Paar Worte zu Solar, speziell zu Reglern


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Geschrieben von Uwe FDS am 02. April 2010 12:46:27:

Als Antwort auf: kpl. Solaranlage zu verkaufen geschrieben von WD40 am 01. April 2010 17:12:28:

Hi Micha,

dein Vorgehen find ich gut, du hast eine konkrete Preisvorstellung, bietest es erst hier an und gibst so den Forikern die Möglichkeit, bevorzugt zuzuschlagen. Das sollten sich andere mal zum Vorbild nehmen!

Zu dem Regler: Ein Megageiler Solarregler "Steca 2020" nagelneu !
http://www.steca.de/index.php?Steca_PR_10_30_de

Mit dem "megageil bin ich in so weit einversatanden, daß der Regler einen soliden EIndruck macht, das Display sehr clever und durchdacht aussieht und die Funktionen OK sind. Aber: von einem megageilen Regler erwarte ich 2 Dinge, die deiner offenbar nicht hat: MPP-Tracking und DC-DC Wandlung. Abwärts in jedem Fall, aufwärts muß nicht unbedingt sein.

Das ist MPP-Trackung: Nehmen wir das unbelastet Modul, was in der Sonne hängt. Es hat mal angenommen 28 V Leerlaufspannung und ist mit 50W angegeben. Offen liegen also die 28V an, der Strom ist Null und die Leistung ist Strom mal Spannung (P=U*I) und auch aktuell null. Dann kommt Last, wir lassen mal 1 A fließen. Dann geht sie Spannung runter, genau kann ich es nicht sagen, aber vielleicht so auf 26,5V. Also 26,5V * 1A = 26,5 Watt. Nun erhöhen wir die Last auf 2A und die Spannung geht auf 25V runter. Wir haben jezt 50 Watt. Dann erhöhen wir weiter, auf 2,1 Ampere, das Modul geht in die Knie, vielleicht nur noch 12V. Das wären gut 25 Watt und dann machen wir Kurzschluß. Jetzt fließt der Kurzschlußstrom, könnten so 2,5 A sein. Die Leistung wäre wieder Null, da 2,5A bei Null Volt eben Null Watt ergibt. Ein Modul hat einen MPP, das ist der Maximum Power Point, der Punkt bei dem das Modul die maximale Leistung gibt. Der liegt in unserem Beispiel bei 25V und 2A, ist aber abhängig von der Einstrahlung. Wenn das Modul nun über einen einfahchen Laderegler ohne MPP-Tracking angeschlossen wird, zwingt die Batterie es auf die Batteriespannung runter, also 12V und es fließen knapp über 2 A und das Modul kann nicht mehr als 25 Watt bringen.

Die Zahlen kann man jetzt nicht ganz genau nehmen, sie sind fiktiv und sollen die Zusammenhänge erklären. In der Realität können da andere Werte auftreten! Grundsätzlich gilt aber, je höher die Leerlaufspannung, um so weniger wirtschaftlich wird das Ganze.

Ein DC-DC Wandler kann das Modul nun mit 25V laufen lassen zieht 2 A und wandelt das auf 12V. Mit etwas Verlust fließen dann bei 12V 4A und man hat bei gleichem Modul 48Watt. Damit der DC-DC Wandler weiß, wie viel Strom er ziehen soll, ist da ein Regler, der MPP-Regler. Und wenn die Sonne weg geht, dann muß der Wandler den Strom auch zurücknehmen. Das ist dann MPP-Tracking. Man erkennt Regler die das können daran, das die Batterieströme höher als die Modulströme sind. Ich hatte vorgestern in Italien gerade ein paar Sachen mit 300 Watt Modulen zu klären. Da hab ich ein Modul zum Test mit Last laufen lassen. Das Modul hab ich an meinen Solarregler angeschlossen, daran dann die ausgebaute Batterie meines LT und als Last dann das Bordnetz mit eingeschalteter Beleuchtung und Lüftergebläse auf voller Stufe. Das Modul lieferte 48V mit 4,2 Ampere. Der Regler lieferte Spannungen zwischen 12 und 12,5 V (Je nach Ladezustand der Batterie) und Ströme von mehr als 15 Ampere. Also fast das vierfache dessen, was ein Regler ohne Wandler und MPPT geliefert hätte. Allerdings wäre es Blödsinn, ein Modul mit >50V Leerlaufspannung ohne MPPT an einem 12V Netz zu betreiben.

Ein Problem liegt darin, daß die Nennspannung des Modules höher als die Batteriespannung sein muß. Um die Batterie auf 14,5V zu bekommen, sollte das Modul also bei 14,5 Volt gut Strom liefern. Hat man eine gut entladene Batterie unter last, können da auch mal 10,5 Volt anliegen. Die Differenz ist in jedem Falle verschenkte Leistung. Diese wäre aber nur beim Idealfall. In der Praxis liegt die verschenkte Leistung oft noch höher. Mann sollte sich also überlegen, wie viel Leistung man haben will, was das dann kostet und ob man da mit weniger Geld für Module und mehr Geld für den Regler vielleicht besser fährt.

Die Regler mit MPPT haben eben einen Nachteil: Der Preis. Mein Regler mit 30A kostet mit Bedienteil knapp 200,--EUR. Das Bedienteil ist gesondert über ein Kabel verbunden, hat einen Logger integriert, der die Daten in 10sec Intervall auf eine SD-Karte spechert und eine Anzeige, die Modulspannung und Strom sowie Lastspannung und Strom anzeigt. Das Gerät funktioniert auch ohne Bedienteil. Kleinere Geräte sind günstiger und ein 10A Regler mit MPP-Tracking kann günstiger sein, als entsprechend stärkere Module. Wobei die Bilanz bei schwacher Einstrahlung wieder anders aussehhen kann. Und nicht veregessen: Es hindert keiner einen Verkäufer daran, Regler ohne MPPT teuer zu verkaufen. Ein Relger mit MPPT erkenn man nicht am Preis. Es gibt Geräte, deren Funktion nur darin bestehen bei 13,8V das Modul von der Batterie zu trennen und beim Absinken der Spannung wieder zuzuaschalten. Bei Modulen von <50Watt würd ich auch gar nicht viel mehr an Technik reinstecken. Die ein oder 2 Ampere, die da fließen tun einer Batterie wirklich nicht viel.

Und der Wandler mit MPPT hat noch ein bißchen Zusatznutzen: Man kann damit auch Batterie zu Batterie laden oder eine Batterie mit einer fast beliebigen Gleichstromquelle. Also z.B. im Pannenfall, wenn man das Licht angelassen hatte und die Starterbatterie leer ist kann man statt einem Modul auch mal den Akku des Laptops anschließen und die Straterbatterie ein wenige laden. Wenn alles OK ist, reichtdas oft zum Motor starten.

Mir ist so was mal passiert, da hatte ich in der Einsamkeit und einige Kilometer vom nächsten Ort weg das Licht angelassen aber keinen Solarregler dabei, aber einen Zusatzakku für den Laptop. Der lieferte 16V, da hab ich dann eine Scheinwerferbirne ausgebaut und als Vorwiderstand benutzt. Nach einer viertel Stunde war der Laptopakku leer und es reichte für den Motorstart. Mit DC-DC Wandler ghet das natürlich wesentlich besser. Aber aufpassen: Wenn die interne Schutzbeschaltung nicht reicht, kann auch mal was bei kaputt gehen.


Grüße

Uwe



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