Heizstab mit Photovoltaik betreiben

[spaceball303]

Hallo,

ich habe eine Frage an die Profis hier im Board,
jetzt wo es deutlich kälter wird, friert regelmäßig das Trinkwasser meiner Hühner ein.

Die Idee das Wasser mit einem Heizstab leicht zu erwärmen...

Da ich noch ein 100W Ph. Modul hier rumliegen habe und von einem alten Aquarium einen Heizstab http://www.aquaristik-genial.de/media/images/regelheizer_evolution_25w_bild_2-bg-l.jpg besitze, entstand die Idee diese miteinander zu verbinden,..

Nun meine Fragen/Gedanken ,..
- Ist dies überhaupt möglich?
- Das Wasser soll ja nicht zum Kochen gebracht werden,.. nur minimal erwärmt werden
- Der Heizstab wird ja normal mit Wechselspannung betrieben aber das Ph. Modul liefert ja nur Gleichspannung (Bei Heizspirale Egal?)
- Wenn man die Heizspirale direkt an die Pole der Ph. Modul anschließt, wird dann überhaupt ein Wiederstand benötigt?

Vielen Dank im Voraus

EDIT:

Vielen Dank für eure ausführlichen Informationen/Feedback und Erläuterrungen, sie waren sehr Hilfreich!!!

Unter den neugewonnen Informationen ist das Projekt so so natürlich nicht umsetztbar und kann damit verworfen werden...

 

[W4ler_Moe]

Das größte Problem ist ersteimal, dass du die Wärme genau dann brauchst wenn die Sonne nicht scheint, nähmlich in der Nacht....

Da bräuchte man dann Akku, Laderegler etc.

- Wenn man die Heizspirale direkt an die Pole der Ph. Modul anschließt, wird dann überhaupt ein Wiederstand benötigt?

Da brauchst du einen Wechselrichter, aber bei 25W ist das das geringste Problem( ~15Euro).

Und dann noch eine Zeitschaltuhr( -relais) damit deine Hühner nicht kochen.....

 

[Octavian1977]

Die Uhr bringt Dir für die Regelung nichts.
Es werden Sensoren zur Temperaturregelung benötigt.
Ist das Wasser zu warm entstehen auch Keime was auch nicht Sinn der Sache sein sollte.

Zunächst sollte ermittelt werden wie viel Energie benötigt wird, also wie stark der Wärmeverlust im Wassernepf ist

Ich vermute allerdings, daß das Ganze nicht ausreichend machbar ist ohne übermäßig viel dafür aus zu geben.

Kannst du das Wasser nicht in den Stall stellen und den Vorrat isolieren?

 

[bigdie]

Ich denke mal ohne Akku macht das wenig Sinn und mit Akku wirst du da auch mit 100WP nicht weit kommen, weil im Winter da nicht viel Leistung kommt. Ist wahrscheinlich einfacher das irgendwie ohne Elektrik zu machen. z.B. mit einem Mini Gewächshaus und alten Ziegeln drinnen, die die Wärme vom Tag speichern oder sowas ähnliches. Oder auch eine Art Keller, da friert es auch nicht so schnell.

 

[spaceball303]

Eins vorweg, die ursprüngliche Idee war eher so gedacht, dass man ohne viel Aufwand und mit vorhandener Technik so eine kleiner "Spielerei" umsetzten kann, um mich mit der Technik etwas vertrauter zu machen....
Natürlich kann ich morgens einfach frisches Wasser zur Verfügung stellen oder es in den Stall tun, ...

Das größte Problem ist ersteimal, dass du die Wärme genau dann brauchst wenn die Sonne nicht scheint, nähmlich in der Nacht....

Der Gedanke war eher so, dass bei Minusgraden eher öfter die Sonne scheint, je kälter desto niedriger die Luftfeuchte,.. Also sollte die Sonne das Tagsüber wieder erwärmen....

Da brauchst du einen Wechselrichter, aber bei 25W ist das das geringste Problem( ~15Euro).

Den Gedanken habe ich noch nicht ganz verstsnden,.. Ich möchte den Heizstab nicht mit 230V betreiben, sondern mit der Spannung das dass Ph. Modul liefert, da ja keine Elektronic verbaut ist.... ist die Spannung dann zu vernachlässigen?

Und dann noch eine Zeitschaltuhr( -relais) damit deine Hühner nicht kochen.....

Der Heizstab hat eine einstellbare Temperatur, diese wird mittels Magnet und einem blech, welches sich erwärmt gesteuert...

 

[bigdie]

Naja Aquariumheizstäbe gehen in der Regel mit 230V und an einem 12 oder 24V Solarmodule ist die Leistung einer solchen Heizung fast gegen 0 Watt. Ist effizienter du stellst das Wasser in die Sonne.

 

[patois]

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... ist die Spannung dann zu vernachlässigen?

Das Photovoltaik-Panel liefert je nach Intensität der Sonneneinstrahlung zwischen den Ausgangsklemmmen eine
Gleichspannung.

Grundsätzlich kann man einen Heizwiderstand auch mit Gleichspannung betreiben.

Die Antwort auf deine Frage kannst du dir selbst erarbeiten:

Schließe eine für 230Volt ausgelegte "Glühbirne" an einen 12Volt Akku an, dann siehst auch du, dass die Spannungshöhe sehr wohl eine Rolle spielt

und somit die Antwort lautet: die Spannung ist nicht zu vernachlässigen!

Beachte bitte alle HInweise, die dir die anderen Forumsteilnehmer bereits gegeben haben.

Das Hauptproblem sehe ich darin, wie man unter möglichst niedrigen Verlusten die im Photovoltaik-Panel erzeugte Energie dem Wasser als Wärmemenge zuführen könnte.

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[Octavian1977]

Das Solarmodul muß auch vor Kurzschluß geschützt werden.
Ohne Elektronik dazwischen funktioniert das nicht.

 

[patois]

Ganz anderes Szenario ...

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Man sollte vielleicht ein ganz anderes Szenario in Betracht ziehen.

Da die Energie des Photovoltaik-Panels sehr niedrig ist, um nicht zu sagen zu niedrig, sollte man eine zuverlässigere Energiequelle anzapfen.

Es sollte in einem "Hühnergarten" möglich sein einen Behälter in einem Loch in der Tiefe der frostfreien Zone zu versenken.

Dann werden Verbindungsleitungen (wärmeisoliert) zur Tränke verlegt, und die vom Voltaik-Panel gelieferte (im Akku zwischengespeicherte) Energie zum Betrieb einer kleinen Umlaufpumpe eingesetzt.

Man könnte sich überlegen, ob es genügen würde die Pumpe nur zeitweise laufen zu lassen, was aber die Bastelei einer entsprechenden el. Schaltung erforderlich machen würde, die ja letzten Endes auch wieder zu ihrem Betrieb Energie benötigen würde.

Mit diesem "Tränke-Thema" könnte man sich sicher den ganzen Winter beschäftigen ...
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[Sparky]

Hallo Spaceball,

eine ganz wichtige Angabe hast du nicht gegeben: Wieviel Wasser soll erwärmt werden?

Wenn du in der Schule aufgepasst hast, dann weisst du noch, daß es 1 Kilokalorie braucht um einen Liter Wasser um 1 Grad zu erwärmen.

Ein Solarpanel mit 100Wp wird dir im Winter bei sonnigen Tagen vielleicht noch 20% der Nennleistung, das auch nur über Mittag, wenn die Sonne oben steht, liefern.

Ich vernachlässige jetzt mal die Fehlanpassung eines 230V-Heizelementes zu einem nur wenige Volt bringenden Solarpanel und unterstelle mal eine optimale Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Solarleistung.
Unterstellen wir weiter:
Dein Panel würde unter optimalen Bedingungen im Winter max. 50Wh bringen, das wären etwa 180 kilojoule, äquivalent ~43 kcal.

Der Wärmeverlust während der Heizphase ist nicht zu vernachlässigen, da ich davon ausgehe, daß die Solarleistung über einen Zeitraum von mehreren Stunden geerntet wird.
Das bedeutet, je nach Wassermenge und Delta T wird das Wasser die zugeführte Energie auch gleich wieder an die Umgebung abgeben, es würde nicht wesentlich erwärmt.

Jetzt wird es spätestens gegen 16:30 Uhr wieder dunkel und du erntest nichts mehr.
Was glaubst du, wie lange das Wasser flüssig bleibt?

Du siehst, es gibt da zwei wichtige Komponenten: Die Wassermenge und die Umgebungstemperatur.

Dieses Beispiel hat jetzt vorausgesetzt, daß du die Solarenergie optimal umwandeln könntest, wovon du aber mit deiner Eingangsidee meilenweit entfernt bist.

Also, vergiss es.

Gruß

 

[Octavian1977]

Die Wassermenge ist völlig egal, da er das Wasser nicht aufheizen muß sondern nur auf Temperatur halten muß.
Der Energieverlust allerdings ist extrem wichtig, denn das ist das was er an Energie hinein bringen muß um ein weiteres Absenken der Temperatur zu verhindern.

 

[Sparky]

Die Wassermenge ist völlig egal, da er das Wasser nicht aufheizen muß sondern nur auf Temperatur halten muß.

wow, ich bin sprachlos ob dieser intellektuellen Leistung.

 

[Octavian1977]

???
Was willst Du damit sagen?
???

 

[Sparky]

???
Was willst Du damit sagen?
???

Ich sagte doch, ich bin sprachlos!

 

[werner_1]

Wie willst du ein Freibad mit der gleichen Wärmeleistung auf Temperatur halten wie eine Kaffeetasse?

 

[Octavian1977]

Das nicht allerdings hat das nichts mit der Wassermenge sondern mit der Oberfläche und deren Isolierung zu tun.

Ein Freibad hat natürlich eine deutlich größere Oberfläche als eine Kaffeetasse.

Nimmst Du eine Kaffeetasse mit gleichem Inhalt aus Blech und sehr flach wird diese allein schon durch die größere Verdunstungsfläche gegenüber einer 0815 Porzellantasse deutlich mehr Energie benötigen.

Anders sieht es natürlich aus wenn man die Temperatur erhöhen will dann ist zusätzlich zum Wärmeverlust auch noch die Masse und das zu erhitzende Element wichtig.

 

[Octavian1977]

Oder noch besser:
Verringerst Du den Wärmeverlust auf 0, kannst Du jede beliebige Menge jedes Materials auf jede gewünschte Temperatur bringen.
ist nur eine frage der Zeit.

In diesem Fall würde eine fehlender Energieverlust eine Heizung überflüssig machen.

 

[werner_1]

Theoretisch ja. Aber praktisch mach das mal vor.

 

[spaceball303]

Hallo Spaceball,

Also, vergiss es.

Gruß

Vielen Dank für eure ausführlichen Informationen/Feedback und Erläuterrungen, sie waren sehr Hilfreich!!!

Unter den neugewonnen Informationen ist das Projekt so so natürlich nicht umsetztbar und kann damit verworfen werden... :-(

 

[bigdie]

Das Solarmodul muß auch vor Kurzschluß geschützt werden.
Ohne Elektronik dazwischen funktioniert das nicht.

Es gibt kein Solarpaneel, welches nicht kurzschlussfest ist.