1,999
27
0
Mer detaljert logging
3,587
0
Solfanger og et par kvm PV kommer ikke på plass før neste sommer, men jeg planlegger å logge oppførselen ganske nøye, for å forstå hvilken effekt "vær og vind" har på hvor mye energi som kan hentes ut, både fra PV og vakumrør. Jeg vil prøve å forstå sammenhengen mellom ytre forhold og avlesing av innfanget energi.
Hva skal jeg måle, og hvordan?
Jeg tenker å sette opp en liten kuppel på mønet, inni den ca. tolv kremmehus i mattsvart papp/plast og en fotocelle i bunnen (dvs i sentrum av kuppelen), slik at hver fotocelle måler innfallende lys fra en gitt himmelretning. Det vil både avsløre totalmengden lys og hvor mye som er diffust (og hvor mye det varierer på retning).
Jeg antar at det er dette som har ubetinget størst betydning for energifangsten. For PV er jeg svært nysgjerrig på hvor mye diffust lys de faktisk kan fange opp - i spesifikasjons-arkene ser du aldri tall for hvordan de fanger opp streiflys.
Jeg vil også logge lufttemperaturen, først og fremst for å registrere årstidsvariasjoner.
Er solfangere påvirket av vind? Jeg antar at PV er helt upåvirket, men kan forestille meg at termiske solfangere har vesentlig større varmetap i vindvær. Eller har det null effekt, og en vindmåler er "bortkastet"?
Er det noen som helst grunn til å logge luftfuktighet og nedbør (regn) - påvirker det solfangere og PV? (ut over at det som regel er skyet og mindre lys i regnvær)
Hvilke andre faktorer kunne tenkes å påvirke energifangsten?
Jeg tenker å logge mer eller mindre kontinuerlig, med minst 10 min oppløsning. Jeg snekrer sammen systemet selv, så jeg kan stort sett velge hva jeg vil ta med.
Har noen andre laget tilsvarende logge-systemer og kan bidra med gode tips?
Hva skal jeg måle, og hvordan?
Jeg tenker å sette opp en liten kuppel på mønet, inni den ca. tolv kremmehus i mattsvart papp/plast og en fotocelle i bunnen (dvs i sentrum av kuppelen), slik at hver fotocelle måler innfallende lys fra en gitt himmelretning. Det vil både avsløre totalmengden lys og hvor mye som er diffust (og hvor mye det varierer på retning).
Jeg antar at det er dette som har ubetinget størst betydning for energifangsten. For PV er jeg svært nysgjerrig på hvor mye diffust lys de faktisk kan fange opp - i spesifikasjons-arkene ser du aldri tall for hvordan de fanger opp streiflys.
Jeg vil også logge lufttemperaturen, først og fremst for å registrere årstidsvariasjoner.
Er solfangere påvirket av vind? Jeg antar at PV er helt upåvirket, men kan forestille meg at termiske solfangere har vesentlig større varmetap i vindvær. Eller har det null effekt, og en vindmåler er "bortkastet"?
Er det noen som helst grunn til å logge luftfuktighet og nedbør (regn) - påvirker det solfangere og PV? (ut over at det som regel er skyet og mindre lys i regnvær)
Hvilke andre faktorer kunne tenkes å påvirke energifangsten?
Jeg tenker å logge mer eller mindre kontinuerlig, med minst 10 min oppløsning. Jeg snekrer sammen systemet selv, så jeg kan stort sett velge hva jeg vil ta med.
Har noen andre laget tilsvarende logge-systemer og kan bidra med gode tips?
- Vind har svært lite å si for vakumrør. For plane fangere, mye.
- Luftfuktighet kan ha noe å si, mest for duggpunkt og frost som kan legge seg på vår og høst og som må tine før det blir noe energifangst.
- Temperatur, spesielt for plane som har relativt stort varmetap.
- Andre faktorer: Terrenget rundt, skog/trær som skjermer horisonten. For mitt anlegg har jeg mer energifangst på ettermiddag pga noen trær i sør som skygger for himmelen, selv om solen står lavere og det teoretisk skulle vært mindre energi som kom inn (Trærne sperrer for indirekte stråling)
- Har også registrert at kondenstriper fra flytrafikk påvirker betydlig på klare dager!
Temperatur har også noe å si for PV, ved at effektiviteten synker ved økt temperatur. Vind burde ikke ha noe å si for PV, utover at det motvirker at lufttemperaturen nær glassflaten øker.
Temperatur kan også ha det å si at det har lett for å komme dis på himmelen ved høye temperaturer. Fuktighet kan noe å si ved at solstrålene kanskje kommer mer uforstyrret frem når lufta er tørr.
Effektmåling tror jeg kan gjøres ved å la hvert panel drive hver sin motstand seriekoblet med en diode, og at du logger spenningen over motstanden. Jeg tenker at slikt er en oppgave man setter en arduino due til å gjøre - den kan måle 12 spenninger og sende det i en datastrøm til en pc som må lagre strømmen til disk sammen med tidspunkt.
SketchUp kan vise sol og skygge vilkårlig dag og time på året - forutsatt, selvsagt, at du har angitt riktige koordinater og orientering av huset. Og jeg endret plassering av det ene solpanelet etter å ha kontrollert hvor skyggene faller.
Jeg har endret masse annet etter å ha tegnet det i SketchUp, og så tatt meg en rundtur i 3D-modellen for å se hvordan det tar seg ut, både eksteriørmessig og interiørmessig. Jeg har flyttet rundt på møbler og utstyr, jeg har prøvd ut ulike opplegg for både rør til sentralstøvsuger, lavvolt el-nett, og plassering av kjølerør til jordvarme. I en del tilfeller har det trolig spart meg for betydelige summer, fordi de løsninger jeg først tenkte på ville måtte bli omgjort etter noen år (eller jeg rett og slett har kommet på en billigere måte å oppnå det samme).
Den største gevinsten er vel at når praktisk arbeid settes i gang, blir det bedre løsninger, fordi jeg har grundig tenkt gjennom hva jeg vil ønsker, og hva jeg ikke vil ha. Når jeg snakker med entreprenører og kommunale myndigheter virker det som om de er vant med å måtte "hjelpe" klienten (dvs. meg) til å finne løsninger, og blir overrasket over hvor solid jeg kan begrunne mine ønsker og hvilke hensyn jeg har tatt, med en bunke utskrifter av modellen for å illustrere. Det er mye vanskeligere å prate meg trill rundt med SketchUp-modellen i hånda enn det ville vært uten!
(Det finnes sikkert alternativer til SketchUp, med lavere terskel og enklere å bruke. Som regel får du da også mindre muligheter, men kanskje det holder for enklere prosjekter. Når du først har lært deg SketchUp vil du ikke ønske noe enklere
Trondheim. Jeg er vel ikke den eneste derfra på dette forum, så det blir interessant å se hvordan mine tall matcher andres.
Det som kanksje skiller mitt opplegg fra en del andres er at jeg ikke vil legge solfangerne flatt ned på taket; de vil stå oppvinklet, i tilnærmet ideell orientering. Og de vil motta stråling også fra baksiden, fra takflaten på en ark, vendt S-SV (solfangerne er vendt rett sør), med en del lavere vinkling. Så min gjetting er at jeg vil fange opp en del mer energi pr kvm solfanger enn de som legger dem rett ned på taket uansett takvinkling.
Ja, jeg har kjøpt Arudinoer med 12 analoginnganger til ni dollar stk(!). Så lenge du bruker dem som intelligente periferi-enheter er de suverene. Bare ikke tenk på dem som noen erstatning for en PC - de er tilleggsutstyr til en PC! Har ikke fått somlet meg til å bestille sensorer (fotoceller, termometer etc.) enda, så loddingen er ikke i gang, men det kommer.
Har du sett noe på hvor flaskehalsen ligger? Er det i CPU-kraft på Arduinoen for å kjøre Serial-biblioteket? Jeg hadde tenkt å bruke det, først og fremst for å slippe å grave meg dypt ned i drivere på Windows-siden. Å skreddersy noen funksjoner på Arduino-siden for å redusere overhead og gå rett ned på UART-kallene burde være en relativt smal sak.
Hvis problemet er mappingen fra en virtuell UART ned på USB, da må man vel til med hardere lut... Jeg har aldri skrevet noen driver mot et fysisk USB-grensesnitt, men har i og for seg lyst til å prøve det (jeg har folk på jobben som kan hjelpe om jeg står fast). Problemet er størst på PC-siden; der er det en langt mer kompleks software-verden å forholde seg til når man skal ned i driver-dypet
Er den store kostnaden pr transaksjon, eller direkte avhengig av datavolum? Dvs. har du mest igjen for å pakke sammen mange samples i en blokk som overføres i én transaksjon, eller i å redusere datavolumet (som krever CPU-ressurser!) ved å omkode til et mer kompakt format? (Jeg har enda ikke gravd meg dypt nok ned i Serial-biblioteket til å se om det er i stand til å sende x antall bytes i én USB-transaksjon.)
Praktisk talt alle Serial-eksempler jeg kommer over setter hastigheten til 9600 bps, men det er jo ingenting i veien for å kjøre serieport over USB på 2 Mbps (Mac tar bare 1 Mbps) - vi gjør det på jobben. USB-kretsene på Leonardoen påstås å være USB 2.0 High Speed, 480 Mbps, så da må de vel takle minst 2 Mbps - hvis prosessoren klarer å produsere data så fort, da. Jeg ser ikke umiddelbart fra koden i Serial-biblioteket om den er forberedt på 2Mbps, men om den ikke er det, kan det endres på. (Du har jo ingen hardware flytkontroll over USB, og så vidt jeg vet er det ingen "out of band" software flytkontoll i standard-mappingene fra UART til USB, så du er avhengig av at partene har avtalt en hastighet - du kan ikke bare mose inn UART-data på 480 Mbps og anta at mottakeren kan handtere det!)
Jeg trenger det ikke heller! Selv på 9600 bps får du gjennom 8-900 bytes/sek i nyttedata. Du pakker det vel inn med litt header og litt CRC, og kanskje du også omkoder binærdata til skrivbare tegn, enten som ren hex-kode, eller litt mer kompakt med f.eks. bin64. Det du leser fra sensorene har neppe mer enn 16 bits presisjon uansett - selv i enkel hex-kode blir hver sample bare på 4 bytes. Fortsatt får du sendt 200 samples pr sekund. Det holder for logging av lysnivå (selv fra 12 fotoceller), temperatur, vind, regn og det meste annet man kunne tenke på. For de formål vi her snakker om - å registrere ytre betingelser for solenergi-fangst - kan jeg liksom ikke forestille meg at det er behov for logging oftere enn hvert minutt, maksimalt! Mer realistisk hvert tiende minutt. 200 samples/sek * 60 sek = 12.000 samples pr måleperiode - mer enn det vil ikke jeg få fra mine sensorer! Da snakker vi fortsatt om 9600 bps seriekommunikasjon, uten å måtte mekke til noe for å få høyere hastighet.
Egentlig har jeg vært mer redd for å stange hodet i taket på 2,5 kbyte RAM! Det levener ikke mye plass for store bufre som kan overføres mer eller mindre asynkront med sensor-avlesingen. På den annen side: Her kjører vi neppe noe pålitelig nett-lag med vindus-mekansimer og retransmisjon ved feil - forsvinner en sample, så dropper vi den, og interpolerer mellom forrige og neste!
Siden du lufter bekymringen... Hvilke effektive overføringshastigheter snakker du om?
Hvis du har hardware uten USB-kretser, og må styre hver enkelt bit på en serie-pinne, da kan jeg forstå at prosessoren kan bli litt opptatt! Og til helt annen bruk enn vær-sensorer, om du f.eks. vil reagere på en proxy-sensor for å tenne et lys eller starte en alarm, da kan du ikke basere deg på sampling hvert minutt - det er åpenbart. Hvis du vil sende et videobilde til PCen må det skje uten at prosessoren handterer hver pixel, det er også selvsagt - det må gå direkte fra kamera til USB-grensesnitt.
Men jeg ble litt overrasket over at du antyder at man må være oppmerksom på det i denne konteksten. Selv om ikke det andre utstyret (fotoceller, termometer etc.) er på plass enda, kan det virke som at jeg like gjerne kan komme i gang med programmering av Adruinoene for å se hva de er gode for, hvor mye de klarer å overføre før de går i metning!