Inzwischen habe ich das Solarstrahlungsmessgerät von Conrad erhalten. Das Ding hätte ich viel früher erwerben sollen, dann hätte ich mir manche Spekulation sparen können.

Heute früh hatten wir bedeckten Himmel (so richtig schön gleichmässig weis). Vor der Haustür (im Westen, senkrecht nach oben) habe ich ca. 70W/qm gemessen. In Richtung Sonne aber nur ca. 50W/qm. Bei Ausrichtung nach unten auf eine Schneefläche um die 60W/qm. Nachdem ich auf's Dach gegangen bin, konnte ich dort senkrecht in den Himmel 108W/qm messen, also 50% mehr als senkrecht neben dem Haus und mehr als das Doppelte der Richtung Sonne.
Gegen 11 Uhr kam die Sonne leicht zwischen den Bäumen durch. Da konnte ich ca. 150W/qm messen, senkrecht in den Himmel aber fast genau so viel. Eine Kollektorfläche, die also auf dem Dach liegt, kann bei trübem Wetter u. U. genausoviel oder sogar mehr Energie ernten als eine auf die Sonnenrichtung ausgerichtete Fläche.
Allerdings hat mich die Strahlungsintensität bei diesem Wetter etwas enttäuscht. Ich hätte mehr erwartet.

Ich versuche jetzt etwas Erfahrung bei verschiedenen Bedingungen zu bekommen.

Bis dann
Herbert

Hallo Rainer,

das entspricht meiner Erwartung.
Natürlich sind solche Versuche schwierig objektiv zu bewerten, weil man ja eigentlich zwei komplett gleiche Anlagen bräuchte, die man mit unterschiedlicher Ansteuerung der Lüfter betreiben müsste. Erst dann sieht man genau die Unterschiede. Oder du brauchtst sehr teuere Messtechnik, um die Wärmeenergie in den Raum direkt zu messen.

Ich denke, wenn der Lüfter in der Drehzahl regelbar ist, braucht man diese feste Differenztemperatur nicht einmal. Du kannst den Lüfter mit niedriger Drehzahl starten, wenn die Kollektorlufttemperatur sagen wir mal 2-3°C über der Raumtemperatur liegt. Je höher die eingestrahlte Solarleistung ist, um so höher muss dann die Lüfterdrehzahl werden. Dabei stellt sich eine Kollektorlufttemperatur ein, die ebenfalls immer höher wird.

Es ist ja klar: die gelieferte Energie ist proportional zur Luftmenge (quasi dem Gewicht der Luft) multipliziert mit der Temperatur. Ich denke, da sind wir uns alle einig.
Nutzbar ist allerdings immer nur eine Temperatur, die über der Raumtemperatur liegt. Würdest du die Temperatur des Kollektors durch die Steuerung des Lüfters immer auf Raumtemperatur halten, würde es im Raum nicht wärmer werden, egal wie stark der Luftstrom ist. Du tauschst dann nur gleichwarme Luft gegeneinander aus. Und die höchste Leistung kannst du nur erhalten, wenn die Differenztemperatur von Raumtemperatur zur Kollektortemperatur multipliziert mit der Luftmenge am größten ist. Regelst du den Lüfter zurück, steigt zwar die Temperatur aber die Luftmenge geht auch zurück. Wenn der Lüfter dann irgendwann steht, hast du zwar die höchste Temperatur aber ohne Luftstrom kriegts du eben auch keine Wärme in den Raum.
Also eigentlich müsste man die Temperaturdifferenz messen und den Luftstrom messen und dann den Lüfter so regeln, dass das Produkt daraus immer am größten ist (so wie bei der Photovoltaik Strom und Spannung für den MPP). Aber Luftstrommesung ist halt nun mal kaum vernünftig machbar, so dass man es anders machen muss.

Ich habe inzwischen für meine Versuche eine kleine Steuerung fertiggestellt, die die Temperaturdifferenz genau messen kann und aufgrund der Solareinstrahlung (über eine kleine PV-Zelle, die speziell betrieben wird) die Lüfterdrehzahl regeln kann.

Die Steuerung werde ich jetzt erst mal bei den Röhrenkollektoren (anderer Thread) einsetzen. Später werde ich damit die Versuche mit den Flachkollektoren in diesem Thread durchführen. Aber das kann noch etwas dauern.

Für die Drehzahlregelung der Röhrenkollektoren-Lüfter habe ich übrigens eine stinkeinfache Elektroniksteuerung für den Test aufgebaut (Materialwert <2€). Das werd ich aber dort noch beschreiben.

Bis dann
Herbert

Ich bin nach wie vor der Meinung, dass ohne geregelten Lüfter (bei fester Differenztemperatur) sehr viel Energie nicht genutzt wird (nicht nur ein paar Prozent). Das Dumme ist, dass man das nicht feststellt, wenn keine Möglichkeit zum Regeln besteht und dann auch nur ein subjektiver Eindruck entsteht. Aber das werde ich hoffentlich bei den Versuchsaufbauten deutlich sehen können.

Das subjektive Behaglichkeitsempfinden ist natürlich noch mal ein ganz anderer Punkt. Es wäre sicher kontraproduktiv, die höchste Wärmemenge in den Raum zu bekommen und dabei unter Zugerscheinungen oder sonstigen Problemen zu leiden.

Ich sehe das so (zumindest für meine Versuche), dass man zuerst mal die optimale Leistung rausholen sollte und wenn dann dabei unangenehme Begleiterscheinungen auftreten, kann man ja überlegen, wie man die am geschicktesten beseitigt.
Wobei der geregelte Lüfter bei niedriger Solarleistung (wenn die Kollektorluft nur mäßig warm ist) sowieso einen geringen Luftstrom erzeugt, bei höherer Leistung ist der Luftstrom dann zwar wesentlich stärker, aber auch wesentlich wärmer, so dass die Luftströmung sich vermutlich nicht negativ als Zugerscheinung auswirkt, so wie du es ja auch beschreibst.

Guck mal in "Hocheffizienter, einfacher Vakuumröhrenkollektor" rein. Ich werde dort demnächst eine kostengünstig nachbaubare Schaltung beschreiben, mit der ich die dort verwendeten Gleichstromlüfter sehr einfach in der Drehzahl regeln kann.

Bis dann
Herbert

Rainer, wo genau misst du die Kollektortemperatur? Ich hätte angenommen, dass die Einblastemperatur eher knapp unterhalb der Kollektortemperatur liegt.

Die Spannung für den 12V-Lüfter auf 21V zu erhöhen ist etwas gewagt, das wird schon an seiner Lebenszeit knabbern.
Wenn du möchtest, kann ich dir zum Testen einen EC-Lüfter (27W, max. 270m3/h, max. 400Pa) schicken. Die Dinger werden zwar mit 230V betrieben, haben aber den Vorteil, dass die Drehzahl über eine netzisolierte Schnittstelle durch ein einfaches Poti (10kOhm) oder über eine Spannung von 1-10V gesteuert werden kann und über einen Ausgang kannst du die Drehzahl genau messen. Damit lässt sich während des Betriebs die Luftleistung stufenlos einstellen.
Es sind allerdings Radiallüfter (EBM/Pabst K3G133-RA01-03), d. h. sie saugen achsial an und blasen seitlich aus (http://www.ebmpapst.com/de/products/moto....php?pID=149575). Vielleicht kannst du sie gerade innen auf den Luftauslass befestigen.

Ich hab da schon eine Idee, wie man bei deinem Kollektor ermitteln könnte, wie er die max. Leistung bringt. Die Stillstandstemperatur kannst du ja messen und die Luftleistung könnte man über den Lüfterbetriebspunkt abschätzen. Damit sollte es möglich sein, bei einigermassen konstanter Einstrahlung ein paar aufschlussreiche Tests zu fahren.

Die zweite Möglichkeit wäre, dass ich die einfache Schaltung zum Nachbau poste, mit der ich jetzt die beiden DC-Lüfter im Röhrenkollektor betreiben will. Damit kannst du einen normalen DC-Lüfter auch in der Drehzahl steuern. Bräuchtest halt einen stärkeren.

Gruß
Herbert

Vielleicht hast du ja die Möglichkeit bei einem deiner stärkeren Lüfter die Drehzahl zu steuern. Dann kannst du bei jedem Betriebspunkt sehen, was das für deine Raumerwärmung bedeutet.
Wie heißts hier immer so schön: Versuch macht kluch ...

Bis dann
Herbert