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Der MPPT Solarregler für leistungsfähige Solar-Systeme

MPPT Solarregler Epever

Der MPPT-Regler ist ein DC-DC Wandler und komplexer im Aufbau. Er passt die Spannung an der Eingangsseite so an, dass die Solaranlage maximale Leistung bringt. Hierbei sind in den Prozessoren verschiedene Leistungskurven und Formeln programmiert an denen sich der Regler orientiert. (Werden zu viele Solarmodule an einen MPPT Regler angeschlossen, leitet dieser in der Regel die Leistung bis zu seiner angegebenen Leistungsfähigkeit weiter, wird dabei aber nicht zerstört.)

Bei Teilverschattung, kaltem bis mäßig warmen Klima übertrifft der MPPT Regler den PWM Regler hinsichtlich der in die Batterie eingespeisten Leistung um bis zu 30%. Bei großer Hitze ist die Leistung bei beiden Reglern fast identisch. Weiterhin verfügen die meisten MPPT Regler über entsprechende Temperatursensoren, welche eine Beschädigung der Batterie in sehr kalten Wintern oder heißen Umgebungen verhindern.

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PWM Solarregler für kleine Solarsysteme

Der günstigere PWM Regler wirkt quasi wie ein Schalter der die Spannung der Solarmodule auf die Batterien runterschaltet.  Die PWM Regler können bei zu viel Solarleistung (zu viele Module) beschädigt werden. Auch ist es wichtig immer erst die Batterie und dann die Solarmodule anzuklemmen. 

Die meisten größeren PWM Solarregler (20A-40A) können bei 12 Volt Systemen maximal 30 Volt Solarmodul Eingangsspannung und bei 24 Volt Systemen 55 Volt Solare Eingangsspannung vertragen bei i.d.R. maximal 400 Watt Gesamteingangsleistung.

Diese bedeutet, das maximal 2 Solarmodule in Reihe und der Rest parallel geschaltet werden muss um die Eingangsspannung niedrig zu halten. 

Dies bedeutet in der Praxis, dass z.B. schon 4*100 Watt Solarmodule parallel geschaltet in einem 12 Volt System über 30 Ampere Stromfluss in den Leitungen zum Solarregler produzieren. Dies bedeutet, dass die Leitungen einen großen Durchmesser (8-10mm2 = teuer)  haben müssen um die Wärmeverluste zu vermindern. Weiterhin verfügen die meisten Solarmodule standardmäßig über MC4 Stecker. Um diese parallel zu verbinden, gibt es sogenannte MC4 Abzweigstecker (Y Stecker) um entsprechende parallele Schaltungen zu bauen. Diese parallelen Abzweigstecker sind jedoch in der Regel auf 20A bis maximal 40 Ampere limitiert um nicht zu überhitzen. Um die  Brandgefahr des Gesamtsystem zu minimieren sollten also in keinem Fall mehr als 400 Watt Systeme mit einem günstigen PWM Regler betrieben werden.

Weiterhin verfügen die meisten PWM Regler nicht über einen Temperatursensor, der für die günstigen Blei-Säurebatterien benötigt wird um diese in warmen Umgebungen nicht zu überhitzen. 

Fazit zu PWM Solarreglern: 

PWM Solarregler eignen sich für kleine günstige, kompakte Systeme mit wenig Leistung (unter 400 Watt) und kurze Kabelstrecken. Sind die Solarmodule weiter vom Solarregler entfernt ist es oft günstiger einen MPPT Regler zu kaufen, als in dickere teure Solarkabel zu investieren.

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Basiswissen zum Aufbau einer Photovoltaikanlage

Eine Solaranlage besteht prinzipiell aus Solarmodulen (Stromerzeuger), einem Solarregler, Batterien (Stromspeicher) und Verbrauchern (5Volt USB, 12 Volt Gleichstrom oder 220 Volt Wechselstrom). 

In den Solarmodulen wird Lichtenergie in elektrische Energie umgewandelt. 12 Volt Solarmodule im KFZ-Bereich haben in der Regel um die 21 Volt Leerlauf-Spannung und liefern Gleichstrom. (Die Module für den Hausbereich sind schwerer und die Spannung ist höher) 
Der Solarregler wandelt die unregelmäßige Spannung (0-24 Volt) / Strom der Solarmodule in eine gleichmäßige Spannung (zwischen 12,6 und 14,5 Volt)  für die Ladung der Batterie um. Dabei wird zwischen PWM-Reglern (Pulse Width Modulation) und MPPT-Reglern (Maximum power point tracking) unterschieden.