Der Themenbereich Solartechnik hat in 2023 vor allem auch wegen der Aussetzung der Mehrwertsteuer für alle Produkte und Dienstleistungen im direkten Zusammenhang mit Solaranlagen einen beispiellosen Boom in Deutschland erfahren. Die Nachfrage nach Anlagen aller Arten und Größenordnungen ist enorm gestiegen.
Dieses Special bietet viele kleine Schaltungen vom Solar-Akkulader über solare Nachführsteuerungen bis hin zu Regelungen für Warmwasseranlagen und Tipps aus den unterschiedlichsten Bereichen der Solartechnik. Außerdem gibt es noch einen umfangreichen Beitrag zum Thema Balkonkraftwerke und wie man diese „ins Internet“ bringt plus praktische Informationen zum Aufbau und der Technik hinter Solarmodulen.
Inhalt
Grundlagen
Photovoltaik-Systeme Berechnen und RealisierenGrundlegende Zusammenhänge und neue Entwicklungen zum Thema Energiegewinnung aus der Sonne.
LichtsensorikTageslicht mit LEDs gemessen.
SonnenstromSolares Laden mit und ohne Laderegler.
Kabelquerschnitte und Energieverluste in SolaranlagenWichtige Gedanken zu unterschiedlichen Maximalwerten im Hinblick auf den Strom, der durch Solaranlagenkabel fließen darf.
SolarmoduleWas Sie schon immer über Solarpanels wissen wollten…
Ideal Diode Controller„Dioden“ mit geringer Verlustleistung.
Projekte
EnergieloggerEnergie messen und aufzeichnen.
Winzige SolarversorgungSonnenlicht rein, 3,3 V raus.
DIY-DTUDaten kleiner Wechselrichter per μC auslesen.
Solar ChargerSolarladegerät für unterwegs.
Regelung für Solar-WarmwasseranlagenEnergiegewinnung auf hohem Niveau.
MPP T-SolarladerMaximale Leistung aus der Sonne.
HeliostatSonne und Sternen auf der Spur.
Solar-LeuchteEinfach (und) funktionell.
Solarspannungswandler für IoT-GeräteDas Licht in Innenräumen nutzen.
Akkulader für GlobetrotterEnergie vom Himmel.
Solar-AkkuladerMit Schutz gegen Tiefentladung.
Akkulader mit SolarzellenPIC12C671 umgeht Über- und Tiefenladen.
Spannungswandler für Photovoltaik-ModuleEin Beitrag von Transfer MultisortElektronik.
Solar-LadereglerFür Panele bis 53 Watt.
Sonnenkur für müde Akkus
Überwachung von SolarmodulenErkennen und Lokalisieren von problematischen Panels in großen Anordnungen. Akkulader mit Solarzellen und MAX1771.
Balkonkraftwerk 2.0Alles neu: Solarpanels, Aufstellung und Wechselrichter.
Tipps
Solar-Feuchtesensor
Solar-Lader mit hohem Wirkungsgrad
Shunt für Solaranlage
Nachführung für Solarmodul
zBot: Solar/Batterie-Stromversorgung
Simpler Solar-Lader
Solarzellen-Spannungsanzeige
Solar-Nachtlicht
Alternativer Solarakkulader
In seinem leidenschaftlichen Plädoyer für die Nutzung von Sonnenenergie wendet sich der Autor an technisch nicht versierte Leser. Der Autor von Photovoltaik für Quereinsteiger hat drei klare Botschaften:
Es ist ziemlich einfach, eine Photovoltaikanlage erfolgreich in Betrieb zu nehmen.
Die notwendigen Kalkulationen dazu, ob sich eine Solaranlage lohnt, passen auf einen Bierdeckel.
Elektrischer Strom kann mit Photovoltaik schon heute für 3,5 Eurocent pro Kilowattstunde erzeugt werden. Allerdings nur tagsüber und auch nicht überall auf der Welt (aber an sehr vielen Orten).
Das Buch erklärt, wie man zu marktüblichen Preisen Anlagen bauen kann, die zu unschlagbaren Niedrigstpreisen Strom liefern können. Es wird erläutert, wie man Anlagen abhängig vom Standort kalkulieren muss. Dabei beleuchtet der Autor in leicht verständlichen Worten die physikalischen Grundlagen der Gewinnung von Energie durch Photovoltaik und erklärt, wie eine Solarzelle prinzipiell arbeitet. Die grundsätzlichen Bestandteile einer Photovoltaikanlage werden so erklärt, dass sie auch von Laien verstanden werden. Ausführlich geht der Autor auf die richtige Wahl von Batterien zur Speicherung des gewonnenen Stromes ein. Potentielle Fehler- und Gefahrenquellen beim Auf- und Ausbau finden ebenso Berücksichtigung.
Das Buch richtet sich dabei an Privatpersonen und an Projektbetreiber, die Strom für den Eigenverbrauch erzeugen möchten.
Diese Ausgabe steht allen GOLD- und GREEN-Mitgliedern auf der ElektorMagazine-Website zum Download bereit!
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DIY-SolarakkusÜber den Selbstbau von Energiespeichern für Solaranlagen
Solarmodul-SimulatorFür Test und Optimierung von MPP-Trackern und Invertern
Der STM32-Edge-KI-WettbewerbEntdecken Sie den neuen STM32N6 und nehmen Sie am Wettbewerb um 5.000 € teil!
Erweiterung der BandlückeWarum gibt es so viel Interesse an SiC und GaN?
Power-Bank für NotebooksVerlängern Sie das Leben Ihres alten Laptops!
Medizinische RoboterÜberwindung technischer und regulatorischer Hürden
Frostwächter für ObstpflanzenMit Temperatur-Datenlogger
Das analoge DingDer Arduino des Analog-Computings?
Sparsames NetzrelaisMit über 90% Leistungsreduzierung
Verbesserung der DC-Last ET5410A+Keep cool and be quiet!
electronica 2024 im Rückblick
Elektromagnetische VerträglichkeitEMV kurz und bündig!
Aller Anfang......muss nicht schwer sein: Aktive Filter
Verlustleistung reduzieren mit AbleitkondensatorenEin cleverer Einsatz von kapazitiver Reaktanz
Preiswerter 12-Bit-Digital-Analog-Wandler MCP4725Mit EEPROM-Feature für sicheres Einschaltverhalten
Fnirsi LCR-ST1, die intelligente LCR-SMD-Pinzette
Test- und Messlabor mit Raspberry PiDas Wichtigste zuerst: Der ADC
Elektronischer LastwiderstandEin Projekt aus der Kiste
2025: Eine Odyssee in die KIEinige Projekte für das neue Jahr
Projekt-Update: Modulares DC-Leistungsmessgerät AmpVolt v2.0100 Ampere und mehr!
Projekt 2.0
Ethische Transparenz sichtbar gemachtErgebnisse der Umfrage 2024 von Ethics in Electronics
Elektor Audio-DSP FX-Prozessor-BoardTeil 2: Anwendungen erstellen
Der einfache „Stromversorgung“ genannte Schaltungsteil wird sowohl bei der Entwicklung als auch bei der Reparatur von Elektronik enorm unterschätzt. Dabei ist die Vielfalt bei Netzteilen oder neudeutsch „PSU“ enorm. Es gibt sie in den unterschiedlichsten Ausführungen: mit Gleich- oder Wechselspannung, als Generator, Akku oder Batterie, als Solar-Panel, extern oder eingebaut, linear oder „geschaltet“ – um nur einige zu nennen. Auch die Leistungsbereiche sind enorm: von Nano-Ampere bis Kilo-Ampere – dasselbe gilt für Spannungen. Bei der konkreten Umsetzung kann man zwischen ICs oder diskreten Bauteilen, zwischen fertigem Gerät bzw. Modul oder der Realisierung aus selbstverlöteten Bauteilen wählen.
Dieses Special deckt die wichtigsten Merkmale und Gestaltungsaspekte von Stromversorgungen ab.
Inhalt
Grundlagen
Batteriemanagement Was man beim Einsatz von (Lithium-)Akkus beachten muss.
Festspannungsnetzgerät mit Linearregler Das beste Ergebnis gleich nach den Batterien.
Lichtenergie sammeln Wie man ein Solarmodul für ein Energy-Harvesting-Projekt verwenden kann.
Netzbetriebene Versorgungsgeräte Basisschaltungen und Tipps für Transformatoren, Gleichrichtung, Siebung und Stabilisierung.
Sanftanlauf Der hohe Einstrompuls sollte vermieden werden.
Steuerbarer Gleichrichter Einige Vorschläge, um die Verlustleistung im Längsregler möglichst gering zu halten.
Komponenten
Arbeitsblatt: Spannungsreglerserie LM117 / LM217 / LM317
Superkondensatoren
Bewertungen
Labornetzteil-Kit Joy-iT RD6006
Elektronische Last Siglent SDL1020X-E
Projekte
Balkon-Kraftwerk Selbst installiert = schnell amortisiert!
DIY-LiPo-Kompressor-Kit Vom Prototyp zum Massenmarkt.
Doppelanoden-MOSFET-Thyristor Schneller und effizienter als herkömmliche SCRs.
Batterie-Entsafter Nicht wegwerfen, ausquetschen!
Hochspannungsnetzteil mit Kennlinienschreiber Spannungen bis 400 V einstellen und Kennlinien für Röhren und Transistoren erstellen.
Hochspannungsnetzteil Für RIAA-Röhrenvorverstärker und andere Anwendungen.
Mikroversorgung Eine Laborstromversorgung für universelle Anwendungen.
Phantom-Speisung mit geschalteten Kondensatoren Spannungsverdreifachung mit zwei ICs.
Das SMPS800RE Schaltnetzteil für den Elektor Fortissimo-100 Zuverlässig, leicht und unkompliziert.
Weicher Start Schont das Netzgerät und die Last.
UniLab 2 Geschaltetes Labornetzteil 0…30 V/3 A
Tipps
Softstart für Step-Down-Schaltregler
Stromabschaltung mit minimalen Verlusten
Powerbank-Geheimnisse
Künstliche Masse
Akku-Erfrischer
Akkupack-Entlader
Parallelschaltung von Spannungsreglern
Das Elektor ESP32-Energiemessgerät wurde für die Echtzeit-Energieüberwachung und die Smart Home-Integration entwickelt. Angetrieben durch den ESP32-S3 Mikrocontroller bietet es robuste Leistung mit modularen und skalierbaren Funktionen.
Das Gerät verwendet einen 110/230 VAC auf 12 VAC Abwärtstransformator zur Spannungsabtastung, der eine galvanische Trennung und Sicherheit gewährleistet. Sein kompaktes Platinenlayout umfasst Schraubklemmenblöcke für sichere Verbindungen, einen Qwiic-Anschluss für zusätzliche Sensoren und einen Programmier-Header für die direkte ESP32-S3-Konfiguration. Der Energiezähler ist mit einphasigen und dreiphasigen Systemen kompatibel und somit für verschiedene Anwendungen anpassbar.
Das Energiemessgerät ist einfach einzurichten und lässt sich in Home Assistant integrieren. Er bietet Echtzeitüberwachung, Verlaufsanalysen und Automatisierungsfunktionen. Es liefert genaue Messungen von Spannung, Strom und Leistung und ist damit ein wertvolles Werkzeug für das Energiemanagement in Haushalten und Unternehmen.
Features
Umfassende Energieüberwachung: Erhalten Sie detaillierte Einblicke in Ihren Energieverbrauch für eine intelligentere Verwaltung.
Anpassbare Software: Passen Sie die Funktionalität an Ihre Bedürfnisse an, indem Sie eigene Sensoren programmieren und integrieren.
Smart Home Ready: Kompatibel mit ESPHome, Home Assistant und MQTT für vollständige Smart Home-Integration.
Sicher & Flexibles Design: Funktioniert mit einem 110/230 VAC auf 12 VAC Abwärtstransformator und verfügt über eine vormontierte SMD-Platine.
Schnellstart: Enthält einen Stromwandlersensor und Zugang zu kostenlosen Einrichtungsressourcen.
Technische Daten
Mikrocontroller
ESP32-S3-WROOM-1-N8R2
Energiemess-IC
ATM90E32AS
Statusanzeigen
4x LEDs zur Anzeige des Stromverbrauchs2x programmierbare LEDs für benutzerdefinierte Statusbenachrichtigungen
Benutzereingabe
2x Drucktasten zur Benutzersteuerung
Ausgabe anzeigen
I²C-OLED-Display zur Echtzeit-Anzeige des Stromverbrauchs
Eingangsspannung
12~16 VAC (über einen Abwärtstransformator von 110/230 VAC auf 12 VAC)
Klemmstromsensor
YHDC SCT013-000 (100 A/50 mA) im Lieferumfang enthalten
Smart Home-Integration
ESPHome, Home Assistant und MQTT für nahtlose Konnektivität
Konnektivität
Header für die Programmierung, Qwiic für Sensorerweiterung
Anwendungen
Unterstützt einphasige und dreiphasige Energieüberwachungssysteme
Abmessungen
79,5 x 79,5 mm
Lieferumfang
1x Teilbestückte Platine (SMD-Bauteile sind vormontiert)
2x Schraubklemmenblock-Anschlüsse (nicht montiert)
1x YHDC SCT013-000 Stromwandler
Erforderlich
Netztransformator nicht enthalten
Downloads
Datasheet (ESP32-S3-WROOM-1)
Datasheet (ATM90E32AS)
Datasheet (SCT013-000)
Frequently Asked Questions (FAQ)
Vom Prototyp zum fertigen Produkt
Was als innovatives Projekt zur Entwicklung eines zuverlässigen und benutzerfreundlichen Energiemessgeräts mithilfe des ESP32-S3-Mikrocontrollers begann, hat sich zu einem robusten Produkt entwickelt. Ursprünglich als Open-Source-Projekt entwickelt, zielte das Gerät darauf ab, eine präzise Energieüberwachung, Smart-Home-Integration und mehr zu ermöglichen. Durch sorgfältige Hardware- und Firmware-Entwicklung ist das Energiemessgerät heute eine kompakte, vielseitige Lösung für das Energiemanagement.
Principles, Design, and Real-World Applications of Modern Photonics
Light shapes our world—from the glow of a simple LED to the precision of a laser beam and the immense power of the sun. LEDs, Lasers, and Sunlight – Principles, Design, and Real-World Applications of Modern Photonics is your comprehensive guide to understanding, designing, and applying modern light technologies.
This book takes you on a journey from the fundamentals of photonics—covering the nature of light, optical laws, and color theory—to real-world engineering with today’s most important light sources. You’ll explore how LEDs work, how to design efficient lighting systems, and how to tackle practical challenges such as thermal management, power supply design, and optical performance.
Beyond illumination, the book opens doors to specialized applications: horticultural lighting for plant growth, infrared and ultraviolet technologies, modern display systems from LCD to MicroLED, and the fascinating world of lasers—from their physics to their use in medicine, industry, and communication. It also connects light engineering to sustainability through solar energy and thermal radiation.
Written with a strong practical focus, this book bridges theory and application. Whether you are an engineer, student, or advanced hobbyist, you’ll gain the tools to turn concepts into working solutions—from selecting components to building complete systems.
If you want to understand light not just as a phenomenon, but as a powerful engineering tool, this book will illuminate the way.
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Solarmodul-SimulatorFür Test und Optimierung von MPP-Trackern und Invertern
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Sparsames NetzrelaisMit über 90% Leistungsreduzierung
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Elektromagnetische VerträglichkeitEMV kurz und bündig!
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A Hands-on Guide to Crafting Your Own Power Plant
The book you are about to read provides a step-by-step guide for building a renewable energy power plant at home. Our goal was to make the book as practical as possible. The material is intended for immediate application with a small amount of theory. Yet, the theory is important as a foundation that saves time and effort by disabusing the readers of potential misconceptions. Specifically, upon having a firm understanding of photovoltaic physics, you will not be inclined to fruitlessly search for 90% efficient solar panels!
We want our readers to be the “doers”. If the book gets covered in grime and some pages become torn while you are building your power plant – this is the best compliment to us. The book covers solar and wind energy. Also, a curious power source based on manure is discussed as well, giving the doers an opportunity to further develop the manure fuel cell.
It is important to note that there are many companies offering installation of complete solar solutions. Upon installing the panels, the system is not owned by the customer. Therefore, there is no freedom for experimentation and optimization. Also, none can beat the cost of a DIY solution as well as the ultimate satisfaction.
All that is written here is a result of us building a renewable energy solution in Southern California. As the book was completed, the energy began flowing!
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,
von Lobna Belarbi
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