Solare Freiheit – Weiteres Modul und Zahlenspiele

Im Mai war das Wetter solartechnisch bescheiden (nur Wolken und Regen) und die Werte der Anlage so schlecht, das Theorie und Praxis weiter hinterfragt wurden und ein weiteres Modul montiert.

Projekt: Solaranlage

Kontakt: Boris Dirnfeldner

Link– eigenes Projekt –

Zusätzliches Modul auf der Südseite:
In früheren Artikeln war das Fazit, das die noch vorhandenen Module an die Carport-Wand sollen. Eines ergänzend in Südausrichtung, ein weiteres nach Osten zum Einfangen der Vormittagssonne.

Das Modul in Südseite hängt nun (wie gewohnt etwas schief) an der Wand und ist dem ersten Modul parallel angeschlossen. Das mittlere Modul bleibt erst mal noch alleine am String und wird später durch das Ost-Modul ergänzt. Der Umbau an sich war technisch unkritisch und relativ schnell erledigt. Damit ist die Südseite komplett, alle Module quer direkt an der Carportwand und über Aluwinkel ca. 1cm von der Wand entfernt zur Hinterlüftung.

Modultemperaturen:
An zwei Sonnentagen Anfang Juni konnte ich mal mit einem Infrarotthermometer die Modultemperaturen messen. Bei einer Umgebungstemperatur von ca. 26°C haben sich die Module auf der Vorderseite auf ca. 45°C aufgeheizt. An der Rückseite finden sich etwas niedrigere Werte. Das passt schon mal vergleichsweise gut zu den Moduldaten gemäß NOCT (Normal Operating Cell Temperature), der bei dem Modul bei 20°C Umgebungstemperatur die 45°C ebenfalls angegeben hat.
Der geringe Modulabstand zur Holzwand dahinter von nur 1cm behindert sicher die Durchlüftung. Wahrscheinlich werde ich durch Aufständerung oder mehr Abstand hier bessere Werte erreichen und dann mit niedrigeren Temperaturen auch mehr Ertrag. Mal sehen wie sich die Temperaturen im Hochsommer darstellen, bisher ist es ja immer noch recht angenehm.

Mit den Daten kann ich mal prüfen, ob ich von STC (Standard Test Conditions) auf NOCT zurückrechnen kann.
Den Wind ignoriere ich erst mal, da hier auch keine Messwerte vorliegen.
Die Solareinstrahlung liegt bei STC bei 1000W/m2, bei NOCT bei 800 W/m2. Im Datenblatt sieht es so aus, als wäre am Punkt der maximalen Leistung ein linearer Zusammenhang zwischen Solareinstrahlung und Modulleistung. Damit hätte das Modul bei NOCT-Bedingungen alleine aufgrund der Solareinstrahlung nur 80% seiner Leistung.
Bei der Modultemperatur wird eine Leistungsminderung von 0,5%/°C über 25°C Modultemperatur angenommen. Danach würde die Modulleistung um 10% niedriger sein.
Beim Gegenrechnen aus den oben genannten Abzügen und der Herstellerangabe zur NOCT-Leistung ergibt sich eine bessere Näherung bei 5°C weniger Differenz (also 7,5%).
Dann passen die Werte schon sehr genau. Es ergibt sich damit (ohne Anspruch auf Präzision in den Messungen und der korrekten Beweisführung) auf jeden Fall eine gute Näherung mit den oben genannten Ansätzen.
Und da die STC-Werte bei mir erheblich zu weit von den realen Messwerten ist, wechsle ich (bis ich was Besseres gefunden habe) in der Theorie auf NOCT-Werte als Modulleistung (bei mir 197Wp bei Neumodulen).

Verschattungen:
Wie ständig in den Foren genannt, sind Verschattungen eine üble Angelegenheit bei der Anlagenleistung.
Leider habe ich diesem Aspekt bei der Planung noch zu wenig Aufmerksamkeit geschenkt, und im April waren die Module noch komplett unverschattet montiert worden.
Inzwischen ist aber das hinterste Modul ständig teilweise verschattet, das mittlere am frühen Vormittag.
Meine Module haben 3 Bypass-Dioden und die vorhandenen Verschattungen betreffen 1-2 Reihen in Folge. Damit fällt mit aktuellen Sonnenstand ca. 1/3 des ersten Moduls ständig weg. Die Dioden scheinen aber zu funktionieren, zumindest bilden sich keine Hotspots auf den verschatteten Bereichen.
Nach etwas Recherche bin ich wohl am 20.06. hier mit maximalen Sonnenwinkel unterwegs und kann dann die übelste Verschattung in der aktuellen Aufbausituation sehen. Umgekehrt wird am 22.12 der minimale Sonnenwinkel erreicht. Dann könnte es zu Verschattungen am unteren Ende der Module kommen durch das Haus des Nachbarn. Ich bin gespannt, wie es dann wirklich aussieht und welchen Einfluss es dann auf die Leistung haben wird. Aktuell ist reale Effekt bei ca. 0,2KWh/Tag und zu verkraften.

Modulausrichtung:
Die Module sind fast perfekt in Südrichtung ausgerichtet, bis dahin alles Ok. Die senkrechte Montage ist bekanntermaßen nicht toll. Bei den Recherchen zum Thema Sonnenstand wurde die Wandmontage aber auch wieder relativiert, das sie in den Zeiten mit niedrigen Sonnenstand wiederum bessere Ergebnisse liefert als eine gering aufgeständerte Dachvariante. Eine wichtige Information ist aber auch, dass der Wert von 30% Leistungsabfall als Maximum in unseren Breitengraden angesehen wird, da durch indirekte Einstrahlung wohl niedrigere Werte verhindert werden. Ein Aufständern gegen die Wand um 30° würde bis zu 20% Mehrertrag bringen (ähnlich der Dachvariante), bleibt also als Option offen.

Ertragsrechnung:
Meine Modellrechnung ist nun deutlich komplexer geworden. Ausgehend von der NOCT-Modulleistung (800 W/m2 Solareinstrahlung, Modultemperatur 45°C) ziehe ich 30% wegen der Wandmontage ab. Danach pro Jahr Modulalter 0,8%, also derzeit 5%. Der Wechselrichter wird mit einer CEC-Effizienz von 96,5% angegeben, daher nochmals 3,5% Wandlerverluste.
Damit ergibt sich für ein Modul mit 198Wp Nennleistung NOCT die real erreichbare Leistung von 127Wp.
Das ganz in Excel auf einer stündlich aufgelösten Tabelle, versehen mit realen Messwerten ergibt eine (je nach Wetterlage) mehr oder weniger schöne, glockenartig geformte Ertragskurve. Diese wird dann geglättet in % von der erreichbaren Leistung über alle Module als Referenzkurve eingetragen (für alle 3 Module) und das Modul mit der Verschattung nur mit 2/3 Leistung angegeben. Bei der Summe ergibt sich dann tatsächlich ziemlich genau der reale Ertrag (unter den aktuellen Bedingungen) von ca. 1,6KWh/Tag (bei guter, aber nicht perfekter Wetterlage).
Dabei liefert das System ca. 85% der neu errechneten erreichbaren Leistung in der Spitze. Leider hatte ich bisher keine absolut wolkenfreien Tage und auch bisher zu wenig Messtage um hier ein sicheres Fazit zu nennen. Es scheint aber als wäre das Modell derzeit recht nahe an der Wahrheit. Genauer beurteilen kann ich das aber erst, wenn auch Daten zu anderen Sonnenständen vorliegen. Hier vor allen das andere Extrem mit niedrigen Sonnenstand.
Ich erwarte hier auch in den Zeiten zwischen den Sonnenstandextremen eine mögliche Übererfüllung (z.B. im April), wenn die Bedingungen näher an den STC-Vorgaben liegen (mehr Solarleistung, besserer Einstrahlwinkel, niedrigere Modultemperatur). Mal sehen ob das so passiert.

Ertragsprognose:
Natürlich kann man nach so kurzer Anlagenlaufzeit noch keine “tragfähige” Aussage machen, aber die ersten Schätzwerte aus April sind mit den vorhandenen Leistungsdaten kaum zu erreichen. Da die Prognose derart weit weg von meiner Wahrheit ist, bin ich mal auf die Suche nach anderen Schätzwerten gegangen (erst mal eine zweite Meinung einholen, wie beim Doktor). Dabei hat sich auf einer Seite der Europäischen Kommission das “Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS)” gefunden. Das “PV Performance Tool” hat hierbei erheblich niedrigere Werte (pro Modul 201 KWh) bei gleichen Angaben gemacht als der vorher genutzte Rechner von Solarserver.de (pro Modul 267 KWh). Grundsätzlich ist es klar, das je nach Modell und Datenbasis verschiedene Werte rauskommen, und erst Recht in der Realität. Allerdings sind hier mal fix 25% weniger Ertrag geschätzt, und das ist schon happig.
Allerdings scheinen diese Werte sehr gut mit den Werten aus der Ertragsrechnung zusammen zu passen. Natürlich wieder risikobehaftet, da einfach eine sichere Datenbasis fehlt, aber vorerst laufe ich mal mit der erheblich konservativeren Schätzung weiter.

Break-Even Rechnung (Update):
Die Anlage hat derzeit etwa 770€ reale Kosten verursacht (da manches Material vorhanden war, allerdings schon inkl. Teile für das 4. Modul). Der eigene Strompreis pro KWh liegt mit Umsatzsteuer bei 0,32€, eine Refinanzierung benötigt also 2407 selbstverbrauchte KWh.
Nach nun 60 Betriebstagen zeigt der Einspeisezähler nur 1KWh an, damit wird praktisch die komplette Leistung der Anlage selbst genutzt.
Mit den 3 montierten Modulen ergibt sich dann ein geschätzter Ertrag von 601KWh pro Jahr und damit ein Zeitraum zur Refinanzierung von 4 Jahren.
Mit dem zusätzlichen Ost-Modul erhöht sich der geschätzte Ertrag auf 746KWh pro Jahr und der Zeitraum zur Refinanzierung reduziert sich auf 3,23 Jahre.

Fazit:
Leider kann ich viele Dinge ohne Teststand und Normbedingungen nicht präzise in Zusammenhang bringen. Muss ich aber auch nicht, eine gute Näherung ist schon viel Wert.
Auch in den einschlägigen Foren wird viel mit empirischen Daten gearbeitet (aus eigenen Messungen oder aus Datenbanken), ebenso bei den vielen Ertragsrechnern im Internet.

Mit den neuen Werten scheint Theorie wieder viel besser zu den Ertragswerten zu passen. Das ist gut so, da der erste Ansatz inzwischen deutlich zu ungenau wurde. Auch scheint es trotz (erwarteten) Problemen tatsächlich gar nicht so schlecht auszusehen, das die Anlage sich recht zeitnah refinanziert.

In der nächsten Zeit packe ich wie geplant noch das 4. Modul dazu und schaue wie sich die Dinge weiter entwickeln. Abschattung und Modultemperatur bleiben wohl über das Jahr hin spannend und einflussreich. Nächstes Jahr kann ich dann nach einer Gesamtschau vielleicht die Module neu positionieren bzw. eine Aufständerung angehen. Ohne die Verschattung genauer zu kennen gehe ich aber an das Thema nicht ran. Das Dach bleibt erst mal weiterhin ungenutzt, vielleicht kommt ja mal später eine größere Anlage.

Wohlan, lasse er die Sonne scheinen!

Nachtrag:
Leider geniesse ich nun schon wieder eine Phase mit ausschließlich Regen und Wolken. Die Anlage tut dabei nur noch sehr wenig, eigentlich fast nix. Eigentlich dient der Nachtrag nur zur Frustbewältigung, hat aber auch einen fachlich relevanten Teil. Grundsätzlich benötigt eine Solaranlage auch Sonnenstunden, um wirklich relevante Mengen Strom zu erzeugen. Bei miesen Wetter wird immer noch etwas Strom erzeugt, allerdings nur aus dem diffusen Anteil und mit einer (im Vergleich) sehr geringen Solareinstrahlung. Daher hilft einem keine Anlage der Welt (wie ideal auch immer das Teil ausgerichtet ist), wenn keine Sonne scheint. Wie ich mir gerade mal wieder bewusst werde (und auch im Mai schon häufig gesehen habe), hilft einem hier keine Theorie oder Erfahrung, auch die theoretischen Sonnenstunden helfen hier in der Praxis gar nichts. Damit ist ein wichtiger Punkt aber auch, das man halt mit dem Wetter Glück haben muss und der Ertrag auch deutlich schwanken kann. Regen ist aber auch toll für die Natur und zur Wasserversorgung, was uns die Jahre 2018/2019 ja eigentlich hinreichend klar gemacht haben. Daher freue ich mich dann doch wieder über beständigen, aber auch wichtigen Regen. Die Pflanzen im Garten sowiso.

Überlegungen:
Es wurden im Mai mit schlechten Wetter nur knapp 25 KWh erzeugt. Das wäre nun wirklich sehr wenig und es liegt immer noch zu viel Material rum, daher muss die angedachte Ergänzung starten. Auch sind die Leistungswerte weiter abgesackt und die Theorie nun noch weiter weg als zuvor. Also gilt es auch das Rechenmodell und die Ertragsabschätzung zu hinterfragen.

Solare Freiheit – Weiteres Modul und Zahlenspiele

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Solare Freiheit – Erstes Fazit

Nachdem die Solaranlage nun ein Monat gelaufen war, ist es Zeit für ein erstes Fazit. Schatten und Licht liegen nahe beieinander und Lerneffekte sind auf jeden Fall klar vorhanden.

Projekt: Solaranlage

Kontakt: Boris Dirnfeldner

Link– eigenes Projekt –

Situation:
Die Anlage besteht derzeit aus 2 gebrauchen 270Wp Solarmodulen (Monokristallin), senkrecht an der Carportwand mit nahezu perfekter Südausrichtung angebracht. Im Stromkreis befindet sich ein kleiner 2-Wege Energiezähler der auch die aktuelle Leistung der Anlage misst. Leider befindet sich immer noch kein Logger am RS-485 Interface, damit sind alle Messungen manuell und sporadisch.

Es wurden für einen Monat jeweils Abends der Zählerstand notiert. Ebenso am Smartmeter im Verteilerkasten der Zählerstand in Einspeiserichtung. Zwischendurch um die Mittagszeit (11-14 Uhr) sporadisch dazu die Leistungswerte an der Anlage.

Beobachtungen:
Die Anlage sollte in der Theorie ca. 346Wp liefern können. Bei den sporadischen Ablesungen war der höchste Wert bei 327W gelegen, damit bei 94% der berechneten Leistung. Natürlich ist das nur ein Indiz, aber so schlecht scheint die Theorie nicht zu sein.

In den ersten Aprilwochen hatten wir viel Sonne und niedrige Temperaturen, also gute Bedingungen für die Anlage. Später sind die Temperaturen erheblich angestiegen (Umgebung als auch Module). Dabei konnte schon klar beobachtet werden, das die Anlagenleistung im Vergleich, auch bei guter Sonne, nachlässt.
In absoluten Zahlen kann ich allerdings keine Aussage machen, da es hierfür zu wenige Messwerte gibt und auch andere Parameter (Bewölkung, Wind, Sonnenstand) sich zeitgleich geändert haben.

Es wurden in 30 Tagen etwas über 38 KWh erzeugt, mit Tageswerten von 0,4KWh (Regen und Wolken) bis zu 2,1 KWh (kühl, sonnig, keine Wolken). Der Mittelwert in der Zeit liegt bei 1,2 KWh /Tag. Damit liegt die Anlage derzeit etwa bei 80% der geschätzten Leistungsfähigkeit (Schätzung von meteoblue für eine Neuanlage mit gleichen Aufstellungswerten unter Berücksichtigung historischer Ertragsdaten). Der Einspeisezähler steht weiterhin bei 0, damit wurde alles selber verbraucht. Natürlich ist es klar, das die Ertragswerte nicht perfekt passen, eine kleine Analyse erscheint aber sinnvoll.

Die Einschätzung von meteoblue beinhaltet nicht das Modulalter, also fallen da schon mal ca. 5% weg.

Zum anderen hat sich herausgestellt, das ein Solarpanel mit dem geänderten Sonnenstand im Mai nun zeitweilig partiell verschattet wird. Das war im April nicht so, wird sich aber über die Zeit weiter verschlechtern. Damit ist das Panel wohl eher im den Winter besser geeignet, wird im Sommer aber nur Teilleistung liefern. Wieviel dies die Anlage derzeit beeinträchtigt, habe ich noch nicht ausgemessen, dürfte aber gerade am Vormittag deutlichen Einfluss haben.

Die Temperatur habe ich schon mal angemerkt. Mit den wärmeren, sonnenreichen Tagen wurde es hinter den Modulen schön warm. Die Hinterlüftung ist sicher schlechter als bei aufgeständerter Dachmontage, also gehen hier wohl auch wieder ein Paar % (erwartet) verloren.

Eine weitere Option für weniger Leistung ist die Straßenbaustelle, die beständig Dreck an den Modulen hinterlässt. Auch die zunehmende Belastung an Pollen verstärkt den Schmutzfilm. Obgleich nicht wirklich übel, ist der Dreck schon erkennbar und wirkt sich wohl auch im kleinen Maßstab aus. Wegen der Wandmontage wird der Schmutz auch nicht durch Regen so einfach abgewaschen. Das werde ich bei Gelegenheit (wenn ich wieder ein geeignetes Messmittel habe) genauer prüfen.

Optionen:
Da eine Änderung an den Aufstellbedingungen (z.B. Dachmontage mit Aufständerung) derzeit keine Option ist, stehen erst mal andere Schritte vorne an.

Es liegen ja noch 2 gleiche Module ungenutzt rum. Daher wird das aktuell verschattete Modul wohl mit einem zweiten in der gleichen Ausrichtung, aber ohne Verschattung, parallel geschaltet. Gemeinsam sollten sie dann deutlich besseren Ertrag bringen ohne besondere zusätzliche Kosten zu verursachen.
Da die Module derzeit deutlich unter Nennwert Leistung bringen, sollten alle Grenzwerte des Wechselrichters eingehalten werden (hier vor allen Imp).

Das andere Reservemodul wird an der Ostseite des Carports angebracht und an den anderen String des Wechselrichters parallel angeschlossen. Damit kann das Modul den Vormittag Leistung erbringen, bis es dann ab Mittag vom Modul an der Südseite abgelöst wird. Auch hier dürfte sich der Tagesertrag verbessern, Kosten entstehen wieder nur durch das erforderliche Solarkabel und die Adapterstecker.

Schön an der Lösung ist, das sie sich auch leicht zurückbauen lässt, die Kosten und der Aufwand minimal sind und die Module nicht mehr rumliegen und aufgeräumt sind. Da die Module in der Theorie und im Idealfall maximal 65% ihrer Nennleistung bringen, und das auch nur ohne Temperatureinfluss und Schmutz, sollte die Wechselrichtergrenze für Strom von 12A nicht verletzt werden. Falls die Anlage hier doch zu weit in den Grenzbereich kommt, ist ein Modul schnell wieder abgeklemmt.

Danach schaue ich mir die Entwicklung der nächsten Wochen weiter an und entscheide dann, ob und welche Anpassungen ich vornehme.

Fazit:
Natürlich ist es bei einer rein betriebswirtschaftlich betriebenen Anlage keine Option so vorzugehen. Durch den von vornherein ungünstigen Standort, dem Ansatz mit Gebrauchtmodulen zu arbeiten und den Anspruch hierbei auch zu lernen, wird das Projekt auch weiterhin nicht notwendigerweise in Richtung einer optimalen Anlage getrimmt. Hier gilt es eher, mit dem vorhandenen Material Erfahrungen zu sammeln und nur kleine Beträge darüber hinaus zu investieren.

Eine auf Rentabilität getrimmte Anlage würde von vornherein in Dachmontage und mit erheblich mehr installierter Leistung geplant, was derzeit aber nicht mein Fokus ist.

Überlegungen:
Es wurden in 30 Tagen etwas über 38 KWh erzeugt. Damit liegt die Anlage derzeit etwa bei 80% der geschätzten Leistungsfähigkeit. Natürlich ist es klar, das die Werte nicht perfekt passen, eine kleine Analyse erscheint aber sinnvoll.

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Solare Freiheit – Berechnung und Auslegung

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Solare Freiheit – Minikraftwerk am Carport

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Solare Freiheit – Nächste Schritte

Da nun die Solaranlage läuft und Theorie und Praxis sich scheinbar bestätigen, stellt sich nun die Frage nach weiteren Schritten. Hier ein Paar Ideen, welches Potiential noch in der Anlage steckt.

Projekt: Solaranlage

Kontakt: Boris Dirnfeldner

Link– eigenes Projekt –

Im Artikel zum Thema Auslegung der Anlage findet sich die Aussage zu den von mir beeinflussbaren Freiheitsgraden der Anlage. Hier waren vor allen die Modulleistung, Ausrichtung, Alter und die Modultemperatur genannt.

Am Alter werde ich die nächste Zeit keine Änderungen vornehmen, da ich zum einen 4 Module diesen Typs habe (wovon gerade 2 in Nutzung sind) und eine Änderung einen Modultausch bedeutet. Damit wird die Gesamtleistung des System kontinuierlich weniger, im Vergleich aber überschaubar.

Für die nachfolgend genannten Optionen wird bei der Rentabilitätsberechnung ausgegangen von:
– Strompreis pro KWh 0,32€ inkl. Umsatzsteuer
– Theoretischen Jahresertrag von 535KWh im aktuellen Aufbau.

Option: Aufständerung
Die Ausrichtung ist hier schon eher ein Thema. Derzeit bin ich mit -30% Leistung zur Idealposition unterwegs. Bei einer Aufständerung gegen die Wand wären etwas über 20° zur Wand möglich (dann kommt der Zaun/Grundstücksgrenze), was auch ca. 20% Mehrleistung bedeuten würde. DIe Aufständerungen zum Kaufen kosten allerdings auch einiges (beginnend ab 30€ bis zu 50€ pro Modul). Im Vergleich zum Modulpreis (mit 85€) schon ein relevanter Anteil. Es würde sich auch die Hinterlüftung verbessern, die Zugänglichkeit allerdings deutlich verschlechtern. Die Reserven des Wechselrichters genügen hier locker (pro String max. 300W).
In der Theorie sollte sich der Ertrag um 20% verbessern, also ca. 107 KWh/Jahr. Das wären 23,24€ im Jahr mehr Ertrag , damit wäre die Investition im Idealfall in 3-4 Jahren wieder drin.

Option: Dachmontage
Grundsätzlich kann diese Option verglichen werden mit der Aufständerung gegen die Wand. Ertragsverbesserung kann evtl. noch etwas besser werden, allerdings werden die Kosten durch die notwendige Dachkonstruktion und zusätzliches Kabelmaterial auch höher sein. Die Zugänglichkeit wäre sogar noch schlechter als beim Aufständern gegen die Wand. Diese Option ist mir aktuell für die kleine Anlage derart unsympatisch (auch weil ich mich auf dem Dach nicht wohl fühle) das dies nur für eine größere, neue Anlage eine Option ist. In der Kalkulation erwarte ich wegen der Kosten eher eine schlechtere Rentabilität.

Option: Weiteres Modul
Durch die geringen Ertragswerte könnte der Wechselrichter ein weiteres Panel parallel verkraften. In dieser Schaltung wird die Spannung am String nicht geändert, der Strom aber (in etwa) verdoppelt. Die Carportwand bietet noch Platz für ein weiteres Panel in gleicher Ausrichtung und vergleichbaren Ertragswerten. Das Modul wäre bereits vorhanden, Invest wäre eine Kabelverlängerung zum Wechselrichter und Steckeradapter zum parallelen Verbinden (in Summe ~20€).
Der Wechselrichter kann mit den Erfahrungswerten bisher zumeist problemlos mit dem doppelten Stromniveau umgehen. Allerdings befinden wir uns bei richtig gut laufender Anlage dann auch im oberen Grenzbereich. Eine Kombination mit z.B. einer Aufständerung verbietet sich also für den String mit 2 Modulen. Der Vorteil dieser Lösung ist der geringe Aufwand bei sonst unveränderten Vor- und Nachteilen.
In der Theorie sollte sich der Ertrag um 50% verbessern, also um 267,5 KWh/Jahr. Das wären dann 85,60€ mehr Ertrag, bezahlt sich also schon im 1. Jahr.

Option: Aktive Kühlung / Hinterlüftung
Aktuell lässt sich schon ein EInfluss der Modultemperatur zur Modulleistung erkennen. Wie stark dieser wirklich ist, kann ich aber derzeit noch nicht sagen. In der Theorie kann ich von bis zu 15% ausgehen, Erfahrungswerte sind wohl bei 10% angesiedelt.
Hier würde sich ein größerer Modulabstand zur Wand anbieten, der z.B. mit einer entsprechende Holzkonstruktion recht leicht realisierbar wäre.
Technisch interessanter (aber vermutlich Blödsinn) wäre auch eine aktive Hinterlüftung per Lüfter an den Kabeldurchlässen vom inneren des Carports, alternativ eine Ansaugung nach innen. Alternativ wird in Solarforen über eine aktive Kühlung per Kühlschlauch an der Modulrückseite diskutiert. Auch gibt es hierfür sogenannte Hybrigmodule, die sowohl zur PV-Erzeugung als auch zur solaren Wärmegewinnung geeignet sind. Dies wäre aber wieder mit einem Modultausch verbunden, daher nur eine theoretische Option.
Derzeit kann ich den Nutzen nicht einschätzen. Potential wären dann weniger als 10-15% Verlust zur aktuellen Peak-Leistung. Solange ich hier keine besseren Daten habe, bleibt es eine Idee.

Option: Reflektionsblech unter den Modulen
Theoretisch könnte unter den Modulen noch ein waagrechtes Blech angebracht werden, quasi als Spiegel. Damit könnte der diffuse Anteil des Ertrags erhöht werden.
Für mich ist diese Option derzeit nicht einschätzbar. Vielleicht mache ich bei passender Gelegenheit hier mal einen Testaufbau zum Testen. Der Aufbau wäre weniger komplex als eine Aufständerung, vermutlich aber auch weniger effektiv. Wahrscheinlich würde dabei auch die Erwärmung der Module erhöht, was wieder schlecht wäre.

Fazit:
Sowohl Aufständern als auch ein drittes Modul erscheinen attraktive Lösungen. Da ich noch zwei weitere Solarmodule in Reserve habe und das Potiential ohne Austausch des Wechselrichters bei der Option mit einem weiteren Modul höher ist, gehe ich vorerst mal diesen Weg. Die anderen Optionen bleiben erst mal auf der Merkliste für spätere Aktionen.

Happy Sonnenfarming!

Überlegungen:
Die Solaranlage arbeitet gut und ich lerne viele Dinge praktisch kennen, die vorher nur theoretische Fakten waren. Es zeigt sich auch, das ich bis zum regulatorischen Limit von 600Wp doch einiges an Luft nach oben habe. Ich sollte also zumindest dahingehend die Optionen bewerten, um gewährte Freiheiten soweit wie möglich auszunutzen.

Solare Freiheit – Weiteres Modul und Zahlenspiele

Im Mai war das Wetter solartechnisch bescheiden (nur Wolken und Regen) und die Werte der Anlage so schlecht, das Theorie ...
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Solare Freiheit – Erstes Fazit

Nachdem die Solaranlage nun ein Monat gelaufen war, ist es Zeit für ein erstes Fazit. Schatten und Licht liegen nahe ...
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Solare Freiheit – Nächste Schritte

Da nun die Solaranlage läuft und Theorie und Praxis sich scheinbar bestätigen, stellt sich nun die Frage nach weiteren Schritten ...
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Solare Freiheit – Berechnung und Auslegung

Die neue Solaranlage hat einiges an Vorarbeit gekostet zum richtigen Verständnis und zur richtigen Auslegung. Auch wenn der Artikel nicht ...
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Solare Freiheit – Minikraftwerk am Carport

Der im letzten Jahr angeschaffte Rundpool hat sich in Bezug auf seinen Energiehunger als durchaus relevant bewiesen. Dieser Energiebedarf soll ...
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Solare Freiheit – Berechnung und Auslegung

Die neue Solaranlage hat einiges an Vorarbeit gekostet zum richtigen Verständnis und zur richtigen Auslegung.
Auch wenn der Artikel nicht alles bis ins Detail erklärt und auch nicht alle Möglichkeiten, dokumentiere ich zumindest die wichtigsten Überlegungen.

Projekt: Solaranlage

Kontakt: Boris Dirnfeldner

Link– eigenes Projekt –

Situation:
Es soll eine kleine Anlage werden ohne Einspeisung und EEG-Vermarktung. Da ich auch keine enormen Beträge in die Anlage stecken will, sind die meisten Lösungen schlicht zu teuer und mit vielen Jahren bis zur Refinanzierung auch zu langfristig angesetzt.

Optionen:
Wenn man nicht einspeisen will, aber eine legale Lösung anstrebt, blieb bisher nur eine Inselanlage. Das bedeutet neben den Modulen einen Hybrid-Wechselrichter und leider auch zwingend entsprechende Akkus.
Alternativ konnte man eine Anlage ans Netz anklemmen und per EEG-Einspeisevergütung den überzähligen Strom verkaufen.
Seit relativ kurzer Zeit besteht nun auch die Option, Kleinstanlagen bis 600Wp ohne Einspeisevertrag anzuschließen, sofern die rechtlichen und technischen Vorgaben eingehalten werden und man auf die Einspeisevergütung verzichtet. Da bei mir das Ziel beim größtmöglichen Eigenverbrauchs liegt ist das nun endlich eine vernünftigere Lösung für Kleinanlagenbetreiber.
Da die EEG-Umlage auf Eigenverbrauch auch erst bei 10KWp installierte Anlagenleistung beginnt, muss ich mir dazu auch keine Gedanken machen.

Rechtlicher Rahmen:
Es sind auch bei diesen Anlagen die technischen Vorgaben / Normen einzuhalten und die Anlagen bei der Bundesnetzargentur und dem Netzbetreiber anzumelden. Die Leistung ist auf 600Wp limitiert und es darf keine anderen “Erzeuger” im Hausnetz geben. Sollten sich doch ein Paar Watt ins Netz verirren, gibt es dafür kein Geld und auch die Abschreibung der Anlage oder Erstattung der Umsatzsteuer ist nicht möglich.

Berechnung der Leistung:
Bei der Leistung der Module gibt es die Parameter Modulleistung, Ausrichtung, Temperatur und Alter als primäre Faktoren zur Stromerzeugung.
Für den Aufbau sind die Modulmaße und die Montageart wichtig. Letztere vor allen zur möglichst optimalen Ausrichtung der Module gegen die Sonne.
Ebenso wichtig ist es Verschattungen zu vermeiden. Zwar können durch die Module und Wechselrichter durch die Bypass-Dioden die grundsätzliche Funktion der anderen Module bei Verschattungen beibehalten, aber Leistungseinbußen sind so nicht zu vermeiden.
Daneben müssen Module und Wechselrichter natürlich zueinander passen damit überhaupt was funktioniert. Der Wechselrichter gibt vor allen einen unterstützen Bereich für Vmp und Imp vor, innerhalb denen sich die angeschlossenen Module liefern müssen. Auch die Maximalwerte Voc und Isc sollten unter den Maximalwerten des Wechselrichters liegen. Laut Aussagen eines Spezialisten ist besonders die Spannung kritisch und kann einen Wechselrichter sehr flott und final zerstören.
Der Wechselrichter kann leider auch nicht alles perfekt umwandeln und verliert einen Anteil der gewonnenen Leistung. Diese Effizient wird in mehreren Werten angegeben. Ich nehme für meine Berechnung die CEC-Effizient (California Energy Commission efficiency), angegeben mit 96,5%. Es gibt in der Theorie gibt es einen solchen Wert auch für Europa, allerdings nicht im Datenblatt meines Wechselrichters.
Ab dann gibt es viele Details zum Tuning bzw. zur Wartung, z.B. die Sauberkeit der Panels (Dreck vermindert die Leistungsfähigkeit).

Es wird gesagt, das unsere Sonne an einem idealen Tag 1000W/m² Strahlungsenergie liefert. Davon kann die Solarzelle ohnehin nur einen Teilbetrag umsetzen. Dies wird definiert durch den Wirkungsgrad der Zellen. Bei mir sind es laut Hersteller 16,51%. Allerdings ist es auch für die weitere Betrachtung bei mir egal, da der Wirkungsgrad primär bestimmt wie viel Platz an Solarmodulen erforderlich ist um einer bestimmte Leistung zu liefern. Meine Module liefern z.B. 270Wp mit Modulmaßen 1600*1000 mm. Da ich die Module gebraucht gekauft habe, sind die Werte wie sie sind. Eine Neuanlage mit begrenzten Platz würde vermutlich mit neuesten Modulen ausgestattet um möglichst viel Leistung pro Modul zu liefern bei möglichst idealer Ausrichtung. Ein alternativer Ansatz wäre auch, erheblich billigere Module bei schlechter Ausrichtung mit mehr Fläche zu verbauen (z.B. Dünnschichtmodule auf der Ost- und Westseite vom Hausdach).

Die Modulleistung (Pmax) der angeschlossenen Panels ist eine Herstellerangabe und wird in Wp (Watt-Peak) angegeben. Der Wert wird unter Idealbedingungen gemessen, im realen Betrieb aber kaum erreicht bzw. extrem selten überschritten. Diese Daten finden sich im Datenblatt oder auf dem Typenschild, bei mir liegt Pmax bei 270W pro Modul.

Die Ausrichtung wiederum ist spezifisch, beeinflusst aber erheblich die gelieferte Leistung. Hierzu ist die Ausrichtung nach Süden und der Winkel zur Sonne ein Parameter. Eine ideale Anlage ohne Nachführung wird z.B. nach Süden ausgerichtet und etwa 20° aufgeständert (also z.B. mit einem Winkel von 20° gegen ein Flachdach angehoben). Ein sehr gutes Diagramm zur Ausrichtung findet sich hier. Es zeigt sich, dass es hier einige Freiheitsgrade gibt und auch schlecht ausgerichtete Anlagen durchaus relevante Leistungen erreichen können, aber immer weniger als 100%.
Ich will die Dinger senkrecht an die Carportseite an die Wand “nageln” bei fast südlicher Ausrichtung (20° vom Idealwert). Verschattung ist da kein Thema, die Ausrichtung ist aber wegen der senkrechten Montage ausgesprochen schlecht. In der Konsequenz werden so die Module maximal 70% der Leistung liefern können. Dafür spricht die vergleichsweise einfache Montage und Zugänglichkeit und wenig Materialeinsatz (damit auch geringere Kosten).
Eine Aufständerung würde etwa 20% Mehrleistung bringen, allerdings auch zusätzliche Kosten verursachen.

Die Temperatur der Module beeinflusst die Leistungsfähigkeit. Idealwerte werden bei 25°C angegeben, real laufen die Module erheblich wärmer bis heiß und damit weniger gut. Es gilt daher zumindest eine gute Hinterlüftung zu gewährleisten. Im Netz finden sich Einbußen von 0.5%/°C über 25°C Referenztemperatur der Module. Auch wird angegeben, das z.B. schwarze monokristalline Zellen empfindlicher sind als z.B. Dünnschichtmodule und sich auf 20-30°C über Umgebungstemperatur erhitzen können. Daher werden z.B. Dachaufbauten etwa 10cm vom Dach entfernt aufgebaut um durch einen Kamineffekt mit der Hinterlüftung die Module zu kühlen. Einzelne Betreiber integrieren auch eine Kühl/Waschanlage per Sprühdüsen, was aber für mein Umfeld den Rahmen sprengt. Die von mir ausgewählten Befestigungswinkel bringen das Modul auf 1 cm Abstand zur Carportwand und hat die Durchbohrung nach innen zur Kabeldurchführung, was zur Kühlung erst mal genügen muss. Es dürfte daher eher einer in die Fassade integrierten Lösung entsprechen (die auch nur schlecht gekühlt werden kann). Hier wird angeblich “nur” von ca. 10% Verlust ausgegangen. Im Hochsommer werde ich das besser beurteilen können.

Für die Alterung der Module gibt es vom Hersteller Angaben. Üblicherweise sind die Module so ausgelegt, das Sie nach 25 Jahren noch 80% der Leistung liefern. Das ergibt ca. 0,8% Leistungsverlust pro Jahr (sofern keine anderen Schäden dazu kommen). Meine Gebrauchtmodule sind 6 Jahre alt, bringen daher ca. 4,8% weniger als Neumodule.

In der Konsequenz ergibt sich in meinem Fall also folgende Berechnung:
2 Module mit je 270Wp, angeschlossen an jeweils einen String des Wechselrichters, der wiederum für jeden String einen eigenen MPP-Regler hat. Damit hat die Anlage in der Theorie 540Wp.
Abzüge: Ausrichtung -30%, Alter -4,8%, Wandlerverlust -3,5%
Im Ergebnis sollte die Anlage also 347Wp liefern.

Berechnung der Rentabilität:
Grundsätzlich müssen die Kosten der Anlage wieder erwirtschaftet werden. Da ich durch Einspeisung nichts bekomme und auch keine Steuervorteile durch die Anlage habe, bleibt nur die Kostenersparnis durch weniger Strom aus dem Stromnetz.

Die Gesamtkosten der (verbauten) Teile beläuft sich auf ca. 520€ (auch weil manches Kabelmaterial für die Erdung bereits vorhanden war).
Es gibt gute Seiten, die zumindest eine Grobabschätzung des zu erwartenden Stromertrags erlaubt. Ich habe z.B. diesen Rechner genutzt. Entsprechend sollte meine Anlage übers Jahr 535KWh erzeugen.
Angenommen wird außerdem, das eine KWh bei Bezug aus dem Stromnetz mit Umsatzsteuer 0,32€ kostet.

Damit ergibt sich bei mir der Break-Even (also wenn Ertrag die Kosten ausgleicht) bei 1621 KWh erzeugten und selbst genutzten Strom, also nach ca. 3 Jahren. Und das wäre für eine Solaranlage ein richtig guter Wert.

Da ich aber einiges mehr an Material eingekauft habe (z.B. 4 Module statt 2, ….) wird der Punkt bei ehrlicher Rechnung eher in ca. 4,25 Jahren erreicht werden. Immer noch ein sehr guter Wert.

Ich glaube nicht, das diese Werte im aktuellen Aufbau wirklich erreichbar sind, allerdings habe ich immer noch Optionen einige Dinge zu verbessern ohne erhebliche Geldbeträge in die Hand nehmen zu müssen.

Risiken:
In der Theorie klingt das ja alles ganz toll. Trotzdem muss man sich auch klarmachen, dass es dabei einige Risiken gibt:

– Die Summe des potentiellen Sonnenertrags ist eine Annahme, keine Garantie. Das Wetter lässt sich nicht sagen, wann und wieviel Sonne scheint und ob z.B. dazu Wind weht zur Kühlung oder nicht.
– Der Wechselrichter hat eine erwartete Lebensdauer, die theoretisch mehr als ausreichend ist zur Erreichung der Gewinnzone. Trotzdem kann das Teil ausfallen, und nicht immer ist es möglich dafür kostenlosen Ersatz zu bekommen (und schon gar nicht zeitnah). Im schlimmsten Fall muss das Teil kostenpflichtig ersetzt werden, was erhebliche Zusatzkosten verursachen würde und wieder einige Jahre Ertrag “verbrennt”.
– Die Module sehen zwar gut aus, können aber dennoch in verschiedenen Arten kaputt oder weniger leistungsfähig werden. Auch hier würde permanenter Leistungsverlust oder zusätzliche Kosten die Erträge für einige Zeit auffressen.
– Der Aufstellungsort sieht derzeit gut aus. Sollte es in der Nachbarschaft aber z.B. bauliche Änderungen geben, könnte in der Konsequenz Verschattung das Projekt komplett unrentabel machen. Hier wäre mindestens ein Umbau fällig, vermutlich mit Zusatzaufwand und Kosten zur Befestigung. Auch könnte der Carport aus anderen Gründen Schäden nehmen (z.B. Holzschädlinge), die solche Konsequenzen hätten.
– Auch wenn es derzeit nicht so aussieht, kann es durch Behörden, Versorger oder auch Versicherungen zu Änderungen in den Auflagen oder zu zusätzlichen Kosten kommen (z.B. Umlagebeteiligungen oder Zwangsversicherungen). Beplanbar ist das nicht, aber möglich.

Verifizierung der Daten:
Die Anlage läuft erst seit 14 Tagen, eine Aussage ist daher nicht realistisch möglich.
Allerdings scheint der maximale Leistungswert relativ gut zu stimmen. Ein sonnenstarker Tag bei kühlen Temperaturen hat Spitzenleistungswerte von ca. 330W gezeigt, was 95% der berechneten Leistung entspricht. Jetzt mit höheren Tagestemperaturen bewege ich mich schon auf klar niedrigeren Leistungswerten.
Der Ertrag pro Tag liegt bei bis zu 1,8 KWh pro Tag, der Durchschnitt liegt derzeit bei 1,23KWh. Mal sehen wie es sich über das Jahr entwickelt.
Laut Smartmeter im Sicherungskasten verbrauchen wir den erzeugten Strom derzeit zu 100% (bei der geringen Leistung auch kein Kunststück).

Fazit:
Die theoretische Berechnung und die realen Daten scheinen sich nicht zu widersprechen. Letztlich kann man es natürlich erst nach einem Jahr besser einschätzen, aber zumindest die theoretische Leistung erscheint richtig.
Wenn alle anderen Annahmen sich ebenso als richtig erweisen, steht einer zeitnahen Amortisierung nichts im Wege. Und ab dann erwirtschaftet die Anlage real Geld (durch Einsparung von Stromkosten).

Eigentlich eine tolle Sache und auch im Kleinstrahmen ein Modell für alle, zumindest wenn man mit Gebrauchtmodulen arbeitet und sich selber behelfen kann.
Wenn man alles neu Einkaufen muss und auch alles machen lassen muss, wird die Wirtschaftlichkeit sicher schwieriger zu erreichen.

Aber dieses grenzdebile Grinsen, wenn man ein Kilowatt aus dem eigenen Garten verbraucht, ist wirklich schwer zu vermeiden. Viva la Revolution!

Überlegungen:
Eine Solaranlage hat einige Variablen, die beachtet werden müssen. Spätestens in der Teileauswahl wird es sonst schnell problematisch, garantiert dann aber in der Endabrechnung. Irgendwann soll sich das Teil ja bezahlt machen, nicht wahr?

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Drohnenselbstbau – Grundlagen und Design

In einem anderen Artikel beschreibe ich die Erfahrungen mit dem Selbstbau einer Drohne. Hier möchte ich ergänzend dazu zu grundsätzlichen Fragen zum Thema Drohnenbau und Flugbetrieb schreiben.

Wenn man mit dem Thema startet, muss man sich (ohne Anspruch auf Vollständigkeit) mindestens mit folgenden Themen auseinandersetzen:

  • Rechtliche Bestimmungen zum Flugbetrieb
  • Welche Art von Drohne soll’s den werden
  • Design und Auslegung des Modells

Rechtliche Bestimmungen zum Flugbetrieb

In Deutschland gilt die neue Drohnen-Verordnung. Gleich als Warnung vorab: Die nachfolgenden Info’s sind nicht vollumfänglich, eine Einarbeitung in alle Aspekte der kompletten Regelung ist nicht zu vermeiden und auch gefordert (u.a. durch den Kenntnisnachweis).

In der Verordnung ist unter anderem festgelegt, das Drohnen
o ab 250g einen Kenntnisnachweis des Piloten erfordert, eine feuersichere Halterplakette gut sichtbar am Modell und eine geeignete Haftpflichtversicherung
o ab 5000g zusätzlich eine Aufstiegserlaubnis erforderlich ist.

Ergänzend dazu sind Regeln zur maximalen Flughöhe, zu Flugverbotszonen und zu generellen Verhaltensweisen speziell bei Kamerabetrieb und ähnliche Fragen zu beachten. Wichtig ist auch, das Flüge außerhalb der eigenen Sichtreichweite nicht zulässig sind. FPV-Flug (First Person View) erfordert zusätzlichen einen Feldbeobachter zur Unterstützung, da der Pilot alleine nicht in der Lage ist das komplette Flugfeld zu übersehen.

Später im Design sind auch noch zusätzlich die Vorgaben zu verwendeten Funkfrequenzen und maximalen Sendeleistungen zu beachten. Dies ist vor allem für FPV-Komponenten und Telemetrie-Module interessant.

Das BMVI (Bundesministerium für Verkehr und Digitale Infrastruktur) hat hier einen netten Flyer und Informationen.
Ebenfalls anzuraten ist als Informationsquelle, darüber hinaus auch für den Kenntnisnachweis und die zumeist erforderliche spezielle Versicherung, der DMFV (Deutscher Modellflieger Verband e.V.). Das Angebot dort erlaubt es die notwendigen Voraussetzungen für die meisten Fälle mit überschaubaren Kosten zu erfüllen.

Welche Art von Drohne soll’s den werden

Grundsätzlich würde ich zwischen 3 Arten von Drohnen unterscheiden:

  1. Racing-Drohnen
    • Kompakt und leicht gebaut
    • Zumeist Quadrocopter 
    • Wenig bis kaum Hilfe bei der Steuerung, dafür sehr agil
    • Üblicherweise mit FPV (First Person View)
    • Sehr leistungsstarke Motoren und kompakte, schnelldrehende Propeller
    • Meist begrenzte Flugzeit <10 Minuten, da Akkukapazität zugunsten Gewichtsersparnis begrenzt wird.
  2. Kamera-Drohnen
    • Eher groß gebaut um ausreichend Platz für alle Bestandteile zu bieten und für eine gewisse Stabilität in der Luft
    • Zumeist Quadrocopter oder Hexacopter, aber auch Octacoper oder andere Varianten.
    • Weitreichende Unterstützung in der Stabilisierung bis zu autonomen Flug
    • Ausgerüstet mit Gimbal und Kamera für Flugaufnahmen
    • Eher auf Effizienz ausgelegte Motoren mit großen, langsamdrehenden Propellern.
    • Akkuauslegung bestimmt Flugzeit, viele Modelle mit mehrern Akkupacks für lange Aufnahmezeiten.
  3. Agrar-, Transport- oder Militärische Drohnen
    • Je nach Anwendungsfall völlig verschieden, aber für gewöhnlich jenseits der 5Kg-Grenze und jenseits des normalen Anwendungsfalls von Privatfliegern.

Im Regelfall muss man sich also zwischen Racing-Drohne oder Kamera-Drohne entscheiden, da die Designvorgaben jeweils widersprüchlich sind.

Design und Auslegung des Modells

Für den Bereich der Racing-Drohnen kann ich nur wenig sagen, da ich das Segment für mich nicht interessant finde. Bei den Kamera-Drohnen biete ich mal die von mir gesammelten Informationen an, wieder ohne Anspruch auf Vollständigkeit:

Die Quadrocopter-Konfiguration mit 4 Motoren ist wohl die häufigste Einstiegsvariante und schon recht günstig zu bekommen (F500 oder S500 Rahmen). Wenn man mehr Schub benötigt sind Hexacopter mit 6 Motoren ebenfalls noch gut zu finanzieren (F550 oder S550 Rahmen). Der Octacopter soll im Flugverhalten besser sein, ist aber preislich erheblich höher angesiedelt und überschreitet auch mal schnell die magischen 5 Kg Modellgewicht.
Speziellere Varianten mit 3 oder nur 1 Motor und gegensätzlich montierte Motoren kann ich nur anmerken, aber wenig sinnvolles dazu sagen.

Grundsätzlich gilt die Faustregel, das die Motoren und Propeller so ausgelegen sind, das die Motoren/Propeller-Kombi etwa doppelt so viel Schub erzeugt wie das Modell Gewicht hat. Dann ist von einem für den Kamerabetrieb gut ausgelegten System auszugehen.
Das ist gar nicht so einfach, weil diese Information gar nicht so selbstverständlich dokumentiert wird und sehr oft empirisch durch Teststände ermittelt werden.
Motorenhersteller geben aber oft Empfehlungen für die Propeller an, was die Eingrenzung schon mal erleichtert.
Beispiel: Für mein System mit A2212 KV1000 Motoren werden Propeller vom Typ 1047 empfohlen (10″x4,7″). Mit 3S Akkus erreicht man ca. 800g Schub pro Motor. Das ergibt einen Gesamtschub von 3200g und damit ein empfohlenes Modellgewicht von max. 1600g.
Wichtig ist aus meiner Sicht die Klarstellung, das größere, stärkere, schnellere (und teurere) Motoren nicht notwendigerweise die bessere Wahl sind. Je nach Bedarf sogar eher die falsche.

Zur Ansteuerung der bürstenlosen Motoren braucht es sogenannte ESCs.
Hier sollte die Leistung mit Abstand zum Bedarf des Motors dimensioniert werden, um einen Spannungseinbruch bei kurzzeitiger Überlastung zu vermeiden. Bei den Kosten machen 10A Reserve kaum was aus, ein Absturz aber schon. Mein Modell hat ESCs mit 30A, der Motor benötigt ca. 10A. Kleinere Dimensionierung macht hier (bei China-Einkauf) nur wenige Euros in Summe aus und kann so vernachlässigt werden. Anders kann dies natürlich bei der Qualität der Bauteile aussehen, das muss jeder für sich entscheiden.

Zur Stromverteilung bietet sich eine fertige Verteilerplatine aus. Da werden dann die Kabel der ESCs angelötet zur sicheren Stromversorgung. In manchen Rahmen ist ein solcher Verteiler sogar in den Platten integriert. Manche Module bieten dazu stabilisierte Spannungen von 5V und 12V an (5V gibt es aber auch von manchen ESCs).

Kameradrohnen haben meist einen Flugrechner eingebaut zur Steuerungsunterstützung bis zum autonomen Flug. Hier muss man sich etwas reinarbeiten. Ich bin mit Ardupilot und APM2.8 gestartet, aktuell ist eher ein Pixhawk. Alternativen gibt es natürlich massig. Das diese Komponente für sich recht komplex werden kann, gehe ich darauf mal in einem eigenen Artikel ein.

Bei der Fernsteuerung ist auch Auswahl angesagt. Gängige Marken und weniger bekannte Hersteller stehen oft am Anfang gleichwertig nebeneinander. Wenn es aber an die Leistungsgrenze geht oder einfach um andere Erfahrungsträger (z.B. Trainer/Schülerbetrieb) lohnt sich eine Markenanlage.
Ich benutze derzeit eine FlySky FS-TM10 10-Kanal Anlage. Laut Foren ist die Leistung Ok und das Set ist mit Empfänger bereits ab 40€ zu bekommen. Da kann man später auch mal Umsteigen ohne sich zu ärgern. Nachteil ist aber die schlechte Doku (-keine!-), ebensolcher Herstellersupport und im Vergleich wenig Benutzererfahrung in Foren. Man kann halt nicht alles haben 🙂

Akku definiert sich erst mal an der Anzahl der Zellen (xS, also x Zellen in Serie). Je höher, deste mehr Spannung im System und zumeist auch mehr Leistung. Oft geht das dann aber mit mehr Gewicht, geringerer Effizienz und kürzerer Flugzeit einher. Gängig sind 3S und 4S.
Bei den Racing-Drohnen geht das noch höher, wird aber dann auch wieder irgendwann problematisch (Feuergefahr,…). Teuer sowiso.
Als zweite Variable gibt es die Kapazität. Typische Konfigurationen bewegen sich im Bereich 1500 mAh bis 5000 mAh, Ausnahmen bestätigen die Regel.
Als letztes ist hier die Strombelastbarkeit zu nenenn (xC, also x * die Kapazität). Ein 100C-Akku mit 1500 mAh kann also maximal 150A liefern. Der Wert sollte mit einem gewissen Abstand zum Bedarf des Models dimensioniert werden, sonst bricht einem die Spannung bei härten Flugmanövern weg und das Modell stürzt ab (Brown-Out).
In meinem Modell benötige ich ~10A pro Motor, also ~40A. Ein 1500mAh Akku sollte mit Reserve mindestens 40C aufweisen (60A). Weil es preislich nicht so richtig viel ausmacht, nutze ich allerdings 100C bei 1,5 Ah und 60C bei 5 Ah, also erheblich mehr Reserve. 

Für den Kamerabetrieb braucht es natürlich eine Kamera. Hier werden bei den Selbstbauversionen gerne Action Kameras verwendet. Auflösungen bis 4K sind schon günstig drin, Full HD Standard, die Teile sind klein und relativ leicht. Manche biete WLAN-Streaming für kurze Distanzen, praktisch alle Speicherkarten. Action Cams haben meist 120° Sichtwinkel und damit eine leicht verzerrte Optik. Die Stromversorgung ist integriert und typischerweise mit >1h mehr als ausreichend auch für ausgedehnte Flüge. Hier lohnt sich die Recherche in einschlägigen Foren zu Erfahrungen von Besitzern und manche Vergleichsvideos in Youtube. Oft unterscheiden sich die Fähigkeiten in Lichtverhältnissen, manche Schwächen von günstigeren Modellen müssen auch nicht immer für den eigenen Anwendungsfall relevant sein.
Damit das ganze für Betrachter angenehmer wird, kann die Kamera in einen Gimbal montiert werden. Der gleicht Bewegungen der Drohne in 2 oder 3 Achsen aus und bietet üblicherweise auch die Option die Achsen zusätzlich per Fernsteuerung mit freien Kanälen entsprechend auszurichten.
Normalerweise ist (mindestens) das ganze Kamerasystem schwingend montiert um die im System vorhandenen Schwingungen vom Video zu entkoppeln.

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