angegeben macht: 50Wc nominale Anzahl der Zellen: 4 x 4 = 16 Zellhersteller: Nicht spezifizierte Zellklasse: Nicht spezifizierte Provenienz: Kauf von einem seriösen Reseller zum Internet Preis: 2 x €142 = €284 für 100Wc im Jahr 2017
	Panel B Spezifizierte macht: 100Wc nominale Anzahl der Zellen: 5 x 6 = 30 Zellhersteller: Nicht spezifizierte Zellklasse: klasse C (sichtbare defekte) Provenienz: Kauf auf einem berühmten auktions Preis: 135 € im Jahr 2018
	Panel C Angegeben macht: 110Wc nominale Anzahl von Zellen: 5 x 6 = 30 Zellen: SunPower™ Maxeon Zellklasse: klasse A Provenienz: Kauf nach dem hersteller Linksolar Preis: ~€350 (395 USD) im Jahr 2019

Messung der augenblicklichen Kraft der Tafeln

Da ich kein Solarenergiemessgerät hatte, war es mir nicht möglich, die tatsächliche macht jedes Panels zu messen. Also entschied ich mich, die augenblickliche Kraft der Tafeln mit Wattmetern zu messen, in den Sonnenschein-Bedingungen des Augenblicks. Und ich verglich 2 zu 2 die Panels, die jeweils mit einem identischen Ladungsregler verbunden sind, der die gleiche Batterie auflädt.

Gemessene macht mit den panel B und C

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Gemessene macht mit den panel A und C

Vorbehalte gegenüber dem Testprotokoll

Verschiedene Elemente könnten das Ergebnis der Maßnahmen und ihre Analyse beeinflussen:

• • Differenz in den Jahren der Plattenherstellung, in einem Kontext des stetigen Fortschritts der Zellmacht;
  • Unterschiede in der Überalterung und Verwendung von Paneelen: Panel C völlig neu, Panel B, das mehrere tausend km zurückgelegt hat (Vibrationen + Erschütterungen), Panel A von 2017 nie benutzt und gespeichert;
  • Kalibrierungsdifferenz von nicht zertifizierten Wattmetern;
  • Messungen, die von der geveteten Sonne durchgeführt werden (wiederholen Sie den Test bei anderen Sonneneinflungsbedingungen).

Diese Elemente können die erzielten Ergebnisse jedoch nicht grundsätzlich in Frage stellen.

Berechnungen und Ergebnisse

Das C-Panel ist das mächtigste, ich nahm es als Referenz. Ich berechnete das Verhältnis der von Panel A oder B erzeugten macht zu der von Panel C erzeugten macht. Die obige Tabelle zeigt die relative Effizienz der Panels A und B in Bezug auf die Panels C, die daher einen Wirkungsgrad von 100% hat. Als ich die Reflexion weiter bedrängte, stellte ich mir eine Erhöhung der Oberfläche der Paneele A oder B vor, um die gleiche Kraft wie das C-Panel zu erhalten. Ich berechnete dann die Kosten in entsprechenden A-oder B-Paneelen und die entsprechende Plattenoberfläche.

NB: Ich habe den Unterschied in der Anzahl der Zellen berücksichtigt (Panel A: 16 Zellen, Panels B und C: 30 Zellen).
Bei Beachtung dieser Tabelle können folgende Anmerkungen gemacht werden:
Reale macht

• Die Panels A und B haben fast identische macht, während Panel A 2-mal teurer ist als Panel B;
• Die macht von Panel C ist fast doppelt so hoch wie die der Panels A und B.

Preis, um die gleiche reale macht zu bekommen:

• Bei gleicher macht ist das Panel A 71% teurer als das Panel C;
• Das Panel B ist mit gleicher macht um 21% billiger als das Panel C.

Oberfläche, um die gleiche reale macht zu bekommen:

• Bei gleicher macht nehmen die Paneele A und B 90% mehr Fläche ein als Panel C.

Persönliche Notizen

Objektive und subjektive Kriterien hatten meine Einkäufe geleitet:

• Im Jahr 2017 entdeckte ich völlig das Universum der Solarzelle, hatte es mich beruhigt, bei einem großen anerkannten Zeichen zu kaufen, die vielen Austausch per Telefon und E-Mail hatte mir Vertrauen gegeben.
• 2018 wollte ich mit einem Low-Streup-Tafelformat (6×5 = 30 Zellen) experimentieren. Und ich hatte auf dem Markt nur diese Panels zu niedrigen Preisen gefunden.
• Im Jahr 2019 hatte ich den Drang und die Möglichkeit, in hochwertige Geräte zu investieren, die macht meines Fahrrads zu steigern.

Schlussfolgerungen

• Ein hoher Preis ist nicht immer ein Garant für die macht der Geräte.
• Niedrigere Ertragsschilder (50%) Starke Auswirkungen auf das Solarfahrrad: Weniger Autonomie oder erhöhte Abmessungen. In beiden Fällen wird dadurch der Komfort und die Sicherheit des Fahrers abgebaut.
• Ein höherer Aufwand für hochwertige Geräte stellt letztlich eine Wirtschaft dar: Das Preis-machts-Verhältnis ist deutlich besser. Ganz zu schweigen von den anderen Vorteilen: Autonomie, Manövrierfähigkeit, macht …

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Justin arbeitet in einem innovativen kanadischen Unternehmen, das sich auf Elektrofahrräder spezialisiert hat. Es schafft Ausrüstungen: Batterien, Motoren, Steuerungen, Steuerkonsolen etc … Viele SunTripers sind ausgestattet!
Er nahm an der Sun Trip 2018 mit seiner Frau Anne-Sophie, an einem von ihm vollständig erfundenen Solarmandem teil, bei dem das eine in die Pedale tritt, während das andere ruhiert!
Hier sind sie im Juni 2018 auf dem Campingplatz Bourget-du-Lac:

Justin nahm an der BC Bike Show 2019 teil, der größten Bike-Show im Westen Kanadas. In diesem Video bietet es ein komplettes Panorama der verschiedenen Technologien auf dem Markt, ihre Vor-und Nachteile … Hören Sie es, es ist sehr informativ … Und darüber hinaus macht es Englisch zu überarbeiten …

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Dieser Artikel versucht, den Leser auf ein wichtiges Element für die Wahl seiner Solarmodule zu beleuchten: Ihre Leistung.

Wie ist die Effizienz einer Photovoltaik-Zelle?

Dies ist das Verhältnis zwischen der Menge der elektrischen energie, die durch die Umwandlung der Lichtenergie gewonnen wird, und der Menge der sonnenenergie, die eine Zelle erhält.

Wie hoch ist der Ertrag der auf dem Markt erhältlichen Zellen?

Als ich zum ersten Mal nach Panels suchte, habe ich gelesen, dass der Ertrag dieser monokristallinen Siliziumzelle 15% betrug, wie weitere 20% und etwa 22%  (2017). Heute im Jahr 2019 erreichen die Besten 25%.

Leider fehlt dieses Feature oft in den Spezifikationen des Panels. Telefonisch befragt, hatte mir ein Hersteller geantwortet: “Mein Unternehmen ist, wie viele andere auch, von einem schwankenden internationalen Markt beschafft, wir kaufen viel gute Qualität, aber ohne Leistungsspezifikation. Übrigens, jede Lieferung, das Land der Herstellung ist anders! Wie kann man in diesem Zusammenhang zuverlässige Daten angeben? ”

Was ist der Unterschied für den Solar-Radfahrer?

Mit gleicher Paneeloberfläche ist ein Solarradfahrer mit hocheffizienten Zellen (25%) Wird 66%t mehr Energie haben als ein Radfahrer mit niedrig vergeblichen Zellen (15 Prozent). Der erste wird schneller oder länger fahren können, weiter … Oder machen Sie sich weniger Mühe, nach seinem Neid!

Diese Animation illustriert die Auswirkungen für den Solar-Radfahrer dieser Leistungsunterschiede, hat es nicht den Ehrgeiz, eine wissenschaftliche Strenge zu haben … Natürlich kann der Solarradfahrer eine geringe Leistung kompensieren, indem er die Oberfläche der Paneele vergrößert. Aber er weiß, dass dadurch die Abmessungen seines Fahrzeugs erhöht werden, es schwerer, weniger leicht zu manövrieren …

Erträge nach unterschiedlichen Technologien

Mit monokristallinen Siliziumzellen erreichte der Ertrag 2019 mit der “Back-Kontakt”-Technologie 25%, in den besten Panels. Mit polykristallinem Silizium ist es den Forschern gelungen, eine rekordausbeute von 22,3% zu erzielen, die aber heute nicht mehr vermarktet wird (mehr …).

Leistung über 30%?
2016 erreichten deutsche Forscher mit einer Zelle namens “Multi-Kreuzung” eine rekordleistung von 33,3%  (mehr …). Aber Vorsicht, Sie werden es nicht im Internet finden, diese Technologie ist für Weltraumanwendungen gewidmet! Und in den USA werden in Colorado Erträge von 40,8% angezeigt!

Es lässt Sie träumen … Aber wann werden diese Technologien der Öffentlichkeit zugänglich sein?

Wie wählen?

Der Solarradfahrer sei daher versucht, die Zellen mit “hohem Wirkungsgrad” zu erwerben. Und warum nicht das Beste des Augenblicks? Dann stellt sich die Frage nach dem Haushalt! Wie Sie erraten haben, je höher die Leistung, desto höher die Kosten.

Es sei denn, Sie haben ein sehr großzügiges Budget oder Partner, der Solar Bike Designer wird Entscheidungen treffen müssen, und meistens Kompromisse!

Jeder muss zuerst seine Bedürfnisse ermitteln, seine Prioritäten definieren, um die optimale Lösung für sein Projekt zu ermitteln. Er wird sich mit vollem Wissen über die Ursache ausstatten können.

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Photovoltaik-paneele sind das Schlüsselelement des Solarfahrrads: Sie wandeln die Energie der Sonne in elektrische Energie um, die direkt vom Motor and/oder zum Aufladen der Batterie genutzt werden kann. Wenn wir das Abenteuer mit dem Bau seines Solarfahrrads beginnen, sind wir vor der Vielfalt der Angebote ein wenig verloren.
Ich werde daher hier einige Elemente teilen, die Sie leiten und Ihnen die Möglichkeit geben können, eine Wahl zu treffen, die Sie mit der ganzen Kenntnis der Sache kennen.

Flexible paneele oder starre paneele?

Flexible paneele: das ist die Art von panel, die am häufigsten für Solarräder verwendet wird. Die Gründe dafür sind ihre Leichtigkeit (von 3 bis 5 kg für 200W) und die gute Energieeffizienz der monokristallinen Siliziumzellen, aus denen sie bestehen (Verhältnis zwischen wiedergewonnener elektrischer Energie/Sonnenenergie). In den meisten Fällen kommt eine tragende Struktur der paneele hinzu, die sie starr und schützt. Tatsächlich verringert jeder Schock auf einer Zelle ihre Leistung vor Ort. Bei multiplizierten Schocks sinkt die Gesamtleistung des Gremiums deutlich und dauerhaft. Das ist der Schwachpunkt der Flexibilität.

Starre paneele: sie sind robust, wetterfest wie Hagel und sind a priori für eine Gebäudeinstallation geplant. Sie sind sehr schwer (15 bis 18 kg für 200W). Ihre Photovoltaik-Zellen befinden sich oft in polykristallinem Silizium mit weniger guter Energieeffizienz als monokristalline. Aus diesen Gründen werden sie nur selten auf Solarfahrrädern eingesetzt.

Eine ausnahme aber: Christophe Dugué, baute sich starre und leichte, monokristalline Tafeln auf, die er während der Sun Trip 2017 ebenso erlebte wie Stéphane Bertrand auf der Sun Trip 2018. Leider sind diese Tafeln noch nicht vermarktet.

Die elektrischen Eigenschaften der paneele

Die Leistung eines panels ist proportional zur Anzahl der Photovoltaik-Zellen, die es zusammensetzen. Die Photovoltaik-Zelle ist die Grundeinheit eines Panels, sie erzeugt eine elektrische Leistung in der Größenordnung von 3 Watt unter einer Spannung von weniger als 1 Volt. Die elektrischen Eigenschaften werden von den Herstellern genannt. Die Hauptmerkmale sind die Betriebsspannung (VMP in Volt) und der maximale Strom bei maximalem Sonnenlicht (in AMPS). Je nach Montage der Zellen, in Serien und/oder parallel, können Platten mit gleicher Leistung unterschiedliche Betriebsspannungen und maximale Ströme aufweisen.

Der Designer eines Solarfahrrads steht daher vor einer Gleichung mit vielen Parametern, die sich gegenseitig beeinflussen:

• Auswahl der Tafeloberfläche für die gewünschte Gesamtleistung,
• Wahl der Abmessungen und wo sie nach der Art des Fahrrads zu installieren,
• Serielle oder parallele Installation je nach Solarsteuerung (Spannung und Strom),
• Wahl der Art und Anzahl der Regulierungsbehörden (MPPT Boost oder nicht).

Solarpanel Photovoltaik-Zellen

Zwei Haupttypen von Zellen können die Platten zusammensetzen. Für ein Solarfahrrad ist wegen der höheren Effizienz das monokristalline Silizium am besten geeignet.

Monokristalline Siliziumzellen -sehr gute Ausbeute, etwa 200Wc/m² -lifespan von ~ 30 Jahren, -höhere kosten als polykristallines Silizium.

Polykristalline Siliziumzellen –ausbeute von ca. 150Wc/m², also weniger als monokristalline, -lebensdauer von ca. 30 Jahren, -kosten wirtschaftlicher als monokristallines Silizium.

Aber es hängt alles von den bedürfnissen der nutzer ab: Barnabé Chaillot, getroffen während des prologs von Sun Trip 2018, traf die wirtschaftlichste Wahl [Erfahren sie mehr …].

Qualität der Photovoltaik-Zellen

Die Leistung einer platte hängt von der qualität der photovoltaik-zellen ab, die sie zusammensetzen, aber nur wenige panel-hersteller erwähnen die “Klasse” der verwendeten Zellen. Es wirkt sich stark auf die Kosten für den Bau des Panels und damit auf seinen Verkaufspreis aus. Für unseren Einsatz stehen drei Ebenen der Zellqualität zur Verfügung:

“Klasse A” zellen: Sie sind von sehr guter Qualität, ohne sichtbaren Defekt und ihre elektrischen Eigenschaften entsprechen genau den Vorgaben des Herstellers. Die Solarpaneele, die mit dieser Zellklasse gebaut werden, sind daher die teuersten.

“Klasse B” zellen: Sie sind von guter Qualität und haben kaum sichtbare Mängel. Ihr Ertrag ist annähernd oder etwas niedriger als die “Klasse A” zellen.

“Klasse C” zellen: sie zeigen sichtbare Defekte, die ihre Leistungsfähigkeit beeinflussen (z.B. gechippte, geknackte Zellen …). Ihre Leistung ist offensichtlich weniger gut, diese Zellen werden verwendet, um die wirtschaftlichen Zeichen zu erkennen.

“Klasse D” zellen: sie stellen brüche oder sind unvollständig. Sie können so verkleinert werden, dass sie in kleineren Größen hergestellt werden, aber meistens wird ihr Material recycelt, um neue zu machen.

Mehr … Alles über die Leistung von photovoltaikzellen!

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Von allen motorisierten Verkehrsträgern ist das elektrisch unterstützte Fahrrad eines der wirtschaftlichsten: Es wird geschätzt, dass es im Durchschnittüber 1000 km für 1 € Strom * fahren kann.
* Bei der aktuellen Rate von €0,09 pro kWh.

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