Lichtsensor WS90 VS WS68: WS90 schlechter oder individuelles Problem?

[RunMike]

Leider bin ich in Sachen Sensor-Ausstattung ein "armes Würstchen" und habe daher weder WS80 noch WS68 zum Vergleich. Ich habe jetzt einen LTR390 besorgt und werde den neigungsverstellbar montieren, so dass dieser zumindest so gut als möglich senkrecht zur Sonne ausgerichtet ist.
Aus den Vergleichsdaten erhoffe ich mir zu sehen, wie lange eine Korrektur-Rechnung für den WS90 notwendig ist.
Eigentlich hatte mich ja das Argument der Folie überzeugt. Das scheint aber nicht für alle Elevation-Winkel zu reichen.


Gruß

Mike

[mitschke]

@mitschke
Du kannst ja mal bei support@ecowitt.com vorstellig werden und Deine Situation präsentieren ...

Deren erste Antwort war, ich soll einen gain Faktor setzen. Und zwar so, dass der WS68 auch falsch anzeigt. Naja. Mal schauen, was da noch so kommt.

[RunMike]

Hallo!
Die Ergebnisse der Vergleichsmessung mit dem LTR390 geben mir immer noch ein leichtes Rätsel auf. Vielleicht kann mir das ja jemand mit besserem Verständnis aus dem Kontext heraus und Kenntnis der Geschichte erklären.
Der LTR390 wurde so montiert, dass bei Zenitstand der Sonne der Eintrittswinkel etwa senkrecht ist; allerdings zum Test erst mal ca einen Meter unterhalb des WS90 (führt zur Verschattung bis etwa 10:00). Die Kurven sehen dann so aus:

Lumi_Compare_LTRvsWS90_2.jpg (260.23 KiB) 355 mal betrachtet

Selbst wenn ich einen möglichen Fehler des LTR390 (25%) vom gemessenen Maximalwert (ca. 115.000 Lux) abziehe, bleiben immer noch ca. 86.000 Lux übrig. Das ist eine andere Größenordnung, als der vom WS90 gemessene Maximalwert von 26.800 Lux. Also gehe ich zuerst mal auf die Suche nach dem Fehler bei mir.
Zum Zwecke der Plausibilitätsprüfung nehme ich das PV-Panel her, welches bei Zenitstand unbeschattet Leistung liefert.
Teile ich die gemessene Leistung (251 Watt) durch die Fläche (1,6m²)und den Wirkungsgrad (0,195), multipliziere mit 126,7, dann ergibt das etwa 102.000 Lux. Nehme ich dazu noch den Verlustfaktor durch nicht optimalen Einfallswinkel des PV-Panels mit rein, bin ziemlich genau bei den 115.000 Lux.

Nachdem wir die Winter-Solstice gerade mal hinter uns haben, sollte sich der Fehler langsam wieder verringern, aber ein bisschen enttäuscht bin ich schon von dem Ergebnis.
Will ich die Performance der PV-Panels überwachen, taugt der Lichtsensor des WS90 offenbar nicht. Jedenfalls nicht ohne Korrektur-Rechnung.


Gruß

Mike

[lenti]

Der WS68 Lichtsensor läuft bei mir jetzt seit einer Woche parallel zum WS90 und dem Davis Globalstrahlungssensor. Solange es bedeckt ist zeigen alle 3 fast die gleichen W/m²-Werte an, etwaige Abweichungen lassen sich gut kalibieren. Die Kurven sehen praktisch identisch aus. Kommt die Sonne heraus, geht zumindest bei den derzeit niedrigen Sonnenständen der WS90-Wert nicht richtig hoch, sodass die Kalibrierung für einen korrekten W/m²-Wert für bedeckten Himmel dazu führt, dass bei Sonnenschein WSWIN dann eben keine Sonne oder deutlich weniger registriert.

Bei dem WS68-Sensor klappt das deutlich besser, er kommt zwar in den Frühstunden nicht ganz so schnell auf die Zahlen des Davissensors - da fehlt dann mal eine Viertelstunde Sonnenschein um 09:00 Uhr, geht aber tagsüber sehr gut mit dem Davissensor mit.

Bei heute erstmals fast wolkenlosem Himmel ging es maximal auf folgende Werte (W/m²):

Davis: 318
WS90: 160
WS68: 294
DWD-Station in der Nähe: 311

Sonnenschein: h

Davis: 6:31
WS90: 3:05
WS68: 6:20

DWD-Station in der Nähe: 6:25h

Die Kurve der Davisstation sieht dabei idealtypisch aus, die WS68 hat ganz früh und spät ganz leichte Flanken, ansonsten wie die Daviskurve, bei der WS90 die schon von anderen erwähnten üblen Flanken, sowie insgesamt die deutlich verringerten Werte bei den Wattzahlen in den Mittagstunden. Passt man die Werte so an, dass sie bei Sonnenschein stimmen, gehen natürlich die Werte bei bedecktem Himmel so hoch, dass dort vielfach Sonne registriert wird, wo keine ist.

Leider muss ich sagen, dass somit der WS90-Lichtsensor für eine Sonnenstundenbestimmung zB. über Wswin oder Cumulus nicht geeignet ist, während die 40€ für die WS68 sinnvoll ausgegebenes Geld ist, da dieser nicht nur im Vgl. zur Davis sehr gute Windgeschwindigkeitswerte liefert (WS90 bei Starkwind auch meist deutlich geringere Werte als die anderen beiden -lässt sich aber vielleicht durch eine Faktor ganz gut kalibrieren), sondern auch ganz tolle Sonnenstundensummen. Ob das im Frühjahr und Sommer auch so ist, muss ich dann mal ermitteln, vielleicht wird dann der WS90 auch wieder besser.

[RunMike]

@lenti:
Vielen Dank für das Posten deiner Werte.

Wenn ich diese mit den meinen ins Verhältnis setze, dann wirft das zuerst mal noch mehr Misstrauen in den LTR390 auf.
Allerdings passt die Plausibilitätsprüfung dann doch wiederum nicht:

Mein 325Wp-Panel hätte bei optimaler Ausrichtung bei deinen Verhältnissen
311 W/m² / 1,6m² * 0,195 gerade mal knapp 38 Watt erzeugt. Bei meinen Bedingungen hat es zwar nur 25W erzeugt, allerdings bei dichter, dunkelgrauer Bewölkung. Selbst heute bei dichtem Hochnebel waren es 56W. Und bei fast wolkenfreiem Himmel am 30.12. wie gezeigt 251W.

Legt das den Schluss nahe, dass ein Helligkeitssensor mit konstantem Umrechnungsfaktor gar nicht taugt, um Sonnenstrahlungswerte zu ermitteln?
Oder misst außer meinem LTR390 keine(r) senkrecht zum Haupt-Licht-Einfallswinkel?

Hat jemand eine stichfeste Erklärung parat?

Gruß

Mike

[mitschke]

Hallo @lenti und danke für deine Einschätzung, die ich teile, abgesehen davon, dass ich keine Davis habe (dafür eine PV, die eine ähnliche Faktenlage vermuten lässt).

Die WS90 in der Ausführung und SW-Version, wie ich sie habe, ist für tiefe Sonnenstände an klaren Tagen ein mindertaugliches Messinstrument. Ich stimme dir auch vollinhaltlich zu, was die Windmessungen betrifft, nur mit dem Zusatz, dass die WS90 für Windgeschwindigkeiten <30km/h schon recht gute Werte liefert.

[mitschke]

Legt das den Schluss nahe, dass ein Helligkeitssensor mit konstantem Umrechnungsfaktor gar nicht taugt

das würde ich so sehen. Ein Korrektur müsste nichtlinear erfolgen und den Sonnenstand berücksichtigen.

[RunMike]

das würde ich so sehen. Ein Korrektur müsste nichtlinear erfolgen und den Sonnenstand berücksichtigen.

Aber weshalb macht der DWD bei seinem Wert von 311 das nicht?
Das ist für mich der Punkt, der am meisten Zweifel sät.

Der Korrekturfaktor von 126,7 erscheint auch in anderen Bereichen. Kann somit eigentlich auch nicht unkorrekt sein.

Ich werde wohl nicht darum herumkommen, ein Referenz-Solarpanel zu installieren, welches jahres- und tageszeitlich korrigiert per Schrittmotoren nachgeführt wird.

Gruß

Mike

[Gyvate]

wie schon vorher bereits erwähnt sind Energie/Leistung und Lichtstärke Größen, die sich nicht direkt ineinander umrechnen lassen. Dazu müssen ein paar Annahmen getroffen werden, u.a. die Wahrnehmung des menschlichen Auges. Der Ansatz mit den 126,7 ist aber schlüssig.
Warum macht das der DWD nicht ?
Ich vermute mal, dass es höchstwahrscheinlich so ist, weil man einen Pyranometer benutzt, der in W/m2 misst und dann direkt vergleichbar ist.