Guten Tag,
ich beschäftige mich gerade mit der Funktionsweise von Ladereglern für
Solarzellen. Es gibt ja 2 Arten von Regerln MPPT und PWM. Wenn ich das
richtig verstanden habe, enthält der MPPT einen Schaltregler, der mir
die Spannung vom Solarpanel auf die richtige Spannung für den Akku
wandelt. Zum Beispiel von 18V auf 13,7. Durch die kleinere Spannung kann
ich dann am Ausgang einen höheren Ladestrom abgreifen, da ja die
Leistung an Aus- und Eingang gleich sein muss. Der PWM-Laderegler
hingegen enthält aber keinen Schaltregler, sondern im einfachsten Fall
nur einen Schalter(Mosfet), der Solarzelle und Akku miteinander
verbindet. Über die PWM wird dabei die Ausgangsspannung im Mittel auch
auf 13,7V gewandelt. Aber in der Einschaltzeit des MOSFETs schalte ich
doch aber trotzdem die volle Spannung des Panels auf den Akku. Müsste
das dem Akku nicht schaden?
Danke schonmal für die Antworten, ich hoffe es ist verständlich was ich
meine.
Grüße
EM
EM schrieb:> Spannung des Panels
Den Strom aus den Panels, der die Akkus auflädt. Außer du hast viel zu
viele Panels dran, dann stirbt das dreifuffzig-Reglerchen.
EM schrieb:> Über die PWM wird dabei die Ausgangsspannung im Mittel auch auf 13,7V> gewandelt.
'Im Mittel' würde ich nicht verwenden.
> Aber in der Einschaltzeit des MOSFETs schalte ich doch aber> trotzdem die volle Spannung des Panels auf den Akku.
Ein Panel liefert keine Spannung, sondern einen Strom mit einer
maximalen Komplianz der Leerlaufspannung. Es geht mit der Spannung
runter auf die Akkuspannung.
> Müsste das dem Akku> nicht schaden?
Nein, aber man bekommt auch keinen höheren Ausgangsstrom wie beim MPPT
Buck step down Regler, sondern verschwendet Leistung.
PWM ist also nicht in der Lage, eine deutlich höhere Panelspannung
effizient an die Akkuspannung anzupassen sindern verschenkt sie.
Rechter I. schrieb im Beitrag #7102237:
> Der MPPT regler verringert den strom soweit dass das panel seine ideale> spannung halten kann. Das begreifen 50% der leute hier nicht.
Bis das Produkt aus Strom und Spannung ein Maximum ist.
Rechter I. schrieb im Beitrag #7102373:
> Ja .. sofern der akku diesen ladestrom aufnehmen kann.> Falls nicht steigt die spannung am akku bei jedem pwm puls über den> sollwert.
Er muss können - wie beim MPPT auch, sonst liegt ein
Dimensionierungsfehler vor.
Ich hab das leider noch nicht ganz verstanden, was passiert genau, wenn
ich das Panel über den Mosfet mit der Batterie verbinde? Was genau heißt
Komplianz der Leerlaufspannung? Woher weiß ich wie viel Strom meine
Batterie aufnehmen kann? Ist das dann einfach Batteriekapazität/10?
Rechter I. schrieb im Beitrag #7102237:
>> Aber in der Einschaltzeit des MOSFETs schalte ich>> doch aber trotzdem die volle Spannung des Panels auf den Akku. Müsste>> das dem Akku nicht schaden?>> Denk ich mir auch.
An was für eine Monster-Solarzelle in Kombination mit nem
Knopfzellenakku denkt ihr nur? Zwischen eurem Angstszenario und der
Realität liegt locker der Faktor 100.
Die Zelle braucht normalerweise Stunden/Tage, den Akku überhaupt in die
Nähe seiner Maximalspannung zu heben. Und ab dann greift der Laderegler.
Wie es heute läuft weiß ich nicht mal, aber frühere Regler waren
durchweg Shuntregler, sie schlossen die Zelle bei Erreichen der
Ladeendspannung per langsamer Pulsweite mehr und mehr kurz.
...soll heißen, es gibt niemals einen Puls oberhalb der maximalen
Ladespannung, sondern bei Erreichen dieser wird das Modul mehr und mehr
vom Akku getrennt.
An einem Verstärker mit Ausgang 8 Ohm kannst du die maximale Leistung
nur dann entnehmen, wenn der Lautsprecher auch 8 Ohm hat. An einem
Empfängereingang mit 60 Ohm muß das Antennenkabel und auch die Antenne
60 Ohm haben damit es keine Fehlanpassung gibt. Google mal nach
Leistungsmaximum und Anpassung.
An einem "normalen" Verbraucher haben wir immer eine konstante
Netzspannung. Niemand kommt auf die Idee, es darauf anzulegen das
Maximum an Leistung aus dem Kraftwerk herauszuholen. Bei Solarzellen ist
das nicht so. Die Energiequelle ändert den Innenwiderstand in
Abhängigkeit der Sonneneinstrahlung ständig. Ebenso die Batterie. Je
nach Ladezustand ändert sich der Innenwiderstand. Ein MPPT Regler sucht
nun selbstständig diejenige Ladespannung aus, bei welcher ein Maximum an
Leistung aus dem Panel entnommen wird. Das ist weder bei bei maximaler
Spannung noch bei maximalem Strom. Als Abiturient könntest du auch mal
was von Minimax Rechnung gehört haben. Mache eine Kurve der Leistung in
Abhängigkeit des (Innen)Widerstands. Dann bestimme den Punkt der
maximalen Leistung. Das macht der MPPT.
Ein PWM Regler hat in der Ladeleitung eine Induktivität. (Bei
Induktivitäten die Ströme sich verspäten). Damit kann er den Strom so
einregulieren, daß sich die Batterie passend zur Quelle lädt. I.d.R.
führt das geringfügig zu kleineren Gesamtwirkungsgraden weil
zwangsläufig etwas vom Panel abgeregelt wird.
J. V. schrieb:> Buck Regler arbeiten immer mit PWM. Alles andere ist eine krasse> Fehlanpassung und keine Regelung
PWM ist keine Regelung.
MPPT ist eine Regelung.
Ein MPPT Regler steuert über den PWM Tastgrad das step down Verhältnis
seiner Buck-Tiefsetzszeller-Stufe.
Ein 'PWM-Regler' regelt nichts, er schaltet bloss ab wenn der Akku voll
ist. Passt das Solarmodul zum Akku, z.B. 19V Leerlauf und 16V
Nennspannung passt zu 12V Bleiakku mit Ladeschlussspannung 14.4V, dann
sind die verlorenen Prozente gegenüber einem MPRT nicht so gravierend.
MaWin schrieb:> Ein 'PWM-Regler' regelt nichts, er schaltet bloss ab wenn der Akku voll> ist.
Doch, er regelt die Akkuspannung. Ist der Akku so langsam voll, schaltet
der Regler das Modul kurz ab. Woraufhin der Akku gleich wieder mit der
Spannung sinkt, das Modul wieder zugeschaltet wird. Es ergeben sich ab
diesem Punkt immer kürzere Pulse bei immer längeren Pausen. Das wird mit
der PWM gemeint sein.
Nur das es beim Panel auf die aktuelle Sonneneinstrahlung und die
Zellentemperatur ankommt und sich daher der MPP Punkt ständig ändert.
Daher pendelt der MPPT im Idealfall ständig um diesen Punkt und erhöht
den Strom bis die Spannung zu weit sinkt und damit die Leistung absinkt
um dann wieder den Strom so lange zu senken bis sie unter der maximalen
Leistung liegt.
MfG
Michael
Michael O. schrieb:> Nur das es beim Panel auf die aktuelle Sonneneinstrahlung und die> Zellentemperatur ankommt und sich daher der MPP Punkt ständig ändert.> Daher pendelt der MPPT im Idealfall ständig um diesen Punkt und erhöht> den Strom bis die Spannung zu weit sinkt und damit die Leistung absinkt> um dann wieder den Strom so lange zu senken bis sie unter der maximalen> Leistung liegt.
Genau so es.
Liegt keine MPPT vor, dann muss die Spannung des Akkus an die optimale
Spannung der Solarzellen angepasst sein.
Jetzt verwirre ich mal die ganzen LinksZwoDreiVierRealitätsVerweigerer
(selbst kaum Halbwissen haben, aber halb µC.net schlecht machen wollen):
PWM -Step-Down-Laderegler sind besonders einfach als MPPT ausführbar.
Es muß nur der Tastgrad so nachgestellt werden, daß der Akku-Ladestrom
immer maximal ist... dazu ist nicht mal eine Messung der U_Panel nötig,
sondern einzig und allein des Ladestroms.
Den Maximalstrom könnte man sogar mit Lowside Mosfet und U_R(Source)
oder sogar U_DS Messung "ausmitteln", der Akku säße Highside (sowohl
Akku als auch Panel sind ja potentialfrei, zu "Erde" und einander").
Das wär topologisch am einfachsten, und billig mit µC, Komplementär-
Treiber (NPN/PNP), Fet, Schottky, Speicherdrossel, 2 Elkos etc. zu
machen. Die Dimensionierung muß natürlich passen.
Allerdings wird man i.A. sowieso die gemessene Spannung auch zur OCP
mitnutzen, weswegen das Panel kaum zu groß werden könnte - allerdings
der Akku zu klein, wenn man nicht eine Anpassung mitvorsieht.
Fändest Du das jetzt MPPT genug, oder zu wenig Aufwand, bzw. sagst
"sowas kann nicht gehen", lieber R.I.L.?
zeckenspray schrieb:> PWM -Step-Down-Laderegler sind besonders einfach als MPPT ausführbar.> Es muß nur der Tastgrad so nachgestellt werden
Das passiert aber bei denen, die nur als PWM und nicht als MPPT beworben
werden nicht, die haben nicht mal die nötige Spule mit Freilaufdiode in
der Schaltung.
Dein Beitrag ist also bloss nutzloses Theoriegewäsch, nur zur
vorsätzlichen Verwirrung und Anmache gedacht:
zeckenspray schrieb:> Jetzt verwirre ich mal die ganzen LinksZwoDreiVierRealitätsVerweigerer
Rechter I. schrieb im Beitrag #7102504:
> Die china pwm wie der oben haben keine spule drin.> Drum solchen schrott vermeiden!
Bei mir läuft so ein Billigding schon locker 10 Jahre im Gartenhaus.
Weil ich dort nur am Wochenende mal für ein paar Stunden Licht brauche,
habe ich einfach das Panel so überdimensioniert, dass die Woche über der
Akku locker geladen wird. Dann muss ich auch nicht mit dem MPP-Tracker
sicherstellen, dass dank effizientester Energieausbeute schon Dienstags
um 13:47 Uhr der Akku wieder voll ist und das Laden für den Rest der
Woche beendet werden kann.
Kurz: MPP-Tracking ist sinnvoll, wenn ich es nicht schaffe, den Speicher
voll zu bekommen. Oder wenn ich z.B. eine Pumpe betreibe, die dann eben
mehr Wasser pumpt, wenn am Panel mehr Leistung anfällt. Oder wenn ich
sonst einen Verbraucher habe, den ich ständig mit beliebig viel Energie
beschicken kann.
Und dass man einen MPP-Tracker natürlich mit einem Schaltregler aufbaut,
ist einfach dadurch gegeben, dass so ein Schaltregler das Mittel der
Wahl ist, um eine (in Grenzen) beliebige Spannung auf eine (in Grenzen)
beliebige andere Spannung anzupassen, und dabei noch zu versuchen durch
anpassen des Übertragungsfaktors das Produkt aus (Eingangs-)Strom und
(Eingangs-)Spannung zu maximieren.
Da wo Du Wohnst möchte ich auch leben immer die gleiche Sonneneinstrahlug nie eine Woche schlechtes Wetter, immer volle Batterien. Da kann Hamburg wirklich nicht mithalten. Hier gibt es Wetter und Jahreszeiten. Am Equator sieht das natürlich anders aus.
