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Solarzellen

Solarzellen oder komplette Solarmodule beziehen Energie aus vor Ort vorhandenem Licht und wandeln diese direkt in elektrische Energie.

Da für eine Vielzahl von Sensoren bereits kleine Solarzellenflächen ausreichend sind, lassen sich Solarzellen vielseitig einsetzen. Im EnAS-Projekt wurden daher verschiedene Solarzellen und Module entwickelt, um einen auf die konkrete Anwendung zugeschnittenen Einsatz zu ermöglichen.

So wurde ein Solarzellen-Baukasten für low-cost Dünnschicht-Solarzelle erstellt. Mittels des Baukasten erfolgte eine Evaluierung von Solarzellen für die benötigte Funksensorik.

Zusätzlich wurde eine Ladeumschaltung für verschiedene Speicherkondensatoren entwickelt. Damit ist es möglich zunächst einen kleinen primär Speicher für die schnelle Inbetriebnahme und später einen großen sekundär Speicher für die Langzeitversorgung des Funkmoduls zu betreiben. Entsprechende Prototypen wurden den Projektpartnern zur Verfügung gestellt.

Ein sorgfältiges Zellendesign und Minimierung der Dunkelströme führte darüber hinaus zur Entwicklung einer hocheffizienten Solarzelle, die nicht nur bei vollem Sonnenlicht, sondern auch bei schwachen Beleuchtungsverhältnissen einsetzbar ist.

Ausserdem ist es je nach Anwendung möglich, ein Solarmodul aus mehreren in Reihe geschalteten Zellen zusammenzusetzen. So lässt sich auf einfache Weise die Spannung des Energiewandlers auf die Betriebsspannung der Auswerteelektronik heben.

Die mittlere Energie reicht dennoch bei geringen Solarzellen-Flächen nicht aus, um die Elektronik der Komponente permanent zu betreiben. Ein sorgfältiges Energiemanagement ist erforderlich, um zyklisch das Sensorsystem zu versorgen.

Im EnAS-Demonstrator werden sowohl Drucksensoren als auch Temperatursensoren mit Solarzellenmodulen betrieben. Zusätzlich wurde ein energieautarker Linearktor entwickelt, dessen Betrieb ebenfalls unter Verwendung elektrischer Energie aus Solarzellen ermöglicht wird.


Das beschriebene Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Arbeit unter dem Förderkennzeichen 01 MG 502 bis 506 gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt des Internetauftritts liegt bei den Autoren. © EnAS