Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verhalten MPPT-Solarladeregler


von Anton (al_gol)


Lesenswert?

Ich habe hier irgendwie ein Verständnisproblem und hoffe jemand hier 
kann mir das kurz erklären.

Es geht um einen Aufbau wie folgt:

- PV-Module hängen an einem MPPT-Solarladeregler
- am Laderegler hängt der Akku
- am Akku hängt ein Wechselrichter

Ich würde gerne verstehen, was genau in bestimmten Situationen passiert. 
Sorry schon mal für die laienhafte Beschreibung und vielen Dank für die 
Hilfe!

1. Der Akku ist noch nicht voll und die PV-Module erzeugen ausreichend 
Leistung, so dass der Laderegler den Akku laden kann und sogar noch 
Power übrig ist. Wird dann erst der Wechselrichter versorgt und der Rest 
geht in den Akku? Oder "holt" sich der Akku erst seinen Ladestrom und 
der Rest geht zum Wechselrichter? Woher weiß der Laderegler wie viel 
Strom er an seinem Ausgang bereitstellen soll - geht er nur vom Akku aus 
und leitet aus der Spannung den passenden Ladestrom ab, oder merkt er, 
dass da noch ein Verbraucher ist und lässt noch mehr durch?

2. Was passiert, wenn der Akku voll ist? Der Laderegler lässt doch dann 
vereinfacht gesagt keinen Strom mehr zum Akku und damit auch keinen 
Strom mehr zum Wechselrichter durch, richtig? Wenn jetzt also noch 
Generatorleistung vorhanden wäre, würden dann der Wechselrichter 
trotzdem erst auf den Akku zugreifen und erst wenn dieser wieder etwas 
entladen ist, würde der Laderegler wieder anspringen und wir hätten 
wieder eine ähnliche Situation wie in 1?

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Deine Fragen lassen sich nicht pauschal beantworten, da es hier sehr 
stark auf die Eigenschaften der verwendeten Geräte ankommt.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Wenn dein Akku ein BMS hat, das Überladung und Tiefentladung verhindern 
soll:

So lange der Akku im Normalbetrieb ist, liefert der MPPT alle Leistung 
die er aus der Solarzellen holen kann ins Kabel, der Wechselrichter 
zieht alle Leistung die er braucht aus dem Kabel und der Akku wird mit 
der Differenz geladen bzw. entladen.

Schwierig wird es, wenn das BMS den Akku vom Kabel abklemmt. Dann 
versucht der MPPT die hanze Leistung ins Kabel zu stecken, der 
Wechselrichter nimmt aber nicht genau so viel Leistung entgegen und 
entweder entsteht Überspannung oder die Spannung bricht zusammen, 
sprich: es funktioniert nicht mehr.

Daher sollte ein BMS vorher, bevor es den Akku aus Sicherheitsgründen 
vom Kabel abklemmt, die Leistung des MPPT begrenzen können bzw. vor 
Tiefentladung den Wechselrichter abschalten können.

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Mit MPPT haben deine Fragen nichts zu tun. Da geht es um etwas ganz 
anderes, nämlich die Solarpanels so zu belasten, dass sie den besten 
Wirkungsgrad haben. Quasi wie wenn man beim Auto den optimalen Gang 
einlegt, damit der Motor am effizientesten arbeitet.

von Anton (al_gol)


Lesenswert?

Danke schon mal!

Stimmt, mit MPPT hat es nichts zu tun, eher mit dem Laderegler 
grundsätzlich.

Ja, der Akku in meinem Modell hat ein BMS. Trotzdem dachte ich, dass der 
Laderegler den Strom am Ausgang Richtung Akku abregelt, so bald er 
merkt, dass die Ladeschlussspannung erreicht wird/ist. Oder hängt genau 
das vom verwendeten Laderegler ab?

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Anton schrieb:
> Trotzdem dachte ich, dass der Laderegler den Strom am Ausgang Richtung
> Akku abregelt, so bald er merkt, dass die Ladeschlussspannung erreicht
> wird/ist. Oder hängt genau das vom verwendeten Laderegler ab?

Genau das, es hängt vom Laderegler und vom Akkutyp ab. Einen 12V 
Bleiakku kann man zum Beispiel dauerhaft an 13,8V hängen lassen. Den 
Strom muss man nicht aktiv absenken, das macht der Akku schon von 
alleine.

Dennoch begrenzen manche Laderegler den Ladestrom, denn ein leerer 
Bleiakku nimmt sehr viel Strom auf und könnte dabei den Laderegler 
überlasten. Es gibt aber auch Anlagen, wo der Ladestrom nicht von einem 
Regler begrenzt wird, sondern von den Solarpanels.

Wenn die Solaranlage mehr Strom liefern kann, als die Akkus als 
Ladestrom vertragen, dann ist eine Regelung der Stromstärke nötig. Wenn 
du darüber hinaus auch noch den überschüssigen Strom ins Netz einspeisen 
willst, dann müssen sich diese beiden Regler irgendwie miteinander 
abstimmen. Auch das ist wieder sehr abhängig von den jeweiligen 
Produkten.

von Rüdiger B. (rbruns)


Lesenswert?

Die Frage ist doch wie der Batterie Wechselrichter arbeitet.

von Anton (al_gol)


Lesenswert?

Ich dachte man könnte das allgemein erklären, aber ich sehe ein, dass 
das nicht so einfach ist.

Also, sagen wir mal es geht um LiFePO4 Akkus.

D.h. es gibt Laderegler, die einfach dauerhaft einen festen Strom 
ausgeben und dann gibt es Modelle, die den Ladestrom regeln und so z.B. 
beim Erreichen der Ladeschlussspannung den Strom herunterregelt?

Beim ersten Fall: was passiert hier wenn der Akku voll ist? Das BMS 
trennt den Akku und wo geht dann der Strom hin?

Beim zweiten Fall: der Akku ist voll und der Ladestrom ist weg, d.h. der 
Wechselrichter, der vielleicht noch gerne ein paar Ampere von den 
Solarzellen haben will, muss sie jetzt erstmal vom Akku nehmen?

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Anton schrieb:
> Ich dachte man könnte das allgemein erklären, aber ich sehe ein, dass
> das nicht so einfach ist.

Dennoch fragst du wieder nach einer allgemeinen Erklärung, wie diese 
Geräte funktionieren. Wie gesagt: Es kommt auf die konkreten Geräte an 
und wie sie miteinander verschaltet sind. Such dir welche aus und schau 
in deren Anleitung.

Es gibt solche und solche, und noch andere.

von Anton (al_gol)


Lesenswert?

also kann man die Laderegler auf dem Markt auch nicht in ein paar wenige 
Gruppen einteilen, um dann jeweils zu verstehen, wie sie funktionieren?

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Anton schrieb:
> Trotzdem dachte ich, dass der Laderegler den Strom am Ausgang Richtung
> Akku abregelt, so bald er merkt, dass die Ladeschlussspannung erreicht
> wird/ist.

Das klappt nur bei 1 Zelle.

Wenn du z.B. 10 in Reihe hast, nehmen wir LiIon die bei 4.2V voll und 
bei 4.3V vom BMS wegen Überladung abgetrennt werden, dann würde dein 
MPPT Lader bis 42V laden, aber da kann die Zelle mit der geringsten 
Kapazität schon theoretisch 6V haben während die anderen 9 noch bei 4.0V 
hängen, das BMS musste also schon unter 42V (nämlich bei 40.3V) 
abschalten.

In Wirklichkeit wird also immer das BMS abschalten, nie der Lader, denn 
der kennt nur die Gesamtspannung und nicht die Einzelspannungen und 
Akkus sind weder perfekt gebalanct noch haben die Zellen identische 
Kapazität.

Für das Abschalten beim Entladen gilt dasselbe.

Anton schrieb:
> D.h. es gibt Laderegler, die einfach dauerhaft einen festen Strom
> ausgeben und dann gibt es Modelle, die den Ladestrom regeln und so z.B.
> beim Erreichen der Ladeschlussspannung den Strom herunterregelt

Nein, alle Laderegler begrenzen den Strom und laden nur bis zu einer 
bestimmten Spannung, sonst wären es keine Laderegler sondern Netzteile.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Anton schrieb:
> also kann man die Laderegler auf dem Markt auch nicht in ein paar wenige
> Gruppen einteilen, um dann jeweils zu verstehen, wie sie funktionieren?

Wie gesagt, es gibt Geräte die sich auf eine Weise verhalten, und 
andere, die es genau anders herum machen.

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> alle Laderegler begrenzen den Strom

Es gibt Solar-Laderegler, die nur ein/aus schalten können. Hier im Forum 
wurden ab und zu mal Fotos von entsprechenden Platinen gezeigt. Sie 
nutzen aus, dass Solarzellen nur einen begrenzten Strom liefern können 
und setzen dazu passende Akkus voraus.

von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


Lesenswert?

von Anton schrieb:
>PV-Module hängen an einem MPPT-Solarladeregler

>Woher weiß der Laderegler wie viel
>Strom er an seinem Ausgang bereitstellen soll

Der Laderegler weiß das nicht und es interessiert ihm auch
nicht. Er ist so konstruiert, die maximal mögliche Leistung
(das sagt MPPT) aus den PV-Modulen raus zu holen, sowas
nennt man Leistungsanpassung. Wenn der Akku voll ist gibt
es eine Abschaltung, damit der Akku nicht kaputt geht.

>Wird dann erst der Wechselrichter versorgt und der Rest
>geht in den Akku?

Du mußt dir das wie eine Regentonne vorstellen, da gibt einen
Zufluss und einen Wasserhahn wo man das Wasser entnehmen kann.
Was passiert mit den Wasserstand wenn mehr Wasser zufließt
als entnommen wird? Was passiert mit dem Wasserstand wenn
mehr Wasser entnommen wird als zufließt? Was passiert mit
dem Wasserstand wenn genau so viel Wasser zufließt wie
entnommen wird?

von Anton (al_gol)


Lesenswert?

Schönes Bild, vielen Dank.
Um im Bild zu bleiben: wenn die Regentonne voll ist, dann wird der 
Zufluss zu gemacht. Am Wasserhahn wird aber weiterhin entnommen, aber 
weniger als zufließen könnte. Wechselt dann ständig der Zufluss zwischen 
auf und zu?
Zurück zum Akku: der würde dann ständig kurz entladen und wieder 
aufgeladen und zwar in hoher Frequenz? Gesund klingt das nicht.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Anton schrieb:
> Wechselt dann ständig der Zufluss zwischen auf und zu?
> Zurück zum Akku: der würde dann ständig kurz entladen und wieder
> aufgeladen und zwar in hoher Frequenz?

Ja.

> Gesund klingt das nicht.

Tja.

von Anton (al_gol)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Tja.

Tja, macht dem Akku aber nichts aus?

oder

Tja, ist schlecht für den Akku?

von Εrnst B. (ernst)


Lesenswert?

Anton schrieb:
> Tja, ist schlecht für den Akku?

Tja, auch bei den Akkus gibt's solche und solche.

LiIon/LiFePO machen die Mini-Zyklen wenig aus, aber dafür sind sie 
ständig rappelvoll, was sie nicht mögen.

Nickel-Stahl/Nickel-Cd/NiMH mögen die vielen kleinen Zyklen nicht 
besonders.

Blei hat vermutlich am wenigsten Problem damit.


Und ja, das ist ganz grob vereinfacht, und es gibt für alles nochmal 
Sonderfälle und Gegenbeispiele.

: Bearbeitet durch User
von Anton (al_gol)


Lesenswert?

Dann wäre es doch vermutlich auf jeden Fall besser, bei vollem Akku die 
PV-Module direkt zum Wechselrichter umzuleiten. Vermutlich ist das eine 
Schaltung, die in einem Hybridwechselrichter steckt? Wie nennt man 
sowas?

Oder den Akku hinter dem Laderegler ausklinken? Wenn der Wechselrichter 
dann in einem Bereich der normalen Ladespannung arbeitet, wirkt er dann 
für den Laderegler wie ein Akku und der Regler lässt wieder Strom durch?

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Anton schrieb:
> Dann wäre es doch vermutlich auf jeden Fall besser, bei vollem Akku die
> PV-Module direkt zum Wechselrichter umzuleiten

Nein.

Liest du eigentlich die Beiträge nicht ?

Der MPPT möchte immer mit dem Akku verbunden sein. Ein MPPT liefert nie 
genau die Leistung die der Wechselrichter gerade benötigt. Daher muss 
auch der WR direkt an den Akku. Es ist normal, dass der Akku am oberen 
Ende rumzuppelt, dafür gibt es eine Hysterese. Ebenso bei der Entladung

Wenn der Akku nahezu voll ist, sollte man die MPPT Leistung begrenzen, 
letztlich auf 0. Das geht bei RS485 steuerbaren oder durch Beeinflussung 
des PV Eingang in dem er abgeschaltet wird.

Normale BMS können das nicht. Wenn das System ein Gesamtsystem ist, kann 
es das schon.

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.