Sonnenenergie wird mithilfe von Solarmodulen in Strom umgewandelt. Eine wichtige, aber wenig bekannte Komponente sorgt für die Spannungsbalance zwischen Solarmodulen und Batterien. Der PWM-Laderegler optimiert die Energieübertragung und schützt die Batterien. Erfahren Sie heute mehr über den PWM-Laderegler und sein wahres Potenzial.
Was ist ein PWM-Laderegler?
Ein PWM-Controller (Pulsweitenmodulation) ist ein digitale Verbindung zwischen den Solarmodulen und den Batterien. Der Solarladeregler (auch Regler genannt) funktioniert ähnlich wie ein herkömmliches Batterieladegerät. Er steuert den Stromfluss vom Solarmodul zum Batteriespeicher, um eine Überladung zu verhindern. Er kann, ähnlich wie ein herkömmliches Batterieladegerät, verschiedene Batterietypen aufnehmen.
Die Konstantspannung kann die Erhaltungsspannung sowie die Zeit und den Reststrom steuern. Sie eignen sich am besten für Lithium-Eisenphosphat-Batterien, da der Regler nach dem vollständigen Laden auf der festen Erhaltungsspannung bleibt oder für den Rest des Tages eine Spannung von etwa 13.6 V (3.4 V pro Zelle) aufrechterhält.
Das gängigste Ladeprofil ist dieselbe einfache Abfolge wie bei einem guten Netzadapter: Bulk-Modus – Absorptionsmodus – Float-Modus.
Wenn die Batteriespannung für einen längeren Zeitraum, beispielsweise 5 Sekunden, unter die angegebene Spannung fällt (Wiedereintritt), funktioniert dieser Wiedereintritt in den Bulk-Modus bei Blei-Säure-Batterien besser, da Spannungsabfall und -abfall größer sind als bei Batterien auf Lithiumbasis, die für den Rest der Entladeperiode eine höhere, stabilere Spannung behalten.
Im PWM-Solarladeregler:
1. Wenn sich das Ladegerät im Schnelllademodus befindet, ist der Schalter eingeschaltet.
2. Der Schalter wird je nach Bedarf ein- und ausgeschaltet (pulsweitenmoduliert), um die Batteriespannung des Absorptionsgeräts aufrechtzuerhalten.
3. Wenn die Batteriespannung am Ende der Konstantspannungsphase auf die Erhaltungsspannung abfällt, wird das Gerät ausgeschaltet.
4. Um die Batterie auf der Erhaltungsspannung zu halten, wird der Schalter je nach Bedarf ein- und ausgeschaltet (pulsweitenmoduliert).
5. Wenn der Schalter ausgeschaltet ist, entspricht die Panelspannung dem Leerlaufwert (Voc). Beim Drücken der Taste entspricht die Spannung der Batteriespannung plus der Spannungsdifferenz zwischen Platine und Controller. Im Folgenden erfahren Sie mehr über die Funktionsweise des PWM-Ladereglers.
Was ist das Funktionsprinzip des PWM-Ladereglers?
Bei Verwendung eines PWM-Ladereglers müssen Solaranlage und Hausbatterie die gleichen Spannungen aufweisen. Das grundlegende Funktionsprinzip eines PWM-Ladereglers besteht darin, ein Überladen effizient zu verhindern und die Solarenergie optimal zum Laden der Batterie zu nutzen. PWM-Laderegler wurden in den letzten Jahren entwickelt.
PWM-Laderegler zum Umschalten des Impulsmodus auf den PV-Moduleingang. Wenn die Batterie voll ist, ändert sich die Impulsfrequenz bzw. der Arbeitszyklus, sodass die Einschaltzeit verkürzt wird und der Ladestrom allmählich auf Null sinkt.
Wenn die Batteriespannung ihren Tiefpunkt erreicht, steigt der Ladestrom allmählich wieder an. Diese Ladetechnik kann die Gesamtlebensdauer der Batterie in der Photovoltaikanlage verlängern, indem sie einen vollständigeren Ladezustand erzeugt. Der Ladezustand wird durch Pulsweitenmodulation geschützt, was die Gesamtlebensdauer der Batterie in einer Solaranlage verlängern kann. Sehen wir uns nun die Vor- und Nachteile von PWM-Ladereglern an.
PWM-Solarladeregler sind die gängigste Ladereglerart in Solarfachgeschäften. Sie sind günstiger und einfacher als MPPT-Regler. PWM-Regler reduzieren die Stromzufuhr zur Batterie schrittweise, wenn diese ihre Kapazität erreicht.
Siehe auch: Funktionsprinzip netzunabhängiger Solaranlagen verstehen
Was sind die Vor- und Nachteile eines PWM-Ladereglers?
Die Vorteile und Nachteile des PWM-Ladereglers sind wie folgt:
Vorteile
- At Demodulation, Ein Signal kann leicht getrennt werden und Rauschen kann auch leicht getrennt werden.
- Hohe Kapazität für die Leistungshandhabung.
- Kann extrem hohe Frequenzen verwenden.
- Durch die geringere Wärmeentwicklung im Betrieb werden Störgeräusche reduziert.
- Bei der Verwendung zur Spannungsumwandlung oder zur Stromversorgung eines die Glühbirneverbraucht es sehr wenig Energie. Alle drei Systemtypen weisen eine mäßige Ineffizienz auf.
- Im Gegensatz zur Pulspositionsmodulation ist keine Synchronisation zwischen Sender und Empfänger notwendig.
Nachteile
- Das System erfordert die Verwendung eines Halbleiterbauelements mit kurzen Ein- und Ausschaltzeiten. Die Anschaffungskosten sind daher recht hoch.
- Die Schaltung ist komplex.
- Interferenz mit Hochfrequenzsignale.
- Die Kommunikation erfordert eine enorme Bandbreite.
- Aufgrund der hohen PWM-Frequenz kommt es zu großen Schaltverlusten.
- Die Momentanleistung des Senders variiert.
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Was sind die Einstellungen des PWM-Solarladereglers?
Ein Solarladeregler kann einen weiten Bereich von Batteriespannungen verwalten, von 12 Volt bis 72 VoltDie teuersten Modelle können jedoch bis zu 72 Volt verarbeiten, was erforderlich ist, wenn Sie Ihre Energie über einen längeren Zeitraum speichern möchten. Während Solarmodule parallel geschaltet werden können, um eine maximale Ausgangsspannung zu erreichen, akzeptiert ein einfacher Laderegler möglicherweise nur 12 oder 24 Volt als Eingangsspannung.
Um einen Solarladeregler zu verwenden, müssen die Spannungs- und Stromeinstellungen festgelegt werden. Dies erreichen Sie durch Ändern der Spannungseinstellung des Ladereglers. Die Spannungseinstellung bestimmt, wie schnell Ihre Solarzellen aufgeladen werden. Diese Parameter können per Computersoftware oder am Laderegler geändert werden. Um das Beste aus Ihrer Solaranlage herauszuholen, sollten Sie die Herstellerangaben beachten. Andernfalls kann Ihre Anlage ihr volles Potenzial nicht entfalten.
- Schließen Sie den Solarladeregler ordnungsgemäß an die Batteriebank und die Paneele an.
- Wenn Strom erkannt wird, leuchtet der Controller-Bildschirm auf.
- Halten Sie die Menütaste einige Sekunden lang gedrückt, um auf das Einstellungsmenü zuzugreifen.
- Der Ladestrom wird angezeigt (PV zu Batterie).
- Drücken Sie lange auf die Menütaste, um auf das Menü zur Auswahl des Batterietyps zuzugreifen.
- Der Controller erkennt die Batteriespannung automatisch.
- Stellen Sie gemäß der Batterie-Bedienungsanleitung die Erhaltungsladespannung, Absorptionsladespannung, Unterspannungsabschaltwert und Unterspannungswiederherstellungswert.
- Stellen Sie den Entladewert für die Gleichstromlast ein (sofern vorhanden), und der Laderegler beginnt mit dem Installationsvorgang.
Siehe auch: Einstellungen für Solarladeregler
Ist PWM ein guter Laderegler?
Nachdem wir die Einstellungen von PWM-Solarladereglern kennengelernt haben, prüfen wir nun, ob PWM ein guter Laderegler ist. Laderegler sind für die meisten Solaranlagenkäufer unverzichtbar. Solaranlagen auf Dächern oder Freiflächen mit Batterie-Backup sind praktisch immer an das Stromnetz angeschlossen. Ist die Batterie vollständig geladen, wird überschüssige Solarenergie automatisch dorthin umgeleitet.
Wenn Sie eine kleine netzunabhängige Solaranlage mit Batteriespeicher installieren möchten , sollten Sie einen Laderegler in Betracht ziehen, um sicherzustellen, dass Ihre Batterie ordnungsgemäß geladen wird. Für relativ kleine Batterien in Kombination mit Solarmodulen geringer Leistung ist ein PWM-Laderegler in der Regel ausreichend. Ein MPPT-Laderegler kann für komplexere DIY-Solarprojekte mit leistungsstärkeren Modulen geeignet sein.
Pulsweitenmodulation wird häufig in netzunabhängigen Solarlösungen für Privathaushalte und Unternehmen eingesetzt. PWM erfordert die Anpassung der Spannung des Modulfelds an die Spannung des Batteriespeichers. Andernfalls ginge Ladeleistung verloren. Und je größer die Abweichung, desto größer der Leistungsverlust. Daher ist PWM zwar kostengünstiger, bietet aber weniger Flexibilität und Effizienz.
Empfehlung: Welche Auswirkungen hat Solarenergie auf die Umwelt?
