MPPT vs. PWM: Laderegler-Vergleich und Kaufratgeber

Ein Solarstromsystem umfasst typischerweise ein Solarpanel oder eine Solaranlage, die Strom erzeugt, eine Batteriebank, die den Strom für die spätere Verwendung speichert, und einen Wechselrichter, der den Gleichstrom aus den Batterien in Wechselstrom für den Einsatz in Haushalten oder Unternehmen umwandelt.

Der Laderegler sitzt zwischen den Solarmodulen und den Batterien, überwacht und reguliert den Stromfluss und spielt eine Rolle bei der Regulierung der Strommenge, die zwischen den Solarmodulen und den Batterien fließt .

Was ist ein Solarladeregler?

Ein Solarladeregler, auch Solarregler genannt, ist ein Gerät, das die Ladungsmenge reguliert , die von einem Solarpanelsystem in eine Batterie gelangt.

Es steuert im Wesentlichen die Spannung und den Strom, die in die Batterie eingespeist werden, um sicherzustellen, dass diese effizient und sicher geladen wird.

Ein Solarladeregler ist aus mehreren Gründen notwendig:

Überladung verhindern

Eine Überladung einer Batterie kann zu Schäden an der Batterie und sogar zu einer gefährlichen Situation führen. Ein Solarladeregler verhindert dies, indem er die Ladung der Batterie reguliert.

Maximierung der Akkulaufzeit

Ein Solarladeregler kann auch dazu beitragen, die Lebensdauer einer Batterie zu maximieren , indem er verhindert, dass sie unter- oder überladen wird.

Laden optimieren

Verschiedene Batterietypen haben unterschiedliche Ladeanforderungen und ein Solarladeregler kann den Ladevorgang je nach verwendetem Batterietyp optimieren .

Insgesamt ist ein Solarladeregler ein wesentlicher Bestandteil jeder solarbetriebenen Anlage mit Batterien, da er Schäden an den Batterien durch Überladung oder Entladung verhindert und gleichzeitig deren Lebensdauer maximiert.

Arten von Solarladereglern

Solarladeregler sind ein wesentlicher Bestandteil einer Solarstromanlage, da sie den Energiefluss von den Solarmodulen zur Batteriebank regeln. Es gibt zwei Arten von Solarladereglern:

Was ist ein MPPT-Solarladeregler?

MPPT steht für Maximum Power Point Tracking und ist ein Verfahren zur Maximierung der Leistungsabgabe des Solarpanels durch kontinuierliche Verfolgung und Anpassung des Betriebspunkts des Solarstromsystems an den Punkt, an dem das Panel die maximal mögliche Leistung erzeugt. Sonnenlichtbetriebene Ladegeräte zeigen je nach Klimabedingungen unterschiedliche Ergebnisse.

MPPT-Laderegler können die Spannung des sonnenbetriebenen Ladegeräts mit der Batteriespannung koordinieren, um die Ladeleistung zu steigern . In diesen Rahmenbedingungen kann die volle Leistung sonnenlichtbetriebener Ladegeräte genutzt werden, indem Spannung und Strom gemäß der Bedingung P = V x A angepasst werden.

Beispielsweise wurde die Stromaufnahme der Platinen verringert, um die Spannung bei bewölktem Wetter sicherzustellen. Bei hellem Wetter darf mehr Strom entnommen werden. Wenn Sie einen MPPT-Solarladeregler verwenden, können Sie eine sonnenorientierte Spannung verwenden, die höher als Ihr Batterierahmen ist, da Ihr Laderegler die Spannung senkt, damit Ihre Batterie nicht überlastet wird.

Wenn Sie eine bessere Effizienz benötigen und sich über den Spannungsunterschied zwischen Ihrer Batterie und dem solarbetriebenen Ladegerät den Kopf zerbrechen, stecken Sie Ressourcen in einen MPPT-Laderegler. Sie müssen lediglich sicherstellen, dass die VOC Ihrer Platinen unter der Oberspannung Ihres Ladereglers liegen.

Was ist ein PMW-Solarladeregler?

PWM steht für Pulsweitenmodulation . Und ein PWM-Solarladeregler, verdeutlicht als elektrischer Schalter zwischen Batterien, wird zur Regelung des Ladens von Batterien durch Solarmodule verwendet.

Der PMW-Laderegler lässt sich schnell ein- und ausschalten. Anschließend kann die gewünschte Spannung zum Laden der Batterien bereitgestellt werden. Der Ladestrom wird mit zunehmendem Ladevorgang der Batterien allmählich verringert .

Mit einem PWM-Laderegler wird erwartet, dass ein 12-Volt-Ladegerät auf Sonnenlichtbasis eine 12-Volt-Batterie usw. auflädt. Wenn Sie einen PWM-Laderegler für eine 12-V-Batterie verwendet haben, aber bei Ladegeräten auf 48-V-Sonnenlichtbasis, hat das PWM gewonnen Die zusätzlich gelieferte Energie wird nicht genutzt , es werden lediglich 12 V gesammelt.

Der Kauf eines PWM-Ladereglers ist keine wirklich schlechte Entscheidung, auch wenn er weniger effizient ist als ein MPPT. Der beste Laderegler für Sie ist ein erstklassiger, der für die Umstände geeignet ist, für die Sie ihn wirklich benötigen. Wir werden ihn im Folgenden erläutern, um Sie bei der Auswahl zu unterstützen.

Hauptunterschiede zwischen MPPT und PWM

	PWM-Laderegler	MPPT-Laderegler
Temperaturbedingungen	Weniger 20 – 25 % Aufladung	besser geeignet für kältere Bedingungen
Größe	Arbeitet mit einer relativ konstanten Ernteeffizienz	Weniger effizient bei Anwendungen mit geringem Stromverbrauch.
Kosten	Billiger	Teurer
Array-Spannung	PV-Array- und Batteriespannungen sollten übereinstimmen	Die Spannung der PV-Anlage kann höher sein als die Batteriespannung
Batteriespannung	Arbeitet mit Batteriespannung und funktioniert daher gut bei warmen Temperaturen und wenn die Batterie fast voll ist	Arbeitet oberhalb der Batteriespannung und kann so bei kalten Temperaturen und bei niedrigem Batteriestand für „Boost“ sorgen.
Systemgröße	Wird normalerweise für den Einsatz in kleineren Systemen empfohlen, bei denen die MPPT-Vorteile minimal sind	≈ 150 W – 200 W oder höher, um die MPPT-Vorteile zu nutzen
Off-Grid oder Grid-Tie	Es müssen netzunabhängige PV-Module verwendet werden, typischerweise mit Vmp ≈ 17 bis 18 Volt für jede 12-V-Nennbatteriespannung	Ermöglicht die Verwendung kostengünstigerer/netzgekoppelter PV-Module und trägt so zur Senkung der Gesamtkosten des PV-Systems bei
Methode zur Array-Größenbestimmung	Größe des PV-Arrays in Ampere (basierend auf dem erzeugten Strom, wenn das PV-Array mit Batteriespannung betrieben wird)	PV-Array-Größe in Watt (basierend auf dem maximalen Ladestrom des Controllers x Batteriespannung)
Art des Solarmoduls	Keine Unterstützung	Verfolgt den maximalen Leistungspunkt (also MPPT) dieser kostengünstigeren Netzkopplungsmodule, um die Batterien aufzuladen

Was sind die Vorteile von MPPT gegenüber PWM?

MPPT-Solarladeregler (Maximum Power Point Tracking) bieten gegenüber PWM-Solarladereglern (Pulsweitenmodulation) mehrere Vorteile. Zu diesen Vorteilen gehören:

Erhöhte Effizienz

MPPT-Regler können einem Solarpanel bis zu 30 % mehr Strom entziehen als PWM-Regler, was dazu führt, dass mehr Energie aus demselben Solarpanel-Array gewonnen wird. Dies liegt daran, dass MPPT-Regler die Spannungs- und Stromabgabe anpassen können, um sicherzustellen, dass das Solarpanel im maximalen Leistungspunkt arbeitet.

Flexibilität

MPPT-Regler sind für den Betrieb mit einem größeren Spannungsbereich von Solarmodulen ausgelegt und können auch für den Betrieb mit verschiedenen Batterietypen konfiguriert werden. Dies ermöglicht mehr Flexibilität bei der Gestaltung eines Solarsystems, das den spezifischen Stromanforderungen gerecht wird.

Bessere Batterieladung

MPPT-Controller können Batterien effizienter und sicherer laden als PWM-Controller. MPPT-Controller verwenden einen mehrstufigen Ladevorgang , der eine Über- und Unterladung der Batterie verhindert, was die Lebensdauer der Batterie verlängern kann.

Verbesserte Überwachung

MPPT-Regler verfügen oft über integrierte Überwachungsfunktionen, die es Benutzern ermöglichen, die Leistung ihrer Solaranlage in Echtzeit zu verfolgen . Dies kann Benutzern helfen, etwaige Probleme mit ihrem System zu erkennen und Anpassungen vorzunehmen, um die Effizienz und Leistung zu verbessern.

Insgesamt bieten MPPT-Solarladeregler eine effizientere und flexiblere Lösung für Solarstromanlagen, was sie für viele Benutzer zur bevorzugten Wahl macht.

Überlegungen zum Kauf eines Ladereglers

Laderegler sind ein wesentlicher Bestandteil jeder Solarstromanlage, da sie den Stromfluss von den Solarmodulen zu den Batterien regeln, die Batterien vor Überladung schützen und eine optimale Leistung gewährleisten. Beim Kauf eines Ladereglers sind mehrere Überlegungen zu beachten:

Effizienz

MPPT-Regler sind im Allgemeinen effizienter als PWM-Regler. MPPT-Regler sind in der Lage, den maximalen Leistungspunkt des Solarpanels zu verfolgen, wodurch sie dem Solarpanel mehr Energie entziehen können. PWM-Controller hingegen regeln lediglich die Spannung des Solarpanels, um eine Überladung zu verhindern.

Kosten

MPPT ist teurer als PWM (Pulsweitenmodulation), da es komplexere Elektronik und Algorithmen verwendet, um die maximale Leistungsabgabe von Solarmodulen kontinuierlich zu verfolgen, was Ihnen hilft, die Energieabgabe Ihrer Solarstromanlage zu maximieren.

Panelspannung

Die PV-Spannung sollte nicht die obere Spannung des Solarladereglers erreichen . MPPT-Regler eignen sich besser für Systeme mit höheren Panelspannungen. Wenn Ihre Solarmodule über eine höhere Ausgangsspannung verfügen, kann ein MPPT-Regler dies nutzen und in nutzbare Energie umwandeln.

Ladestrom

Der Ladestrom des Ladereglers sollte ausreichen, um die Batterien in Ihrem System effektiv zu laden. Sie sollten einen Laderegler wählen, der den maximalen Strom verarbeiten kann, der von Ihren Solarmodulen erzeugt wird.

Akku-Typ

Unterschiedliche Akkus erfordern unterschiedliche Lademethoden . Daher ist es wichtig, einen Laderegler zu wählen, der mit dem von Ihnen verwendeten Akkutyp kompatibel ist. Einige MPPT-Controller sind speziell für bestimmte Batterietypen konzipiert, beispielsweise Blei-Säure- oder Lithium-Ionen-Batterien. Stellen Sie sicher, dass Sie einen Controller wählen, der mit Ihrem Batterietyp kompatibel ist.

Panel-Beschattung

MPPT-Regler können die Verschattung und Teilverschattung von Solarmodulen besser bewältigen. Wenn Sie an einem Ort leben, an dem es nicht genügend Sonnenlicht gibt oder Ihre Module teilweise im Schatten liegen, kann ein MPPT-Regler die Spannung und den Strom anpassen, um die Energieabgabe zu optimieren.

Systemgröße

Wenn Sie eine kleine Solarstromanlage haben, kann ein PWM-Controller ausreichend sein. Wenn Sie jedoch über ein größeres System verfügen, kann ein MPPT-Regler die Energieabgabe maximieren und eine bessere Gesamtleistung bieten.

Letztendlich hängt die Wahl zwischen einem PWM- und einem MPPT-Regler von Ihrer spezifischen Solarstromanlage und Ihrem Energiebedarf ab. Berücksichtigen Sie bei Ihrer Entscheidung die oben genannten Faktoren.

Was ist die Oberspannung des Solarladereglers?

Die Oberspannung eines Ladereglers, abhängig vom jeweiligen Modell und seinen Spezifikationen , ist die maximale Spannung, bei der der Regler den Ladevorgang einer Batterie stoppt, um Überladung und Schäden zu verhindern. Sie liegt normalerweise etwas über der maximalen Spannung der Batterie.

Wenn Sie PMW-Laderegler verwenden, müssen Sie die Solarmodule möglicherweise parallel anschließen, da PWMs niedrige PV-Spannungsgrenzen haben. Diese Grenzwerte liegen oft bei etwa 25 V oder 50 V und reichen nur für ein oder zwei in Reihe geschaltete 12-V-Solarmodule aus.

Andererseits ermöglichen MPPT-Laderegler die Reihenschaltung mehrerer Panels. Viele MPPTs haben eine Oberspannung von 100 Volt, was bedeutet, dass Sie bis zu vier gängige 12-100-W-Solarmodule in Reihe schalten können, ohne den Grenzwert zu überschreiten, aber gleichzeitig den Strom reduzieren und Geld bei den Ausrüstungs- und Verkabelungskosten sparen können.

Notiz:

Es ist jedoch zu beachten, dass eine Reihenschaltung nicht immer die beste Option ist . Wenn beispielsweise Solarmodule viel Zeit bei gemischten Lichtverhältnissen verbringen, kann eine Parallelverkabelung vorteilhafter sein. Wenn Sie mehr über die Reihen- und Parallelverkabelung von Solarmodulen erfahren möchten, schauen Sie sich meine Anleitung zur Verkabelung von Solarmodulen in beiden Konfigurationen an.

Die Verwendung eines PWM-Ladereglers (Pulsweitenmodulation) für Solarmodule kann dazu führen, dass die Module parallel verkabelt werden, was den Kabelquerschnitt und die Verkabelungskosten aufgrund längerer Kabelwege erhöht . Andererseits können MPPT-Laderegler (Maximum Power Point Tracking) mehr Solarmodule in Reihe schalten, wodurch der PV-Strom niedrig bleibt und die Verwendung kleinerer Kabelquerschnitte ermöglicht wird, was zu geringeren Verkabelungskosten führt.

MPPT VS PWM – Welcher Solarladeregler ist für mich besser?

Der MPPT-Regler ist ideal:

Für größere Rahmen, bei denen die zusätzliche Energiegewinnung um 20 %* oder mehr von Vorteil ist

Wenn die Sonnenspannung deutlich höher ist als die Batteriespannung, beispielsweise bei Verwendung von Hausplatinen zum Laden von 12-V-Batterien

Das PWM ist eine gute Wahl mit minimalem Aufwand:

Für bescheidenere Rahmen

Wo die Wirksamkeit des Rahmenwerks nicht grundlegend ist, z. B. Stream-Charging.

Für sonnenbetriebene Ladegeräte mit einer extremsten Betriebsspannung (Vmp) von bis zu 18 V zum Laden einer 12-V-Batterie (36 V für eine 24-V-Batterie usw.)

* Ein MPPT-Regler liefert im Vergleich zu einem PWM-Regler höhere Erträge, wenn die Platinenspannung steigt. Beispielsweise liefert ein 160-W-eArche-Board mit 36 herkömmlichen monokristallinen Zellen und einer maximalen Leistung von 8,4 A etwa 8,6 A bei 12 V; Während die 180-W-Platine mit 4 zusätzlichen Zellen eine ähnliche Stromstärke liefert, erhöhen 4 zusätzliche Zellen die Platinenspannung um 2 V. Ein PWM-Regler erhält keine zusätzliche Energie, ein MPPT-Regler hingegen sammelt zusätzliche 11,1 % (4/36) von der 180-W-Platine.

Nach der gleichen Regel benötigen alle Platinen, die SunPower-Zellen mit mehr als 32 Zellen verwenden, einen MPPT-Laderegler, da ein PWM-Regler bei Platinen mit 36, 40 oder 44 Zellen die gleiche Energie wie bei einer Platine mit 32 Zellen erhält.