Golfcart

UmweltzeichenIm Schuljahr 2015/16 wurde in der Abteilung Elektrotechnik in Kooperation mit einer externen Firma namens „EZGO“ ein bestehendes Golf-Cart auf ein umweltfreundliches Fortbewegungsmittel, welches durch einen Gleichstrommotor angetrieben wird, umgerüstet. Außerdem sollten die Akkumulatoren des Fahrzeuges durch Solarmodule am Dach im Laufe des Tages automatisch geladen werden. Damit kann das Fahrzeug an Schönwettertagen unabhängig von stationären Lademöglichkeiten betrieben werden. Prinzipiell wird das Golf-Cart über Nacht durch einen normalen Netzanschluss geladen. Zusätzlich zum Umbau wurden Messungen durchgeführt, die die Wirtschaftlichkeit eines solchen Umbaus bestätigen sollten.


Golfcart

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Woher kommt die Antriebsenergie des Golf-Carts?

Anders als fossile Brennstoffe ist die Sonne eine Energiequelle, die ohne jegliche Verschmutzung der Umwelt elektrische Energie erzeugt und dem Menschen nahezu immer zur Verfügung steht.

Die Solarzelle dient grundsätzlich dazu, die Strahlungsenergie bzw. das Sonnenlicht zu verwenden, um elektrische Energie zu gewinnen. Das Licht trifft als Photon auf die Solarzelle. Dort übertragen dann die Photonen ihre Energie auf die Elektronen, wodurch diese angeregt werden und zum Stromtransport zur Verfügung stehen.

Während der Diplomarbeit standen zwei Arten von Siliziummodulen zur Verfügung, ein monokristallines sowie ein polykristallines Modul. Grundsätzlich haben monokristalline Module im Vergleich zu allen anderen Modellen einen hohen Wirkungsgrad, büßen aber bei hohen Temperaturen und nicht optimaler Solarstrahlung an Leistung ein. Das verwendete monokristalline Solarmodul erzeugt bei idealen Wetterverhältnissen eine maximale Leistung von 300Wp. Bei der Beschreibung der Größe einer Photovoltaik-Anlage wird häufig von Watt peak (Wp) gesprochen. Damit wird die Spitzenleistung der Anlage beschrieben, die diese unter Laborbedingungen erzielen kann.

Um den Motor des Golf-Carts mit Energie zu versorgen, wurden sechs Akkus zu je 6V in Serie geschaltet, da der Motor eine Nennspannung von 36V aufweist. Aufgrund der niedrigen Leerlaufspannung des Solarmoduls von 32V konnten die Akkus nicht mit 36V geladen werden. Deshalb wurde ein Batterieumschalter eingebaut, der jeweils einen der drei Akkublocks (2 Akkus intern verschaltet) mit 12V lädt.

Lohnt sich der Aufwand?

Damit festgestellt werden konnte, ob sich eine kleine PV-Anlage für ein Golf-Cart lohnt, wurde ein Messgerät eingesetzt, das verschiedene Spannungen und Ströme messen und aufzeichnen kann. Gemessen wurde das Spannungsverhalten zwischen dem Paneel und dem Laderegler, dann zwischen dem Laderegler und der Batterie und schlussendlich das Spannungsverhalten zwischen der Batterie und dem Motor. Zur Aufzeichnung der Messgrößen wurde der Datenlogger „Grant Squirrel SQ2020-1F8“ verwendet.

Resümee

Das Cart wurde auf einem Golfplatz getestet und der Test zeigte, dass tagsüber ein Betrieb nur über Solarmodule möglich ist. Somit wurde die Aufgabenstellung erfüllt. Alles in allem wurde durch die Diplomarbeit bewiesen, dass wir uns heutzutage unabhängig von fossilen Brennstoffen im Alltag fortbewegen können und elektrische Antriebe in Zukunft eine wichtige Rolle spielen werden.