Solar, Reihen.- oder Parallelschaltung um zuverlässiges Zuschalten zu erreichen

Hallo zusammen,

ich habe ein paar Fragen deren Ergebnisse ich nicht durch Messen, Berechnen oder Lesen ermitteln konnte oder wo ich gerne meine Gedankengänge bestätigt/widerlegt hätte. Ich plane gerade meine Solaranlage auf Basis zweier Module mit 150W theor. max., 22.8V Leerlaufspannung, max. 8A sowie einem MPPT Regler (Victron 100/30).

Ich habe seit 2 Jahren unseren Verbrauch analysiert. Die Solaranlage wird uns nur in den Monaten 5-9 unabhängig machen, in den Monaten 3+4 sowie 10 in denen geheizt wird hoffe ich in etwa den Gasflaschenwechselzyklus mit 5 Tagen hinzubekommen, wobei in der Zeit auch Fahrzeiten und somit Ladung via Lichtmaschine hinzukommen.

Da der MPPT Regler laut Datenblatt eine mind. 5V höhere Eingangsspannung als die Systemspannung benötigt um zuzuschalten, stellt sich mir nun die Frage bzgl. der Serien.- oder Parallelschaltung der Module um ein zuverlässiges Zuschalten zu erreichen.

Frage 1:
Handelt es sich bei dem +5V um eine initiale Erstzuschaltung oder ist dieser Spannungsüberschuss für den Beginn jedes IUoU Zyklus notwendig? (Ich vermute letzteres).

Frage 2:
Ist diese Schwelle fest bezogen auf die 12,8V (min. 17,8V) oder die tatsächlich anliegende Systemspannung 12,8V-14,4V (17,8 – 19,4V).

Heute habe ich eines der Module ausgepackt und flach auf den Gartentisch gelegt. Es war bewölkt und die Sonne stand zudem tief. Trotzdem habe ich nahezu die volle Leerlaufspannung von 22,7V (22,8V) gemessen. Dann habe ich begonnen verschiedene Vollabschattung zu simulieren. Im Ergebnis kann ich 50% in Längsrichtung (2/4) oder 25% in Querrichtung über alle 4 Reihen voll abschirmen um weiter auf 17,8 V zu kommen.
Schattenwurf selbst hat weit geringere Auswirkungen, eine Pappe direkt vor dem Modul auf der Sonnenseite mit dem Winkel 90Grad zur Sonne, hat die Spannung nur auf 21,3V einbrechen lassen.

Frage 3:
Sehe ich das richtig, dass der Schattenwurf eines Heki mit glasklarer Haube auf die Leerlaufspannung kaum Auswirkung hat? Mir ist selbstverständlich bewusst das es keinen linearen Zusammenhang zw. Leerlaufspannung und zu erwartender Ausbeute gibt!

vorletzte Frage:
Sollten zwei Ladegeräte parallel arbeiten (Solar und Landstrom) liegt ja die Solarspannung vor dem Hinzuschalten des Landstrom an. Synchronisieren bzw. nähern sich die beiden IUoU Zyklen vom Verlauf her im Laufe der Zeit immer weiter an?(ich denke ja da Spannungs.- und nicht Zeitgesteuert)

Die aktuelle Ladespannung von Ladegerät A (Solar) wird ja vom Ladegerät B (CB516) gemessen und umgekehrt. Gemessen wir da ja nicht die reale Spannung der Batterie sonder die aktuell herrschende Spannung im System und die kann ja vom CB516 so hoch sein, dass der Solarregler eine volle Batterie annimmt und nach einer gewissen Nachlaufzeit auf Erhaltungsspannung umschaltet obwohl die Batterie noch Ladung aufnehmen würde!?

Letzte Frage:
Hat jemand einen Umschalter in Betrieb bei dem er von Parallel.- auf Reihenschaltung umschalten kann und hat es sich bei demjenigen als sinnvoll herausgestellt? Ich denke es wäre super, wenn dass der Laderegler selbst erkennen würde weil man beide Panele direkt anschließt, es sei denn es ist in der Realität egal und man kann sich den Aufwand sparen!?!

Thomas

Hallo,
zunächst vielen Dank für alle Beiträge.
Ich wollte genau diese Diskussion eigentlich vermeiden, die Vorzüge der einzelnen Schaltungsvarianten sind mir vollkommen klar.
Was mir aber fehlt ist die Erfahrung wie sich der Spannungsverlauf im Verhältnis zur Lichtmenge im Laufe eines Jahres verhält.
Ich hatte erhofft das es ein paar Nerds wie mich gibt die über ihre BM oder Apps eine Art historische Aufzeichnung eines Jahres haben bei denen die Eingangsspannung gemessen wurde.
Ich jedenfalls habe vor in den ersten 12 Monaten diese Werte zu ermitteln um meine Dimensionierung für den Livebetrieb zu verifizieren.

Bsp:
Reihenschaltung ==> dunkler Wintertag ==> Spannungen beider Module addieren sich und der MPPT Regler hat die notwendigen +5V zur Systemspannung ==> er schaltet zu und lädt aufgrund des geringen Lichtmenge vielleicht noch mit 0,5A, aber er lädt immerhin.
Parallelschaltung ==> es würden sich die Ströme addieren aber die Spannung bleibt die eines Panel, somit erhält der MPPT vtl. nur +3V und beginnt gar nicht erst mit dem Laden obwohl Leistung bereitstehen würde.

Deshalb suche ich Erfahrung von Personen die sich die gleiche Frage gestellt haben und ein Stück weiter sind.
Ich denke mir das die +5V ja einen Grund haben müssen und ich rechne immer sehr konservativ was die Erträge angeht, kann dann nur positiv überrascht werden und habe lieber mehr Reserve.

Aus diesem Grund habe ich die Panele ja mal auf den Gartentisch gelegt und war überrascht das die Leerlaufspannung trotz der geringen Lichtmenge fast die vom Hersteller angegeben Nennspannung war.
Das würde für die Parallelschaltung sprechen denn es wird eine ausreichend hohe Spannung erzeugt.

Aus diesem Grund denke ich das in der Schwachlichtzeit die Reihenschaltung helfen könnte damit der Regler zuschaltet ...

Zitat von Uwe_Nds

wenn die Sonne gerade mal knapp über den Horizont blinzelt.

auch wenn der Strom auf der Solarseite nicht das Maximum erreichen kann da er durch beide Panele fließen muss (doppelter Innenwiederstand),
während im Sommer die Parallelschaltung von Vorteil wäre da man zu diesem Zeitpunkt keine Probleme mit Spannung hat und den maximalen Stromertrag "ernten" kann.

Das ist aber aber in meinem Kopf noch alles Theorie. Deswegen die Frage ob jemand das Dilemma mit einer Umschaltung einfach neutralisiert hat.

Einige habe sich ja schon geäußert das bei Ihnen die Parallelschaltung keine negativen Auswirkungen hat.
...mit 24V Modulen hätte ich das Problem nicht.. leider zu spät...
Oder ich höre das Solargras wachsen und mach mir um Sachen einen Kopf die es nicht Wert sind.

Thomas

Ok, vielen Dank an alle für Ihren Input.
Ich habe mich zunächst für die Reihenschaltung entschieden, werde die Auswirkungen der auftretenden Abschattungen aufzeichnen und dann nach einem Jahr Bilanz ziehen.
Ist ja nicht so das man es nicht nachträglich ändern könnte auch wenn es einen gewissen Aufwand bedeutet.

Thomas