PWM Solarladeregler Verständnisfrage

[EM (Gast)]

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

[Helge (Gast)]

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.

[MaWin (Gast)]

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.

[Gerald K. (geku)]

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.

[MaWin (Gast)]

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.

[EM (Gast)]

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?

[H. H. (Gast)]

EM schrieb:
> Woher weiß ich wie viel Strom meine
> Batterie aufnehmen kann?

Das steht im Datenblatt.

[Uwe S. (bullshit-bingo)]

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.

[Uwe S. (bullshit-bingo)]

...soll heißen, es gibt niemals einen Puls oberhalb der maximalen 
Ladespannung, sondern bei Erreichen dieser wird das Modul mehr und mehr 
vom Akku getrennt.

[J. V. (janvi)]

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. (janvi)]

Buck Regler arbeiten immer mit PWM. Alles andere ist eine krasse 
Fehlanpassung und keine Regelung

[MaWin (Gast)]

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.

[Uwe S. (bullshit-bingo)]

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.

[Michael O. (michael_o)]

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

[Gerald K. (geku)]

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.

[zeckenspray (Gast)]

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.?

[MaWin (Gast)]

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

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

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.

[Michael O. (michael_o)]

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.

MfG
Michael