Low-Cost Spektrometer zur Charakterisierung der Lichtverhältnisse für photovoltaisches Energy-Harvesting

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Als Energieversorgung von energieautarken Anwendungen, wie beispielsweise drahtlose Sensorknoten, bieten sich Solarzellen an. Für die Systemdimensionierung und zur Zuverlässigkeitsvorhersage müssen die Lichtverhältnisse bekannt sein, da diese stark in Intensität und Spektrum je nach Ort, Tages- und Jahreszeit variieren. In diesem Beitrag stellen wir ein robustes und kostengünstiges Mini-Spektrometer vor, welches für die genaue Untersuchung dieser Lichtverhältnisse entwickelt wurde. Das Spektrometer basiert auf 16 Photodioden und 16 unterschiedlichen Farbfiltern. Mit Hilfe der bekannten Transmissionsverläufe der Filter wird das aktuelle Spektrum rekonstruiert. Für Langzeitmessungen ist ein Datenlogger mit SD-Karte integriert. Durch die geringen Materialkostenkosten von 80 Euro und wegen des geringen Energieverbrauchs wird es möglich, an mehreren Orten gleichzeitig über einen langen Zeitraum die Lichtverhältnisse zu protokollieren.