Erstellt von Marcus | 25.08.2019
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Je höher die Spannung des Solarmoduls ist, desto schwieriger wird es diese Spannung zu nutzen. In diesem Beitrag geht es um mein 100V Dünnschicht Solarmodul und wie ich die Spannung heruntergesetzt habe - ohne teuren Laderegler

Problematisch: hohe Spannungen umwandeln
Von Profis empfohlen werden MPPT Laderegler, die mit hohen Spannungen von Solarmodulen umgehen können.
Wer eine etwas größere Anlage hat und damit Akkus lädt, für den ist ein MPPT Laderegler absolut empfehlenswert. Aber,... Moment mal. Zuerst ein paar Links zu weiterführenden Themen:Wichtiger Hinweis:
Gleichstrom und Wechselstrom sind sehr gefährlich. Vor allem bei Spannungen über 50 Volt. Bitte greife nie an beide Kontakte (Plus und Minus), auch nicht mit unisolierte Werkzeuge. Schutzausrüstung (z.B. Handschuhe, isolierte Werkzeuge) sind zwingend erforderlich. Bitte gehe keine Risiken ein.

Strom / Elektrizität Stromtransport - dieses Bild ist nahe Leipzig entstanden und zeigt die rießigen Transportwege. © Wohnen-Heimwerken.de

Strom / Elektrizität
Stromtransport - dieses Bild ist nahe Leipzig entstanden und zeigt die rießigen Transportwege.

Und weiter geht es für alle, die Geld sparen wollen. Zudem ist das nachfolgende System auch für die, welche nur bspw. ein Dünnschichtmodul mit hoher Spannung haben und ein MPPT Laderegler nicht lohnt.

Mein Fall:
Vom Wertstoffhof konnte ich für 2 Euro Kaffeekassengeld ein altes 100V 1A (=100W) Solarmodul ergattern. Das schöne war vor allem, dass es Dünnschicht ist. Das bringt in trüben Tagen und im Winter mit hellem aber recht Sonnenfreiem Himmel einfach mehr Ertrag als Monokristalline oder Polykristalline Zellen.

Doch was tut man mit 100V? Und bei weniger Sonne, kommen auch gut und gerne nur 80V. Meine Experimente begannen.

Zum einen haben mir diese beiden Typen geholfen. Zwei absolute Energie-Nerds:
Torsten, alias Tor Segelohrenbob (Link zum YouTube Channel)
und wiedereinmal
Frank, alias Action4Free (Link zum YouTube Channel)

Und wenn 3 Bastler tüfteln, kann da schon was bei rauskommen, was es eben noch nicht auf dem freien Markt zu kaufen gibt. Da wir alle drei eher Schrottbastler sind (Nachhaltigkeit), ist das natürlich alles auch sehr günstig. Keine über 100 Euro für einen MPPT Laderegler.

Das Problem: Hohe Spannung

Akkus laden ist sicher kein großes Problem. Stellt man die Ladeschlussspannung korrekt ein, so kann nicht viel schiefgehen. Hier der Hinweis auf meine Blei-Akku und dem Akkus laden: Kennlinien und mehr Themen.

Möchte man eine hohe Spannung konvertieren, also wandeln, so gibt es schon einige fertige Platinen ohne Gehäuse. Meist als DC-DC Wandler bekannt, die es in verschiedenen Formen und Techniken gibt. Bekannt sind u.a. Step-Down, Step-Up und Step-Up/Step-Down. Diese können eine beliebige Eingangsspannung entweder nach unten oder nach oben regeln. Der letztere kann beides.
Alle fertige Lösungen haben meist ein Eingangsspannungsbereich von 3-35V oder 5-50V etc. Keines geht sehr viel höher, geschweige bis 100V.

Die erste Eingabe kam von Torsten, der mir vorschlug, Schaltnetzteile zu testen. Und damit kommen wir langsam der Lösung nahe.

Lösung: Schaltnetzteile für den internationalen Einsatz

International deswegen, dass diese Schaltnetzteile, die im übrigen fast ausschließlich noch verkauft werden, für eigentlich alle Stromnetze der vielen Länder nutzbar sind. Klar, der Stecker ist anders, aber es geht vor allem um die Eingangsspannung. In der Regel sind das nämlich 100-240V AC (Wechselspannung).

In meinem Fall des Dünnschicht Solarmoduls hat ein Notebook Netzteil am besten funktioniert. Auch als mein Solarmodul nur 80V-85V gebracht hat, hat das Notebook Netzteil seine üblichen 19V bis 20V am Ausgang gebracht. Den Schaltnetzteilen scheint es egal zu sein, ob Wechselspannung oder Gleichspannung am zweipoligen Stecker anliegen.

Auf der Rückseite der Netzteile muss unbedingt bei INPUT stehen: 100-240V "AC".

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Und was macht man dann mit 19V-20V? Klar: Einen Step-Up, Step-Down oder Step-Up/Step-Down Wandler anschließen und die Spannung daraus machen, die man gerne hätte. Und das mit sehr wenigen Verlusten!
Weniger Verluste als ein Wechselrichter!

Empfehlenswert ist daher mein Hinweis, passende Geräte mit Gleichstrom zu nutzen und nicht erst auf 230V Wechselspannung Hochtransformieren und mit einem Netzteil auf die erforderliche (interne) Gerätespannung, welche eh immer Gleichstrom ist, wieder runter zu setzen. Das ist ineffizienter Technikaufwand.

Lesetipp: Autark durch Solarstrom: Geräte für 12V und 24V

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Torsten hat Dünnschichtmodule mit 140V bis 180V und verwendet ein PC Netzteil. Solche PC Netzteile müssen, wenn die Gleichspannung am Stecker anliegt, gestartet werden. Dazu müssen zwei Kontakte des Mainboard-Steckers überbrückt werden. Anleitungen dazu findest du bei YouTube oder der Google Bildersuche. (Stichwort: PC Netzteil starten)

Bei mir funktionierte das PC Netzteil nicht mit 85V - sicher liegt es daran, das ich die erforderlichen mindesten 100V nicht hatte.

Danke an Frank und Torsten für die Hinweise. Und falls du noch Fragen hast, dann einfach unten in die Kommentare schreiben oder eine E-Mail an mich.
Nach bestem Wissen und Gewissen.
Sonnige Grüße, dein Marcus

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Marcus am 05.04.2020#14
Ab 16 Quadratmillimeter.
https://www.zaehlerschrank24.de/berechnungen
Silvio am 05.04.2020#13
Welcher Kabelquerschnitt ist denn sinnvoll vom letzten Panel zum Laderegler?
Gruss Silvio
Marcus am 05.04.2020#12
Kein Problem. Du hast diesen Beitrag ja abonniert. Darf ich dir per E-Mail schreiben? Du kannst gern auch auf die E-Mail direkt antworten, das landet in meinem Postfach.
6mm ist viel zu dünn, das verursacht sehr schnelle einen Brand!!
Silvio am 05.04.2020#11
Danke Marcus für deine Infos.Laderegler hatte ich einen 100A MPPT im Auge.Das kann doch bestimmt nicht falsch sein ,oder?Der Kabelquerschnitt sind die normalen Solarkabel(blau und rot)in Durchmesser 6mm, länge ca. 6 meter bis Laderegler.Stimmt, im Winter geht fast garnichts in die Batterien.Könntest Du mir eventuell einen Schaltplan davon schicken?
Deine erklärung ist zwar sehr hilfreich aber ich bin leider absoluter Laie und verstehe manches nicht so recht,Sorry.
Marcus am 05.04.2020#10
Also ein 60A Regler ist sicher zu klein. Im Datenblatt von dem Teil steht sicher, wie viel Ampere oder Watt er bei 12V kann. Du fragst, weil du einen neuen Laderegler möchtest? MPPT oder PWM? Gibt hier auf der Webseite haufenweise Themen dazu.

Wenn alle Panels parallel geschaltet sind, ist es klar warum das Kabel so warm wird. Welchen Durchmesser hast du denn? Und welche Leitungslänge? Du kannst im Internet mal nach "Kabelquerschnitt berechnen" suchen. Ich denke, das unter 16mm2 nichts geht.

13,8V ist aber nicht deine Ladeschlussspannung, oder? Bei diffusem Licht und im Winter wirst du durch die Parallelschaltung viel Leistung verlieren bzw. der Regler das Laden gar nicht erst beginnen.
Ich an deiner Stelle würde einige der Module in Reihe schalten und Paare bilden. Jedes Paar dann einen Laderegler verpassen.

Lesetipps:

https://wohnen-heimwerken.de/funktionsweise-einer-insel-solaranlage-schaltung-mehrerer-solarmodule.html

https://wohnen-heimwerken.de/den-passenden-laderegler-fuer-solarmodule-finden-worauf-du-achten-solltest.html
silvio am 05.04.2020#9
Hallo Marcus
Meine Paneels sind Paralel geschaltet und es kommen 14-15V unten am Laderegler an.
Die Ladeleistung ist ca.1200w.Ich habe einen 60A Laderegler dran,allerdings bemerkte ich das bei voller Sonneneinstrahlung die Batterien sehr schnell voll sind 13,8V und das Kabel vom Paneel zum Laderegler sehr warm wird,daher dachte ich das 60A Laderegler zu wenig ist?
Ich kenne mich da leider nicht so aus.
Marcus am 05.04.2020#8
Moin Silvio,
willkommen in der kleinen Runde. Wie sind denn deine Panels verschaltet? Ich denke, 100A ist eher die Ladeleistung (1200W). Welche Spannung kommt denn von den Panels? 11 ist eine ungerade Zahl, daher machen 2 Strings parallel wohl keinen Sinn. Du könntest aber auf 2 oder mehr Laderegler die Panels verteilen. Da sind die Regler nicht so teuer und es macht sogar Sinn, bei Teilverschattung mehrere Laderegler zu nutzen.
lg Marcus
silvio am 05.04.2020#7
Hallo Leute
Ich versuche schon seid Tagen den richtigen Laderehler zu finden.Vielleicht kann mir jemand helfen.Meine Module 11x120 watt auf dem Dach. Soweit ich richtig rechnete müßte das ein Laderegler mit 110 A sein.Kann das stimmen? Alles 12V Anlage.12x 180AH Batteriebank.
Bitte bitte helft mir,ich bin Verzweifelt,grins.
Dieter >Soll am 21.12.2019#6
Guten Morgen Marcus und danke für die ausführliche Info.
Ich werde Deinen Rat befolgen und den stärkeren Wechselrichter nehmen.
Er hat die Bezeichnung Solax xi Mini xi- 2,0 , und ist nur ca. 25 Euro teurer.
Ich werde demnächst berichten ob und wie alles geklappt hat.

Zunächst erstmal besten Dank und schöne Feiertage.

D. Soll
Marcus am 21.12.2019#5
Hallo Dieter,
nun verstehe ich dich :) Das ist ein Stringwechselrichter für die Steckdose wie es scheint. Kannte den bisher noch nicht. D.h. du kannst dann aus einer anderen beliebigen Steckdose dein Ladekabel für den E-Golf anschließen.
Lässt sich beim VW E-Golf der Ladestrom einstellen? Das Ladegerät des Autos (Einphasig) zieht mit bis zu 16A (16A x 230V = 3680 Watt).
Da deine Photovoltaikanlage an die Ausgangsleistung des Wechselrichters kommt, würde ich hier lieber einen größeren Wechselrichter nehmen. Die Photovoltaikmodule können durchaus 10% mehr Leistung bringen!

Wenn du in das Hausnetz einspeist, musst du das deinem Netzanbieter (nicht der Stromanbieter) melden. Zudem musst du einen Eintrag ins Marktstammdatenregister vornehmen.
Falls du noch einen alten Ferraris Zähler hast, muss dieser Getauscht werden (sonst ist es ein Straftatbestand, da der Zähler wissentlich rückwärts läuft). Dein Anbieter muss dir einen Einwege-Zähler verbauen. Ein Zweiwegezähler ist nur notwendig beim Stromverkauf, was du ja nicht möchtest. Beim Stromverkauf wirst du ja zum Stromproduzent, benötigst ein Gewerbeschein und hast mit dem Finanzamt zu tun.

Noch etwas wichtiges zur Einspeisung ins Hausnetz:
Man sagt, bis 600W ist problemlos möglich. Bei höherer Leistung sollte ein Elektriker die Leitungen prüfen, ob die den Dauerstrom aushalten. Mein Rat wäre ein Elektriker die Leitungen anschauen/prüfen zu lassen, damit kein Kabel heiß wird (Kurzschluss, Brand..).

Ich hoffe dir etwas geholfen zu haben. Schonmal tolle und gesegnete Weihnachten!
Dieter Soll am 20.12.2019#4
Marcus ich danke Dir für die Info !
Also, die 4 Module sind in Reihe verdrahtet, sodass knapp 160 Volt und 1500 Watt
anliegen. Dachneigung 30 Grad und Ausrichtung exakt nach Süden.
Ich glaube, dass es wenig Sinn macht, den erzeugten Strom zu verkaufen und will lediglich ins Hausnetz einspeisen sobald das Fahrzeug unterwegs ist.
Auch beabsichtige ich zunächst nur mit dem normalen Hausstrom zu laden, da der Golf nur mit dem entsprechenden Ladekabel ausgeliefert wird.
Es handelt sich nur um einen Zweitwagen, der nur im " Nahkampf" eingesetzt wird und
selten mehr als 250 km / Woche bewegt wird.
Als Wechselrichter habe ich den Solax x1 Mini x1-1,5 angedacht, der über amazon für
ca.370 Euro angeboten wird.
Vielleicht kann mir jemand sagen, ob das OK ist.
Besten Dank vorab .
Gruß D. Soll
Marcus am 19.12.2019#3
Hallo Dieter,

für solch eine Anlage ist ein Hauskraftwerk ideal, welches die Wallbox als Vorrang schaltet. Was wird mit dem überschüssigen Strom? Verkauf ins öffentliche Stromnetz? Mit oder ohne Akku?

Ein schönes Vorhaben, was aber etwas teurere Technik verlangt. Ein einfacher Laderegler wird wohl nicht zielführend sein. Man könnte zwar eine Inselanlage mit Akkuspeicher und Wechselrichter nutzen, sowie einen OnGrid Wechselrichter für das einspeisen ins Hausnetz. Aber sicher möchtest du mit CCS, statt mit 230W Wechselstrom laden, oder?
Falls du den Gedanken der Inselanlage hast,.. welche Spannung hat deine ganze Photovoltaikanlage denn? Sind die Module als String geschaltet?

Als erste Empfehlung hier mal schauen: https://greenakku.de/AllinOnePV:::3.html

Für richtige Hauskraftwerke, womit ich mich nicht gut genug auskenne, solltest du selbst im Internet recherchieren. Gibt z.B. Sonnen oder E3DC (E3DC ist nur über ein Elektrobetrieb für Photovoltaikanlagen erhältlich).

Gern kannst du mir auch per E-Mail schreiben. Deine E-Mail Adresse habe ich aus Datenschutzgründen aus deinem Kommentar entfernt.

Sonnige Grüße,
Marcus
Dieter Soll am 19.12.2019#2
Zwar habe ich vor gefühlten 100 Jahren mal Elektrotechnik studiert; nach sorgfältiger
Lektüre Ihrer Ausführungen allerdings stelle ich fest, wie wenig davon noch hängen
geblieben ist.
Jetzt zu meinem Problem ; Ich bekomme demnächst meinen E- Golf.
Dazu habe ich auf meinem Garagendach 4 Module von je 375 Watt = 1500 Watt , je
ca 39 Volt MPP - Spannung und 9,44 A - MPP Strom montiert.

Ich möchte ausschließlich den Golf laden und sobald er unterwegs ist, den erzeugten
Strom in das Hausnetz einspeisen.

Viellecht können Sie mir einen passenden Laderegler empfehlen.
Danke im Voraus . Gruß D. Soll
Action4Free am 10.09.2019#1
Leider wird es nur zum Problem gemacht... :(
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