Rolle des Solar-Ladereglers & Wie funktioniert er

Wenn Sie ein Solarsystem bauen oder aufrüsten – sei es für ein Wohnmobil, eine Hütte oder ein netzunabhängiges Haus – haben Sie wahrscheinlich schon von einem Solar-Laderegler gehört. Diese wichtige Komponente ist entscheidend, um Solarenergie sicher in Batterien zu speichern und Gleichstromgeräte mit Strom zu versorgen.

Aber was genau macht ein Laderegler in einem Solarsystem, und wie funktioniert er? In diesem Leitfaden werden wir seine Rolle in einer Solaranlage erläutern, wie er funktioniert erklären und die Prinzipien hinter seinem Betrieb untersuchen.

Was macht ein Solar-Laderegler

Da die Leistung der Solarmodule im Tagesverlauf aufgrund wechselnder Sonneneinstrahlung und Wetterbedingungen schwankt, spielt der Solarladeregler eine entscheidende Rolle bei der Optimierung der Produktion und Nutzung der Energie aus den Solarmodulen.

Da die Leistung von Solarmodulen im Tagesverlauf aufgrund wechselnder Sonneneinstrahlung und Wetterbedingungen variiert, spielt der Solarladeregler eine entscheidende Rolle bei der Verwaltung und Optimierung der Energieerzeugung und -nutzung. Er ist auch notwendig, um Batterien und angeschlossene Lasten vor Problemen wie Überladung in einem Solarsystem zu schützen.

So trägt der Solarladeregler zu jeder Tageszeit bei:

Regulieren Sie die Energie der Solarpanels

1. In den frühen Morgenstunden oder bei starker Bewölkung kann die Spannung des Solarpanels nicht den Schwellenwert erreichen, um den Betrieb zu starten. In diesem Fall fungiert der Laderegler als Blocker, verhindert den Stromfluss und stoppt die Entladung der Batterie in die Paneele.

2. Mit zunehmendem Sonnenlicht erreicht die Panels-Spannung die Schwelle des Controllers. Dieser aktiviert sich und regelt Spannung und Strom, um die Batterie durch Bulk- und Absorptionsphasen sicher und effizient zu laden.

3. Sobald der Controller vollständig geladen ist, wechselt er in den Erhaltungsmodus und reduziert die Spannung auf eine Erhaltungsladung. Dies hält die Batterieladung aufrecht, gleicht die Selbstentladung aus und verhindert Kurzschlüsse, hohe Spannung, hohe Temperaturen und eine Verpolung der Batterie.

💡 Hinweis: Beim Auswählen eines Solar-Ladereglers stellen Sie sicher, dass er die Spannung und den Strom Ihrer Solaranlage verarbeiten kann. Andernfalls kann er ausfallen oder das System beschädigen.

Steuern Sie den Energiefluss zwischen verschiedenen Teilen eines Solarsystems

Zusätzlich zur Steuerung des Batterieladevorgangs koordiniert der Solarladeregler auch den Energiefluss zu DC-Lasten oder dem Power-Inverter. Wenn er erkennt, dass die Batteriespannung den Abschaltwert bei Niederspannung erreicht, trennt er automatisch die Ausgabe, um die Batterie zu schützen.

Wie funktioniert ein Solar-Laderegler

Der Laderegler sitzt zwischen dem Solarpanel und der Batteriebank und passt ständig an, wie viel Energie basierend auf der Panelspannung, dem Ladezustand der Batterie (SOC) und dem programmierten Ladeprofil (variiert je nach Batterietyp) geliefert wird.

Auf dem Markt gibt es zwei Haupttypen von Solar-Ladereglern: MPPT und PWM. Selbst wenn sie im selben Solarsystem verwendet werden, unterscheiden sich ihre Betriebsarten, was zu Unterschieden in der Gesamteffizienz führt.

Funktionsprinzip des MPPT-Ladereglers

MPPT-Solarladeregler überwacht kontinuierlich die Spannung und den Strom des Solarpanels, um den idealen Betriebspunkt (wo V x I = maximale Leistung) zu erkennen. Durch den Einsatz fortschrittlicher DC-DC-Wandlungwandelt er überschüssige Panels-Spannung in zusätzlichen Ladestrom um. Diese dynamische Anpassung erfolgt hunderte Male pro Sekunde und erreicht eine Effizienz von 92-98 % bei wechselnden Lichtverhältnissen.

Nehmen Sie als Beispiel ein System mit einem 120W Solarpanel (Imp 6,17A, Vmp 19,44V) und einer 12V-Batterie.

Unter idealem Sonnenlicht arbeitet das 120W Solarpanel nahe seinem maximalen Leistungspunkt bei 19,44V und 6,17A. Ein PWM-Regler würde die Panels-Spannung auf die 12V-Batterie absenken, wodurch die nutzbare Leistung auf etwa 74W reduziert wird.

Im Gegensatz dazu verfolgt ein MPPT-Regler die volle Spannungsausgabe des Panels und wandelt sie effizient um, um die 12V-Batterie zu laden. Ein MPPT-Regler arbeitet am maximalen Leistungspunkt des Panels und wandelt 19,44V effizient auf 12V herunter, während er den Strom erhöht von 6,17A auf etwa 8,57A und liefert dabei fast 120W.

Funktionsprinzip des PWM-Ladereglers

PWM-Solar-Laderegler regelt das Batterieladen, indem er die Verbindung zwischen dem Solarpanel und der Batterie schnell umschaltet. Er steuert den Ladestrom, indem er die Dauer der "Ein"-Phase (Tastverhältnis) basierend auf der Batteriespannung und dem Ladezustand anpasst. Wenn die Batterie sich der vollen Ladung nähert, verkürzt der Regler die Einschaltzeit, wodurch der Strom effektiv reduziert wird, um eine Überladung zu verhindern.

In einfacheren Worten fungiert der PWM-Controller wie ein automatischer Schalter. Wenn die Spannung des Solarpanels den Lade-Spannungspegel der Batterie überschreitet, schaltet er schnell ein und aus, um die Spannung an das anzupassen, was die Batterie sicher aufnehmen kann.

Aufgrund von Schwankungen in der Sonnenlichtintensität und der Temperatur arbeiten PWM-Regler häufig unterhalb des maximalen Leistungspunkts des Solarmoduls, wodurch überschüssige Spannung als Wärme abgegeben wird. Dadurch gehen 20–30 % der potenziellen Energie des Moduls verloren, anstatt in nutzbaren Strom umgewandelt zu werden.

Zögern Sie nicht, unseren ausführlichen Artikel zu lesen, der Ihnen einen detaillierten Vergleich bietet und Ihnen helfen kann, zwischen PWM- und MPPT-Technologien für Ihre spezifische Solaranlage zu entscheiden.