Sonneneinstrahlung erfassen

[Leo Kirch]

Ich hatte das gleiche Problem und habe mir über einen Formelbaustein geholfen.
Anhand des Sonnenstandes (Sonne Richtung) und einer Sinusfunktion hebe ich die Werte im Osten und Westen leicht an. Zusätzlich kann ich über die Höhe der Korrektur und eine "Phasenverschiebung" des Sonnenstandes den Strahlungswert auf die Gegebenheiten abstimmen. Ich verwende die korrigierten Werte zur Beschattung und bin seit dem Einsatz im Frühjahr damit ganz zufrieden.

[Thomas M.]

Funktioniert auch mit einem Gurkenglas
Und das wirklich gut. Der Glashauseffekt funktioniert eben und die Methode kostet "nichts".

Die Solarzellenmethode ist zwar technisch fein, aber die Zellen sind vermutlich so billig und grindig aufgebaut, dass die nach x Jahren so "vergilbt" und durch UV Licht so zerstört sind, dass nichts mehr funktioniert.
Und mein Glas am Dach wird dann innen immer noch wärmer als die Umgebung, sobald eben Sonne scheint.

Egal was, aber ich würde hier etwas mit etwas Nachhaltigkeit montieren.
Du willst nicht nur hoffen, dass das Zeug 10 Jahre funktioniert, du willst das es funktioniert. Ohne Wartung, ohne irgend einem Zutun.

[miqa]

Ich würde ja gern mal n Foto von dieser Honig/Gurkenglaslösung sehen.

[Christian Fenzl]

Ich hab die Gurkenglas-Methode zwar nicht, aber finde die Lösung einfach genial weil genial einfach. Viel zu sehen gibt's da nicht - ein 1-Wire Fühler steckt in einem Glas. Ein zweiter Sensor misst die Außentemperatur.

Eine ähnliche Funktionsweise verwende ich bei der Füllstandskontrolle im Pool - zwei 1-Wire-Sensoren sind mit 5cm Abstand im Skimmer unter Wasser. Die Temperatur wird verglichen.
Sind die Temperaturen annähernd gleich, sind beide Sensoren von Wasser umspült. Steigt die Differenz des oberen Fühlers jedoch stark, ist der Fühler in der Luft --> Wasserstand niedrig. Es gibt zwar Tageszeiten, wo die Erkennung nicht genau funktioniert (z.B. wenn die Lufttemperatur gleich wie die Wassertemperatur ist, oder die Pumpe nicht läuft) - d.h. es wird kein Wassermangel erkannt. In den Fällen, in denen er erkannt wird, ist es aber sicher, und dann wird auch nachgefüllt.

Wieviele Lux oder W/m² es hat (Gurkenglas-Methode), oder wieviel Liter oder m³ Wasser im Pool ist, ist jeweils irrelevant. Wichtig ist, dass etwas richtig erkannt wird.

[miqa]

Ich hab die Gurkenglas-Methode zwar nicht, aber finde die Lösung einfach genial weil genial einfach. Viel zu sehen gibt's da nicht - ein 1-Wire Fühler steckt in einem Glas. Ein zweiter Sensor misst die Außentemperatur.

Schon klar. Würd trotzdem gern mal n Bild sehen. Alleine schon wegen der Befestigung. Öffnung nach unten? Verschlossen oder offen?

[Thomas M.]

Deckel nach unten? Scherzfrage? Natürlich kannst du den Deckel auch oben machen. Eine Kabelverschraubung in den Deckel einbauen, damit das Glas nicht irgendwann voll mit Wasser ist.
Da mache ich den Deckel einfach nach unten, das Loch musst so nicht mal verschließen, da Regen selten von unten nach oben tropft. Nach unten ist die Öffnung so schön unkompliziert, zu was dann nach oben.

Verschlossen oder offen? Noch eine Scherzfrage?
Natürlich ist das Glas geschlossen. Ein Glashaus mit offener Tür funktioniert nicht. Geht ein Lüftchen, ist der warme Luftpolster weggeweht und für die Steuerung scheint nicht "genug" Sonne.

Ich habe einen Aussensensor meiner Funkwetterstation innen auf den Deckel gestellt. Hab kein 1-wire am Dach. Ist dann aber völig egal, was die Temperatur im Glas misst.
Muss ja nicht mal ein Glas sein. Kann genauso gut alles sein, was einen gewissen Glashauseffekt hat. Es reicht ein Fühler auf einem schwarzen Gegenstand, dann ist der Fühler auch schön träge, damit das System nicht bei jeder Wolke herumschaltet. Und selbst wenn doch - egal, für was gibts eine Programmierung, muss man dann eben "dort" abfangen.

In den Ausführungen kann man sich dann spielen. z.B. Deckel innen schwarz (dunkel) lackieren, das ganze Glas innen lackieren, ...
Die Erfahrung zeigt aber ... Deckel ist innen weiß und Glas durchsichtig ... völlig ok.

Befestigt mit schwarzem Kabelbinder (zusätzlich mit Draht) am Mast der SAT-Schüssel. Am uneinsehbaren Flachdach muss und werde ich keinen Designerpreis gewinnen.
Kannst auch gerne eine Metallschelle mit Gummiauflage verwenden. Hab mich für einen Kabelbinder und zusätzlich Draht entschieden, ging schneller und ich musste nicht 220 mal aufs Dach sondern nur 20 mal.

Ich muss damit auch qualitativ nicht die W/m² wissen, nur einmal nach Gefühl eingestellt und fertig. Das System ändert sich nie wieder. So lange nicht, so lange Sonne auf ein Glas im inneren eine höhere Temperatur erzeugt als die Aussentemperatur ist.

Dabei ist es mir ja völlig egal, ob meine eingestellte Schwelle 150, 170 oder doch 200 W/m² entsprechen.
Weiß ich mit einer Solarzelle auch genauso wenig.

[patriwag]

Ok, dann werde ich jetzt wohl doch die Olivenglasversion bauen. 1-Wire liegt in der Garage und diese hat ein Flachdach.

[Thomas M.]

Jawoll eine Olivenglasmethode klingt auch gut
Solange die Sonne immer schön draufscheinen kann, sobald sie scheint, kann nichts schiefgehen.
Wirst sehen, es kann nur funktionieren.

[Prof.Mobilux]

Ich hatte das gleiche Problem und habe mir über einen Formelbaustein geholfen.
Anhand des Sonnenstandes (Sonne Richtung) und einer Sinusfunktion hebe ich die Werte im Osten und Westen leicht an. Zusätzlich kann ich über die Höhe der Korrektur und eine "Phasenverschiebung" des Sonnenstandes den Strahlungswert auf die Gegebenheiten abstimmen. Ich verwende die korrigierten Werte zur Beschattung und bin seit dem Einsatz im Frühjahr damit ganz zufrieden.

Kannst Du das mal etwas genauer erläutern? Wie sieht die Funktion aus? Wie in LoxConfig umgesetzt? Das wäre ein Wikiartikel wert, da man sich so spart 3 Sensoren für jede Himmelsrichtung einzubauen.

Ich habe auch nur einen Sensor Richtung Süden und schalte halt die Beschattung auf der östlichen Fassade früher ein als auf der südlichen. Aber so richtig zufrieden bin ich damit nicht, daher wäre ich an Deiner Korrektur-"Funktion" sehr interessiert.

[Vogelfrei]

Gast Kirch
Vielen Dank für deinen super Beitrag. Von wo bzw. Wie ermittle ich die Korrekturwerte?

[Leo Kirch]

@Vogelfrei:
die Korrekturwerte sind sehr individuell und von deiner Anwendung und Programmierung abhängig. Die sind am besten über die Zeit nach Deinen Anforderungen durch versuchen zu ermitteln.

[Vogelfrei]

@ Leo Kirch

Vielen Dank für deine Rückmeldung. Werde mit den Werten experimentieren und danach kann ich diese fixieren.

[Jan W.]

Ich hatte mit einer Formel, die für einen bestimmten Höhen- und Richtungswinkel mit SIN und COS ausrechnet, wie groß die Fläche ist, die die Sonne bestrahlt, wenig Erfolg. Bsp. 2-dimensional: die Sonnenengie, die auf einen Sensor mit der Kantenlänge 1 auftritt, der genau im 90 Grad Winkel zur Sonne ausgerichtet ist, wird mit dem Faktor 1 multipliziert, d.h. bleibt gleich. Steht der Sensor im 45 Grad Winkel zu dieser Ausrichtung, dann trifft nur 0,707 des Lichts den Sensor und muss daher mit 1 / 0,707 = 1,4 multipliziert werden. Bei flachen Winkeln wurden die Werte deutlich überkorrigiert. Vielleicht hatte ich ja einen Denkfehler und eine andere Formel funktioniert besser?

Da meine Formel schlecht funktionierte, habe ich den Sensor waagerecht auf dem Dach montiert. Damit messe ich die Globalstrahlung, so wie sie auch von diversen Messtationen gemessen wird. Für Ost- und Westseite verwende ich lediglich andere Schwellwerte, um die Beschattung zu aktivieren.

[Roger-b]

Hat jemand ein für mich ein Bild von ddr Programmierung sowie den Einstellungen des 1-Wire Helligkeitsensor von Esera, bei mir zeigt er völlig verkehrte Werte an!

Danke


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[Vogelfrei]

Jan W. wie bist du mit der waagerechten Montage zufrieden? Ich habe den Sensor senkrecht montiert (Loxone) aber ich bekomme es einfach nicht sinnvoll hin, auch nicht mit der Formel.

[Jan W.]

Vogelfrei Ja, mit der waagerechten Montage komme ich den Messwerten der professionellen Stationen recht nahe.

In welche Himmelsrichtung zeigt Dein Sensor und welche Werte misst der? Mit welcher Formel? Ein Graph von einem sonnigen Tag wäre auch gut, um zu sehen, wo das Problem liegt.

Gruß Jan

[Vogelfrei]

Jan W. Meine Station zeigt nach Süden und ist Senkrecht montiert. Ich habe es mit der Formel probiert welche auch im Wiki beschrieben ist. Ich füge dir einen Graph an ohne Formel, das Problem ist einfach in de Morgen und Abendstunden.

[Jan W.]

Vogelfrei: Das Verhältnis zwischen X- und Y-Achse ist etwas ungünstig, um den Verlauf zu erkennen (man kann die Breite in der X-Achse ändern). So schlecht sehen die Werte doch gar nicht aus, wobei ich den Einschnitt am Mittag etwas sonderbar finde? Vielleicht solltest Du mal posten, welchen Sensor Du verwendest und welche Formel. Es gibt nämlich nicht EINE Formel, die für alle Sensoren passt und für den von mir verwendeten Sensor von eService / Esera ist mir keine Formel im Wiki bekannt. Vielleicht gibt es ja eine, die ich nicht kenne?

Zu den Morgen- und Abendstunden: Da ein Solarsensor die Strahlung misst, sind flache Einfallswinkel aus meiner Sicht generell problematisch und hängen von den physikalischen Eigenschaften des Sensors ab. Der Sensor von eService hat dafür einen eigenen Helligkeitssensor in Lux, der für die Erkennung der Dämmerung und z.B. herunterfahren der Raffstores in der Nacht verwendet werden kann. Die Parabel (soweit man diese bei Dir erkennen kann) hat auch bei mir eine Art "Fuß", wo diese abflacht. Das hängt nach meiner Ansicht damit zusammen, dass dann noch Licht durch indirekte also diffuse Strahlung gemessen wird und die Werte daher flacher abfallen.

Ich habe die Grafik meines Solar- und Helligkeitssensors vom 19.03. angehängt, wo den ganzen Tag bei uns die Sonne schien. Wenn man genau auf die Zeiten achtet, dann sieht man, dass der Solarsensor morgens und abends bereits 0 anzeigt, aber der Helligkeitssensor noch feststellt, dass es hell ist.



Bei waagerechter Montage sollte sich eine Parabel ergeben, so wie im 1. Bild dargestellt. Es gibt einige professionelle Wetterstationen, die Werte im Internet bereitstellen, siehe https://www.loxforum.com/forum/hardw...2657#post92657

Man kann die Werte nur an sonnigen Tagen vergleichen, da der Grad der Bewölkung ansonsten regional und tageszeitlich viel zu stark variiert. Leider weichen die Werte selbst bei solchen "professionellen" Stationen untereinander selbst an sonnigen Tagen ohne Wolken recht stark voneinander ab. Das Institut für Meteorologie und Klimatologie an der Uni in Hannover hat z.B. am 19.03. dieses Jahres 670 W/m² gemessen, während das Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie in Bad Arolsen 870 W/m² gemessen hat. Die Unterschiede sind mit der geographischen Lage nicht erklärbar. Anhand des Tagesverläufe (gezackt oder Parabel) kann man leicht sehen, ob es sich um einen Tag mit wolkenlosem Himmel gehandelt hat oder es bedeckt war.


Ich habe daher meinen Sensor grob an diesen Stationen "geeicht", insbesondere der Uni Oldenburg, die aber leider nur aktuelle Werte bereitstellt. Da die Globalstrahlung W/m² Erdoberfläche angegeben wird, kann nur ein waagerechter Sensor solche Werte liefern. Ein senkrecht montierter Sensor wird selbst mit einer ausgefeilten Formel diese Werte nicht liefern können, da der Höhenwinkel jahreszeitlich schwankt und die Werte bei flachem Einfallswinkel schwer umgerechnet werden können (siehe auch der Hinweis zu den Morgen- und Abendstunden).

Für die Aufgabe "Beschattung" ist es überhaupt nicht notwendig, dass der Sensor die Werte in einer bestimmten Einheit liefert. Entscheidend ist, dass er zwischen Sonne und Wolken gut unterscheiden kann. Zur Erläuterung habe ich die Werte von heute hochgeladen, wo der Tag recht sonnig anfing, aber dann immer mehr Wolken kamen. Sobald eine Wolke vor der Sonne ist, sieht man das der Wert deutlich nach unten geht. Eine Trägheitsschaltung verhindert, dass die Raffstores bei jeder Wolke herauf- und wieder herunterfahren. Ab Mittag wurde es dann deutlich bewölkter, so dass dann die Raffstores die Beschattung beendet haben.



Wie oben schon erwähnt, taugt ein Solarsensor nicht dafür, bei Dämmerung die Raffstores herunterzufahren, weil die Sonne dann nicht mehr scheint bzw. die Solarstrahlung längst bei 0 ist. Dafür ist ein Helligkeitssensor notwendig.

Gruß Jan