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Solar-Laderegler

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Solar-Laderegler

Solarmodule wandeln Sonnenlicht in Gleichstrom (DC) um. Dieser könnte dann direkt in eine Batterie weitergeleitet werden, da diese den Strom ebenfalls als Gleichstrom speichern und damit jegliche Art von DC-Verbrauchern versorgen kann. Allerdings liegt die Spannung von einem Solarmodul über der Spannung einer Batterie und kann somit eine vollständig geladene Batterie schädigen. Darüber hinaus kann die Lebensdauer einer Batterie erheblich verkürzt werden, wenn zu anspruchsvolle Verbraucher angeschlossen werden und es dadurch zu einer Tiefenentladung kommt. Der Laderegler hat die Funktion die Batterie vor Über- und Tiefenentladungen, sowie Kurzschlüssen zu schützen und trägt damit erheblich zur Lebensdauer der Batterie bei. Ein Solarladeregler sollte grundsätzlich bei autarken Solarsystemen verwendet werden.

Wahl des richtigen Ladereglers

Die Wahl des richtigen Ladereglers wird durch drei Faktoren bestimmt:

  • Modulstrom
  • Laststrom
  • Spannung

Diese Faktoren werden durch die verwendeten Komponenten vorgegeben.Der Laderegler muss in der Lage sein den maximalen Strom der durch die Anlage läuft abzufangen. Um dies bestimmen zu können müssen Sie wissen welcher Strom auf der Modulseite (Modulstrom) und welcher Strom auf der Verbraucherseite (Laststrom) anliegt. Der Laderegler sollte so ausgewählt werden, dass er ohne Probleme die zu erwartende maximalen Ströme bewältigen kann und auf keinen Fall die möglichen Ströme des Ladereglers überschritten werden. Häufig kommen 12V-Systeme zum Einsatz, sowohl auf der Verbraucherseite (Laststrom), als auch bei den Batterien. Allerdings können auch 24 V oder 48 V Batterien zum Einsatz kommen. Die Daten zum Modulstrom, Laststrom und Spannung werden vom Hersteller bereitgestellt.

Auch bei den Ladereglern gibt es verschiedene Typen.

Grundsätzlich unterscheidet man zwischen Serienreglern und Shunt-Reglern, sowie Ladereglern mit MPPT-Funktion.

Bei Shunt- und Serienreglern wird die Ladespannung von der Batterie bestimmt. Shunt-Regler reduzieren die Spannung kontinuierlich sobald die Lade-Endspannung erreicht ist. Der weiterhin vom Modul erzeugte Strom welcher nicht mehr benötigt wird, wird dann kurzerhand als Kurzschlussstrom verwendet. Diese Methode ermöglicht ein leichtes und sicheres Laden der Batterie.

Die Serienregler unterbrechen den Modulstrom mit Hilfe von Relais oder Stromleitern und schalten ihn bei einem definierten Spannungsabfall wieder ein, sobald die Ladungsentspannung erreicht ist. Sind die Batterien vollständig geladen wird so ein weiterer Stromfluss zu den Batterien verhindert.   

Laderegler mit MPPT (Maximum Power Point Tracking)-Funktion stellen sich zu jeder Zeit auf die maximale Spannung des Moduls ein und transformieren höhere Spannung auf die benötigte Spannung, welche an der Batterie anliegt, herunter.  So kann ein höherer Stromertrag erzielt werden. Laderegler mit MPPT-Funktion können vor allem in kühleren Gegenden zu einem höheren Stromertrag beitragen. Außerdem können mit Ladereglern mit MPPT-Funktion auch Module genutzt werden welche nicht auf 12 VDC oder 24 VDC abgestimmt sind, wie zum Beispiel 60 Zellen. Laderegler ohne diese Funktion sind in der Regel etwas kostengünstiger.

Gerade für den Caravan-Bereich werden sogenannte Duo-Laderegler angeboten. Diese besitzen zwei Ausgänge, einen für die automatische Ladung und Ladeerhaltung der (Haupt-) Bordversorgungsbatterie, sowie einen weiteren Ausgang für die Ladung bzw. Ladeerhaltung der Fahrzeug- Starterbatterie.