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Frage zu Kabelquerschnitten für Solaranlage


brauwe am 15 Nov 2016 14:54:37

Moin zusammen,

ich möchte mir eine Solaranlage auf mein WoMo montieren. Ich habe bereits ein Module mit folgenden Daten (ein zweites identisches soll dazu kommen):
100 Watt 12Volt Mono Modul
Nennleistung Pmax 100 Watt
Spannung bei Nennleistung Vpmax 19,2 Volt
Leerlauf Spannung Voc 23 Volt
Kurzschluss Strom Isc 5,78 Ampere
Strom bei Nennleistung Ipmax 5,2 Ampere

Dazu auch bereits vorhanden ein JWS Regler mit folgenden Daten:
Systemspannung 12 Volt / 24 Volt (automatische Erkennung)
Maximaler Panel Strom 20 Ampere
Lade-Endspannung 13,7 Volt / 27,4 Volt
Tiefentlade-Abschalt-Spannung 10,5 Volt / 22,2 Volt

Vom Einbau der Rückfahrkamera liegt bereits ein 20mm Leerrohr unter dem Fahrzeug von der Leuchteinheit hinten rechts nach vorn, der Austritt ist auch nahe des Elektroblocks. Daher möchte ich dieses Rohr auch für die Solarkabel nutzen und kein neues Loch für eine Dachdurchführung bohren.

Nachteil:
Das Kabel von den Paneels zum Regler wird ca. 9m lang sein müssen.

Ich bin mir jetzt unsicher bezüglich des notwendigen Kabelquerschnitts. Reichen hier 16mm² Kabel aus?

Ich habe hier --> Link etwas zu den Querschnitten gefunden. Demnach müssten die 16mm² ok sein, mit den angegebenen 4% Spannungsabfall könnte ich wohl leben.

Die 16mm² Kabel haben einen Durchmesser von 8,3 mm, somit würde ich diese noch durch das Leerrohr gezogen bekommen, größere Kabel passen dann nicht mehr und ich müsste neu bohren, was ich nicht will.

Ich hoffe, das mein Projekt nach meinen obigen Wünschen durchführbar ist, bin aber auch für andere Meinungen bzw. Ideen offen.

Danke und Gruß
Uwe

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willi_chic am 15 Nov 2016 16:19:37

brauwe hat geschrieben:Ich bin mir jetzt unsicher bezüglich des notwendigen Kabelquerschnitts. Reichen hier 16mm² Kabel aus?

Ja

aber nimm besser 2,5 mm²

da hast Du einen Spannungsabfall von rund 0,8V (4%), die am Regler ankommenden 18V reichen dann auch dicke aus
nimmst Du 1 mm² hast Du einen Spannungsabfall von rund 2 V (10%), mit 17 V sollte der Regler auch noch klarkommen, aber mit 2,5 mm² bist Du weit auf der sicheren Seite

grüße klaus

brauwe am 15 Nov 2016 16:33:29

Moin Klaus,

danke für deine Antwort, aber... :)

...du schreibst ich sollte 2,5 mm² nehmen. Ich hatte schon Bedenken bei 16 mm². Meinst du wirklich 2,5 und nicht 25?

Wenn 2,5 mm² reichen, dann kann ich ja meine vorhandenen Kabel benutzen, ich habe Lautsprecherkabel mit 2 x 4 mm² Adern da - in ausreichender Länge.

Jetzt bin ich noch unsicherer... :(

Gruß
Uwe

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ChiliFFM am 15 Nov 2016 17:00:20

16 mm² ist nach meinem Gusto viel zu hoch gegriffen.

Es gibt zwei Aspekte zu berücksichtigen:
Wieviel verträgt das Kabel?
Wie hoch ist der Verlust des Kabels?

Was das Vertragen angeht:
--> Link
oder das hier:
--> Link

Ich selbst habe z.B. 6 mm² Solarkabel verlegt bei einem 150 Watt Panel.
Diese 6 mm² halte ich auch bei dir für ausreichend.

Das hier geringfügig mehr Verlust entsteht als bei einem 25 mm² Kabel ist klar.
Aber das dürfte in der Praxis nicht ins Gewicht fallen. Vielleicht sogar kaum messbar.

Übrigens:
25 mm² hatte ich im Boot verbaut für eine 1,5kW Ankerwinde, ein 2kW Bugstrahlruder und für die Starter von 2 V8 Motoren...
Sowas für ein Solarpanel nehmen zu wollen halte ich für maßlos übertrieben. ;D

brauwe am 15 Nov 2016 17:37:51

Moin Hans,

das beruhigt mich jetzt etwas.

Ich frage mich nur, warum hier in dieser Tabelle --> Link bei einer Länge von 10 Metern und Verlust von 4% ein Kabelquerschnitt von 16 mm² genannt ist.


Gruß
Uwe

ChiliFFM am 15 Nov 2016 18:09:06

Das gilt unter der Voraussetzung, dass man den Spannungsfall (nicht Spannungsabfall übrigens) im Falle das maximalen Stromflusses auf maximal 4% begrenzen möchte.
Aber a) wird bei dir sowieso so gut wie nie der maximale Strom fließen und b) ist auch ein Verlust von mehr als 4% akzeptabel (im Fall des maximalen Stromflusses).
Deswegen kannst du ohne Bedenken viel weniger Querschnitt verwenden.

Ich habe mal mit --> Link gerechnet:
Bei 18 Volt Panelspannung fließen (bei 200 Watt Peak) gerundete 11 Ampere (bei 12 kommt's gleiche raus).
Bei 10m Kabellänge und akzeptierten 10% Verlust genügen 2,5 mm² Querschnitt.
Bei 20m (10m hin, 10m zurück) genügen die angesprochenen 6 mm².

xbmcg am 15 Nov 2016 18:12:47

die 0.5V Abfall sind ja durch nichts gefordert. Du kannst über ein 2.5² Kabel bis zu 20A jagen,
ohne dass es so heiss wird und die Isolation leidet. bei 200W ( enspricht 16A ), ist das Kabel nicht
überlastet. Der Spannungsabfall beträgt dann 8% oder 1.3V.Mit Deinem Panel hast Du immer noch
17V / 10.4A oder 184W,

bei 4² wären das nur 4,5% Spannungsverlust 0der 0.85V, dann sind es 18.2V * 10.4A = 189W max.

Da Dein Panel aber seltenst die volle Leistung bringen wird, spielt das keine Rolle. Sobald der Strom
sinkt, sinkt auch der Spannungsabfall signifikant.

Bluebearbalu am 15 Nov 2016 18:32:09

Hier--> Link
gab es auch schon eine Diskussion zu Kabelquerschnitten.

xbmcg am 15 Nov 2016 18:35:24

Mit dem Rechner auf der Seite kannst Du ja mal die Sache durchspielen bei 60% Panelleistung
(6A Solarstrom und Umpp = 19.2V) hast Du mit 2.5² 4.4% Spannungsverlust (0.8V), mit 4² nur 2.8% oder (0.54V)
was einen Leistungsverlust von 4.8W bzw. 3.2W entspricht. Beim 16² sind es 0.7% oder 0.13V (0.8W)

Das alles bei 10m Kabellänge oder 5 Meter Entfernung der Panele vom Regler.

die 60% Panelleistung ist ein realistischer Wert im Normalfall, der das flache Dach (ungünstiger Winkel
zur Einstrahlung) und die Nachteile durch die Erwärmung des Panels berücksichtigt.

Bei Deiner 200Wp Anlage (10.4A Imp) würde ich 4² Solarkabel verbauen.

silver34 am 15 Nov 2016 18:50:27

Hallo

bei deinem Regler spielt es praktisch fast keine Rolle wieviel Spannung in der Leitung verloren geht.

Dann kommt noch ein Denkfehler dazu -> du darfst nicht bei der Wattzahl suchen sondern bei den Ampere-Nennleistung = 2*5,2 = 10A.
Da bist du schon bei 10mm².

Dein Regler ist ein PWM-Regler dieser nimmt die ganzen Ampere von den Panels und leidet die weiter bis die Ladeschlussspannung erreicht ist.
Die Spannungsdifferenz zwischen den Panels 19,2V und der Batterie 13,7V sind praktisch an der Batterie nicht vorhanden.
Bei den 19,2V würde sich eher ein MPP-Regler eignen da dieser die Spannungsdifferenz in Ladestrom umwandeln kann.

Was noch zu beachten ist, ist das je heiser die Panels sind um so geringer ist die Spannung !!
Bei Panels mit 17,6Vmp ist bei 75-100°C etwa 14,4V Ladeschlussspannung einiger Batterietypen erreicht.

Noch was zu der Art der Energiequelle Solarzelle!
Eine Solarzelle ist eine Stromquelle.
Das heißt sie liefert X Ampere.
Die Spannung stellt sich auf den Wert ein wo die X Ampere fliesen.
Bei einer Idealen-Stromquelle würde daher die Spannung theoretisch bis Unendlich gehen (gibt's aber nicht).

Batterien und Generatoren sind Spannungsquellen, da fließt soviel Ampere wie nötig sind um auf die Spannung zu kommen.

sergiozh am 15 Nov 2016 19:35:45

Ich wurde ein mppt regler kaufen und mindestens 6 mm2 kabel nehmen.

Bei einem pwm regler spielt die kabelquerschnitt nicht so eine rolle, weil die spannung von 18V sowieso nicht benutzt wird.

--> Link

--> Link

--> Link

Ganzalleinunterhalter am 15 Nov 2016 20:29:22

Hallo Uwe, was mich etwas stört ist der einfache PMW Laderegler mit seiner Lade-Endspannung 13,7Volt - damit wirst Du die im Carado verbauten AGM Batterien nie ganz voll bekommen. Genau aus dem Grund habe ich mich bei meinem Solar - Carado - Projekt --> Link für einen MPPT Regler entschieden . Bei mir habe ich 6mm2 Leitungen im Einsatz ( d.h. ich kann auch jederzeit noch aufrüsten ohne mir Gedanken wegen des Querschnitts zu machen )

brauwe am 15 Nov 2016 21:36:14

Moin,

ich danke allen für Ihre Beiträge.

Als Fazit nehme ich jetzt mit:
1. Ich werde kabel von 6 mm² verwenden
2. Ich gehe in mich, ob ich mir nicht doch einen MPPT Regler zulege

Gruß
Uwe

ChiliFFM am 15 Nov 2016 21:38:29

Die Verwendung von 6 mm² Solarkabel (gibt's für ganz kleines Geld bei eBay) hat noch einen weiteren handfesten Vorteil:
die üblichen MC4 Stecker zum Crimpen passen hierfür ideal (ebenfalls für kleines Geld bei eBay).
Und viele Solarpanele haben sowieso schon diese MC4 Stecker dran, die man dann gleich verwenden kann.
Am anderen Ende des Kabels 6 mm² Aderendhülsen dran und fertig. Die meisten Solarregler sind mit ihren Klemmen auch genau auf diese Größe ausgelegt.
Das hat schon alles seinen Sinn so...

rkopka am 15 Nov 2016 22:22:11

xbmcg hat geschrieben:Der Spannungsabfall beträgt dann 8% oder 1.3V.Mit Deinem Panel hast Du immer noch 17V / 10.4A oder 184W,

Und nur wenn der Regler wirklich echtes MPPT macht, könntest du die gesparte Spannung auch nutzen. Ein einfacherer Shunt/PWM Regler würde die Spannung über 14,4V sowieso nur vernichten, bzw. abschalten. Und bei wenig Licht (=wenig Strom) ist der Spannungsverlust sowieso viel geringer.

Achso,
WIKI:
"Im für die Normung grundlegender Fachbegriffe eingeführten IEV[1] wird der Begriff Spannungsfall verwendet. In weiteren Normen und zu einem überwiegenden Teil in der Fachliteratur ist daneben der Begriff Spannungsabfall gebräuchlich."

RK

berny2 am 16 Nov 2016 01:35:42

rkopka hat geschrieben:Achso,
WIKI:
"Im für die Normung grundlegender Fachbegriffe eingeführten IEV[1] wird der Begriff Spannungsfall verwendet. In weiteren Normen und zu einem überwiegenden Teil in der Fachliteratur ist daneben der Begriff Spannungsabfall gebräuchlich."

Spannungsabfälle kommen bei uns in die blaue Tonne... :P

willi_chic am 16 Nov 2016 12:06:00

kann mir mal einer erklären warum für 5 A hier Querschnitte von 6 mm² empfohlen werden?
grüße klaus

rkopka am 16 Nov 2016 12:22:37

willi_chic hat geschrieben:kann mir mal einer erklären warum für 5 A hier Querschnitte von 6 mm² empfohlen werden?

Wegen des Spannungsabfalls über die Länge. Bei 2x9m kommt da schon was zusammen. Außerdem sollen es 2x5A sein. Nicht wegen Erwärmung. Wobei wie schon erwähnt bei PWM Reglern das sowieso egal ist.

RK

andwein am 16 Nov 2016 14:19:53

Ganzalleinunterhalter hat geschrieben:Hallo Uwe, was mich etwas stört ist der einfache PMW Laderegler mit seiner Lade-Endspannung 13,7Volt - damit wirst Du die im Carado verbauten AGM Batterien nie ganz voll bekommen.

Meine Meinung: Das ist ein Billigheimer. Der Regler ist aus drei Gründen ungeeignet
1. automatische 12/24 V Umschaltung an einer 12V Bordanlage ist einfach unnötig, sorgt im Zweifelsfall für zusätzliche Störung
2. Feste Ladeschlusspannung von 13,7V ist zuwenig für AGM. Einstellbare Kennlinien für Naß/Gel/AGM2-Bleikristall sollte heutzutage schon Standard sein
3. externer Temperaturfühler möglich???
Bei 18 Voc bringt auch ein MPP-Regler keinen nennenswerten Vorteil, er hat zudem meist auch einen schlechteren Wirkungsgrad
Gruß Andreas

sergiozh am 16 Nov 2016 16:12:22

Stimmt nicht, dass mit 18V panels die mppt einen schlechten wirkungsgrad haben.

Here aus dem manual des western wrm15 der wirkungsgrad nach spannung:



Andere mppt haben ein ähnliches verhalten.

sergiozh am 16 Nov 2016 16:24:27

Here das mppt epsolar tracer 1210A:


sergiozh am 16 Nov 2016 16:41:36

Epsolar tracer 4210A:


sergiozh am 16 Nov 2016 17:20:28

Morningstar tristar mppt:


Gast am 16 Nov 2016 17:30:53

Danke sergiozh,

Das unterstützt ja genau das, was ich in einem anderen Thread schon behauptet habe.
Die generelle Empfehlung nur hohe Modulspannung ist sinnvoll, sollte damit wiederlegt sein.

sergiozh am 16 Nov 2016 18:28:46

In diesem und im italienischem forum wird oft behauptet, dass ein mppt regler bei hohen spannung besser arbeitet, was im allgemein falsch ist.

Denke im gegenteil, dass die mppt-regler im allgemein besser bei tiefe spanning (18V) arbeiten.

silver34 am 16 Nov 2016 18:55:45

Ich glaube das man nicht nur den Regler betrachten darf!
Man muß die gesamte Anlage betrachten!

Das der Wirkungsgrad des Reglers bei höherer Spannung schlechter wird bestreiten glaub ich noch nicht mal die Hersteller.

Aber wir sieht es mit den Verlusten im Kabel usw. aus (wir reden hier von 1-2%, Spannungen über 50V bringen bei den Kabelverlusten kaum noch Vorteile)
Was macht die Spannung bei ganz heißen Panels?
Die meisten MPP-Regler sind nur Step-Down, fällt die Spannung unter die Ladespannung gibt es ein paar die auch Step-Up können aber meist nur mit 1A.

Ich glaub an besten fährt man wahrscheinlich bei Panelen mit 21- 35Vmp, da ist man sicher das die Panels über der Ladespannung bleiben.
Man müsste halt mal durchrechnen ab wie viel Volt die Verlustleistung im Rgeler größer ist als im Kabel, das wird je nach länge der Kabels schon verschieden sein und irgendwann kippen.
Das höhere Spannung zu längere Ladezeiten (Morgens + Abends) führen bringt wahrscheinlich nur marginal mehr.

sergiozh am 16 Nov 2016 19:59:01

1. meine anlage (18V panels plus mppt) produziert etwas auch bei sehr wenig licht. Das bedeutet dass auch die spannung bei mir mit sehr wenig licht genug hoch ist

2. man kann dicke kabel benutzen um spannungsverlust in den kabel zu reduzieren aber man kann nicht die effizienz vom mppt bei höhere spannungen verbessern

3. spannungsverluste sind vorallem wenn die panels viel produzieren und sind klein bei wenige ampere

ChiliFFM am 17 Nov 2016 11:00:06

silver34 hat geschrieben:Spannungen über 50V bringen bei den Kabelverlusten kaum noch Vorteile.

Pauschale Aussagen wie diese sind Humbug.
Der Verlust durch die Kabel hängt vom STROM ab, der da fließt.
Höhere Spannungen sind eher von Vorteil aus folgendem Grund:

Nehmen wir mal beispielhaft zwei 90 Watt Panele = 180 Watt (weil es sich einfacher rechnen lässt) mit einer Spannung von 18 Volt (Leerlauf, Peak, Teilabschattung etc. lassen wir mal alles aussen vor).
Parallel geschaltet liefert diese Kombination 18 Volt mit 10 Ampere = 180 Watt.
In Reihe hingegen liefert die Kombination 36 Volt mit 5 Ampere = auch 180 Watt.

Bei gleichen Kabeln wäre der Leitungsverlust im zweiten Fall nur halb so groß (wegen des halben Stroms).
Ein Shunt-/PWM-Regler würde die höhere Spannung nicht sinnvoll nutzen können, ein MPP-Regler schon.

Oder andersrum: höhere Spannungen mit dem dazu passenden Regler ermöglichen die Verwendung dünnerer Kabel.

andwein am 17 Nov 2016 11:28:59

sergiozh hat geschrieben:1. meine anlage (18V panels plus mppt) produziert etwas auch bei sehr wenig licht. Das bedeutet dass auch die spannung bei mir mit sehr wenig licht genug hoch ist

Hallo "sergiohz" ich will deine Wahl nicht angreifen, aber messtechnische Aussagen sind besser als die Begriffe "hohe Spannung" und "wenig Licht" Ein Elektriker sieht eine hohe Spannung bei 480V und am Nordkap ist wenig Licht was anderes als am Aquator.
Und jetzt mal Butter bei die Fische:
Die 18Voc sind die Spannung bei offenen Panel-Anschlüssen. Sobald ein Strom fließt fällt die Spannung auf ca 16V. Aber hier nochmal: Eine Solarzelle ist eine Stromquelle, das heißt sie liefert X Ampere. Die Spannung stellt sich auf den Wert ein wo die X Ampere fliesen.
Weniger Licht = weniger Photonen = weniger Strom und fließt ein Strom sinkt die Spannung auf den panelspezifischen Leistungspunkt.
Ein MPP-Regler macht dabei aus "Leistung mit viel Spannung aber wenig Strom" (Solarpanel mit 20-30Vmp aber wenig Licht) eine
"Leistung mit weniger Spannung (14,6V Batt.Ladeschluss) und viel Strom". Die Ausgangsleistung bleibt gleich zur Eingangsleistung, sonst hätten wir ja ein Perpetuum Mobile.
Für diese ganze Regelung, Simulation und ständige Suche nach dem besten Leistungspunkt der Panels verbraucht er Leistung, deshalb ist der Wirkungsgrad eines MPP Reglers mit nachgeschalteter PWS-Regelung (mit 16Vmp Panels bei voller Einstrahlung nach STD) etwas ungünstiger als ein reiner PWS Regler.
Gruß Andreas

sergiozh am 17 Nov 2016 17:37:45

andwein hat geschrieben:Die 18Voc sind die Spannung bei offenen Panel-Anschlüssen. Sobald ein Strom fließt fällt die Spannung auf ca 16V.


Nein.

Das sind die daten meiner panels:



Spannung bei offene anschlüsse: 21.6V
Spannung bei maximale leistung: 17.8V

Wenn ich sehe dass mehr als 0A von den panels in der batterie fliessen, dann die panels liefern mehr als die spannung der batterie das haisst etwa dass die spannung an den angeschlossene panels mehr als 14.4V ist.

sergiozh am 17 Nov 2016 18:46:50

Panels mit 18V Voc existieren nicht, glaube ich.

18V ist immer die spannung bei maximale leistung und nicht spannung ohne ladung.

ToniPETER am 17 Nov 2016 19:06:17

Servus!
Möchte auch eine Solaranlage montieren. Hab im Internet diese --> Link
Ich würde 4 - 5 Paneele aufs Dach bekommen. Vom Preis wären sie interessant.
Was haltet Ihr davon.

kurt2 am 17 Nov 2016 19:13:28

ToniPETER hat geschrieben:Vom Preis wären sie interessant.


HAlllo,
warum nicht diese? (wenn es 100WP- Panele sein sollen)
Link zum eBay Artikel

ToniPETER am 17 Nov 2016 19:32:16

Servus.
Der Preis ist natürlich noch interessanter. Ich bin aber in Österreich zu Hause, von den Transportkosten steht leider nichts dabei.
100 Watt sind nicht Voraussetzung, aber habe nur 1,2 m in der Länge Platz.

sergiozh am 17 Nov 2016 19:44:39

Frage mal an diese firma

--> Link

wieviel kostet die die lieferung nach österreich.

Nach italien kostet etwa 16 euro für ein/zwei 100W module denke.

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