Sonnennachführung ?

[Neuuser]

Hallo Leute,
ich fragte dino letztens was über Hallsensoren, die ich eigentlich für eine Sonnennachführung verwenden wollte, aber da sind mir im Netz einige interessante Ideen dazu aufgetaucht.

Wie könnte man so eine Nachführung am sinnvollsten bauen, bezüglich der Software, da gab es einige Ideen von Echtzeit- berechnungen die dann ein Servomotor mit Geber steuern und eventuell jede zwei Minuten von 9-18 Uhr mitführen.
Hat da jemand so etwas in der Richtung schon gemacht, wäre eventuell auch ein schönes Projekt, oder

Gruß Micha

 

[technicus123]

Hi,

ich hatte für meine Projektarbeit die Aufgabe mittels Fotowiderstände und Komparatoren gelöst. Nimm einfach zwei A/D-Wandler und verlgeiche die beiden anliegenden Spannungen an den Fotowiderständen. Natürlich musst du da noch eine kleine Regeldiffernz einbauen, da ansonsten die Anlage anfängt "rumzuflattern".

Das mit der Software dürfte nicht so schwer sein.

Du musst nur unterscheiden, ob die Anlage das Panel nach Links oder Rechts drehen soll. Am besten nimmst du dafür eine H-Brücke aus Transistoren.


Gruß
Technicus

 

[Neuuser]

Hallo,
ja das wollte ich eigentlich so machen, aber die andere Variante ist im aufwand zum Schluss wesentlich geringer.
Was für Transistoren hast du für die H-Brücke genommen ?

Gruß Micha

 

[technicus123]

Die Frage ist was für einen Motor hast du? Hast du ein Datenblatt? Dann müssen auch entsprechend die Freilaufdioden ausgewählt werden.

 

[Neuuser]

Hi,
nein noch nicht, muss ich erst mal alles neu überdenken.

Gruß micha

 

[technicus123]

Ei dann würde ich sagen, das du erstmal dir deinen Kram, den du benötigst zusammensuchst und ich werde dir dann helfen. Wenn du willst.

gruß

technicus

 

[Markus]

Hi allerseits,

das Thema Sonnennachführung kann man auch aus astronomischer Sicht mit Berechnung lösen. Wenn Du Deinen Standort (geographische Länge und Breite) genau kennst, eine genaue Uhrzeit hast und die Position bzw. Ausrichtung Deiner Panels genau kennst dann kannst Du rechnen und brauchst keinen Regler.

... nur so eine Idee ...

Du weißt ja, die Astronomie ist hier im Forum auch stark vertreten.

Fangen wir also mal mit ein paar Grundlagen an. Die Sonne geth im Osten auf, also drehen wir nach Osten und über den Tag verteil drehen wir nach Westen.
Wenn Du es 100%-ig machen möchtest dann reicht aber eine Ost-West-Nachführung nicht aus. Du solltest auch dafür sorgen, dass die Sonnenstrahlen im 90°-Winkel einfallen damit Du maximale Energie pro Quadratzentimeter hast. Also kann man auch noch die Panels in Ihrer Neinung verändern. Das hat noch andere Vorteile. Im Sommer steht die Sonne höher und im Winter niedriger. Das sind dann 48° +-23° Neigung der Erdachse.

... Du siehst, da lässt sich schnell ein spannendes projekt daraus machen.

Grüße,
Markus

 

[dino03]

Hallo zusammen,

ich fragte dino letztens was über Hallsensoren, die ich eigentlich für eine Sonnennachführung verwenden wollte, aber da sind mir im Netz einige interessante Ideen dazu aufgetaucht.

War das für ne Sonnennachführung ?
Aber was sollen Hallsensoren bei ner Sonennachführung ?
Da würde ich als Sensor 2 Brücken aus insgesamt 4 Fotowiderständen (LDRs)
bauen. Naja egal ...

Wie könnte man so eine Nachführung am sinnvollsten bauen, bezüglich der Software, da gab es einige Ideen von Echtzeit- berechnungen die dann ein Servomotor mit Geber steuern und eventuell jede zwei Minuten von 9-18 Uhr mitführen.
Hat da jemand so etwas in der Richtung schon gemacht, wäre eventuell auch ein schönes Projekt, oder

Die 4 LDRs, nen paar OPAmps, ne H-Brücke und 2 Motoren (Links/Rechts,
Hoch/Runter). Erledigt

ja das wollte ich eigentlich so machen, aber die andere Variante ist im aufwand zum Schluss wesentlich geringer.
Was für Transistoren hast du für die H-Brücke genommen ?

Am einfachsten geht das mit nem L298. Ne vollständige H-Brücke mit allem
was benötigt wird

Gruß
Dino

 

[technicus123]

So wie es dino beschrieben hat, war meine projektarbeit aufgebaut. Schön altmodisch und analog . Aber mit einem Prozessor wäre das ganze doch etwas schöner, weil man da noch ein paar Features mehr einbauen kann, die damit einfacher zu lösen sind. Mann könnte auch die abgegebene Leistung des Panels bei einer gewissen Sonneneinstrahlung berechnen und dementsprechend die Anlage wieder nachführen etc...

gruß
technicus

 

[Neuuser]

Hallo Leute,
die alte herkömmliche Art habe ich bereits schon vor Jahren gehabt gehabt, aber nur ohne ein mega, sondern wie schon erwähnt mit Fotowiderständen usw.
Aber wen man es so wie es auch Markus erläuterte, wäre doch viel schöner.
Das komplette Teil läuft nach der zeit und den Sonnenwinkel und hätte weniger Bauteile.
Bei mir würde auch schon nur Ost West Achse reichen weil ich im Winter dort hinten wo die kleine Anlage steht fast keine sonne dann habe.
Aber wen den schon alles oder !
Dino, den Hallsensor wollte ich als Endschalter verwenden, aber nun egal, aber den L298 kann man ja dazu gut verwenden.

... Du siehst, da lässt sich schnell ein spannendes Projekt daraus machen.

Ich weiß :to_pick_ones_nose3: dann sprich mal weiter über eine Eventuelle berechnungsart.
PS. gibt es da nicht auch so etwas ähnliches wie Nachführungen für Teleskope ?


Gruß Micha

 

[technicus123]

Ich würde mir das ganze für den Anfang nicht zu kompliziert machen. Bau erstmal die Steuerung mit den Fotowiderständen für die X- und Y-Achse. Danach kann man irgendwelche anderen Vorschläge oder Ideen einbauen. Ich habe auch immer sehr viele Ideen, die ich aber immer schnell wieder verwerfe, weil es zuviel wird.Du musst nur den Prozessor so programmieren, das dieser nur alle paar Minuten mal nachschaut, ob das Panel noch Optimal steht und Energie liefert. Ansonsten fährt der Prozessor die Anlage dauernt durch die Gegend und der Wirkungsgrad wird eher bescheiden. Wie Markus schon sagte, es wäre eine gute Idee, das ganze mit einer Jahreszeitentabelle zu vergleichen um die Anlage optimal zu nutzen.

Gruß
Technicus

 

[Markus]

Hi zusammen,

zunächst erst mal kurz eine Antwort zur Nachführung bei Telekopen. Im Grund genommen braucht man für die Panels nix anderes, wenn man mal die Position der Sonne hat. Dann ist das wie bei Telekopen gleich.

Die Erde dreht grob in 24 Stunden 360°. Bedeutet 0,25° pro Minute. Das läßt sich sehr schön mit Schrittmotoren machen.

Das Problem ist aber der Sonnenaufgangspunkt selbst, an den man ja automatisch zurückfahren sollte, wenn die Sonne im Westen untergegangen ist. Und da geht es schon los. Der Tagbogen der Sonne ist im Winter niedriger als im Sommer. Die Sonne geht rechts vom Ostpunkt auf und im Sommer geht die Sonne links vom Ostpunkt auf.

Nun könnte man in erster Nährung eine ganz einfach Rechnung aufmachen. Um 12:00 Uhr mittags durchläuft die Sonne den Meridian genau im Süden. Die Panels sollten also genau auf Süden stehen.
Man könnte nun um 6:00 Uhr in der Früh genau im Osten beginnen und Richtung Westen drehen. Westen wird genau um 18:00 Uhr erreicht.

Das wäre schon mal ein Ansatz der sicher nur nährungsweise zutrifft.

Ansonsten könnte eine Formel für den Sonnenlauf so aussehen:

T = (Anzahl Tage seit 1.1.2000 Mittag Weltzeit)/36525
M = 2pi * (0.993133 + 99.997361 *T ) [radians]
L = 2pi * ( 0.7859453 + M/2pi + (6893.0*sin(M)+72.0*sin(2.0*M)+6191.2*T) / 1296000) [radians]
Neigung der Erdachse e = 2pi * (23.43929111 + (-46.8150*T - 0.00059*T*T + 0.001813*T*T*T)/3600.0)/360 [radians]

Deklination DK = asin(sin(e)*sin(L)) [radians]
Rektaszension RA = atan(tan(L)*cos(e)) [radians]

Folgende beiden Korrekturen sind in der angegebenen Reihenfolge notwendig, da der Arcustangens nicht eindeutig ist:
1. Falls RA<0, bitte pi hinzuaddieren.
2. Falls L grösser ist als pi, dann müssen Sie zu RA pi hinzuadieren.

Grüße,
Markus

 

[technicus123]

Mensch Markus...übertreib doch nicht so

 

[Markus]

Hab noch was vergessen

Wer Lust hat, das ganze mal mit dem Taschenrechner zu rechnen sollte seinen Taschenrechner vorher auf Bogenmass (Radians, RAD) umstellen.
Wer das nicht will muss die Werte in den Klammern jeweils vor dem Drücken der sin-Taste mit 57.29578 multiplizieren

 

[technicus123]

Genau dies hast du noch vergessen ... Achso, wo bekommt er eigentlich die Schrittmotoren mit einem Schrittwinkel von 0,25° hin ?!?!?

 

[Neuuser]

Hallo,
hey markus, das ist ja eine komplexe Rechnung, mal sehen wie man das machen könnte
Das mit den Antrieb kann man ja auch noch anders Lösen, mann muss ja nicht unbedingt ein Schrittmotor verwenden, ein normaler Motor mit Getriebe und ein Hallgeber oder so, müsste auch funktionieren.

Gruß Micha

 

[Markus]

Das mit dem Schrittmotor war nur so eine Idee. Sicherlich gibt es hierzu auch noch andere Lösungen.

Ja, die Rechnung ist sehr komplex. Auch hierfür kann man sicher noch andere einfachere Lösungsansätze wählen.

Grüße,
Ma

 

[dino03]

Hallo zusammen,

wenn der Schrittmotor nicht die entsprechenden Winkel pro Schritt hergibt
dann packt man einfach nen Getriebe dran oder bei Solarpanels würded ich
wegen der Kraft einen Gewindetrieb (M10 Stange mit Mutter in ner Kiste mit
Fett ) verwenden.

Gruß
Dino

 

[Knickohr]

Hallo zusammen,

Markus hat ja schon den ersten Ansatz zur Berechnung der Sonne gemacht. Markus, warum machst Du nicht weiter ? Du kannst doch den genauen Ort der Sonne in Abhängigkeit der Uhrzeit berechnen. 2 Schrittmotoren, einen für RA (den Stundenwinkel) und einen für die Dec (die Höhe).

Übrigens, alle Fomeln zur Berechnung der Sonne (und auch anderer Himmelskörper) findet ihr in einem sehr gut geschriebenen Buch "Practical Astronomy with your Calculator", ca. 50 Euronen. Leider in Englisch, aber es liest sich sehr gut. Diese Buch ist die Grundlage für meine Astronomische Wetterstation gewesen

Mein Tipp :
Sich eine billige astronomische Montierung (mit 2 Motoren !) besorgen, dann ist das Meißte schon gegessen.

Aber ehrlich gesagt, das würde ich mit 2 Sensoren machen, die sich immer den hellsten Punkt am Himmel suchen. Schaltungen gibts dafür haufenweise im Internet. Die meißten zwar analog, also ohne Prozessor, aber ich bin mir sicher, der eine oder andere hat das schon gemacht. Google ist Dein Freund !

Thomas

 

[Markus]

Hi Tom,

ich habe nie etwas anderes behauptet.

Tolle Formeln verständlich erklärt mit Code-Beispielen z.B. für Java gibt es auch unter: http://lexikon.astronomie.info/zeitgleichung/

Ich glaube den Schweizern lag Deine Buchempfehlung auch vor

Zunächst glaube ich jedoch nicht, dass es notwendig ist die Deklination auch mit zu berücksichtigen. Für 100% Sonnenausbeutung ja aber für Autonormalverbraucher nein.

Ich würde zunächst mit dem Kontroller Schritt 1 implementiren. und zwar würde ich dabei wie schon beschrieben genau im Osten starten, 12 Uhr Meridian und Abends 18: 00 Uhr Westen. Alles andere läßt sich verfeinern und optimieren. Zunächst ist doch wichtig dass die HW läuft und der Motor sich bewegt.

Ich bin der Meinung, das man auch die Different der Sonne zum Meridian, hervorgerufen durch die Pendelbewegung der Erde und dem Lauf der Erde um die Sonne inenrhalb eines Jahres vernachlässigen kann. Immerhin sprechen wir hier von Zeiten im Bereich +- 15 Minuten. Aber ich denke das spielt auch nicht ins Gewicht.

Zunächst so einfach wie möglich und dann die SW ausbauen. Dabei könnte - wenn es nicht so spannend wäre - die Astronomie "fast" vernachlässig werden.

Grüße,
Ma