Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik einfache Spannungsbegrenzung Solarladeregler


von milan (Gast)


Lesenswert?

Hallo allerseits,
ich habe da ein Problem bei der Planung meiner solaren Inselanlage und 
hoffe daß mir möglicherweise jemand bei der Lösungsfindung mit dem einen 
oder anderen Tipp behilflich sein könnte. Ich hole etwas weiter aus, 
denn nur so kann man den Sachverhalt nachvollziehen.

Gegeben:
-auf dem Dach 21 Ssück Dünnschichtmodule (blöde Anzahl, muss aber aus 
optischen Gründen so. Evtl. verschaltet man eins nicht mit dann sinds 
20.
ein paar Daten der Module:
P nenn 85W
U leerlauf 75V@25°C 68V@51°C
U mpp 59V@25°C 53V@51°C
I kurzsch 1,66A@25°C

-Es soll eine (halb)Inselanlage werden weil ich mich nicht mit 
Anmeldungen beim Netzbetreiber u.Ä. herumärgern will außerdem soll eine 
Heizungsanlage dran, sodaß die sich ergebende Sicherheit gegen 
Netzausfall ein Vorteil ist.
- Daher soll ein Effekta AX-P 3KVA 48V zum einsatz kommen, daß ist ein 
Gerät welches für einen zivilen Preis einen MPPT Solarladeregler, einen 
Wechselrichter und  die automatische Umschaltung aufs Öffentliche Netz 
bei Überlast oder Akku leer beinhaltet.
Daten des integrierten Solarladereglers:
P PVmax 3000W
U PV max 145V
effektiver MPPT bereich 60-115V

Problem:

alle Module Parallel:
Viel Strom auf den PV-Leitungen, und ich liege mit Umpp unter dem 
Eingangsbereich des Ladereglers.

je 2 in Reihe und diese Strings dann Parallel:
Umpp liegt jetzt einigermaßen im sollbereich, aber die 
LEERLAUFSPANNUNG...
bei 25° schon 150V wenns kälter wird kann das ja auch noch mehr werden, 
und wenn der Laderegler aus welchen Gründen auch immer abschaltet haben 
wir ja den Leerlauffall und damit über U PVmax 145V

Lösungsansatz:
Ich denke an eine Spannungsgesteuerte Ersatzlast, die sich bis 135V 
ruhig verhät und ab da beginnt Leistung zu Verbraten.
Ich fürchte wenn Ich da was mit Relais mache wird das ganze zur 
astabilen Kippstufe. Und dachte dann an irgendwas mit Glühbirnen 
Z-Dioden und Großen Transistoren (und wahrscheinlich riesigem 
Kühlkörper). Ich habe mal Fernsehtechniker gelernt und bastle auch 
gelegentlich mal, aber wenn man da anfängt zu überlegen: sagen wir die 
ersatzlast müsste 20% der PV Gesamtleistung umsetzen können um 
sicherzustellen das man unter 145V bleibt, wären das schon 340W 
Irgendwie scheint mir das nicht trivial, oder?

Dann habe ich bei Reichelt ein Meanwell HLG-320H-24B gesehen, ein 
Netzteil mit Universaleingang das laut Datenblatt ab 127V DC 
funktioniert. 24V Ausgangsspannung und über einen 1-10V Eingang 
enstellbaren Ausgangsstrom.
Da könnte man dann eine dicke Halogenlampe ranhängen und bräuchte dann 
nurnoch dafür sorgen, daß im Bereich 135-140 V die Steuerspannung 
entsprechend erzeugt wird.

Was meint Ihr? war da schon was Brauchbares dabei, oder verrenne ich 
mich da in die falsche Richtung?

von S R (Gast)


Lesenswert?

Hi Milan,

ja das klingt alles machbar und gut. Aber: ich würds trotzdem nicht 
machen; was machst du wenn deine "Ersatzlast" ihren magischen Rauch 
(warum auch immer?) abgelassen hat? Dann hast du im LL wieder  > 160V am 
WR/LR - was der davon hält wirst du sehen (evtl. ist es gar nicht so 
wild?).

Wenn du etwas in der Richtung machen willst: Wenn die Spannung über XXX 
V steigt, dann trenne die Module vom WR/LR, und schalte nach XX Minuten 
erst wieder zu. Ggf. kann man auch noch den Ladezustand / Akkuspannung 
einbeziehen.

Schau dir mal die China MPPT Laderegler/ Wechselrichter an --> "Taiwan 
rules" hast du bei den PV-Nachbarn gelesen?

Die PIPs haben zwar auch max 145DC, aber der MPPT Bereich beginnt bei 
30V; in der 60A Version ist der wunderbar passend überdimensioniert.

Ansonsten gibt's noch andere Hersteller im Programm, die haben auch 
schöne Laderegler.

von S R (Gast)


Lesenswert?

Bei "alle Module parallel" musst du natürlich auf 24V Batteriespannung 
ausweichen.... Aber wenn du "nur" 3KW anpeilst, ist das ja "noch" im 
Rahmen.

von milan (Gast)


Lesenswert?

S R schrieb:
> Bei "alle Module parallel" musst du natürlich auf 24V Batteriespannung
> ausweichen.... Aber wenn du "nur" 3KW anpeilst, ist das ja "noch" im
> Rahmen.

und da bin ich mir unsicher, beim effekta ax-p 24V steht im Datenblatt 
max 1500W PV Ladeleistung, was passiert wnn ich da 1700W ranhängen läd 
er einfach nur mit max 1500W (was ja nicht schlimm wäre) oder geht er in 
dem Grenzlastbereich dann einfach wegen Überhitzung kaputt?
vorteil wäre natürlich das 21. modul mit integriern zu können...
andererseits klingt 24V 1500W auch nach viel Strom.

von milan (Gast)


Lesenswert?

Das mit dem Abtrennen der PV bei Überspannung für xx minuten ist ein 
Interessanter Ansatz. Muss ich mal witerdenken... besonders das 
Widereinschalten evtl. stufenweise über einen Spannungsteiler aus 
Heizstäben oder so...

Danke erstmal

von S R (Gast)


Lesenswert?

Hi Milan,

die Leistung darf überdimensioniert werden. Ist bei "normalen" 
Wechselrichtern ganz normal.

Die Testbedingungen werden eh fast nie erreicht.

von milan (Gast)


Lesenswert?

Mit "nur" 3kW meintest du garnicht die max Ladeleistung vom PV Regler 
sondern die Ausgangsleistung vom WR, jetz hab ichs verstanden. Und 3KW 
an 24V sind überschaubarer als zB. 5KW.
Also wäre die 24V Version für mich genau richtig, und wenn man PV Kabel 
und Batt.Kabel,sowie die Akkubank groß genug dimensioniert sind alle 
Argumente gegen 24V entkräftet,dazu ist es einfach, und oft ist 
einfacher einfach besser.
Jetzt stellt sich die Frage nach den Details der Parallschaltung,also 
Stringdioden oder Sicherungen,Ich glaube im Datenblatt stand bis 3 
Module direkt parallel ist OK und darüber hinaus muss man was machen. 
Aber das ist ein Anderes Thema.
Mein ursprüngliches Problem scheint gelöst,vielen Dank dafür.

Gruß Milan

von S R (Gast)


Lesenswert?

Ja genau so war das gemeint. Die Batterie-DC Kabel schön kurz halten.

Bei den Modulen hast du ja keine "enormen Ströme", 30A wenn ich das 
richtig sehe.

Ich würde wohl jeweils 10 oder 11 Module auf dem Dach parallel Schalten, 
und dann mit 4 oder aber besser 6mm2 zum Laderegler. Das sollte bei 
Leitungslängen um die 10m in Ordnung sein.

Wenn im Datenblatt nichts weiter dazu steht, würde ich auch die Dioden 
weglassen; vorausgesetzt die Module werden alle nicht verschattet.

Ich nehme an die Module sind gebraucht? Liegt dir eine Flash-Liste vor? 
Dann könnte man Rückschlüsse ziehen wie stark die Leistung der Module 
voneinander abweicht.

von milan (Gast)


Lesenswert?

Es sind Q-Cells UF85 aus Bitterfeld unverbaute Ware,wohl ein Restposten, 
die in letzter Zeit auf den einschlägigen Plattformen angeboten wurden.
Flashliste habe ich nicht.
Q-cells schreibt zur Parallelschaltung:
"
Verschalten Sie ausschließlich Module gleichen Typs und gleicher 
Spannungsklasse.
Stellen Sie die Einhaltung der im Datenblatt angegebenen maximalen 
Rückstrombelastbarkeit
sicher. Im Fall von Rückströmen (verursacht durch Moduldefekte, 
Erdschlüsse oder Verschattungen)
können Module sonst beschädigt werden.
Um die auftretenden Rückströme zu begrenzen, empfehlen wir folgende 
Sicherungsvarianten:
1) AUSLEGUNG MIT BEGRENZUNG DER ANZAHL VON PARALLEL VERSCHALTETEN 
STRÄNGEN : Ohne
weitere Maßnahmen zur Strombegrenzung dürfen maximal 4 Modulstränge 
parallel an einem
Wechselrichter bzw. an einem MPP-Tracker betrieben werden.
2) AUSLEGUNG MIT STRANGDIODEN : Wenn mehr als 4 Stränge parallel 
verschalten werden, müssen
jeweils maximal 4 Stränge über eine gemeinsame Strangdiode gegen 
Rückströme aus der
restlichen Anlage geschützt werden.
3) AUSLEGUNG MIT STRANGSICHERUNGEN : In diesem Fall müssen die Module je 
Strang mit 4 A
auf der Plus- und Minusseite gesichert werden.
"
und das Datenblatt sagt dazu:

"Rückstrombelastbarkeit IR [A] 5,1"

Dann werd ich es wohl wie unter 2) machen.
Teilverschattung am Nachmittag kann ich nicht ausschließen, es gibt da 
einen ziemlich großen Baum, obwohl ich mit der Anlage schon auf über 12m 
höhe bin...

dann habe ich noch den PIP-2424MSXE gefunden, der hätte mehr Ladeleistun 
als der Effekta ax_p3000-24 gibt es darüber hinaus einen gravierenden 
unterschied?(außer dem Preis)

von milan (Gast)


Lesenswert?

Solaranlage läuft!
Inzwischen gibt es den PIP2424 GE vom MPP Solar der kann bis 450V PV.
Habe also nun immer 3 in Reihe geschaltet, und die 7Strings dann über 
Dioden parallel. jetzt muss ich nurnoch die sache mit der PV Erdung bei 
CIGS Modulen   klären...
Gruß Milan

von Mike J. (linuxmint_user)


Lesenswert?

milan schrieb:
> "Rückstrombelastbarkeit IR [A] 5,1"

Man macht es eigentlich so dass die MPP-Technik immer den Strom aus den 
Solarzellen liefert und man den Strom immer abnimmt, denn wenn man den 
Strom nicht abnimmt, dann wird die Energie in den Solarzellen einfach 
nur in Wärme umgewandelt.

Entweder man lädt die Akkus mit der Energie oder man lässt sie an einer 
Last einfach in Wärme umwandeln. Also man schaltet einfach nur um.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.