Dieser Artikel gehört zur Kategorie Wissen, Erneuerbare Energien

Den passenden Laderegler für Solarmodule finden - worauf du achten solltest

Es gibt mittlerweile unzählig viele Solarmodule und auch Laderegler. Je nach Anlage, wird ein oder mehrere Laderegler zur Speicherung des Stroms in Batterien benötigt. Hier meine wichtigen Tipps an dich.

Schaut man mal bei Amazon oder einem Solar-Shop nach Laderegler für Solaranlagen, wird schnell klar, das die Suche wie die Nadel im Heuhaufen ist. Ich habe viel getestet und angeschaut. Zudem besitze ich verschiedenste Solarmodule. Je nach Anwendungsfall, gibt es meistens das passende Gerät - oft aber in Hülle und Fülle. Am Ende hat der Kunde die Qual der Wahl. Aber, schauen wir uns das mal genauer an.

Inhaltsverzeichnis:
 Laderegler defekt? Sicherung tauschen..  Viele Geräte, die defekt scheinen, sind mit ein paar Cent für Bauteile und einem Lötkolben schnell wieder repariert. Das spart Geld und Frust. © Wohnen-Heimwerken.de

Laderegler defekt? Sicherung tauschen..
Viele Geräte, die defekt scheinen, sind mit ein paar Cent für Bauteile und einem Lötkolben schnell wieder repariert. Das spart Geld und Frust.

Häufig gestellte Fragen zu Solar und Solarstrom in diesem Beitrag beantwortet.

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Solarmodule: Spannung und Stromstärke

Beim Kauf eines Moduls schauen die meisten auf die Watt-Anzahl. Also nach der Leistung des Solarmoduls.
Dabei ist vor allem aber die Spannung (Volt) entscheidend darüber, mit welcher Ladetechnik die Batterien nun geladen werden. Denn die Spannung (Volt) sagt nichts über die Leistung (Watt) aus. Dafür ist die Ampere-Angabe (Stromstärke) als Multiplikator.

Kurz die Formel zur Berechnung der Leistung:
P = U x I
also Leistung (Watt) = Spannung (V) x Stromstärke (A)

Alle Laderegler sind auf eine maximale Spannung und Stromstärke begrenzt. Hat man Beispielsweise ein 60V Dünnschichtmodul, kann kein kleiner 10 Euro Laderegler mehr genutzt werden, da diese meist nur bis 50V ausgelegt sind.

Laderegler: Die wichtigsten Eckdaten erläutert

Schauen wir uns einen Laderegler genauer an, gibt es folgende Daten:

Nennspannung:
Gibt den zu ladenden Akku an. Meist 12V, 24V, 36V usw.

Max. Lade / Entlade-Strom:
Diese Angabe ist meist in Ampere (Stromstärke) und zeigt, bis wieviel Ampere die Solarmodule maximal haben dürfen bzw. bis wieviel Ampere aus dem Laderegler über den Verbraucheranschluss gezogen werden kann.
Meist findest du die Angabe 10A, 20A, 30A oder mehr.

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Max. Solar-Panel Eingangs-Spannung:
Eine sehr wichtige Kennzahl ist die Modul-Spannung, die maximal in den Laderegler geschickt werden darf. Günstige Laderegler gehen bis 50 Volt. Die Dünnschichtmodule mit 60V können daran nicht angeschlossen werden.
Weiter unten erläutere ich noch die Verschaltung mehrerer Module, wo wir diese Max. Solar-Panel Eingangsspannung nochmal benötigen.

Stop-Ladespannung oder Überladeschutz:
Bis zu welcher Spannung eine Batterie maximal geladen wird. Die Ladeschlussspannung ist je nach Akku-Typ unterschiedlich. Bei einem guten Laderegler kann der Akku-Typ eingestellt werden.
Meist findest die Angabe 13,7V (Typ: 12V Anlage/Akku).

Lade-Typ:
Hier trennt sich die Streu vom Weizen. Der Ladetyp ist entweder PWM oder MPPT. Vorweg: ein MPPT regelt das laden des Akkus sehr effektiv, kostet hingegen deutlich mehr.

Eine vereinfachte Erklärung:
PWM (Pulsweitenmodulation): Überschüssige Spannung vom Solarmodul wird vernichtet, sodass die Stromstärke des Moduls die Batterie aufläd.

Unterschiede und Signale werden hier nochmal genauer erläutert: Solar-FAQ: Antworten auf häufig gestellte Fragen

PWM Funktionsbeispiel: Solarmodul hat 20V und 2A (=40 Watt). Akku wird mit dem PWM Laderegler mit 13,5V und 2A geladen (=27 Watt).

MPPT (maximum power point): Spannung wird auf Batterieladespannung umgeformt und die Stromstärke dabei erhöht. Folglich läd die Batterie schneller und keine Spannung wird vernichtet.

MPPT Funktionsbeispiel: Solarmodul hat 20V und 2A (=40 Watt). Akku wird mit dem MPPT Laderegler mit 13,5V und 2,9A geladen (=40 Watt).

Individueller Anwendungsfall: So findest du den richtigen Laderegler

Suchst du die Module nach dem vorhandenen Laderegler, oder den Laderegler zu deinen Solarmodulen? Wo fängt man an?
Von den sogenannten Experten hört man meist: bei den Modulen gehts los.
Da bin ich etwas anderer Meinung, denn es ist je nach Anwendungsfall unterschiedlich. Vor allem soll sich eine Solaranlage auch rasch amortisieren.

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Eine kleine Insel-Anlage kann man aber auch nicht mit einem Solarpark oder einer Hauskraftanlage vergleichen. Beide Systeme haben ihre Unterschiede und für die, die eine kleine Anlage benötigen, geht es vor allem auch um den Laderegler.
Du kannst 10 Euro oder 200 Euro für einen Solar-Laderegler ausgeben. Vielleicht musst du das auch, wenn du die falschen Module hast. Ich kenne jemand, der ein 60V Dünnschichtmodul hat (eins!). Günstige Laderegler dafür gibt es nicht, da diese nur bis maximal 50 Volt gehen. Ein teurer Laderegler für über 100 Euro bewältigt die 60 Volt problemlos - das ganze lohnt sich aber dann nicht mehr für ein einzelnes 200 Watt Modul.

Diese und andere Fragen findest du in unserer Themensammlung zu Solar und alternative Energie.

Überlege dir also, wieviel Watt du im Schnitt benötigst. Schaue dir an, welche Solarmodule es dafür gibt und passe es mit dem Laderegler ab. Für kleine Anlagen reichen einfache Solarakkus / AGM Bleiakkus. Hauskraftwerke setzen meist auf Litium-Ionen Technik, die etwas mehr Sicherheit (und Geld) bedarf. Egal wie du nun anfängst deine Solaranlage zu bauen, bitte kaufe nicht blind irgendein Bauteil - denn alles auf ein Bauteil abzustimmen ist falsch. Es ist dann meist nicht für deinen Einsatzzweck. Plane, recherchiere und kaufe möglichst alles passend zusammen in einem rutsch.
Interessante Themen dazu: Haushaltsgeräte (230V) mit der Solaranlage nutzen / Wechselrichter

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PWM oder MPPT?
Anders gesagt: Günstig oder teuer? Die Wahl ist auch hier abhängig vom Anwendungsfall. Meine beiden Kleinanlagen besitzen ein PWM Laderegler. Die Effektivität reicht für den Anwendungszweck vollkommen aus. Mehr herausholen kann man mit der richtigen Ausrichtung/Neigung des Solar-Moduls sowie die richtige Verdrahtung mehrerer Module.
Wer ganztags möglichst viel Strom nutzen möchte und auch ordentliche Batteriekapazität hat, sollte sich die MPPT Laderegler anschauen.

Verschaltung mehrerer Module: Die Auswirkungen für den Laderegler

Parallel oder in Reihe, das ist hier die Frage. Mehr Module heißt nicht immer effektiver Batterien aufladen. Schauen wir uns das im Detail einmal an.

Übrigens gab es bereits ein Thema über Parallel- und Reihenschaltung.

Das verlinkte Thema kurz zusammengefasst:
Bei der Reihenschaltung von Solarmodulen erhöht sich die Spannung (Volt), die Stromstärke bleibt gleich. Die Parallelschaltung erhöht hingegen die Stromstärke (Ampere), die Spannung bleibt aber gleich.

Ein Mix aus Reihenschaltung und Parallelschaltung ist ebenso möglich und ist vor allem bei vielen kleinen Modulen sehr effektiv.

Beispiel für eine Schaltung bei mehreren kleinen Modulen:

Ausgangspunkt:
Wir besitzen vier 5 Watt Module mit der jeweiligen Angabe: 20 Volt, 0,250 Ampere.

Mixschaltung:
Schalten wir einen Mix mittels Reihen- und Parallelschaltung. Wir verbinden zwei in Reihe geschaltete Module mittels Parallelschaltung die anderen beiden, ebenfalls in Reihe geschalteten, Module.
Als Ausgabe erhalten wir: 40V und 0,5A. Hierfür würde nur ein MPPT Laderegler lohnen. Aufgrund der Modulleistung, macht ein teurer MPPT hingegen keinen Sinn. Eine andere Schaltung der vier Module wird benötigt.

Reihenschaltung:
Schalten wir alle vier Module in Reihe. Das Ergebnis wären dann 80V und 0,250 Ampere. Diese Schaltung ergibt keinen Sinn, da zwar ein MPPT Laderegler damit arbeiten könnte, jedoch nur teure Modelle können mit 80V arbeiten.

Parallelschaltung:
Nun schalten wir parallel. Die Stromstärke erhöht sich und das Ergebnis ist: 20V und 1A.

Effektive Verschaltung:
Bei einem PWM Laderegler, der oft unter 10 Euro zu haben ist, ist vor allem die Stromstärke entscheidend. Denn damit läd schließlich der Akku. Nutzt du einen 20A Laderegler, würde ich die Module so verschalten, dass du nah an die 20A ran kommst. Beachte bitte, dass 20A kein pappenstil sind und die Kabel dafür ausgelegt werden müssen.

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Bisherige Kommentare:

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Marcus am 10.09.2018
Hallo Dieter,

willst du die Dünnschichtplatten in Reihe, Parallel oder in einem bestimmten mix schalten? Bei der Reihenschaltung (Plus der einen Platte ans Minus der nächsten etc), addiert sich die Spannung (Volt), bei der Parallelschaltung (alle Minus zusammen und alle Plus zusammen), addiert sich der Strom (in Ampere).
Alle in Reihe macht wenig Sinn, da dann über 900 Volt erreicht werden. Ein Mix aus Reihen- und Parallelschaltung würde sich anbieten.
Was möchtest du denn für Speicher nutzen? 12V, 24V, 48V oder höher? Erst dann ist klar, welchen Laderegler du benötigst. Schaue dich da dann genau z.b. Amazon um. Es ist nicht so einfach einen günstigen Laderegler für Dünnschichtmodule zu finden, da die Spannung sehr hoch ist und die meisten nur bis 50V Modul-Leerlaufspannung geeignet sind. Du wirst also auch nicht drum rum kommen, entweder einen Laderegler für weit über 100 Euro (eher 200-300 Euro) zu kaufen, oder andere Module mit weniger Spannung.
Dieter am 10.09.2018
Ich habe 14 dünschicht platten mit 70w 1.04a 67.12volt 1.19a 89v max 600v ul 1000 2aul 10a so steht es darauf was für ein laderegler benötige ich
Marcus am 18.07.2018
Grüß dich, Kalle. Wie möchtest du denn deine Akkus und Module miteinander verdrahten? Ein Modul hat bei dir wieviel Leerlaufspannung? 39 Volt?

Schau dir bitte auch die Themenübersicht zu Solar an:
https://wohnen-heimwerken.de/photovoltaik-solaranlagen.html

Und die FAQ:
https://wohnen-heimwerken.de/solar-faq-haeufig-gestellte-fragen-zur-solaranlage-beantwortet.html
Kalle am 18.07.2018
Hi liebe Fans ich habe 4 Solarmodule mit je 280 Watt und 4 Akkus mit je 280 Ah 12 Volt weichen MPPT Regler kann ich nutzen ? Vielen Dank
Marcus am 28.03.2018
Hallo Michael,
interessantes Projekt :). Polykristalline Module sind ein guter Kompromiss. Bei hoher Spannung könnten hingegen auch günstige Dünnschicht-Module lohnen. 8 Ampere pro Modul ist ordentlich.

Warum möchtest Du beim Split einmal 5 Panels in Reihe, 5 weitere Parallel schalten? Mit mehreren Ladereglern würde zwar gehen, aber möchtest du deine Akkus nicht miteinander verbinden?
Mit einem MPPT Regler wärst Du gut unterwegs, wenn die Spannung der Panels stark von denen der Akkus abweicht. So könntest du vielleicht jeweils zwei bis vier Panels in Reihe schalten, die Strings dann Parallel miteinander. Suche dir also einen passenden Laderegler und schaue mit welcher Konstellation der Schaltung du nicht über das Maximum des Reglers kommst (Spannung / Strom). Bei deiner benötigten Leistung sind die nicht ganz günstig.
Je höher deine Spannung, desto geringer der Verlust und um so höher die Effektivität. Es wird dafür auch noch der passende Wechselrichter benötigt. Bei deinem genannten Ausmaß ist 12V oder 24V wohl keine sinnvolle Grundspannung. Eher 48V oder gar mehr.
Die Solarmodule haben im Datenblatt auch die maximal zulässige Spannung bei Reihenschaltung angegeben.

Zur Anzahl der Akkus kann ich keine direkte Empfehlung geben, da ich nicht weiß, für was du die Anlage nutzen möchtest. 100Ah Solar-Batterien sind nicht gerade billig. Evtl. würde sich auch die Li-Ionen Technik anbieten. Bei allen Akkus kann nie die gesamt angegebene Kapazität genutzt werden. Bei den 12V 100Ah Akkus (Nass), können bis zur 10,8V Spannungsgrenze genutzt werden. Tiefer entladen schädigt den Akku. Schau mal bei YouTube.com vorbei - da habe ich einige kleine Hausanlagen gesehen mit 8-10 Akkus und mehr.

Anbei noch meine kleine Solar-FAQ, vielleicht ist dort noch hilfreiches Wissen dabei: https://wohnen-heimwerken.de/solar-faq-haeufig-gestellte-fragen-zur-solaranlage-beantwortet.html

Berichte bitte, wie deine Endlösung ist :). Größere Anlagen sind spannend und verlangen auch die notwendige Sicherheit.

lg, Marcus
Michael Fiedler am 28.03.2018
Hallo Marcus,
ich möchte mir eine Insel-Anlage mit 10 Polycristalin Module je Modul 17,8 Volt max. und 8,427 A.
Die Anlage möchte ich als Parallelschaltung aufbauen.

Wie ich es berechnet habe bleiben die Spannung mit 17,8 Volt gleich aber die Stromstärke steigt bis 84,27 A.

Oder baue ich besser eine Mixanlage mit 2 Laderegler. Dabei werden 5 Panel in Parallelschaltung = 17,8 Volt und 42,135 A über einen der beiden Regler betrieben und die anderen 5 Panel in Reihenschaltung = 89 Volt und 8,427 A aufgebaut.

Wie auch immer, möchte ich die Module über 2 MPPT Regler aufbauen.

Meine Frage:
Ist das so wie ich es berechnet habe richtig?
Welches ist der richtige MPPT Regler?
Oder schalte ich eine Anlage mit PWM Regler und die andere mit MPPT Regler?
Zu wie viel 12v Batterien mit ja 100Ah raten Sie mir?

Meine E-Mail: (Aus Gründen des Datenschutzes und vor unerwünschten Spam-eMails wurde die E-Mail Adresse entfernt. - Marcus)

Besten Dank im voraus

Michael Fiedler