Lichtsensor-Montage und -Kontrolle
1. Funktionsweise
Der Lichtsensor der OSIRIS-Steuerung ist eine kleine Siliziumzelle (Hersteller: Telefunken, Typ: BPW 34), die in Glas eingegossen ist. Auf diese Weise ist sie von Umwelteinflüssen gut geschützt. Die Zelle unter dem Glas ist flach, denn sie soll genau gleich wie der flache Absorber des Kollektors reagieren. Das Glas hat, da es überall gleich dick ist, keine optische Wirkung, es dient nur dem Schutz.
Silizum ist durch den Einsatz in Photovoltaikanlagen bekannt. Die Silizium Zelle gibt, wenn sie nicht an der OSIRIS angeschlossen ist, je nach Licht eine Spannung ab. Diese beträgt im Maximum, d.h. bei voller Sonnenstrahlung 0,6 Volt. Zum Testen des Lichtsensors kann man also bei Sonnenschein die Spannung an den Anschlüssen messen. Dabei ist die positive Spannung immer am blauen Kabelende.
Die Kontrolle kann bei künstlichem Licht schlecht durchgeführt werden, da die Wellenlänge besonders bei Leuchtstoffröhren nicht der Empfindlichkeit des Siliziums entspricht.
Die Siliziumzelle wirkt bei Dunkelheit wie eine Diode, das heisst, dass sie den Strom nur in eine Richtung durchlässt. So kann auch die Funktionsweise des Lichtsensors wie eine Diode getestet werden.
Bei der OSIRIS wird der Lichtsensor in Sperrrichtung betrieben. Das gibt bei zunehmendem Licht eine sehr lineare Spannungskurve.
2. Montage des Lichtsensors
Der Lichtsensor ist so anzubringen, dass er senkrecht zur Kollektorfläche steht. Das kleine Siliziumplättchen hat dann die gleiche Ausrichtung wie die Absorberfläche des Kollektors. Der Lichtsensor muss nicht unbedingt in der Nähe des Kollektorfeldes sein, soll aber gleich wie das Kollektorfeld besonnt werden – man achte also auf Bäume, die Schatten werfen können. Ein Anbringen an der Dachkante hat sich oft bewährt.
Der Lichtsensor kann mit einer Bride (Kabelschelle) oder sonstwie befestigt werden. Das Kabel am Lichtsensor ist UV-beständig und darf dem Wetter ausgesetzt sein. Es soll zu einer Klemme im Trockenen geführt werden. Von da kann mit einem kleineren Querschnitt, z.B. Telefondraht, (es fliessen maximal 5 mA) zur Steuerung gefahren werden. Verdrillter Draht ist zu empfehlen, eine Abschirmung ist nicht nötig. Es soll vermieden werden, die Leitung nahe oder gar im gleichen Rohr wie eine Wechselspannung zu verlegen.
3. Anschliessen an die OSIRIS-Steuerung
Der Lichtsensor wird an zwei Klemmen angeschlossen: an 5 Volt Speisung und am Messeingang, der offen 0 Volt aufweist. Die blaue Litze kommt zum Messeingang, die andere (braun oder schwarz) zur 5 Volt Speisung.
Es ist unbedingt darauf zu achten, dass die beiden Pole nicht verwechselt werden, da ja das Kabel verlängert werden muss! Falsche Polarität beschädigt zwar weder Steuerung noch Lichtsensor, doch werden falsche Messwerte angezeigt.
4. Klemmen-Nummer
OSIRIS junior, Standard und Memo:
5 Volt an Klemme 1 am Stecker oben an der Steuerung, Messeingang an Klemme 14.
OSIRISflash:
Im Gehäuseteil mit der Anzeige, Klemmen unten. 5 Volt an Klemme 8 oder den drei grossen Klemmen links, Messeingang an Klemme 30.
5. Kontrolle
Folgende Kontrollen kann man durchführen:
Widerstandstabelle
| Ersatz-Widerstand |
1,8 K |
10 K |
15 K |
|---|
| Spannung über diesen Widerstand oder Lichtsensor |
3,21 V |
4,55 V |
4,69 V |
|---|
| Strom (z.B. beim Messeingang) |
1,79 mA |
0,45 mA |
0,31 mA |
|---|
| Einstrahlung (Anzeige) |
509 W/m2 |
130 W/m2 |
89 W/m2 |
|---|
Plausibilitätskontrolle:
- Nachts darf der Lichtsensor maximal 5 Watt/m2 anzeigen.
- Bei voller Sonne darf maximal 1000 W/m2 angezeigt werden, mehr ist nicht realistisch -> Polarität verkehrt.
- Dämmerung weniger als 40 W/m2, bewölkt zwischen 60 und 150 W/m2, Sonne zwischen 200 und 1000 W/m2.
Nachrechnen:
- Rechnet die Steuerung richtig? Kontrolle: Spannung (U) über den Lichtsensor im Betrieb messen. Einstrahlung = (5 - U) x 285 (in W/m2).
Fehlerlokalisierung:
- Wenn eine Einstrahlung angezeigt wird, die der gemessenen Spannung entspricht, misst und verarbeitet die OSIRIS diese Spannung auch korrekt.
- Wenn der Strom (in mA) nicht der angezeigte Einstrahlung (in W/m2) geteilt durch 285 entspricht, ist von einem elektrischen Fehler in der OSIRIS auszugehen.
Lichtsensor überprüfen:
- Polaritätskontrolle am Tag: Messeingang abhängen. Spannung messen. Spannung ist 0,1 bis 0,6 Volt mit Minus am 5 Volt-Anschluss.
- Kontrolle mit Widerständen: wenn man den Lichtsensor durch einem Widerstand ersetzt (an der Steuerung oder auf dem Dach), dann sollte man Werte entsprechend der Tabelle erhalten.
Freitag, 24. April 2009