Solarplanung - ein oder zwei Systeme

Hallo Neotin,
Ich würde die Panels jeweils in Reihe schalten und vom Regler auf 12 bzw. 24Volt runterregeln lassen denn je Höher die Spannung desto geringer der Strom.

Je mehr Panels in Reihe desto höher muss die Spannungsverträglichkeit des Solarreglers sein.
Von Victron gibts auch ein schönes Tool zum Berechnen der Laderegler "Bemessungsrechner für MPPT".
Ebenso gibt es eine schöne Übersicht einer kompletten Anlage:


Ist aber ein 24Volt System (Siehe Batterie Verkabelung)

Viele Grüße
Jörg

Den Planer von Victron kannte ich noch nicht.
Habe da unsere Planung noch mal nachgestellt, passt so.
In Reihe ist die Eingangsspannung an unseren Solar Reglern zu hoch.

Sacha, falls Du nur mit einem Regler arbeiten willst, währen mir bei 6 Panels die 35A zu wenig.
Aktuell plane ich ebenfalls meine Anlage.

Meine Panels werden Sun Peak SPR 110 (12 Volt, 110WP) und haben 4mm² Anschlusskabel. Über den Querschnitt von 4mm² sollten max 20 A drüber fließen.
Laut MPPT-Calc liege ich bei
4 * 110WP Modulen in Reihe bei max. 87,8 V und max. 37,4 A (hierbei sind die 4mm² unterdimensioniert da max. 37.4 A fließen). Der MPPT wäre dann ein MPPT 100/50.
bei
2* 110WP in Reihe und parallel 2* 110WP in Reihe liege ich bei 43,9 V und 37,4 A (hierbei sind die 4mm² ausreichend da 2*18,7 A fließen). Wäre dann ein MPPT 100/50 oder
bei
2* 110WP in Reihe + 2* 110WP in Reihe liege ich bei 43,9 V und 18,7 A pro Strang. Wäre dann 2* MPPT 100/20 da die 75/15 mich um 3.7 A begrenzen würden (theoretischer max. Strom bei min. Temperatur).

Das sind zumindest die Werte die mir das MPPT Calc Excel ausgibt.

Viele Grüße
Jörg

By the way: hat einer Erfahrung mit den Sun Peak SPR 110?
Mich interessiert ob diese auf die Dauer dicht sind (Wasserdruck beim fahren) und Salzwasser bzw. salzige Meeresluft diese auf Dauer beschädigt?

skyfly schrieb: Sacha, falls Du nur mit einem Regler arbeiten willst, währen mir bei 6 Panels die 35A zu wenig.

35 Amp Regler reicht aus,

skyfly schrieb: Aktuell plane ich ebenfalls meine Anlage.

Da sind aber ein paar Denkfehler in deiner Konfiguration:

skyfly schrieb: Meine Panels werden Sun Peak SPR 110 (12 Volt, 110WP) und haben 4mm² Anschlusskabel. Über den Querschnitt von 4mm² sollten max 20 A drüber fließen.
Laut MPPT-Calc liege ich bei
4 * 110WP Modulen in Reihe bei max. 87,8 V und max. 37,4 A (hierbei sind die 4mm² unterdimensioniert da max. 37.4 A fließen). Der MPPT wäre dann ein MPPT 100/50.

du hast max. 87,8 Volt aber nur ca. 9,4 A ergibt 440 Wp, da brauchst du einen MPPT150/35

skyfly schrieb: bei
2* 110WP in Reihe und parallel 2* 110WP in Reihe liege ich bei 43,9 V und 37,4 A (hierbei sind die 4mm² ausreichend da 2*18,7 A fließen). Wäre dann ein MPPT 100/50

du hast max. 43,9 Volt aber nur ca. 2x 9,4 A = 18,7 A ergibt 440 Wp, hier reicht ein MPPT100/30

skyfly schrieb: bei
2* 110WP in Reihe + 2* 110WP in Reihe liege ich bei 43,9 V und 18,7 A pro Strang. Wäre dann 2* MPPT 100/20 da die 75/15 mich um 3.7 A begrenzen würden (theoretischer max. Strom bei min. Temperatur).

du hast max. je 43,9 Volt und je Strang ca. 9,4 A ergibt zusammen 440 Wp, hier reicht je ein MPPT100/30

skyfly schrieb:
Das sind zumindest die Werte die mir das MPPT Calc Excel ausgibt.

Viele Grüße
Jörg

um das aber genauer zu betrachten und die richtigen MMPT-Regler bzgl. Spannungsfestigkeit auszuwählen, fehlen die Angaben für:
Leerlaufspannung (VOC) in Volt,
max. Arbeitsspannung (VMPP) in Volt,
Kurzschlussstrom (ISC) in Amp.,
max. Arbeitsstrom in Amp.

Grüße
H.

Das Datenblatt zur Zelle gibts hier:
www.esomatic.de/media/pdf/b4/17/c6/31029..._EN2LGeMM8Brrciu.pdf

Hallo Harty,
kannst Du mir mal deine Berechnung für einen 12 Volt Aufbau geben?
Die 12 Volt sind wegen meinen beiden LiFePo da ich diese nicht mit 24V laden kann.

In der ersten Phase kommen 4 Module auf den Koffer (Wahrscheinlich 2 Reihe - 2 Parallel wegen dem Leitungsquerschnitt der Module).
In der zweiten Phase nochmals die gleiche Menge (muss aber jetzt nicht berücksichtigt werden)

Die SunPeak SPR Daten:
Systemvoltage Systemspannung VDC V 12
Max Power Maximale Nennleistung Pmp W 110
Voltage at Max Power Spannung. bei Maximalleistung Vmp V 17,6
Current at Max Power Strom bei Maximalleistung Imp A 6,25
Open Circuit Voltage Leerlaufspannung Voc V 21,1
Short Circuit Current Kurzschlussstrom Isc A 6,8
Module Efficiency Modulwirkungsgrad % 20,1
Max Power Tolerance Max. Leistungstoleranz % +10% / -5%
Max System Voltage Max. Systemspannung V 70

Danke und Grüße
Jörg

Hallo Jörg,

• 2 Panels in Reihe und 2 Paare parallel ergeben 35,2 V bei 12,5 A,
• Usystem je Strang = 35,2 V ist die Spannung zur Berechnung, aber die Leerlaufspannung ist gleich 42,2 V,
• Asystem je Strang = 6,25 A ist die Stromstärke die maximal in Richtung Regler geht,
• an deiner LiFePo kommen dann im ersten Step max. 30,6 Amp bei 14,4 Volt an, wobei ich nicht weiß, was für eine LiFePo du verwendest, die Ladeschlußspannungen variieren bei den LiFePo´s,
• für 30 Amp brauchst du einen (Victron-) Regler MPPT 100/30, ich würde einen MPPT SmartSolar 100/50 nehmen, dieser hat elektr. Reserven und einen eingebauten Dongle,
• das zweite System sollte die gleiche Konfiguration haben,

Das BMS der LiFePO´s muß so geschaltet sein, daß bei OVP (Überladung) der MPPT entweder abgeschaltet bzw. der Ladestrom unterbrochen wird.
Ich hoffe, ich konnte dir etwas helfen.

Grüße
aus Thailand
Harty

Hallo Harry,
Vielen Dank für die Erklärung.
Als LiFePo nutze ich die von CS-Batteries
Technische Daten:
Model: CSX12120-BMS120C
Typ: Versorgungsbatterie
Nennkapazität: 120Ah
Energiegehalt: 1536 Wh
Zellen-Technologie: Lithium-Eisen-Nanophosphat LiFePO4
Zellentyp: A123 Systems
Ersetzt eine: 240Ah Blei-Gel-Batterie
Anwendung: 12V Installationen
Anwendung Parallel-Schaltung: Ja, beliebig viele gleichen Typs möglich
Anwendung Serien-Schaltung: Ja, 24V, 36V und maximal 48V möglich
Betriebsspannung: 9,2 - 14,4V
Nennspannung: 12,8V
Lebensdauer: = 10 Jahre
Zyklendauer bei 50% DoD: = 5000
Zyklendauer bei 80% DoD: = 3500
Zyklendauer bei 90% DoD: = 3000
Ladeprogramme: CCCV / IU / IUoU
Ladeschlussspannung: 14,6V
Maximaler Ladestrom: 120A / 1C
Maximaler Dauerladestrom: 60A / 0,5C
Ladestrom für max. Lebensdauer: 39,6A / 0,33C
Dauer-Entladestrom: 200A
Spitzenentladestrom (3-5 sec.): 400A
Maximale Inverterleistung: bis 2500W
Entladeschlussspannung: 9,2V
Temperaturbereich (Entladung): -20°C bis +65°C
Temperaturbereich (Ladung): 0°C bis +50°C
Temperaturbereich (Lagerung): -20°C bis +65°C
Batterie-Management-System (BMS): Ja, eingebaut
Balancer: Ja, aktiver Balancer
Selbstentladung: 1-2% / Monat
Einbaulage: beliebig
Anschluss: M8 Schraube
Schutzklasse: IP65 Wasser & Staubgeschützt
Gewicht: 15,5kg
Abmaße (BxTxH): 405 x 175 x 210 mm (ohne Griff)
Abmaße (BxTxH): 405 x 175 x 235 mm (mit Griff)
Wichtige Funktionen eines Batterie-Management-System:
ÜberlastschutzTiefentladeschutz
Überspannungsschutz
Aktives Zellen Balancing
Ladeüberwachung und Kontrolle
Temperaturschutz der Zellen
Temperaturschutz des BMS
Kurzschlusssicherheit
Da diese einen eingebautes BMS haben kann ich den ladestrom nicht abschalten. Aber ich dachte gerade hierfür ist das BMS da, dass dies das BMS selbst regelt.

ACHTUNG: für alle: ob wohl die als 24V System geschaltet werden können, muss jede einzelne Batterie separat mit 12V geladen werden (wegen internen BMS). Somit macht z.b. der Multiplus 24V Wechselrichter keinen Sinn da dieser eine Ladespannung von 24V hat. Man müsste hier pro Batterie ein leistungsstarkes 12V Ladegerät mit 40 A einbauen. Deshalb wird mein Aufbau nun 12 Volt da ich dann nur 2 Spannungswandler für das Fahrzeug benötige. Z.b. 24/12V - 25 A Lima und 12/24 V - 5A Erhaltungs Ladung Starterbatterien. Dies scheint aber bei allen 12V LIFEPO der Fall zu sein. Daher bieten manche Hersteller die 24V Variante an.

Ich wünsche euch eine schöne Zeit in Thailand.

Viele Grüße Jörg

Hallo Jörg

ich habe mir mal die Mühe gemacht, die Bedienungsanleitung zu laden, damit ich nichts Falsches gegenüber dem Gebrauch einer der CS-LiFePO4-Batterie schreibe. Ich selbst habe eine Eigenbau-Lithiumbatterie verbaut.

skyfly schrieb:
Da diese einen eingebautes BMS haben kann ich den ladestrom nicht abschalten. Aber ich dachte gerade hierfür ist das BMS da, dass dies das BMS selbst regelt.
dient nur zum Zellschutz der einzelnen Zellen. Wenn ein Steueranschluß für ein externes Relais vorhanden wäre, dann müßtest du das mit in die Anlage einbinden. In deinem Fall nicht.
Du hättest bei 2 CS-LiFePO4-Batterien auch 2 BMS, welche jeweils 3 Zellen überwachen. dann ist es auch egal, welche Zelle der Meinung ist, nicht mehr mitzuspielen.


ACHTUNG: für alle: ob wohl die als 24V System geschaltet werden können, muss jede einzelne Batterie separat mit 12V geladen werden (wegen internen BMS).
In der Bedienungsanlaeitung steht:
Anwendung Parallel-Schaltung: Ja, beliebig viele gleichen Typs möglich
Anwendung Serien-Schaltung: Ja, 24V, 36V und maximal 48V möglich
Das heißt, es gibt keine Einschränkung im Gebrauch in einem 24 Volt-System.
Aber wichtig ist: "Jede einzelne Batterie muss vorab vor dem ersten Einbau einzeln komplett voll geladen werden!", siehe Seite 8 Bedienungsanleitung.
Wenn das erledigt wurde, können z.B. 2 in Reihe geschaltete Batterien ohne Probleme mit 24 Volt geladen werden.

Somit macht z.b. der Multiplus 24V Wechselrichter keinen Sinn da dieser eine Ladespannung von 24V hat. Man müsste hier pro Batterie ein leistungsstarkes 12V Ladegerät mit 40 A einbauen. Deshalb wird mein Aufbau nun 12 Volt da ich dann nur 2 Spannungswandler für das Fahrzeug benötige. Z.b. 24/12V - 25 A Lima und 12/24 V - 5A Erhaltungs Ladung Starterbatterien. Dies scheint aber bei allen 12V LIFEPO der Fall zu sein. Daher bieten manche Hersteller die 24V Variante an.
Nein, siehe oben was ich geschrieben habe.

Nun kannst du dich immer noch entscheiden, auf ein 24 Volt System umzusteigen.

Grüße
Harty

Hallo Harty,
hast Du auch die Hinweise gesehen (Seite 11):
Achtung!
Es kann kein 24V Ladegerät verwendet werden. Die in Serie geschalteten Batterien müssen einzeln mit je einem 12V Ladegerät geladen werden!
Seite 14:
Ladegerät-Anschluss
Prüfen Sie vor Inbetriebnahme den korrekten Anschluss Ihrer Batterie. Dies ist besonders bei parallel oder in Serie geschalteten Batterien unbedingt zu beachten! Bei parallelem oder seriellen Anschluss Ihrer Batterien müssen trotzdem 12V Ladegeräte verwendet werden. Ladegeräte mit 24V, 36V oder 48V zerstören Ihre Batterie!
Seite 15:
Lade-Übersicht
Einsatz, Anordnung, Spannung, Ladeschlussspannung,empf. Ladegerät Ladegerät-Anschluss

2 Batterien seriell 24V 29,2V 12V / min. 15A 2 x Ladegeräte parallel
3 Batterien seriell 36V 43,8V 12V / min. 15A 3 x Ladegeräte parallel
4 Batterien seriell 48V 58,4V 12V / min. 15A 4 x Ladegeräte parallel

Es muss doch einen Grund haben warum dieser Hersteller dies sehr deutlich in sein Handbuch schreibt. Kann dies etwas mit dem BMS zu tun haben?

Viele Grüße
Jörg

Der Unterschied zu einem Victron System ist der externe BMS und dieser ist anders verschaltet.

Hier werden alle Zellen von einem BMS überwacht.

Diese Infos habe ich bei Victron gefunden:
Die Zellen einer LFP-Batterie führen am Ende des Ladezyklus keinen automatischen Ausgleich durch.
Die Zellen in einer Batterie sind nie zu 100 % gleich. Aus diesem Grund sind einige Zellen beim Zyklisieren früher voll aufgeladen bzw. entladen, als andere. Diese Unterschiede werden stärker, wenn die Zellen nicht von Zeit zu Zeit ausgeglichen werden.
In einer Blei-Säure-Batterie fließt ein geringer Strom weiter, auch, wenn eine oder mehrere Zellen voll aufgeladen sind (der Haupteffekt dieses Stroms ist die Spaltung von Wasser in Wasser- und Sauerstoff). Mithilfe dieses Stroms werden die anderen Zellen, deren Ladezustand hinterherhinkt, ebenso geladen und so wird der Ladezustand aller Zellen ausgeglichen.
Der Strom, der durch eine LFP-Zelle fließt ist, wenn diese voll geladen ist, jedoch so gut wie Null. Weniger geladene
Zellen werden aus diesem Grund nicht voll aufgeladen. Der Unterschied zwischen den einzelnen Zellen kann mit der Zeit so extrem groß werden, dass, obwohl die Gesamtspannung der Batterie innerhalb der Begrenzungen liegt, einige Zellen aufgrund von Über- bzw. Unterspannung zerstört werden.
Eine LFP-Batterie muss daher durch ein BMS geschützt werden, das die einzelnen Zellen aktiv ausgleicht und so eine Unter-bzw- Überspannung verhindert.
Unsere LFP-Batterien verfügen über einen integrierte Zellenausgleichs- und über eine Zellenüberwachungsfunktion.
Die 3 wichtigsten Funktionen scheinen zu sein:
1. das Unterbrechen bzw. Abschalten der Last, wenn die Spannung einer Batteriezelle unter 2,5 V abfällt.
2. das Stoppen des Ladevorgangs, wenn die Spannung einer Batteriezelle auf über 4,2 V ansteigt.
3. Abschalten des Systems, wenn die Temperatur der Zelle 50 C übersteigt.


Somit kann das externe BMS alle angeschlossenen Batterien überwachen.
Meine Vermutung: Bei einem internen BMS geht dies wahrscheinlich nicht und es wird nur dIe jeweilige LIFEPO überwacht.

Irgendwas geht da nicht in meinen Kopf rein warum dies so ist.
Wenn ich mir das Ohmsche Gesetzt ansehe:
- Bei 2 in Reihe geschalten Batterien haben wir einen Spannungsteiler und jede Batterie hat ca. die Hälfte der Spannung (Abhängig vom Widerstand).
- Bei einer Reihenschaltung verdoppelt sich die Spannung aber der Strom bleibt gleich.

Warum wird aber beim Laden der Batterien unterschieden.

Wenn ich diesen Satz lese: "Der Strom, der durch eine LFP-Zelle fließt ist, wenn diese voll geladen ist, jedoch so gut wie Null. Weniger geladene Zellen werden aus diesem Grund nicht voll aufgeladen"
Müsste der innere Ausbau folgender sein:
- Die Zellen sind in Reihe geschalten
aber
jede einzelne Zelle kann mit Strom versorgt werden egal ob die davor liegende Zelle bereits zu 100% geladen ist. Wie mit einem eigenen kleinen Ladegerät.
Da aber der max. Ladestrom bei 120A liegt können die gar nicht klein sein.

Viele komische Gedanken nur wegen einer LIFEPO

Nachtrag: Ein Bild auf amumot´s Webseite "lipo-lithium-batterie-wohnmobil" bestätigt nun meine Vermutung da hier ein Bild einer offene LIFEPO abgebildet ist. Quer über die Verbindungen der Pole geht eine Platine die genau dies übernimmt.
Nachtrag2: Auch auf der Webseite von ev-power.eu gibt es Bilder wie ein Winston LIFEPO zusammengeschaltet ist. Insbesonders mit dem BMS 123.
Dies klärt aber immer noch nicht, warum der Hersteller es verbietet mit 24 Volt zu laden