Solar-Laderegler: Wozu dienen sie und welcher ist der richtige für meine autarke Solaranlage?
Ein Solar-Laderegler gehört zu den wichtigsten Komponenten einer Inselanlage. Der Laderegler wird zwischen das 12V oder 24V Solarmodul Ihres Wohnmobils, Boots oder Gartenhauses und Ihrer Batterie geschaltet.
Würden Sie das Solarmodul direkt an die Batterie anschließen, müssten Sie die Ladespannung stets selbst überwachen. Das bedeutet in der Praxis, dass Sie Ihre Batterie vom Modul trennen müssten, sobald die Ladeendspannung erreicht ist, und sie wieder an das Modul anschließen müssten, sobald die Spannung wieder sinkt. Durch die oft sehr unregelmäßige Sonneneinstrahlung müssten Sie dies jede Minute mehrfach tun. Machen Sie das nicht, würde die Spannung der Batterie immer weiter ansteigen und sie früher oder später zerstören.
Ein Solar-Laderegler steuert also die produzierte Energie Ihrer Solarmodule und stimmt sie auf den Ladestatus der 12V Batterie Ihrer Inselanlage ab. In erster Linie wird Ihre Batterie dadurch vor einer Spannungsüberladung geschützt.
Solar-Laderegler-Typen
Serienladeregler
Der Serienladeregler schaltet das Solarmodul in den Leerlauf, sobald der eingestellte Spannungswert erreicht wird. Er hat einen sehr hohen Eigenstrombedarf und kann keine Ladekurven abfahren.
Shuntladeregler (PMW)
Der Shuntladeregler lässt den vom Solarmodul produzierten Strom zur Batterie durch, bis diese voll ist. Durch einen Kurzschluss trennt er das Modul dann von der Batterie und schaltet es wieder zu, sobald die Spannung um einige Millivolt gesunken ist. Dies passiert mehrere Male pro Sekunde und nennt sich Pulsweitenmodulation (PMW). Durch das PMW-Verfahren wird der Strom reguliert und es können Ladekurven abgefahren werden.
MPPT-Laderegler
Ein MPPT-Regler (Multi Power Point Tracking) analysiert die Leistungskurve eines Solarmoduls, findet den Punkt mit der höchstmöglichen Leistung und passt sein Ladeverhalten daraufhin entsprechend an. Je nach Ausrichtung und Wetter ermöglicht er dadurch eine Mehrleistung zwischen 5 und 30% gegenüber dem PMW-Laderegler. Der MPPT-Laderegler verträgt außerdem höhere Eingangsspannungen. Sie könnten dadurch theoretisch sogar konventionelle Solarmodule mit höheren Nennspannungen für Ihr 12V Inselsystem verwenden. Diese Module sind oft günstiger und eignen sich sehr gut für den Bau einer großen Solaranlage auf dem Wohnmobil.
Auswahl eines passenden Solar-Ladereglers für Ihre Inselanlage
Bei der Auswahl eines geeigneten Solar-Ladereglers sollte man mehrere Dinge beachten. In jedem Fall muss der Laderegler immer auf die Batteriespannung sowie das angeschlossene Solarmodul Ihres Wohnmobils, Boots oder Gartenhauses abgestimmt sein. Dafür müssen Sie zunächst die Lade- und Lastströme Ihrer Inselanlage kennen.
Berechnung der Lade- und Lastströme Ihrer Solaranlage
Um den maximalen Ladestrom Ihrer Solaranlage (Ampere = A) zu berechnen, müssen Sie Ihre Anlagenleistung (Watt peak = Wp) durch Ihre Systemspannung (Volt = V) teilen.
maximaler Ladestrom (A)= Anlagenleistung (Wp)
Systemspannung (V)
Die Berechnung des maximalen Laststroms ist sehr ähnlich. Teilen Sie dafür einfach die Leistung Ihrer Verbrauchsgeräte durch Ihre Systemspannung.
maximaler Laststrom (A)= Leistung Ihrer Verbraucher (W)
Systemspannung (V)
Der Solar-Laderegler sollte zwischen 10 und 20% mehr Stromstärke vertragen als Ihre errechneten Lade- und Lastströme. Es gibt Laderegler für Stromstärken zwischen 5 und 30A.
Außerdem muss der Laderegler auch die maximale Solarmodulspannung und Systemspannung von meist 12V oder 24V vertragen können.
Tiefentladeschutz
Einige Laderegler haben einen Tiefentladeschutz integriert. Das bedeutet, dass der Regler alle Verbrauchsgeräte von der Batterie abschaltet, wenn deren Spannung unter einen bestimmten Wert (je nach Umgebungstemperatur zwischen 10,8 und 11,3 Volt) fällt. Steigt die Batteriespannung auf mindestens 12,6 V an, werden die Verbraucher automatisch wieder hinzugeschaltet. Ist der Tiefentladeschutz im Regler nicht integriert, empfiehlt es sich diesen separat zu kaufen.
Temperatursensor
Die Ladekennlinie Ihrer Batterie ist abhängig von der Temperatur. Damit der Solar-Laderegler seine Ladekurve der Temperatur anpassen kann, benötigt er einen Temperatursensor. Bei einfachen Ladereglern ist der Sensor im Gehäuse verbaut und muss deshalb direkt neben der Batterie montiert werden. Bessere Laderegler haben den Temperatursensor an einem Messkabel hängen und können in der näheren Umgebung der Batterie installiert werden.
Anzeige des Ladezustands
Einfache Solar-Laderegler zeigen den Batterieladestand über LEDs an. Dies ist relativ ungenau. Hochwertigere Laderegler besitzen ein Display mit einer digitalen Ladezustandsanzeige.
Spezial-Laderegler zur Lastabschaltung des Pluspols für Wohnmobile
Hat man die Verbrauchsgeräte seines Wohnmobils oder Bootes über die Karosserie am Minuspol angeschlossen, dann benötigt man einen speziellen Laderegler, der im Tiefentladefall den Pluspol unterbricht. Normale Laderegler wären in diesem Fall nämlich wirkungslos.
Automatische Batterieumschaltung
Es gibt Solar-Laderegler, die zwei Batterien gleichzeitig oder hintereinander aufladen können. Der Strom wird dann jeweils zu der Batterie weitergeleitet, die leerer ist.
Kostenpunkt
Gemessen an den Gesamtkosten einer Inselanlage, beträgt der Preis für den Solar-Laderegler nur 3 bis 5%. Für das System ist er aber einer der wichtigsten Komponenten. Man sollte daher nicht an ihm sparen. Ein hochwertiger Regler amortisiert sich sehr schnell, weil er maßgeblich für die lange Lebensdauer der Batterie sorgt und die Gesamtkosten für das Solarsystem dadurch senkt.
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