Solarplanung - ein oder zwei Systeme

Eventuell könnte einer der Mods ein separates Thema über die Theorie der Verschaltung von LiFePO´s aufmachen und die letzten Artikel/Antworten verschieben, es paßt nicht ganz in das Solar-Thema.

Hallo Jörg,

sorry, ich habe die Bedienungsanleitung nicht bis zum Schluß gelesen, muß wohl am Jetlag liegen.
Dann ist natürlich die Aussage von CS richtig.
Kurz zu deinen Fragen:

skyfly schrieb: ...
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.
4. Passiver oder aktiver Zellausgleich je nach dem wie die elektronische Konfiguration ist, werden alle Zellen abgefragt.
Bei einem internen BMS geht dies wahrscheinlich nicht und es wird nur dIe jeweilige LIFEPO überwacht.
Das scheint der Flaschenhals bei CS zu sein, es fehlt einfach die Zustandsinformation der 2. Batterie.

Bei meiner LiFeYPO ist an jeder Zelle eine Leiterplatte mit Elektronik, welche untereinander kommunizieren und beim Eintreten eines Ereignisses, Unter- oder Überspannung die Lastrelais abschalten. Es ist ein dezentrales System. Beim Ladevorgang wird so lange geladen bis die Gesamtspannung 29,2 Volt erreicht. Dabei können eine oder auch mehrere Zellen über 3,65 V haben, diese werden mit reduziertem Strom weitergeladen und die restlichen Zellen mit aktuellem Stromwert. Falls jetzt die Spannung von mindestens einer Zelle 3,9 Volt (OVP) übersteigt, schaltet das BMS ab.

Jetzt mal eine Frage zur Berechnung:

Formel: P = U · I
"P" ist die Leistung in Watt
"U" Ist die Spannung in Volt
"I" ist der Strom in Ampere

Solar Panel
Nennleistung Pmpp: 120W
Nennspannung Umpp: 19,2V
Nennstrom Impp: 6,25A

Zwei Solar Panel in Reihe
240W = 38,4V * 6,25A

Drei Solar Panel in Reihe
360W = 57,6V * 6,25A

Egal wie viele Panel ich in Reihe schalte es erhöht sich ja nur P und U.
Was passiert dann im Solar Regler? Kann ich theoretisch berechnen wie viel Strom in Ampere die Batterien geladen werden? Es kann ja nicht sein das es bei beiden Schaltungen gleich ist.

Bye Sascha

Hallo Sascha,
Eine sehr einfache Darstellung:

In einer Reihenschaltung bleibt die Stromstärke gleich aber die Spannung erhöht sich.
In einer Parallel Schaltung ist es umgekehrt.

Je höher die Spannung desto geringer sind die Leitungsverluste daher wird der Landstrom zuerst von normaler Spannung in Hochspannung (60 - 110 KV) transferiert, dann in den Hochspannungs Masten transportiert und danach wieder auf normales (220V) Niveau heruntergeregelt. Für das transferieren in einen anderen Wert benötigt man meist einen Transformator.
Um das gleiche Verhältnis auf 220Volt zu haben müssten die Kabel einige Meter dick sein.
Das Problem ist immer das Ohmsche Gesetz U = R*I oder anderes Spannung = Widerstand * Stromstärke
Zu vermeiden gilt es immer einen hohen Widerstand zu haben denn wir wissen alle das dies einen hohe Wärme erzeugt. Diese Prinzip nutzen Heizlüfter die aufgrund des Widerstandes einen Draht glühen lassen.

Genau diese Prinzip übernimmt der Solarregler, er transferiert die höhere Spannung der in Reihe geschalteten Solarpanels in die benötigte Spannung von 12V oder 24Volt.
Wenn ich mehrere 12 Volt Module in Reihe schalte z.B. 4 Stück habe ich am Solarregler 48Volt anliegen. Diese werden dann in 12 oder 24Volt umgewandelt. Bei 12Volt hast du danach die 4fache Stromstärke, bei 24Volt die doppelte Stromstärke.
Daher gibt es die beiden angaben an dem Solarregler z.B. 100/15 das bedeutet 100Volt und 15 Ampere.

Bei einem 100 Volt könnte man 8 Module in Reihe schalten wenn diese letztendlich zusammen, nach der Transformation in die benötigte Spannung, nicht mehr wie 15 Ampere erzeugen.
Hier sieht man auch schon den Unterschied zwischen 12Volt und 24Volt.
Bei 24 Volt sind es 8 Stück 12 Volt Panels mit max. 3,75 A
Bei 12 Volt sind es 8 Stück 12 Volt Panels mit max. 1,875 A
Da ein normales Panel meist 100WP hat ergibt sich ein max Strom von 8.33A (100WP/12Volt). Somit kommt dieser Regler bei 2 Panels und 12 Volt Bordspannung schon an seine Grenzen. Bei 2 Panels und 24 Volt Bordspannung hat er noch Reserven.
Ich hoffe ich konnte dies einigermaßen verständlich beschrieben.


ACHTUNG: Alle diese Angaben sind ohne eine Verlustberechnung, Kabelwiderstände usw. Es ist nur eine simple, vereinfachte Darstellung wie das ganze überhaupt funktioniert.

Ich hoffe ich habe in der Eile nichts falsche geschrieben.

Viele Grüße
Jörg

Das ist alles super geschrieben und ich hoffe ich habe es richtig verstanden. Klar das überall noch Verluste sind und auch die Ausbeute der Panel ja nicht 100% den ganzen Tag wenn überhaupt mal sind.

Also in der Theorie habe ich:

Drei Solar Panel in Reihe
360W = 57,6V * 6,25A (Eingang Solar Ladegregler)
Habe ich dann:
360W = 24V * 15A (Ausgang Solar Laderegler zur Batterie)?

Wenn ich dann noch mal drei in Reihe parallel dazu (zweiter Solar Laderegler) schalte hätte ich theoretisch 30A Ladestrom? Ist das nicht ein bissl viel? Ich schätze dann bei guten Wetter mit 20A, oder? Dann brauche ich größere Batterien

Hi Sascha,
was am ende am Solarregler rauskommt hängt ab von:
- der Beschattung
- der Umgebungstemperatur (je kälter desto höhere Leistung)
- Winkel wo die Sonne steht
- des verwendeten Reglers (MPPT oder normal)

Aber als max Wert passt deine Berechnung, weniger wird es automatisch wenn die genannten Bedingungen nicht optimal sind. Vergiss die 10% Sicherheitsaufschlag nicht (insbesondere bei den Leitungen).
Der Regler gibt nur die max. Leistung ab. Wenn alle Bedingungen optimal sind regelt dieser ab. Das heißt, wenn Du das Optimum herausholen willst, plane auch beim Regler die Sicherheit ein.

Ob 30A Ladestrom viel sind, hängt vom Verbrauch und der Jahreszeit (Sonnenstunden am Tag) ab.
Angenommen ein Kompressor Kühlschrank benötigt 50Watt und hat eine Einschaltdauer von 50%. Das sind über den Tag gerechnet 25AH bei 24 Volt (50Watt/24Volt*12Stunden) Nur um diesen Verbrauch nachzuladen benötigst du 1,5 h Sonne die annähernd mit 20A Ladeleistung liegt. Und jetzt stehts du 3 Tage im Regen und kannst kaum laden. Dann müssen deine Batterien mindestens ein Kapazität von
- AGM Batterie (max 50% entnahme) 150AH (25AH*3Tage*2)
- Lithium (max 90% entnahme) 85AH (25AH*3Tage*1,1)
Dies sind aber max. Entnahme mengen und sollten, wenn möglich, nicht ausgeschöpft werden.
Nach 3 Tagen müssen jetzt deine Solarpaneels schon mindestens 4 Stunden mit 20A laden damit die Batterien wieder voll sind.
Hast Du eine zweite Kühlbox sind es schon 50AH und das ganze verdoppelt sich.

Eine kleine Dometic Klimaanlage benötigt 2500Watt dies entspricht dann 1250AH (2500Watt/24Volt*12STunden). Somit bist Du schon in einem Bereich wo wir nicht mehr von 20A Ladestrom ausgehen können.

Das ganze Thema ist sehr komplex und hängt von
- deinem Verbrauch (angeschlossene Geräte)
- Deinen Reisezielen (Sonnenstunden am Tag)
- Deiner Reisezeit (Sonnenstunden am Tag)
- Wie autark Du sein möchtest
- Wie viele Tage Du überbrücken möchtest/musst
- Ob Du viel fährst oder lange stehst (LIMA)
- und natürlich dem Geldbeutel

Ich persönlich fange nun mit 440WP Solar, 240WH Lithium Batterien und einem 12Volt System (durch die LIFEPO vorgegeben) an. Dann werde ich schauen wie dies meinem Reiseverhalten entspricht. Vorbereitet wird jedoch nochmals die gleiche Menge. Allerdings baue ich auch ein Induktionskochfeld ein und habe einen 3000W Wechselrichter. Wenn der zusätzliche Ausbau immer noch nicht reicht habe ich nochmals Platz um mit Aufklebe Paneels nochmals ca. 400-600WP nachzurüsten. Ich hoffe für meinen Geldbeutel das die Nachrüstungen nicht nötig sein werden.

Einen sehr guten Überblick über dieses Thema erhälst Du auch bei Aumot:
www.amumot.de/autarke-stromversorgung-im-wohnmobil/

Viele Grüße
Jörg