
Deutschland ist bei der Solarstromnutzung eines der führenden Länder in Europa. Beim Pro-Kopf-Verbrauch von Solarstrom belegte das Land Platz eins.
Der Solar-Booster ist ein Gerät, das verwendet werden kann, um noch mehr aus Sonnenkollektoren und Schüsseln herauszuholen, indem das Licht der Sonne für maximale Effizienz auf eine kleinere Fläche fokussiert wird. Kennst du den wichtigen Unterschied zwischen MPPT und PWM nicht, solltest du unbedingt weiterlesen.
Was ist ein Solar-Booster?
Du fragst dich was ein Solar-Booster bzw. Solarladeregler ist? Ein Solarladeregler, auch Solarregler genannt, ist im Wesentlichen ein Solar-Batterieladegerät, das zwischen den Solarmodulen und der Batterie angeschlossen ist. Seine Aufgabe ist es, den Ladevorgang der Batterie zu regeln und dafür zu sorgen, dass die Batterie richtig geladen wird oder, noch wichtiger, dass sie nicht überladen wird. Gleichstrom-gekoppelte Solarladeregler gibt es schon seit Jahrzehnten und sie werden in fast allen kleinen netzunabhängigen Solarsystemen eingesetzt.
Moderne Solarladeregler verfügen über fortschrittliche Funktionen, die sicherstellen, dass das Batteriesystem präzise und effizient geladen wird, sowie über Funktionen wie den DC-Lastausgang für die Beleuchtung. In der Regel haben die meisten kleineren 12V-24V Laderegler bis zu 30A DC-Lastanschlüsse und werden für Wohnwagen, Wohnmobile und kleine Gebäude verwendet. Die meisten größeren, fortschrittlicheren MPPT-Solarladeregler mit 60A und mehr haben dagegen keine Lastausgangsklemmen und sind speziell für große netzunabhängige Stromversorgungssysteme mit Solaranlagen und leistungsstarken netzunabhängigen Wechselrichtern konzipiert.
Solarladeregler werden nach der maximalen Eingangsspannung (V) und dem maximalen Ladestrom (A) eingestuft. Wie im Folgenden näher erläutert, bestimmen diese beiden Werte, wie viele Solarmodule an den Laderegler angeschlossen werden können.
- Stromstärke (A) = Maximaler Ladestrom.
- Nennspannung (V) = Maximale Spannung (Voc) des/der Solarmodule/s.
MPPT vs. PWM Solar-Booster
Es gibt zwei Haupttypen von Solarladereglern: PWM und MPPT. Letzteren werde ich in diesem Beitrag aufgrund der höheren Ladeeffizienz, der besseren Leistung und anderer Vorteile, die im Folgenden erläutert werden, in den Mittelpunkt stellen.
PWM Solar-Booster
Einfache PWM-Solarladeregler (Pulsweitenmodulation) haben eine direkte Verbindung zwischen dem Solarmodul und der Batterie und verwenden einen einfachen „Schnellschalter“, um die Batterieladung zu modulieren oder zu steuern. Der Schalter (Transistor) ist offen, bis die Batterie die Absorptionsladespannung erreicht. Dann beginnt der Schalter, sich schnell zu öffnen und zu schließen (Hunderte von Malen pro Sekunde), um den Strom zu modulieren und eine konstante Batteriespannung aufrechtzuerhalten. Das funktioniert gut, aber das Problem ist, dass die Spannung des Solar-Panels nach unten gezogen wird, um der Batteriespannung zu entsprechen. Das wiederum führt dazu, dass die Modulspannung von der optimalen Betriebsspannung (Vmp) abweicht und die Leistung und Effizienz des Moduls sinkt.
PWM-Solarladeregler sind eine gute und kostengünstige Option für kleine 12-Volt-Systeme, wenn ein oder zwei Solarmodule verwendet werden, z. B. für einfache Anwendungen wie Solarbeleuchtung, Camping und einfache Dinge wie USB-/Handy-Ladegeräte. Wenn mehr als ein Modul verwendet wird, sollten sie parallel und nicht in Reihe geschaltet werden.
MPPT Solar-Booster
MPPT oder „Maximum Power Point Tracker“ sind weitaus fortschrittlicher als PWM-Regler und ermöglichen es dem Solarmodul, an seinem maximalen Leistungspunkt zu arbeiten, genauer gesagt, an der optimalen Spannung für eine maximale Leistungsabgabe. Mit dieser cleveren Technologie können diese Solar Booster bis zu 30 % effizienter sein, je nach Batteriespannung und Betriebsspannung (Vmp) des Solarmoduls.
Generell sollten MPPT-Laderegler bei allen Systemen mit höherer Leistung eingesetzt werden, die zwei oder mehr Solarmodule verwenden, oder wenn die Modulspannung (Vmp) 8 V oder mehr als die Batteriespannung beträgt.
Solarmodulspannung vs. Batteriespannung
Damit ein MPPT-Laderegler richtig funktioniert, muss die Betriebsspannung des Solarmoduls mindestens 4 V bis 5 V höher sein als die Batterieladespannung (Absorptionsspannung), nicht die Nennspannung der Batterie. Im Durchschnitt liegt die reale Betriebsspannung des Solarmoduls etwa 3 V unter der optimalen Modulspannung (Vmp).
Alle Solarmodule haben zwei Spannungswerte, die unter Standardtestbedingungen (STC) bei einer Zelltemperatur von 25 °C ermittelt werden. Der erste Wert ist die maximale Leistungsspannung (Vmp), die bei Bewölkung oder bei steigender Temperatur des Solarmoduls leicht abfällt. Die zweite ist die Leerlaufspannung (Voc), die bei höheren Temperaturen ebenfalls abnimmt. Damit das MPPT-System richtig funktioniert, muss die Betriebsspannung des Solar-Panels unter allen Bedingungen immer einige Volt höher sein als die Batteriespannung.