Überlegungen

Ein paar grundsätzliche Überlegungen

1. Das hier verwendete Solarpanel hat folgende technische Daten:

Technische Daten
Leistung(Pmax): 20W
Spannung(Vmp): 17,8V
Max. Strom(Imp): 1,12A
Leerlaufspannug(Voc): 22,3V
Kurzschlussstrom(Isc): 1,21A
Max. Systemspannung: 600 V/DC
Umgebungstemp.: -40...+85°C
Maße: 550 x 345 x 25 mm
Gewicht: 2,2 Kg

Nach einigen Tests ergeben sich folgende Infos (teilweise auch sehr subjektiv) und Erkenntnisse:

  • Die maximale Leistung erreicht das Panel nur bei direkter Sonnenbestrahlung und korrekter Ausrichtung. Selbst minimale Verschiebung des Panels von dem Ideal bewirken das die Leistung nicht erreicht wird. Das wird wohl nicht nur mit diesem Panel so sein, sondern mit allen (meine Annahme, mit so vielen Panels konnte ich das bisher nicht probieren). Allein diese Erkenntnis zeigt wie wichtig eine 3-dimensionale Nachführung und Ausrichtung ist. Das kann die Performance sehr stark optimieren
  • Bei normalem, hellem Tageslicht, liefert das Panel ca. 200mA bis 400mA Strom, das bedeutet bei Nennspannung währen das ca. 3.5 Watt - 7 Watt
  • 120mA benötigt derzeit der SolarController (das ist recht viel und ist auf der Liste zur Optimierung). Ich vermute mal das andere Controller nicht viel sparsamer sind, denn es gibt eine Menge Berichte im Internet über Akkus die sehr schnell kaputt sind, weil der Controller zu einer Tiefentladung führte
  • Die Ladespannung vom Panel muß min ca. 2Volt höher sein als die Akkuspannung. Das bedeutet das das Panel erst einmal min. 13 - 14Volt liefern muss damit es mit der Ladung losgeht.
  • Mit dem PWM gestützen Ladeverfahren ergeben sich mehr Möglichkeiten bei der Dosierung der Ladung:
    • Hinterlegen von Ladeprofilen
    • Nutzen von unterschiedlichen Akku Typen
    • Erhaltungsladung
    • MOS FETs schalten kann schnell und geräuschlos erfolgen, kein klappern von Relais, kein Verschleiß
    • Messen der Akku Spannung im Leerlauf (Leerlauf = Solarpanel vom Akku getrennt)

2. Wie kann denn eine Dimensionierung aussehen, welche Fragen gilt es zu beantworten?

Welche Last soll während der Ladezyklen und während der NICHT- Ladung aus dem Akku abgerufen werden?

Für die Zeit, in der der Akku über das Panel geladen wird dient der Akku kurzzeitig als Speicher. Während der Ladung sollte das Solarpanel in der Lage sein den Verbraucher mit ausreichend Energie zu versorgen und den Akku zu laden. Die Zeit in der der Akku NICHT geladen wird, muss der Akku in der Lage sein, den Verbraucher zu versorgen bis eine neue Ladeperiode beginnt.

Beispiel: Eine OffGrid Anlage wird zu Beleuchtung während der Nacht mit LED Lampen verwendet. Die maximale Leistung aller angeschlossenen Verbraucher beträgt 12Watt. Rechnen wir mit einer Einschaltdauer von 12 Stunden für die Nacht, so ergibt sich ein Energieverbrauch von 144Wh. Das bedeutet in diesem Fall müsste ein Akku mit min. 12Ah zum Einsatz kommen. Darin sind keine Reserven enthalten und auch keine Alterungen des Akkus.

Welche Leistung muss das Solarpanel erbringen?

Um

Welche Akkus werden benötigt?

Was muss der Controller leisten?