Welchen Laderegler brauche ich? PWM/MPPT und Leistungsdaten
Der Laderegler übernimmt das laden einer Speicherbatterie. Wie der Laderegler im Detail arbeitet und was du bei der Auswahl des passenden Ladereglers beachten solltest, liest du in diesem Artikel.
Funktionsweise eines Ladereglers
Ganz allgemein übernimmt der Laderegler das laden einer Batterie. Je nach Batterietyp gibt es unterschiedliche Ladekurven und Spannungen. Die meisten Regler sind für den jeweiligen Batterietyp einstellbar. Auch die Ladeabschaltung, Erhaltungsladung und wiederaufnahme der Ladung sind meist einstellbar.Lesetipps:
Reihenschaltung und Parallelschaltung erklärt
Unterschied PWM und MPPT Laderegler
Den richtigen Laderegler finden! Victron + alles was du wissen solltest
Leistung der Photovoltaik-Module, Spannung und Strom
Um einen passenden Laderegler zu finden, benötigen wir die Angaben Spannung (Volt) und Strom (Ampere) der Photovoltaik-Module.
Du schaust auf das Datenblatt der Rückseite des Moduls:
Datenblatt PV-ModulDie Rückseite des PV-Moduls zeigt das Datenblatt mit vielen verschiedenen Angaben.
Hier haben wir zwei Werte, die besonders wichtig sind:
- Open-Circuit Voltage (VOC): Die Leerlaufspannung des Moduls, wenn kein Strom abgenommen wird (hier ist der Strom 0A)
- Short-Circuit Current (ISC): Der Kurzschlussstrom des Moduls (hier ist die Spannung 0V)
Für das Beispiel hier noch die Werte eines einzelnen 100W Moduls:
- Strom: 5,84A
- Spannung: 22,8V
Der höchstmögliche Strom und die höchstmögliche Spannung sind wichtig für die Auswahl des Ladereglers.
Für unser Beispiel nehmen wir an, dass wir vier solcher 100W Solarmodule besitzen. Nun überlegen wir, wie wir diese Module am besten miteinander verbinden.
Sind alle vier Module in Reihe geschaltet (die Spannung addiert sich), so haben wir folgende Werte:
22,8V x 4 = 91,2V
Bei der Reihenschaltung bleibt der Strom gleich. Es bleiben daher 5,84A.
Bei der Reihenschaltung bleibt der Strom gleich. Es bleiben daher 5,84A.
Nun schalten wir alle vier Module parallel (der Strom addiert sich):
5,84A x 4 = 23,36A
Bei der Parallelschaltung bleibt die Spannung gleich. Es bleiben daher 22,8V.
Bei der Parallelschaltung bleibt die Spannung gleich. Es bleiben daher 22,8V.
Es gibt bei 4 Modulen noch eine weitere Möglichkeit. Je zwei Module in Reihe parallel verbinden.
5,84A x 2 = 11,68A
22,8V x 2 = 45,6V
22,8V x 2 = 45,6V
Tipps bei Parallelschaltung:
Es empfielt sich Sicherungen und/oder Blocking-Dioden bei Parallelschaltungen der PV-Paneele einzubauen, um ein Rückstrom zu verhindern. Rückstrom kann bei Verschattung oder Moduldefekt auftreten und ggf. zu Brand / Hotspots führen.
Ebenfalls sollten Y-Adapter oder T-Stücke in guter Qualität und Leistungsklasse ausgewählt werden. Da sich der Strom erhöht, sollte das Solarkabel zum Laderegler mit einem ausreichenden Kabelquerschnitt genutzt werden.
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Nun haben wir folgende drei Möglichkeiten und Werte:
Reihenschaltung: 91,2V 5,84A
Parallelschaltung: 22,8V 23,36A
Parallel+Reihe: 45,6V 11,68A
Parallelschaltung: 22,8V 23,36A
Parallel+Reihe: 45,6V 11,68A
Anhand dieser drei Schaltmöglichkeiten kannst du den passenden Laderegler suchen.
Der Laderegler MUSS mindestens die Leerlaufspannung (wie oben berechnet) aller angeschlossenen Module aushalten können. Der Strom (A) ist eher unwichtig, da MPPT Laderegler die Spannung der Module auf die Ladespannung regeln und dafür den Strom erhöhen. Daher ist der Modulstrom immer geringer als der Batterieladestrom.
Das kannst du dir ganz einfach ausrechnen:
I = P : U
Strom (in Ampere) = Leistung (in Watt) : Spannung (in Volt)
400W : 12V = 33A
Strom (in Ampere) = Leistung (in Watt) : Spannung (in Volt)
400W : 12V = 33A
Die Ladeleistung kann bei einem 12V System nur durch einen Laderegler mit höherem Ladestrom genutzt werden. 12V x 10A Ladestrom sind lediglich 120W. Sehr schade bei 400W Modulleistung. Gleiches gilt natürlich auch für 24V und 48V mit höherer Modulleistung.
Mehr dazu im nächsten Abschnitt.
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Die Ladeleistung ist abhängig von der System-/Batteriespannung
Die maximal mögliche Ladeleistung ist je nach Laderegler unterschiedlich. Für eine kleine Batteriespannung (Systemspannung der Inselanlage) ist ein Laderegler mit hohem Ladestrom (Ampere-Angabe) notwendig. Je höher die Batteriespannung, desto geringer kann der Strom ausfallen (was sich in den Kosten positiv auswirkt).Lesetipp: 12V, 24V oder 48V? Und warum eine höhere Spannung günstiger sein kann
Als Beispiel für die maximale Ladeleistung nehmen wir wieder unsere vier 100W Module. Wir haben also insgesamt 400W Leistung auf dem Dach liegen.
Ist unsere Systemspannung (Batterie) 12V, so rechnen wir folgendes:
400W : 12V = 33A
Unser Laderegler muss also 33A Ladestrom gewährleisten. Hier ist also ein Laderegler mit 35A auszuwählen!
Bei einer 24V Anlage halbiert es sich weiter:
400W : 24V = 16,7A
Ein Laderegler mit 20A Ladestrom ist auszuwählen.
Abschließende Hinweise
Bitte schaue dir das Datenblatt des Ladereglers an. Die Informationen findest du im Internet, wenn du den Namen des Ladereglers + "Datenblatt" in der Suchmaschine eintippst. Als Beispiel: "Victron 75/15 Datenblatt".Angaben wie 12V/24V sind die Systemspannung der Anlage. Also die Spannung deiner Speicherbatterie.
Und Angaben wie 100V 20A sind die maximale Modulspannung (V, Volt) und der Batterieladestrom (A, Ampere), nicht der maximale Strom der PV-Module.