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Verständnisfrage Ampere Volt - Auslegung Solar


quax1968 am 29 Jul 2023 13:20:13

Hallo,

ich habe eine Verständnisfrage zur Solaranlage.
Genau genommen geht es um 2 gleiche Module mit jeweils diesen Werten:

Generatorleistung wp: 165 Wp
Gewicht: 3,0 kg
Hersteller: Offgridtec
Kurzschlussstrom (ISC): 6,41 A
Leerlaufspannung (VOC): 32,1 V
Max. Systemspannung: 200 V/DC
Modulspannung (VMP) : 27,3 V
Produkttyp 1: Marine Solarmodul
Solarmodul - Anschlussbox (IP): IP67
max. Strom (IMP): 6,05 A

Wenn ich diese in Reihe schalte, dann kann ich die Bordbatterie mit max 6,05 A laden, oder verstehe ich das falsch?
Würde ich diese parallel schalten wären es 12,1 A

Ist das so korrekt
Welchen Vorteil würde denn dann das zweite Paneel in Reihe schalten überhaupt haben, weil ja nicht mehr Leistung in die Batterie fließt

Als MPPT Regler habe ich den Victron 100/20. Der würde ja für beide Anschlussarten passen, oder?

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SidOmsa am 29 Jul 2023 13:46:01

Hi,

Die Berechnung ist ja Watt = Volt x Ampere und Watt ist die Leistung.
Die bleibt also in Reihe oder parallel theoretisch gleich.
Ob parallel oder in Reihe... da scheiden sich die Geister.
Ich bevorzuge parallel, weil das bei Teilverschattung besser ist.

Gruß

Luppo am 29 Jul 2023 13:47:48

Bei einer Reihenschaltung bricht dir die Gesamtleistung bei Teilverschattung ein, wenn du parallel anschließt, geht nur die Leistung der verschatteten Moduls zurück.
Der Regler passt für beide Anschlußarten, in Reihe 55 V/6 A, parallel 27 V/ 12 A. Unbeschattet bleibt der Ertrag bei beiden Verschaltungsarten gleich.

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HartyH am 29 Jul 2023 13:51:34

quax1968 hat geschrieben:Wenn ich diese in Reihe schalte, dann kann ich die Bordbatterie mit max 6,05 A laden, oder verstehe ich das falsch?
Würde ich diese parallel schalten wären es 12,1 A

Ist das so korrekt
Welchen Vorteil würde denn dann das zweite Paneel in Reihe schalten überhaupt haben, weil ja nicht mehr Leistung in die Batterie fließt


leider liegst du falsch.
Der Strom in Höhe von 6,05 A fließt nur vom Solarmodul zum Solarregler. Im Solarregler wird auf eine bestimmte Ausgangsspannung, z.B. 14,4 Volt umgewandelt und geregelt und es fließt ein deutlich höherer Strom vom Solarregler in Richtung Batterie.

Jetzt meine Empfehlung für ein gescheites Setup unter der Annahme, daß du ein 12 Volt Bordnetz hast:
  • beide Module parallel schalten, denn diese haben schon eine recht hohe Modul- bzw. Leerlaufspannung, um die Vorzüge eines MPPT-Reglers zu nutzen,
  • Die Eingangsspannung beträgt 27,3 Volt (>32,1 Volt) oder höher je nach Temperatur und der Strom bei ca. 12,1 A
  • Die Ausgangsspannung ist dann 14,4 Volt und der Strom bei ca. 27,5 A oder je nach Temperatur auch höher (selten),
  • Als MPPT Regler würde ich den Victron 100/30 nehmen

quax1968 am 29 Jul 2023 14:00:03

Danke schonmal!

HartyH hat geschrieben:
  • beide Module parallel schalten, denn diese haben schon eine recht hohe Modul- bzw. Leerlaufspannung, um die Vorzüge eines MPPT-Reglers zu nutzen,
  • Die Eingangsspannung beträgt 27,3 Volt (>32,1 Volt) oder höher je nach Temperatur und der Strom bei ca. 12,1 A
  • Die Ausgangsspannung ist dann 14,4 Volt und der Strom bei ca. 27,5 A oder je nach Temperatur auch höher (selten),
  • Als MPPT Regler würde ich den Victron 100/30 nehmen


Ich habe den 100/20 schon, dann wäre in dem Fall wohl die Reihenschaltung die bessere Wahl, oder?
Will jetzt keinen neuen Regler kaufen. Abschattung ist nicht so schlimm, habe keine Sat auf dem Dach. Und klar wenn ich im Wald stehe, wenn es richtig warm ist, bringt mir die paralell-Schaltung auch nicht viel. In solchen Fällen nutze ich dann ein Faltbares Solarmodul, welches ich in die Sonne stellen kann.

SidOmsa am 29 Jul 2023 14:05:55

quax1968 hat geschrieben:Ich habe den 100/20 schon, dann wäre in dem Fall wohl die Reihenschaltung die bessere Wahl, oder?


Wie kommst Du darauf, wenn hier bisher jeder Parallelschaltung empfiehlt?
Eine Teilverschattung hast Du nicht nur Wald

quax1968 am 29 Jul 2023 14:15:15

Ich meine wegen den fließenden Strom der ja bei Reihenschaltung kleiner ist. Ich möchte die passende Schaltung zu meinem vorhandenem Laderegler.
Zudem gibt es unterschiedliche Meinungen zu Reihen und Paralellschaltung. Vor allem haben die Solarmodule auch jeweils 2 Dioden, daher stimmt das mit der Abschattung wohl nicht mehr so ganz.
--> Link

murksmax am 29 Jul 2023 15:18:48

Moin,

mal eine kleine Erklärung, um Dir und auch anderen das Zusammenspiel von Spannung und Strom bei Parallel- und Reihenschaltung etwas deutlicher zu machen:

Generatorleistung wp: 165 Wp
...
Modulspannung (VMP) : 27,3 V
...
max. Strom (IMP): 6,05 A


Die Leistung bestimmt sich immer aus dem Produkt von Spannung und Strom d. h.

Leistung (W) = Spannung (V) * Strom (A) # P=U*I

Schaltet man zwei Energiequellen parallel, so gilt folgende Regel:

Uges=U1=U2= ...
Iges=I1+I2+ ...
Pges=P1+P2+ ...

Man sieht also, dass die Spannung im Stromkreis gleich bleibt, sich aber die Stromstärke erhöht. Bei einer Reihenschaltung sieht es hingegen so aus:

Uges=U1+U2+ ...
Iges=I1=I2= ...
Pges=P1+P2+ ...

Hier ist die Gesamtleistung genau so groß wie im ersten Beispiel, dafür ist aber die Spannung im Stromkreis höher. Man kann das jetzt mal mit Werten von Deinen Solarzellen hinterlegen:

Eine Zelle hat 27,3 V / 6,05 A
P=27,3 V * 6,05 A
P=165,165 W

1. Parallelschaltung
P=27,5 V * (6,05+6,05) A
P=330,33 W

2. Reihenschaltung
P=(27,5+27,5) V * 6,05 A
P=330,33 W

Man sieht also, dass die Leistung gleich bleibt.

Der Regler macht dann aus der Eingangsspannung (je nachdem aus 27,5 V oder 55 V) und dem entsprechend zur Verfügung stehenden Strom bei einer Leistung von max. 330,33 W und einer Ladespannung von bspw. 14,2 V

max. 23,26 A Ladestrom # (I=P/U)

Der Vorteil der Reihenschaltung ist jedoch, dass bei der höheren Spannung nicht so dicke Kabel erforderlich sind, um die gleiche Leistung zu übertragen, weil die Spannungsverluste leichter auszugleichen sind. Dafür muss ich mir irgendwann Gedanken um die Sicherheit und die Gesundheit machen, wenn ich mit der Spannung zu hoch komme. Oder ich überschreite die max. Spannung, für die die Zellen zugelassen sind (hier: Max. Systemspannung: 200 V/DC) :ja:

Unter Berücksichtigung der von meinen Vorschreibern genannten Argumente: Schalte die Zellen parallel auf den vorhandenen Regler. Der lässt keine Ausgangsströme größer 20 A durch, aber bei einer Ladespannung von 14,2 V sind das immer noch 284 W. Die wirst Du mit Deinen Zellen je nach Wetter und Temperatur und Akkutyp wahrscheinlich nur selten erreichen ... :lach:

BikeAir am 29 Jul 2023 16:23:33

Mein Tipp, verkaufe Deinen Regler bei Ebay oder sonst wo udn kaufe Dir den größeren.

Grüße

quax1968 am 29 Jul 2023 17:15:13

Danke für eure Hilfe.

Nachdem ich jetzt auch einige Videos und Berichte zu Reihen und Paralellschaltung gesehen habe, werde ich das Ganze in Reihe schalten.
Durch die Bypassdioden wird das Problem der Teilabschattung ja behoben/abgemildert und hat sogar noch Vorteile gegenüber der Paralellschaltung, sofern die Modulspannung bei Abschattung dann unter die Reglerspannung fällt.
Und ich kann dann auch meinen Solarregler behalten.

palstek am 29 Jul 2023 17:16:11

quax1968 hat geschrieben:Zudem gibt es unterschiedliche Meinungen zu Reihen und Paralellschaltung. Vor allem haben die Solarmodule auch jeweils 2 Dioden, daher stimmt das mit der Abschattung wohl nicht mehr so ganz.
--> Link


Der obige Link von Amumot-Andre erklärt deutlich, warum Reihenschaltung in der Regel besser ist.

Der vorhandene Regler Victron 100/20 passt eigentlich für keine der Schaltungsarten, da er für einen Ladestrom (auf der Batterieseite) von 20 A ausgelegt ist, was bei 330 Wp überschritten werden kann. Laut Victron ist er aber nur bis 290 Watt spezifiziert. Allerdings würde er funktionieren, da der maximale Strom auf der Eingangsseite nicht überschritten werden würde, er würde aber im seltenen Fall der Maximalleistung den Ladestrom begrenzen.

HartyH am 29 Jul 2023 17:50:36

#Palstek hat es schon richtig erklärt: Der vorhandene Regler Victron 100/20 passt eigentlich für keine der Schaltungsarten, da er für einen Ladestrom (auf der Batterieseite) von 20 A ausgelegt ist, ...

Da brauche ich nichts mehr dazu schreiben, nur daß dem MPPT Regler egal ist, ob Reihen- oder Parallelschaltung. Hauptsache die max. Eingangsspannung wird durch die Solarmodule nicht überschritten. Aber Achtung, je kälter es ist, desto höher wird die Spannung (Volt) sein, welche die Solarmodule produzieren.

quax1968 am 29 Jul 2023 18:38:37

Danke, aber die 100 Volt werden wohl auch bei Reihenschaltung nicht überschritten.
Und das aus den Modulen mehr als 20 A herauskommen glaube ich auch nicht. Zumal Flex und der Wirkungsgrad mit Wärme wohl eh schlecher ist.
Und wenn er dann dort nur "20 A" abgibt bin ich ja zufrieden.
Vielleicht kaufe ich mir irgendwann dann eher einen zweiten Solarregler, dann habe ich quasi immer ein Backup-system falls mal eine Seite ausfällt.

Pechvogel am 29 Jul 2023 18:55:59

quax1968 hat geschrieben:…Und das aus den Modulen mehr als 20 A herauskommen glaube ich auch nicht. Zumal Flex und der Wirkungsgrad mit Wärme wohl eh schlecher ist...

Von der Wärme mal abgesehen wirst Du die Module ja vermutlich „platt auf das Womodach nageln“ und damit niemals optimal zur Sonne ausrichten können?!
Klar sollte man die maximalen Werte der einzelnen Bauteile beachten, was in Deinem Fall ja auch so ist, aber gerade beim Womo ( und nicht nur da ) nicht davon ausgehen das die Anlage 100% ihrer theoretischen Leistung bringen wird / bringen kann.
Falls, was ICH für sehr unwahrscheinlich halte, die Module doch irgendwann mal mehr „bringen“ sollten als der Regler verarbeiten kann dann hast Du, in diesem speziellen Fall, halt mal 15% Leistung ( für eine Stunde?? ) verschenkt.
Wenn dafür aber doch der Regler, der ja jetzt auch kein billiger China-Böller ist, vorhanden ist ….

ICH würde das auch so machen:
in Reihe, den vorhanden Regler dran und „ab dafür“.



Grüße
Dirk

ulfertg am 29 Jul 2023 22:23:39

Aus der Praxis: Ich habe 360Wp an einem Victron MPPT 100/20 und sehe so gut wie nie das der Regler die Leistung begrenzt - und wenn, dann ist ist das an den Tagen an denen Energie im Überfluss vorhanden ist.

Interessant finde ich in diesem Zusammenhang das sogar Victron als Hersteller ein Overpaneling empfiehlt (über den Victron Rechner bin ich damals zu meinem 100/20 gekommen) aber hier im Forum von den Käufern und Anwendern in solchen Fällen gerne die größere, schwerere und teurere Variante empfohlen wird.

Das ist meiner Erfahrung nach üblicherweise andersherum.

rkopka am 29 Jul 2023 23:05:16

quax1968 hat geschrieben: werde ich das Ganze in Reihe schalten.
Durch die Bypassdioden wird das Problem der Teilabschattung ja behoben/abgemildert und hat sogar noch Vorteile gegenüber der Paralellschaltung, sofern die Modulspannung bei Abschattung dann unter die Reglerspannung fällt.

Auch hier mal wieder. Wenn die Modulspannung unter die Reglerspannung fällt, ist es praktisch dunkel und du bekommst sowieso keine Ladeleistung mehr. Spannung hin oder her.

RK

quax1968 am 30 Jul 2023 00:01:44

rkopka hat geschrieben:Auch hier mal wieder. Wenn die Modulspannung unter die Reglerspannung fällt, ist es praktisch dunkel und du bekommst sowieso keine Ladeleistung mehr. Spannung hin oder her.

RK

Meine Rede :-)

quax1968 am 30 Jul 2023 00:05:03

Pechvogel hat geschrieben:Falls, was ICH für sehr unwahrscheinlich halte, die Module doch irgendwann mal mehr „bringen“ sollten als der Regler verarbeiten kann dann hast Du, in diesem speziellen Fall, halt mal 15% Leistung ( für eine Stunde?? ) verschenkt.
Wenn dafür aber doch der Regler, der ja jetzt auch kein billiger China-Böller ist, vorhanden ist ….



So sehe ich das auch, Danke

silver34 am 30 Jul 2023 11:35:42

rkopka hat geschrieben:Auch hier mal wieder. Wenn die Modulspannung unter die Reglerspannung fällt, ist es praktisch dunkel und du bekommst sowieso keine Ladeleistung mehr. Spannung hin oder her.


Bringt ihr Zwei da nicht was durcheinander?
Was ihr hier beschreibt bezieht sich auf Sonnenauf bzw. Untergang!

Bei Amumot scheint schön voll die Sonne, also ist da genug Leistung da!
Aber ich finde es immer wieder Interesannt das die so ziemlich einzige Seite die Reihenschaltung bei Womos beführwortet herangzogen wird um das zu begründen!°
Was in Amumot geschrieben steht stimmt schon so ! (Wie schon gesagt so wie es geschrieben ist!!!)
Aber (Und jetzt kommt das Aber)
Da wird nur auf die komplette Abdeckung (mindestens einer Zelle) Bezug genommen!!!
Wie sieht es aus wenn nur 30 oder 40% abgedeckt sind (bzw. die Leistung einer Zelle gemindert ist)?
oder mehrere Bereiche abgeschattet sind...
Die Antwort ist da schon nicht mehr so eindeutig und in vielen Konstellationen sieht es dann für parallel nicht so schlecht aus...


Sind hier welche die sich intensiv mit der Steuerung/Regelung von Haussolaranlagen befasst haben?
Dort wird meist alle 3 Minuten ein Scan durch geführt über die komplette Spannungsbreite (meist 110 - 1000V) und daraus der MPP hergeleitet...
Da werden alle Leistungsspitzen erfasst und die Leistungstäler (ich sag mal) übersprungen um den besten MPP zu finden

Bei Womo-Solarregler hab ich das noch nie gelesen, meist pendeln die um den gefundenen MPP-Punkt um nach zu regeln.
Ich lasse mich aber gerne aufklären welche auch das so machen...
Wenn eine Bypassdiode leitend werden soll ist da irgendwo immer ein Leistungstal dazwischen, erkennen das die Womo-Solarregler?

hampshire am 30 Jul 2023 12:40:36

HartyH hat geschrieben:..daß dem MPPT Regler egal ist, ob Reihen- oder Parallelschaltung. Hauptsache die max. Eingangsspannung wird durch die Solarmodule nicht überschritten. Aber Achtung, je kälter es ist, desto höher wird die Spannung (Volt) sein, welche die Solarmodule produzieren.

Ergänzung: Ein MPPT hat einen idealen Spannungsbereich, in dem er sauber das größte Produkt von Spannung und Leistung findet. Dieser Bereich kann überschritten werden (droht defekt), aber auch bei zu geringer Spannung regelmäßig unterschritten werden (kostet Effizienz). Die Mindesteingangsspannung für das optimale Arbeiten des MPPT entspricht in der Regel nicht der Mindeseingangsstspannung, ab der ein Wechselrichter zu arbeiten beginnt.

andwein am 01 Aug 2023 11:12:01

hampshire hat geschrieben:......Ergänzung: Ein MPPT hat einen idealen Spannungsbereich, in dem er sauber das größte Produkt von Spannung und Leistung findet.

Und noch eine Ergänzung:
Der Regelbereich der gebräuchlichsten Solarregler liegt zwischen 18V und ca. 50V. Diese Regler haben ihre Regeluntergrenze bei ca. 18V, darunter arbeiten sie mangels höherer Spannung als PWM Regler.
Hat ein Panel nur 22Vo Ausgangsspannung stehen dem MPP nur 4V Spannungsdifferenz zur Regelung zur Verfügung. Er ist dann bei gleicher Einstrahlung vielleicht 5% besser als ein PWM Regler!
Bringt das Panel, (oder die Panel in Reihe), ca. 36V bzw. 44V stehen dem Regler 18V bzw. 24V Spannungsdifferenz als Regelbereich zur Verfügung. Er kann deshalb schwache Einstrahlung (morgens, abends) noch verarbeiten, während er mit nur 22Vo bereits auf PWM umschaltet. Das sind erstmal die Fakten.
Die Frage ist meiner Meinung nach deshalb:
Welche Panels werden verwendet??`Eine Reihenschaltung von zwei preisgünstigen 20Vo Paneles an einen MPP Regler ist effektiver als bei dieser Panelausgangsspannung parallel zu schalten, aber Abschattungen wirken sich stärker aus
Eine Parallelschaltung von 2x 36Vo nutzt aber aufgrund der höheren Vo die Morgen/Abendstunden besser aus und ist in bezug auf Abschattung unempfindlicher.
Aber egal wie oft man das schreibt, die Meinungen sind immer gespalten, deshalb: Jedem Tierchen sein Pläsierchen.
Gruß Andreas

quax1968 am 01 Aug 2023 13:45:34

Hallo Andreas,

es handelt sich um 2 x Panele mit jeweils 27 V Ausgangsspannung.
Meine bisherigen "defekten" Panele sind parallel geschaltet, aber da kenne ich die Leistungsdaten leider nicht, da damals vom Aufbauhersteller verbaut.

Ich könnte auch den bisherigen Solarregler verbauen:
PCS MPPT Solarregler 25A- Duo - MPPT5025A-Duo

Würde da aber lieber auf den Victron 100/20 wechseln, da Bluetooth und besser einstellbar.

Viele Grüße
Claus

andwein am 02 Aug 2023 10:26:36

quax1968 hat geschrieben:Hallo Andreas,
es handelt sich um 2 x Panele mit jeweils 27 V Ausgangsspannung.
Würde da aber lieber auf den Victron 100/20 wechseln, da Bluetooth und besser einstellbar. Viele Grüße Claus

Ich würde diese parallel schalten! Ob der Regler von der Stromstärke ausreicht kann ich nicht sagen, da ich die Leistungsdaten des Panels nicht kenne.
Immer daran denken: Die von der Industrie angegebene Strom- und Spannungsstärke gilt für STD Bedingungen. Diese Standart Test Condition können sowohl unterschritten (Morgens/abends) als auch überschritten (Alpen, dreckfrei über 1000m) werden.
Also nicht "auf Kante" konfigurieren.
Gruß Andreas

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