Technik – Solarregler
Professionelle Solar-Ladetechnik
Eine Solaranlage, richtig dimensioniert, lässt Reisemobil, Caravan oder Boot autark werden und besteht aus drei Komponenten: Solar-Modul, Solar-Laderegler und Batterie. Die VOTRONIC Solar-Regler stellen das Bindeglied zwischen Solar-Modul und Batterie dar, arbeiten vollautomatisch und sorgen für optimale Ladung der Batterie ohne zu überladen. Tagsüber wird bei Stromverbrauch sofort nachgeladen, nachts eine Rückentladung der Batterie verhindert.
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Die Geräte zeichnen sich durch große Betriebssicherheit aus. Hochwertige Ladetechnik in Verbindung mit intelligenter Mikroprozessorsteuerung sorgt für die exakte Einhaltung von Ladespannungen, -Strömen und -Zeiten. Der Hauptladeausgang mit IU1oU2-Ladekennlinie kann optimal auf Säure/Nassbatterien, Gel-, AGM/Vliesbatterien oder Lithiumbatterien eingestellt werden. Mit dem Temperatur-Sensor (empfohlenes Zubehör, Art.-Nr. 2001) zur Batterietemperatur-Kompensation wird bei tiefen Temperaturen (Winterbetrieb) die Ladespannung automatisch erhöht, die geschwächte Batterie besser und schneller vollgeladen. Bei sommerlichen Temperaturen wird die Ladespannung abgesenkt, dadurch die Belastung (Gasung) der Batterie vermindert bzw. die Lebensdauer von gasdichten (z.B. Gel-) Batterien erhöht. Der zweite Ladeausgang ist spannungs- und stromreduziert und dient zur Stützladung und Ladeerhaltung der Fahrzeug-Starterbatterie bei langen Standzeiten.
Die Laderegler sind für alle handelsüblichen Solar-Module geeignet. Mit mehreren Solar-Modulen können leistungsstärkere Anlagen konzipiert werden, auch nachträglich. Der Solar-Laderegler wird dann nach der Solarmodulleistung (Wp) ausgewählt.
Es stehen zwei Regelverfahren zur Verfügung: Regler der VOTRONIC SR-Serie sind in bewährter Serien-Regler-Technik konzipiert. Hier handelt es sich um ein weit verbreitetes, einfaches, zuverlässiges und preisgünstiges Regelverfahren.
Die MPP-Regler hingegen mit Maximum-Power-Point-Regelverfahren sind technisch aufwändiger konzipiert. Sie ermitteln erstens automatisch immer die optimale Leistungsausbeute (Peak) aus dem Solar-Modul. Zweitens wird der Spannungsüberschuss zwischen Solar-Modul und Batterie umtransformiert auf einen höheren Batterie-Ladestrom. Diese Vorgänge werden mehrfach pro Sekunde gemessen, berechnet und ausgeführt und sorgen so immer für die optimale Anpassung des Solar-Moduls zur Batterie und bestmögliche Leistungsausnutzung der Solaranlage. Die Ladestromzunahme beträgt gegenüber herkömmlichen Reglern ca. 10-30%.
Folgende Fragen spielen bei der Auswahl eine entscheidende Rolle:
- Reicht die verhältnismäßig unkomplizierte dabei aber preisgünstigere Serien-Regelung aus
oder soll die Anlage zu jedem Zeitpunkt und in jeder Lebenslage ein Maximum an Energie liefern?
Durch die MPP- (MPT, PPT)-Technologie ermittelt der Regler automatisch permanent die maximale Leistungsausbeute der Solar-Module. Eine spezielle Hochfrequenz-Schaltreglertechnologie mit hohem Wirkungsgrad macht dies möglich und sorgt so für kürzere Ladezeiten und die bestmögliche Leistungsausnutzung der Solaranlage. - Bewegt man sich eher in kühleren Regionen bzw. ist sogar Wintercamper
oder besucht man eher die wärmeren Gefilde?
Da die Zellenspannung der Solar-Module mit steigender Temperatur sinkt, fällt die zusätzliche Leistungsausbeute durch den MPP-Regler in wärmeren Gefilden niedriger aus als bei kühleren Temperaturen. - Werden die angeschlossenen Verbraucher auch tagsüber betrieben
oder sollte der tagsüber erzeugte Strom vorzugsweise abends zur Verfügung stehen?
Der Mehraufwand für einen MPP-Regler empfiehlt sich besonders dann, wenn die Batterie auch tagsüber durch die angeschlossenen Verbraucher (z.B. durch einen Kompressor-Kühlschrank) belastet wird. Wird der tagsüber erzeugte Strom aber vornehmlich abends verbraucht, ist der SR-Regler eher zu empfehlen, da die Kapazitätseinlagerung in die Batterie (Ah) ohnehin mehr Zeit benötigt als die Steigerung der Batteriespannung.
Reihen- oder Parallelschaltung?
Grundsätzlich ist der Betrieb eines MPP-Solarreglers (ganz gleich ob von Votronic oder einem anderen Hersteller) mit einem Solar-Modul oder mehreren Solar-Modulen im mittleren Spannungsbereich (Parallelschaltung) sinnvoller, als der Betrieb in einem Spannungsbereich näher an der Belastungsgrenze (24V-Solar-Module mit bis zu 60V Leerlaufspannung oder 12V-Module in Reihenschaltung), da allgemein Leistungsstufen im mittleren Bereich effizienter arbeiten können. Falls dennoch ein Betrieb im oberen Spannungsbereich angestrebt wird, so ist die Verwendung eines möglichst groß dimensionierten Solarreglers mit aktiver Kühlung sinnvoller, als mit passiver Kühlung. Bei unseren MPP-Solarreglern verfügt lediglich der MPP 170 CI über eine passive Kühlung.
Die landläufige Meinung, dass beispielsweise eine Reihenschaltung mehrerer Solar-Module mit einer daraus resultierenden hohen PV-Spannung einen erhöhten Regelbereich für das MPP-Tracking bereitstellt und dadurch das Gerät morgens früher ein- und abends später abschaltet ist zwar korrekt, jedoch ist zum Einen genau zu diesen Zeiten die Leistung der Solarmodule aufgrund der tiefstehenden Sonne so gering, dass es hierdurch zu keinem nennenswerten Mehrwert des Ladeverhaltens kommen kann (unabhängig davon, ob 12V oder 24V-Modul). Zum Anderen bewirkt der permanente Betrieb des Solarreglers im oberen Belastungsbereich bei sonnigem Tagesverlauf, wie bereits geschildert, eine verminderte Effizienz der Leistungsstufe (verringerter Ladestrom bei hohen Bauteil-Temperaturen).
Im Fall einer Teilbeschattung wird die System-Leistung der Modul-Reihenschaltung stark beeinträchtigt (Beispiel: defektes Birnchen in einer Lichterkette). In der Parallelschaltung bewirkt eine Teilbeschattung lediglich den Wegfall der PV-Leistung des jeweils abgeschatteten Moduls. Das andere Modul kann seine volle PV-Leistung weiterhin liefern, da es direkt mit dem Solarregler verbunden ist. Für eine dichtere Wolkendecke oder Hochnebel gilt das Gleiche, wie für die bereits geschilderte Situation am Morgen oder am Abend. Es wird zwar rasch eine ausreichend hohe PV-Spannung erreicht, die verfügbare PV-Stromstärke ist bei schlechten Lichtverhältnissen jedoch so gering, dass die daraus rechnerisch resultierende PV-Leistung (Leistung = Spannung x Strom) keinen Mehrwert im Ladeverhalten mit sich bringt. Lediglich eine Erhöhung der Anzahl der Solar-Module kann Versorgungsdefizite bei schlechteren Lichtverhältnissen kompensieren, da sich nur so die Summe der PV-Ströme und damit die PV-Gesamt-Leistung erhöhen lässt.
Die mögliche Effizienz eines 12V-Solar-Moduls steht der möglichen Effizienz eines 24V-Solar-Moduls nicht nach, da sich die angegebene Maximal-Leistung (Wp) am Ende durch die PV-Spannung multipliziert mit dem PV-Strom in gleicher Weise errechnet und für den Solarregler zur Wandlung des Spannung-Strom-Verhältnisses bereitgestellt wird. Bei 24V-Module ist zwar die Spannung höher, jedoch der Strom geringer (im Vergleich zu 12V-Modulen).
Wir empfehlen aus diesem Grund die Verwendung von 12V-Solar-Modulen in Parallelschaltung an dem MPP-Solarregler.
Wir werden oft darauf angesprochen und gefragt, warum unsere MPP-Solarregler eine maximale Belastbarkeit von 60V am Solar-Eingang besitzen und warum diese nicht wesentlich höher ist, wie beispielsweise bei Gebäude-PV-Anlagen. Bei Geräten und Anlagen, welche nicht mit besonderen Berührungs-Schutzvorrichtungen versehen sind, dürfen nur Sicherheits-Kleinspannungen verwendet werden (SELV Safe Extra Low Voltage). Wie hoch diese in verschiedenen Anwendungen sein dürfen, ist in der DIN VDE 0100 festgelegt.
Da uns als Geräte-Hersteller eine allzeit sichere Handhabe in jedem Anwendungsfall sowohl bei der Installation, im Betrieb als auch im eventuellen Fehlerfall gelegen ist, ist die maximale Systemspannung mit der maximalen PV-Eingangsspannung auf 60V DC begrenzt.
Die genauen, gerätespezifischen Daten finden Sie in der Detailbeschreibung zu jedem Laderegler auf unserer Webseite bzw. in der entsprechenden, aktuellen Montage- und Bedienungsanleitung.
12 V und 24 V
Überladeschutz
✓
Ladekennlinie
IU1oU2
Rückstromsperre (Nachtbetrieb)
✓
Bordnetzfilter eingebaut, problemloser Parallelbetrieb mit Ladegeräten, Lichtmaschinen, Generatoren an der selben Batterie
✓
Schutz gegen Überlastung, Überhitzung, Kurzschluss, Verpolung
✓
Automatische Batterie-Temperaturkompensation separat auf Säure-, Gel- und AGM-Batterien ausgelegt, Temperatur-Sensor Art.-Nr. 2001 erforderlich
✓
Automatischer Ausgleich der Spannungsverluste auf den Ladekabeln
✓
Überspannungsbegrenzung zum Schutz empfindlicher Verbraucher
✓
Lade-Timer
2-fach
Umgebungstemperaturbereich
-20 bis +45 °C
Umgebungsbedingungen, Luftfeuchtigkeit
max. 95 % RF
Prüfzeichen
CE, E-Prüfung (EMV/Kfz-Richtlinie)
Solar-Laderegler in SR-Technik
- Hauptladeausgang I: Automatische Ladung und Ladererhaltung der (Haupt-) Bord-Versorgungsbatterie
- Nebenladeausgang II: Strom- und spannungsreduziert für Nachladung sowie Ladeerhaltung der Fahrzeug-Starterbatterie, hält diese immer startfähig
- Stufenlose Regelung, volle Batterien durch sofortige Nachladung bei Stromverbrauch
- Automatische Ladeprogramm für Gel-, Säure-/Nass- und AGM-/Vlies-Batterien einstellbar
- Betriebsanzeigen 5-fach
- Sehr geringer Eigenstromverbrauch
- Anschluss für Batterie Temperatur-Sensor
- Steuerausgang EBL, vorbereitet für Elektroblock mit Solarstromanzeig (Kabelsatz Art. 2007 erforderlich) Bitte prüfen Sie vorab unbedingt die Kompatibilität Ihres Schaudt-Elektroblocks (EBL) sowie der entsprechenden Kontroll- und Anzeigetafel, da wir hierfür keine Gewährleistung übernehmen können.
- Schaltausgang "AES" mit LED-Anzeige: Bewirkt bei reichlich Solar-Leistungsüberschuss das automatische Abschalten bei Dometic/ELEKTROLUX-Kühlschränken mit "AES" (Automatic Energy Selector) von Gas- auf 12V-Betrieb
Solar-Laderegler in MPP-Technik
- Hauptladeausgang I: Automatische Ladung und Ladererhaltung der (Haupt-) Bord-Versorgungsbatterie
- Nebenladeausgang II: Strom- und spannungsreduziert für Nachladung sowie Ladeerhaltung der Fahrzeug-Starterbatterie, hält diese immer startfähig
- Stufenlose Regelung, volle Batterien durch sofortige Nachladung bei Stromverbrauch
- Automatische Ladeprogramm für Gel-, Säure-/Nass-, AGM-/Vlies- und Lithium-Batterien einstellbar für optimale Ladeergebnisse
- Betriebsanzeigen 5-fach
- Sehr geringer Eigenstromverbrauch
- Eingang für Batterie Temperatur-Sensor zur Temperaturkompensation
- Steuerausgang EBL, vorbereitet für Elektroblock mit Solarstromanzeige (Kabelsatz Art. 2007 erforderlich) Bitte prüfen Sie vorab unbedingt die Kompatibilität Ihres Schaudt-Elektroblocks (EBL) sowie der entsprechenden Kontroll- und Anzeigetafel, da wir hierfür keine Gewährleistung übernehmen können.
- Schaltausgang "AES" mit LED-Anzeige: Bewirkt bei reichlich Solar-Leistungsüberschuss das automatische Abschalten bei Dometic/ELEKTROLUX-Kühlschränken mit "AES" (Automatic Energy Selector) von Gas- auf 12V-Betrieb
Der konfektionierte, 2-teilige Kabelsatz ist für den Anschluss der VOTRONIC Solar-Regler der Baureihe SR 150 Duo Digital bis SR 550 Duo Digital sowie MPP 170 CI bis MPP 440 CI an einen vorhandenen Schaudt Elektroblock (EBL) mit angeschlossener Kontroll-und Anzeigetafel DT... / LT... vorgesehen.
Die VOTRONIC Solar-Regler der o.g. Baureihe liefern ein passendes Solarstrom Mess-Signal an der Klemme „EBL“.
Der Kabelsatz beinhaltet:
1. Verbindungskabel X für die Ladung der Wohnraum-Batterie aus dem Solar-Regler
2. Verbindungskabel Y für das Signal Solarstrom Wohnraum-Batterie vom Solar-Regler an EBL DT... / LT...
SR 150
SR 230
SR 350
SR 550
MPP 170
MPP 260
MPP 360
MPP 440
109
-
-
-
-
-
-
-
-
29
X
X
-
-
X
-
-
-
208 E
X
X
-
-
X
-
-
-
208 S E
X
X
-
-
X
-
-
-
29 mit OVP
X
X
-
-
X
-
-
-
99 B
X
X
-
-
X
-
-
-
99 G
X
X
-
-
X
-
-
-
119
X
X
-
-
X
-
-
-
119 mit OVP
X
X
-
-
X
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-
-
211
X
X
-
-
X
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-
-
208 B
X
X
-
-
X
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30
X
X
-
-
X
-
-
-
30 mit OVP
X
X
-
-
X
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-
100-2
X
X
-
-
X
-
-
-
CSV 409
X
X
-
-
X
-
-
-
CSV 410
X
X
-
-
X
-
-
-
CSV 413
X
X
-
-
X
-
-
-
CSV 415
X
X
-
-
X
-
-
-
225
X, Y
X, Y
Y
Y
X, Y
Y
Y
Y
226
X, Y
X, Y
Y
Y
X, Y
Y
Y
Y
101 C
X, Y
X, Y
Y
Y
X, Y
Y
Y
Y
102
X, Y
X, Y
Y
Y
X, Y
Y
Y
Y
102 mit OVP
X, Y
X, Y
Y
Y
X, Y
Y
Y
Y
220-2
X, Y
X, Y
Y
Y
X, Y
Y
Y
Y
213
X
X
X 1)
-
X
X
-
-
271
X
X
X 1)
-
X
X
-
-
630
X
X
X 1)
-
X
X
-
-
251 A
X
X
X 1)
-
X
X
-
-
630 B
X
X
X 1)
-
X
X
-
-
1) maximal 300 Watt installierte Gesamt-Panel-Leistung
X = Anschlussleitung Ladung Wohnraum-Batterie (1m lang)
Y= Anschlussleitung Signal Anzeige Solarstrom Wohnraum-Batterie (1m lang)