Kontakt | Impressum | 19.01.2019 _ 18:41 h

Photovoltaik: Produktion und Verbrauch im Blick

Wenn Schaltungstechnik auf Softwareentwicklung und CAD auf Mikrocontrollertechnik trifft, dann entwickelt ein Elektrotechniker ein Mess- und Steuerungssystem für eine kleine Photovoltaikanlage.

„Ich betreibe in meinem Kleingarten eine Photovoltaik-Inselanlage mit insgesamt 150 Watt Leistung, die über einen 12V Akku kleinere Verbraucher wie Radio und Licht versorgt. Um zu sehen, wie effektiv die Anlage arbeitet und um den Akku vor einer Tiefentladung zu schützen, habe ich als Projektarbeit ein passendes Mess- und Steuerungssystem entwickelt“, erklärt Stefan Gnahm seine Motivation. Sowohl die maximale Leistung der Solarpaneele als auch die maximale Last der Verbraucher bestimmen die Anforderungen daran. Das System erfasst die Leistungsdaten der Verbraucher und überwacht permanent die Spannung des Akkus, um ihn bei einer definierten Unterspannung von den Verbrauchern zu trennen. Zusätzlich zeigt das Display den errechneten Ertrag und die Außentemperatur.

„Mit meinem Wissen aus der Technikerweiterbildung sowie aus der Fachliteratur recherchierte ich geeignete Bauelemente und fertigte die ersten Schaltplanskizzen. Dabei war von vornherein klar, dass diese Aufgabe am einfachsten mit einem Mikrocontroller zu lösen ist“, so der gelernte Elektroniker für Energie- und Gebäudetechnik.  „Mit dem fertigen Konzept erstellte ich den Schaltplan in Eagle und das Layout der Leiterplatte, die vom Platinenhersteller nach meinen Vorgaben geätzt wurde.  Anschließend bestückte ich die Platte und verlötete alle Bauteile darauf.“ Danach hieß es die Software für den Atmega Mikrocontroller zu entwickeln und darauf zu laden sowie das Messsystem auf seine korrekte Funktion zu prüfen. Die Anbindung an das Internet über einen UMTS-Router ermöglicht die Datenübertragung festnetzunabhängig auch vom Kleingarten aus.

„Das System funktioniert wie geplant! Mein technisches Wissen konnte ich vor allem in den Bereichen Schaltungs- und Mikrocontrollertechnik, CAD und Softwareentwicklung erweitern. Und auch die Erfahrungen im Projekt- und Zeitmanagement werden mir im Berufsleben mit Sicherheit nützen“, resümiert der angehende Elektrotechniker, der nach seinem Abschluss im Bereich Konstruktion und Entwicklung tätig sein möchte.

Die beiden Solarpaneele im Kleingarten von Stefan Gnahm produzieren ausreichend Strom, um kleine Verbraucher wie Radio und Licht zu versorgen.
Der erste Schritt auf dem Weg zum Messsystem: die gelayoutete Platine von oben und unten, die...
… im nächsten Arbeitsgang bestückt wird...
… und mit dem Display verbunden.
Bald wird das Messsystem vor Ort zeigen, wie viel Strom die Photovoltaik-Anlage produziert und wie viel Radio und Licht verbrauchen – und bei drohender Tiefentladung den Akku von den Verbrauchern trennen. (alle Bilder: S. Gnahm)
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