Prof. J. Walter - Informationstechnik, Mikrocomputertechnik, Digitale Medien Stand der Technik
Hochschule Karlsruhe Logo Energieeffiziente Mikrokontroller
Energiegewinnung Solar
Wintersemester 2020
Yannick Wunderle
Philipp Lickert

Stand der Technik

Stand der Technik:
Die Speicherung der Energie aus der Photovoltaikzelle ist ein häufiges Problem. Dieses Problem wurde schon oft gelöst. Als prakikabelste Lösung hat sich die Speicherung der Energie mit einem Akku herausgestellt. Um den Akku vor Überspannung, Unterspannung und Überströmen zu schützen kann ein Akku-Managementsystem verwendet werden. Diese sind als Ein-Platienen-Lösung in verschiedenen Varianten erhältlich. Es muss ein geeigenetes System ausgewählt werden.

Die Ansteuerung der LEDs erfolg mit dem Mikrokontroller ESP32. Dieser soll nur wenn er benötigt wird aktiv sein. Wenn der Mikrokontroller nicht verwendet wird, zum Beispiel wenn es hell ist, soll dieser in den Sleep-Modus versetzt werden. Damit kann Energie gespart werden, um Nachts mehr Energie zur Verfügung zu haben, um die LEDs länger leuchten zu lassen.

Stand des Projekts:
Momentan werden zwei polykristalline Solarzellen mit je 110mm x 60mm Größe verwendet. Diese liefern 1W bei 6V und 166mA.  Zur Einspeisung des Stroms in den Akku wird ein "SunnyBuddy" Solarstromladegerät von "Sparkfun" verwendet (Single-cell LiPo MPPT charger). Die Energiespeicherung übernimmt ein "Eckstein energy LiPo Akku" mit 2500mAh.

Energiehaushalt ESP32:
Der ESP 32 wurde am 5V und am 3,3V Pin mit Spannung verorgt. Dabei wurde jeweis der Strom gemessen.
Spannung(V) Strom(mA) Leistung(mW)
5 48 240
3,3 47 155,1

Minimale Betriebsspannung des ESP am 3,3V Eingang: 2,5V
Minimale Betriebsspannung des ESP am 5V Eingang: 3,7V

 

  Mit Unterstützung von Prof. J. Walter Wintersemester 2020