Gartenbeleuchtung auf Solar Basis

Seit nunmehr einigen Monaten läuft mein Solar Controller Projekt. Was mit einer kleinen Idee begonnen hat, fängt jetzt an erwachsen zu sein. Dabei fing alles ganz harmlos an. Mit dem Wunsch zu verstehen was hinter dem Thema Solartechnik steckt ist ein Vorhaben geworden welches nun mitlerweile einiges an Erfahrung und Know How beinhaltet.Was mit einem 20Watt Solar Panel begann und wir spielen mal etwas mit der "kostenlosen" Energie hat sich zu einem etablierten System entwickelt, welches ab Sonnenuntergang für Beleuchtung im Garten sorgt. Dabei kam es weniger auf Professionalität an als auf experimentieren und verstehen. Die Themengebiete die es im laufe dieses Vorhabens zu erkunden ging waren:

  • Welche Solar Systeme sind einsetzbar
  • Welche Energiespeicher (Akkus) kommen zum Einsatz
  • Welche Ladeverfahren sind optimal
  • Welche Verbraucher sind geeignet
  • Optimierung der System insbesondere auf Energiebalance

In einem letzten Schritt sind jetzt die Solar Panele auf das Dach gekommen. Der Grund dafür ist einfach, im Garten stehen diese im Weg und behindern das Wachstum der Pflanzen und auf dem Dach haben sie den besten Blick und Winkel zur Sonne. Mit der Zeit sind die Panele größer geworden und die Anzahl stieg. Angefangen mit einem 20 Watt Modul, dann auf ein 100Watt Modul sind es nun 3x100Watt Module die einen Energiespeicher von 12x7Ah Akkus speisen. Damit lassen sich bequem 5x3Watt LED Lampen im Garten betreiben, welche automatisch bei Sonnenuntergang angehen und bei Sonnenaufgang ausschalten.
Der wohl spannenste Teil war die Programmierung des Controllers. Grenzen des ersten Controllers konnten noch durch einen PIN kompatiblen kompensiert werden. Jetzt sind allerdings so viele Themen auf der Wunschliste das es hier zu einem Redesign kommen muss. Dabei ist nicht nur ein Wechsel des Controllers angesagt sondern auch die Leistungshardware muss ein redesign bekommen. Hat der heutige Controller ein ROM von 8kByte so hat der neu geplante 128kByte und ist dann nur noch in SMD Technik verfügbar. Bei der Leistungselektronik kommen nun auch ganz andere Leitungs- und Anschlußquerschnitte zum Einsatz. Aufgrund der 12 Volt Technik sind die Ströme schon recht hoch, wenn es um höhere Leistungen geht. Mein Ziel ist es hier im Leistungsbereich schon an die 60A heranzukommen und auch das System so auszulegen, dass es nicht mehr auf 12 begrenzt ist. Eine Eingangsspannung bis 100V sollte schon realisierbar sein. Das ermöglich dann auch mit komplett anderer Solartechnik zu hantieren.
Bevor es jetzt allerdings los geht stehen noch diverse Versuche an mit unterschiedlichen Modulen die es dann final gilt auf einer neuen Controllerplatine zusammenzuschalten. Das geht von Step-Down Wandlern für die Stromversorgung und PWM Steuerungen für die Akkuladung bis zu Erweiterung mit I2C Bus und USB/ Ethernet Schnittstelle. Auch eine Realtime Uhr (vielleicht mit DCF-77 Empfänger) und Eventmanagement, programmierbaren Schaltzuständen steht auf der Liste.
Kernstück ist vermutlich wieder ein PIC von Microchip, ein 8Bit Controller vom Typ 18F87J50. Das Demoboard ist bereits bestellt und somit stehen den ersten versuchen alle Wege offen.

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