Hier reicht oft ein kompakter Fertigbausatz aus, und man kann auf jegliche Messungen verzichten. Anderseits kann bereits ein kleiner preiswerter Multimeter die ersten Experimente sehr vereinfachen und interessanter gestalten.
Wer sich für Photovoltaik begeistert, aber bisher über keine Erfahrung verfügt, dem werden die folgenden Auskünfte willkommen sein.
Multimeter: Ähnlich wie bei einer Armbanduhr kann bei diesen Messgeräten der Messwert entweder mithilfe eines Zeigers (analog) oder eines LCD-Displays mit Ziffern (digital) angezeigt werden:
Bei den meisten Analogmultimetern zeigt der Zeiger die Spannungsschwankungen jeweils zügig und schön gleitend an, wie es z. B. auch der herkömmliche Tachometer im Auto macht.
Bei einem Digitalmultimeter erscheint dagegen der Messwert oft erst nach zum Teil schier endlosem Herumspringen der Zahlen und das kann z. B. bei einer gleitenden Belichtung einer Solarzelle störend sein.
Bei einem Autotachometer wäre eine solche Anzeige undenkbar, denn der Fahrer müsste jeweils eine längere Zeitspanne die Fahrtgeschwindigkeit konstant halten, um der Digitalanzeige die Zeit zu gönnen, sich zu beruhigen und den ermittelten Wert lesbar anzuzeigen.
Aber auch unter den Analogmultimetern gibt es Produkte, deren Zeiger träge bis launisch die Messwerte anzeigen.
Wenn Sie in der Bedienungsanleitung bei „Widerstandsmessung" den Hinweis „Beide Messspitzen kontaktieren und danach warten, bis sich der Zeiger beruhigt hat." finden, sollten Sie dem Kauf eher kritisch gegenüberstehen.
Beim Experimentieren mit der gleitend veränderten Belichtung einer Solarzelle oder eines Solarmoduls verhindert bei einem Digitalmultimeter das lange Herumspringen der Zahlen den eigentlichen Sinn des Messens.
Dies ist vor allem (wenn auch leider nicht nur) bei preiswerteren Digitalmultimetern ein großes Handicap.
Das Ablesen der Messwerte ist bei den analogen Messgeräten für einen Einsteiger gewöhnungsbedürftiger als bei einem Digitalmultimeter.
Fängt man aber z. B. mit dem Messen an niedrigen Spannungsquellen - einer Solarzelle oder einer kleinen Batterie - an, ist das Ablesen des Messwerts auch nicht schwieriger als bei dem Autotachometer.
Jeder Multimeter hat allerdings mehrere Messbereiche, darunter auch mehrere Messbereiche für die Gleichspannung.
Er hat auch Messbereiche für die Wechselspannung, den Gleich- und Wechselstrom, Widerstände usw., aber diese interessieren uns momentan noch nicht.
Wir wollen erst die Spannung an einer einzigen Solarzelle messen.
Die Solarzelle erzeugt eine Gleichspannung, die als Leerlaufspannung bei ca. 0,6 Volt liegt. Das ist eine Spannung an unbelasteter („leerlaufender") Zelle und hat vom technischen Standpunkt her für uns beim Experimentieren keine zu große Bedeutung.
Sobald wir die Zelle z. B. nach Abb. 2.17 mit einem Widerstand belasten, sinkt die Leerlaufspannung in die Nähe der Spannung bei maximaler Belastung, die auch als Nennspannung bezeichnet wird. Mit anderen Worten: Nur eine unbelastete Zelle weist die Leerlaufspannung auf. Wenn diese Zelle voll belastet wird, sinkt ihre Spannung auf die Nennspannung von ca. 0,46 Volt.
Die Spannung einer nur „halb belasteten Zelle" liegt zwar bei etwa 0,5 Volt, aber bei der Planung einer Photovoltaik-Anlage rechnen wir normalerweise nur mit den 0,46 Volt der Nennspannung.
Es istnicht erstrebenswert, nur mit halber Belastung der Solarmodule zu rechnen (obwohl sie sehr oft bei Solarmodulen vorkommt, die als Ladestromquellen von Speicherbatterien dienen).
Soweit man nur ausprobieren will, inwieweit sich die Spannung einer Solarzelle ändert, wenn man sie von der Sonne wegdreht, können wir an die unbelastete Solarzelle einfach das Multimeter anschließen und unter freiem Himmel etwas experimentieren: Die Solarzelle zur Sonne drehen, von der Sonne langsam wegdrehen, bei bewölktem Himmel die Experimente fortsetzen usw.
Bevor Sie mit einem Multimeter zu messen beginnen, müssen Sie den richtigen Messbereich auswählen (einschalten). Der Messbereich soll logischerweise immer etwas höher sein als die höchsten gemessenen Werte.
Das wäre bei der Solarzelle die Leerlaufspannung von 0,58 Volt.
Theoretisch würde hier also ein Messbereich von 1 Volt ausreichen. Wenn es ihn auf dem Multimeter nicht gibt, genügt auch ein etwas höherer Messbereich von z. B. 1,5 V oder 2,5 V. Falls Sie bevorzugt nur die echte Nennspannung (unter Belastung) an der Solarzelle messen möchten, wofür z. B. ein Messbereich von 0,5 V am Multimeter ausreichen würde, muss parallel an die Zelle (nach Abb. 2.17) ein Widerstand als Verbraucher angeschlossen werden.
So können Sie praktisch austesten, welche Spannung eine belastete Solarzelle unter verschiedenen Umständen liefert: auf dem Balkon, vor dem Hauseingang, in der hinteren Gartenecke usw., auch in Hinsicht auf die Sonnenintensität und auf den Neigungswinkel.
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Wer sich vorerst nur einen kleinen Solarspringbrunnen oder eine andere einfache Solaranlage zulegen möchte, der muss sich mit den Details nicht näher befassen.
