MPPT Laderegler 11 Module (ungerade Anzahl)

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denbir asked Jul 19, '22

MPPT Laderegler 11 Module (ungerade Anzahl)

Hallo, ich plane gerade eine Nulleinspeisung Anlage mit einem MP II 5000 / 48V, einem LifePo Akku 48V/ 100Ah / 4,8 kWh und 11 420 Watt Module von Ja Solar (Datenblatt > JAM72S10 400-420 MR).
Ich kann auch leider exakt und max. nur 11 Module bauseits berücksichtigen.
Hier auch ein ein Bild inkl. Berechnung der jährlichen Verschattungen.Die Frage ist nun, was wäre der richtige MPPT Laderegler dafür.

Kann ich das mit einem String MPPT 250/100 Laderegler mit 4R und 3P realisieren (ungerade Anzahl) oder muss ich das in 2 Strings aufteilen wie z.B.
MPPT1 150/85 2P und 4R
MPPT2 250/60 3R

Gibt es noch andere Möglichkeiten?

MPPT Controllers

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Answer 1 · 2022-07-20T15:45:54Z

steffen-graap answered · Jul 20, 2022 at 03:45 PM

Parallele Strings sollten immer Gleichwertig sein, ansonsten liefert der niederwertige String nichts/weniger!
Erschwerend kommt auch noch hinzu, das deine Verschattung ungleichmäßig ist, hier würde sich ggf. sogar ein Micromanagement (System welches jedes Panel einzeln optimiert) anbieten.

Alternativ nach Modulen schauen die ein anderes Format haben, wo 12 Panel aufs Dach passen.
Wenn das auch nicht geht würde ich auf mehrere MPPT setzen, vielleicht für jeden String ein eigenen, das wäre dann der halbe Weg zu Micromanagement. Da du so gleich verschattete Panels zu einem String zusammen fassen kannst, und sich der MPPT auf den String "konzentrieren" kann. Außerdem sind kleinere MPPT meist auch günstiger in der Gesamtsumme.

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denbir commented · Jul 20, 2022 at 05:48 PM

Hallo @Steffen Graap,

denke auch das man in diesem Fall auf 2 MPPT LR gehen sollte, daher auch die Idee

MPPT1 150/85 würde 8 Module 2P 4R mit fast keiner Verschattung übernehmen und MPPT2 250/60 wären dann die 3 Module 3R mit teilweiser Verschattung.

Was meinst Du genau mit Micromanagement? Optimierer? Ich finde keinen vernünftigen WR ggf. mit Optimierer, die auch LifePo4 Akkus unterstützen.

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steffen-graap denbir commented · Jul 20, 2022 at 06:45 PM

Micromanagement sind entweder Optimierer oder PV-Inverter die pro Anschluss nur ein Panel haben dürfen, davon dann aber mehr Anschlüsse. Die Hoymiles sind z.B. solche Systeme, allerdings als PV-Inverter. Hier kann jedes Panal im optimalen Arbeitspunkt betreiben werden.

150/85 wird nicht mit 2P 4R funktionieren, da sie n ur 150V abkönnen und deine Panels ~50V Leerlaufspannung haben. Da ist max. 3R möglich, und das ist Grenzwertig, da die Angabe für 25°C gilt und mit fallender Temperatur (Winter) steigt. Mit den Pannels würde ich nur 2P verwenden. Aber vielleicht meinst du ja 4P 2R.

Aber vielleicht ergibt hier auch die Verwendung von drei MPPT sogar Sinn, dann könntest du sie in drei Gruppen aufteilen (<5%, 5% - <10% und >=10% Abschattung.
Von welcher Art Abschattung reden wir überhaupt. Sind die Pannels ganztägig verschattet, oder nur für ein Teil des Tages? Bei letzteren wären Halfcut-Zellen optimal, da sie hier durch das Panel in zwei Unterpanels aufteilen. Somit fällt nicht gleich das ganze Panel aus, wenn eine Zelle verschattet ist, sondern Stufenweise.
Wie das aussieht kann man ganz gut an meiner Anlage sehen. Hier sind zwei solcher Halfcutpanels (je 375W) jeweils horizontal nebeneinander verbaut. Am Mittags werden die Panels durch ein Baum von einer Ecke zur gegenüberliegenden Ecker verschattet. Man kann im Bild gut die Stufen Stufen erkennen die der MPPT daraus macht. Sonne schien den ganzen Tag durchgehend. Ist bei mir zum Glück nur im Sommer so, da jetzt die Sonne sehr hoch steht.

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denbir steffen-graap commented · Jul 20, 2022 at 08:54 PM

Ja, meinte 2R 4P. Durch die knapp 50V Leerlaufspannung kann ich nur max. 2 in Reihe schalten.

Die Aufteilung in 3 Gruppen wäre natürlich auch eine Idee. Die Schattensimulation (innerhalb eines Jahres) habe ich über PVSOL erstellt. Aktuell zu dieser Jahreszeit sehe ich tagsüber keinen Schatten. Denke das wird sich aber ändern, dass die Panels teilweise vom Dach verschattet werden.

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denbir commented · Jul 21, 2022 at 06:30 PM

@Steffen Graap du schreibst "Parallele Strings sollten immer Gleichwertig sein ". Wie verhält sich das, wenn die in Reihe sind? Ist das möglich oder gibt es hier auch negative Effekte?

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steffen-graap denbir commented · Jul 21, 2022 at 06:46 PM

Natürlich können Panels in Reihe geschaltet werden, dabei sollte aber der Strom den sie liefern gleich sein, da dieser durch alle in Reihe geschalteten Panels durch fließt. Das Panel mit dem niedrigsten Strom begrenzt den Gesamtstrom, oder was noch schlimmer ist die anderen Panel treiben den Strom durch das Panel mit dem niedrigsten Strom. Dies kann zu Erwärmungen führen, bis zum Brand.

Die Spannungen der einzelnen Panel kann unterschiedlich sein.
Reihenschaltung von Strings ergibt ja kein Sinn, da ein String ja schon eine Aneinanderreihung von Panels ist. Die max. Spannung die der String haben darf gibt dir der MPPT oder PV-Inverter vor. Hier muss einfach die einzelnen Voc der Panels addiert werden. Da Voc für 25°C angegeben ist muss man noch ~10% Toleranz abziehen, da die Panels bei Minusgraden höhere Spannungen ausgeben.

Mit meiner Aussage das parallele Strings gleichwertig sein sollen bezieht sich natürlich auf die Spannung. Dabei können die Strings unterschiedliche Ströme liefern .

Aber idealer Weise sollte man an einem Regler (MPPT oder PV-Inverter) immer nur ein Typ von Zellen verbauen. alles andere ist immer ein Kompromiss.

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denbir steffen-graap commented · Jul 21, 2022 at 08:59 PM

Danke @Steffen Graap. Ich meine es auch nicht mit unterschiedlichen PV Modulen / Zellen, sondern die Tatsache das ich eine ungerade Anzahl an Modulen habe. Also ob ich theoretisch bei einem 150/45 (2R2P) auch nur 3 Module anschließen kann oder müssen es zwingend 4 bzw. eine gerade Anzahl sein. Der Online Rechner, sowie die Excel Liste kann man immer nur eine gerade Anzahl von Modulen angeben und berechnen lassen. Hat das einen speziellen Grund oder wäre das egal?

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steffen-graap denbir commented · Jul 22, 2022 at 11:35 AM

Ich würde das nicht an gerade oder ungerade festmachen. Bei entsprechenden Panels kann man auch 3P 3R, was 9 und damit ungerade ist.

Aber die parallelen Strings müssen gleich sein, also beide 1, 2 oder 3 Panel haben. Der eine String mit 2P und der andere mit nur einem Panel geht nicht. Der String mit den zwei Panels würde die doppelte Spannung liefern wie der mit einem. Da die Panels aber direkt zusammengeschaltet sind würde ein Ausgleichsstrom von den zwei Panel zu dem einem Panel fließen, und dies erwärmen, und ggf. Zerstören.

Ein Solaranlage kannst du dir wie eine Batterie vorstellen, allerdings mit einer Sonnenlicht abhängigen Spannung. Die Panels sind die einzelnen Zellen einer Batterie, und können in Reihe und/oder Parallel geschaltet werden. Alles was an einer Batterie möglich ist geht auch bei Solarpanel.

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denbir steffen-graap commented · Jul 22, 2022 at 03:06 PM

Top. Danke. Genau die Antwort habe ich benötigt.

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Answer 2 · 2022-07-20T19:27:37Z

hardy-tuner answered · Jul 20, 2022 at 07:27 PM

Um die realen Leistungen zu berechnen, nimm doch bitte noch Dachwinkel und Ausrichtung mit auf, dadurch ergibt die max Leistung der Panele realere Werte.

Wie schon angesprochen, auch mal andere Panels durchrechnen, diese hier sind 20-30cm länger als üblich und schränken durch die höhere Leerlaufspannung bei der Auswahl der Mppt ein.

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denbir commented · Jul 20, 2022 at 09:03 PM

Ich habe nur max. 3m in der Breite, daher habe ich Panels gesucht, die <= 1m breite haben.

Die Südseite ist im Bild (quasi Süden - grauer Pfeil) eingezeichnet

Die Panels sollen Flach also ohne Aufständerung verlegt werden. Bei einer Aufständerung müsste ich wieder Platz lassen, den ich leider nicht habe.

Ich versuche so effektiv wie möglich die Fläche zu nutzen, so dass ich bei 11 Modulen auf ca. 4,5 kW Peak komme.

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