MPP-Regler, Shuntregler oder Serienregler?

Eine Frage an die Elektronik-Experten mit der Bitte um für einen Laien verständliche Antworten:

Bernd Büttner beschreibt in seinem Buch Solarstrom im Reisemobil die Vor- und Nachteile von MPP-Reglern im Vergleich zu Shunt- und Serienreglern und stellt dabei fest, dass MPP-Regler nur Vorteile hätten, wenn die Spannungsdifferenz zwischen Solarmodul und Bordbatterie groß sei, die Vorteile der MPP-Regelung bei höheren Zelltemperaturen schwinde und der Regler selbst Energie brauche, die erst einmal durch die Solarmodule eingespeist werden müsse und in der Gesamtbilanz fehle.

Bestehen diese Nachteile tatsächlich, oder hat sich der Stand der Technik weiterentwickelt?

Danke für Eure Antworten!

Pegasus

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Hallo,

moderne MPPT-Regler besitzen diese Nachteile nicht mehr, verbrauchen zwar Energie, jedoch ist das vernachlässigbar. Viel wichtiger sind leistungsfähige Module, welche zudem wetterfest und vor allem mit Abstand montiert werden wegen der Hinterlüftung. Aufgeklebte oder aufliegende Module haben hier gravierende Nachteile wegen der Überhitzung.

tomlogisch hat geschrieben:Hallo,

moderne MPPT-Regler besitzen diese Nachteile Nicht mehr ... Aufgeklebte oder aufliegende Module haben hier gravierende Nachteile wegen der Überhitzung.

So richtig es ist, dass Mppt ausser dem Preis nur Vorteile hat, so falsch sind die ohne Kenntnis und Fakten wiederholten Parolen zu geklebten Modulen.

Ich mein ja bloß, Alf

Mich hat schon lange gestört, dass der Verfasser des Standardwerks für Solar im WoMo ganz zufällig auch der größte Lieferant der entsprechenden Produkte ist.
Da wird nichts drin stehen, was den Kauf seiner Produkte nicht empfiehlt. Macht man sich darüberhinaus schlau, kommt man nicht immer zur gleichen Meinung über das für einen selbst optimale Produkt wie nach ausschließlichem Studium des Standardwerks.

MPPT vs. PWM --> Link

ist zwar nur in Englisch, aber recht gut erklärt.

Der Vorteil von MPP Regler ist, dass man Dank der (wesentlich) höheren Modulspannung durch Serienschaltung kleinere Ströme
mit der Verkabelung bewältigen muss, Nachteil der Serienschaltung sind bei Teilverschattungen, die zum Einbruch der Energie des
gesamten Strings führen können, (dem wird wird mit Bypass Dioden etwas entgegengewirkt).

Wenn die Modulspannung in etwa nur 2-4 Volt über der Batterieladespannung liegt (Module mit 32 Elementen und 18V MPP), dann ist
der Vorteil eines MPP Reglers eher gering. Der Regler transformiert mit einem DC-DC Wandler die überschüssige Spannung (Leistung,
die sonst abgeregelt werden würde) in Strom und das macht geschätzt 10..15% im Idealfall aus.

Bei höheren Temperaturen sinkt die Modulspannung und die Differenz zu einem PWM Regler schwindet dahin.
Der Haupt-Vorteil von MPP ist natürlich, dass durch die hohe Spannung auch bei sehr geringem Strom (schlechtes Wetter, Verschattung)
immer noch etwas Energie eingefangen werden kann, die der PWM Regler nicht schaffen würde. Ob das den Mehrpreis rechtfertigt,
ist eine andere Frage.

Bei Modulen mit 36 oder 40 Zellen liegt die MPP Spannung der Module über 20 V, der Gewinn hier mit einem MPP Regler wäre deutlich,
da ein PWM Regler diese Energie nicht effektiv umsetzen könnte.

Insgesamt ist eine Parallelschaltung bei kleinen Anlagen sinnvoller, da die Verschattungseffekte besser kompensiert werden, eine Schutzbeschaltung
der Module sollte ab Modulanzahl 3 vorgenommen werden (Schottky Dioden in Serie oder Sicherungen), um hohe Rückströme bei
Moduldefekten zu verhindern. Weiterer Vorteil wäre, dass ich die Modulzahl einfach erhöhen kann, während ich bei MPPTRegler und Paarweiser
Verschaltung der Module in Reihe auch nur paarweise erweitern kann.

Danke an "xbmcg" für die Gegenüberstellung.
Auch die ständige Wiederholung der Phrase "Mppt" ist besser, ändert nicht an der Tatsache, dass er seine Vorteile nicht ausspielen kann, wenn ihm bei einem 18Vmpp Panel nur 3-4V zu Verschiebung seines Arbeitspunktes zur Verfügung stehen. Und wenn der Strom (und damit die Leistung) in diesem Panel durch Erwärmung sinkt, dann sind die Vorteile bei dieser Konfiguration aufgebraucht. Dann bleibt nur noch der höhere Preis.
Man sollte also schon alle Fakten der Anlage darstellen, damit eine fundierte Aussage gegeben werden kann.
Die Unterlagen von Büttner (Handbuch 2015) sind gut fundiert. Hier werden z.B. bei flexiblen Panels 40-Zeller anstatt 36-Zellern vertrieben, den mit den vier Zehlen mehr (10% oder 2V) wird (nach deren Aussage) die schlechtere Wärmeableitung der direkt geklebten Panels ausgeglichen. Was technisch/physikalisch auch nachvollziehbar und belegbar ist.
Dadurch sind diese flexiblen Panels aber nur noch indirekt mit 36-Zellen Rahmenpanels vergleichbar. Mit deren höheren Werten (leistung aber leider auch Grundfläche) wird natürlich auch ein Mppt Regler interessanter, aber es ist halt kein direkter Vergleich möglich!
Ich meine ja nur, Andreas

Bislang war mir die MPPT Thematik eigentlich klar und ich wollte einen MPPT Regler nehmen. Ich würde 2x100 W Module zu je 36 Zellen einsetzen: Vmp 18V.

Urpsrünglich hatte ich vor die beiden Module in Reihe zu schalten und per MPPT Regler zu verarbeiten. Wenn ich jetzt aber eine Teilbeschattung auf einem oder beiden Modulen hätte, wie würde sich das dann unterm Strich auswirken? Beide Spannungen addieren sich und solange die Gesamtspannungen am Regler über den 13-14V liegen, bin ich mit einem MPPT Regler besser dran, oder seh ich das falsch/zu einfach? Liege ich unter der Ladespannung, kann ein PWM Regler auch nichts mehr raus reißen, auch hier würde doch selbst der MPPT Regler Vorteile haben oder nicht? :gruebel:


Jan

Die Spannung fällt ja nicht linear / kaum ab, wenn weniger Licht auf das Panel scheint, nur der Strom wird weniger einigermaßen proportional zur Einstrahlung.
Da beide in Reihe geschaltet sind und der Strom durch beide Panele (Serienschaltung) gleich ist, wird die Leistung vom nicht beschatteten Modul ausgebremst.
Damit das nicht passiert, sind Bypassdioden in den Modulen verbaut, die dann durchbrechen und die beschatteten Zellenstrang überbrücken.

Bei Parallelschaltung liefern die unbeschatteten Module den vollen Strom und die (teil-)beschatteten so viel Strom, wie sie können, die Ströme addieren sich.
Somit ist die Billanz einer Parallelverschaltung bei Teilschatten besser.

Ah jetzt wirds klar, Danke :)
D.h. in meinem Fall wäre es ratsamer parallel zu schalten? D.h. bei Teilbeschattung hab ich dann nur geringe Einbußen durch die Spannungsdifferenz der Module? Wie muss ich mir die Einbußen der Spannung vorstellen bei Beschattung? Hier wird es ja vermutlich keine Diagramme oder dergleichen geben oder?

--> Link

Da sind die U / I Kennlinien eines Panels in Abhängigkeit der Bestrahlung recht gut erklärt.

Super vielen Dank, dann werde ich also die Module parallel verschalteten...

Zum Einsatz kommt dann idealerweise der MPPT Regler... Oder wie ist hier deine Empfehlung?

Hängt von den Modulen ab. Bei 32 Zellen bringt MPP vermutlich nicht so viel.
Ist wohl eine Glaubensfrage. Manche schwören auf MPP, andere nicht so.

Ich hab bei mir einen VOTRONIC SR500 Duo Digital PWM Regler und 2 flexible 100Wp Module auf dem Dach geklebt.
Ich will die Anlage aber im Frühjahr um 2 weitere erweitern, der Regler geht bis 500Wp und hat um die 100€ gekostet.

Ein MPP Regler vom gleichen Hersteller für 420Wp kostet 250€, der etwas unterdimensionierte MPP350 kostet 160€
der könnte gerade noch gehen, da die Sonne eh selten senkrecht auf das Dach scheint und der Regler eine Überlast
Schutzbeschaltung hat, bei meinem PWM Regler könnte ich problemlos noch ein 5. Modul dazuhängen....

Wenn ich Module mit 40 Zellen hätte, wäre die Lage klar, MPP würde sich echt lohnen, aber bei meinen Panelen ist es vermutlich
egal.

Hallo cbmcg und Andreas,

vielen Dank für die erhellenden Antworten! Ich kann aus verschiedenen Gründen nicht viel mehr als 240Wp aus drei Modulen auf dem Dach unterbringen, die wegen eines Dachgepäckträgers für mein Boot auch noch gelegentlich mehr oder weniger verschattet werden. Ich werde also die Module wie bei meinem vorigen WoMo parallel schalten und mit einem nicht-Mpp-Regler an den Bordakku anschließen.



Pegasus

Das wäre eine ausgewogene Lösung für deine persönliche Ausgangssituation.
Man darf unter der ganzen technischen Diskussion ja nicht vergessen wie man sich im Sommer hinstellt. Und ich kenne wenige, die sich wegen der Teilverschattungsproblematik im August auf einen schattenlosen Platz stellen.
Ergo keine Serienschaltung der Module, ergo keine 36Vmpp, ergo keinen Vorteil für Mpp-Regler.
Meine Einschätzung und Rechnung, Andreas

Danke xbmcg und danke Andreas für die Zusammenfassung :)

Was mir in diesem Zusammenhang auch aufgefallen ist: im Victron Datenblatt steht, dass sich der Regler erst bei "Vbat + 5 Volt" aktiviert, im Betrieb dann allerdings bis "Vbat + 1 V" arbeitet/regelt. Das wäre dann (sofern das kein Übersetzungs-/Druckfehler ist) eh das Aus für MPP bei Parallelschaltung.


Jan

Manche MPP Regler regeln bei zu wenig Spannungshub als PWM Regler den Strom. Erst wenn die MPP Spannung eine gewisse
höhe erreicht, wird auf die MPP Regelung umgeschaltet und mit DC-DC Converter umgespannt

Ah ok, dann ist das wohl der Spannungsbereich für die MPP Regelung.