Solartechnik IVT Hirschau

SOLARTECHNIK

Der Solar-Laderegler ist das wichtigste Bindeglied zwischen Solarmodul und Solarbatterie und somit das zentrale Kontrollelement der autarken Inselanlage – denn er managt das Gesamtsystem. Bei IVT finden Sie Solar-Controller mit:

• Unterschiedlichen Regelungstechnologien (Seriell, Shunt, MPPT)
• Effizientesten Ladeverfahren für alle gängigen Akku-Typen (Blei-Säure, Blei-Gel, Blei-AGM, LiFePO₄)
• Nützlichen Einstellungsmöglichkeiten und Funktionen für eine individualisierte Nutzung

IVT Solar-Laderegler garantieren jederzeit einen kontrollierten Ladevorgang mit bestmöglichem Ladeergebnis
sowie eine optimale Batteriepflege.

VORTEILE IVT SOLAR-LADEREGLER

VIELSEITIG / IN JEDER HINSICHT

Ob stationär oder mobil – IVT Solar-Laderegler sind vielseitig einsetzbar.
Für die unterschiedlichsten Einsatzorte und alle gängigen Akku-Typen.

SICHER / WENN'S DRAUF ANKOMMT

Tiefentladeschutz mit automatischer Lastabschaltung, Überlade- und Überhitzungsschutz sowie Rückstromsperre –
durch diese und andere Schutzfunktionen können Sie sich immer auf Ihren IVT Solar-Controller verlassen.

PRÄZISE / BIS INS KLEINSTE DETAIL

Für Ihre wertvollen Solar-Batterien ist ein optimal geregelter Ladevorgang zwingend erforderlich.
Dank ihrer Präzision gewährleisten IVT Solar-Laderegler immer das beste Ladeergebnis.

ROBUST / ZUVERLÄSSIG & LEISTUNGSSTARK

IVT Solar-Laderegler sind so robust und gut verarbeitet, dass wir Ihnen auf alle Produkte 3 Jahre Hersteller-Garantie gewähren.

INDIVIDUELL / AUFBAU & PLANUNG

Manchmal bedarf es individueller Lösungen. Gerne unterstützen wir Sie beratend bei der Planung Ihrer Solaranlage,
modifizieren unsere Produkte nach Ihren Vorstellungen oder fertigen Produkte nach Ihren Wünschen. Sprechen Sie uns an.

BESTMÖGLICH: LADUNG & EINSTELLUNG

PREISGÜNSTIG: KLEIN & ZUVERLÄSSIG

NÜTZLICH: DAS ZUBEHÖR

AUFEINANDER ABGESTIMMT

Stellen Sie eine autarke Komplettlösung individuell zusammen oder lassen Sie sie von unserem Techniker konfigurieren.

FLEXIBEL: EINSATZ & LADUNG

Die individuellen IVT Power Stationen bieten Ihnen an jedem Ort und zu jeder Zeit eine autarke Stromversorgung. Der integrierte, hochwertige 12 V-Lithium-Akku ist äußerst flexibel wieder aufladbar – wahlweise mit Solar, im Fahrzeug oder an 230 V Netzspannung.

WISSENSWERTES

Unter der Rubrik "Wissenswertes" haben wir für Sie hilfreiche Technik-Tipps sowie allgemeine Informationen zu häufig gestellten Fragen zusammengefasst. Haben Sie noch Fragen? Unser fachkundiges Personal berät Sie gerne. Sprechen Sie uns an.

Aufbau einer Solar-Inselanlage

Aufbau einer 12 V/24 V-Inselanlage mit  Gleichstrom und Wechselstromverbraucher

Ein Inselsystem zur unabhängigen Stromversorgung mit Sonnenenergie besteht
je nach Einsatzbereich in der Regel aus mehreren Komponenten.

KOMPONENTEN:

1. Einem oder mehreren Solarmodul(en)
2. Einem Solar-Laderegler
3. Einer oder mehreren Solarbatterie(n)
4. Optional: Einem 12 V- oder 24 V-Gleichstromverbraucher (z.B. LED-Beleuchtung)
5. Einem Wechselrichter, wenn Wechselstrom (230 V) benötigt wird
6. Wechselstromverbraucher (z.B. 230 V AC Leuchtmittel, TV Gerät, Werkzeuge)

AUFBAU UND DIMENSIONIERUNG:

• Das Solarmodul (1) wird mit dem Solar-Laderegler (2) verbunden. Die verwendeten zwei Kabel (±)
sollten ausreichend groß dimensioniert sein, um Leitungsverluste zu vermeiden.
• Der Laderegler (2) wird mit der Solarbatterie (3) und ggf. mit den Gleichstromverbrauchern (4) verbunden.
Der Laderegler sollte mindestens 10 % höher dimensioniert werden, als der maximale Strom der Module beträgt.
• Die Batterieleitung und die Leitungen zu den Verbrauchern sollten immer eine entsprechende Sicherung enthalten.
• Der Wechselrichter (5) wird immer an die Batterie (3) angeschlossen, niemals direkt an den Laderegler (2), da es
dadurch zur Zerstörung des Reglers kommen kann. Diese Leitung sollte ebenfalls mit einer Sicherung versehen werden.
• An den Wechselrichter (5) können die 230 V AC Verbraucher (6) angeschlossen werden.
• Bei der Installation sind die Sicherheitsvorschriften für die Elektroinstallation unbedingt einzuhalten.

Mit diesen Inselanlagen können Sie Ihre individuelle Energieversorgung aufbauen, die Sie überall einsetzen können.
Eine Solar-Inselanlage ist in der Regel nach 3 – 7 Tagen Ladezeit voll betriebsbereit.
Bitte beachten Sie: Die Solarbatterien sollten in einem geschlossenen Raum trocken aufgestellt werden.

Wozu braucht man einen Solar-Laderegler

Solar-Laderegler werden dazu verwendet, Sonnenenergie einem geeigneten Energiespeicher geregelt zuzuführen.

Die Strahlungsenergie der Sonne wird mithilfe einer Solarzelle bzw. eines Solarmoduls in elektrische Energie umgewandelt.
Der Laderegler sorgt anschließend dafür, dass diese elektrische Energie präzise und schonend in einen Akku gespeist wird.

Der Akku als Energiespeicher

Zur Speicherung elektrischer Energie werden Akkus verwendet. Auf dem Akkumarkt existieren die unterschiedlichsten Technologien einen solchen Energiespeicher aufzubauen. Die charakteristischsten Merkmale sind jedoch immer die Nennspannung (V) und die Kapazität (Ah).

Aufgrund des Kostenfaktors kommen im Bereich der Solartechnik überwiegend Blei-Akkus zum Einsatz.
Deshalb sind die meisten Solar-Laderegler auch speziell auf diesen Akku-Typ abgestimmt. Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus
(LiFePO₄) sind Energiespeicher der neueren Generation und eignen sich besonders wegen ihres vergleichsweise geringen Gewichts dafür, bestehende Blei-Akku-Systeme zu ersetzen, da sie identische elektrische Eigenschaften besitzen.

Bei Blei-Akkus unterscheidet man zwischen folgenden Bauformen:
• Klassische, offene Blei-Säure-Akkus
• Blei-Gel-Akkus
• Blei-Fließ-Akkus bzw. Blei-AGM-Akkus

Speziell beim Laden und Entladen eines Akkus ist es wichtig, dass gewisse Kriterien eingehalten werden:
• Der maximale Ladestrom sollte in etwa 10 % der Akkukapazität betragen
• Die vom Hersteller vorgeschriebene Ladeschlussspannung darf nicht überschritten werden
• Eine zu tiefe Entladung des Akkus muss verhindert werden

Ein Solar-Laderegler muss diesen Kriterien gerecht werden, um den Akku immer optimal nutzen zu können
und eine lange Lebensdauer der oftmals teuren Energiespeicher zu gewährleisten.

Solarzelle / Solarmodul

Ein Solarmodul besteht aus mehreren zusammengeschalteten Solarzellen und dient dazu, die Strahlungsenergie der Sonne in elektrische Energie umzuwandeln. An den Anschlüssen des beschienenen Solarmodules liegt Gleichspannung an. Wenn das Modul in einem geschlossenen Stromkreis betrieben wird, fließt somit Gleichstrom.

1 Kurzschlusspunkt:
    Die Anschlüsse des Solarmoduls sind
    kurzgeschlossen, d.h. der elektrische
    Widerstand zwischen den Anschlüssen
    ist unendlich klein. Es fließt der maximal
    mögliche Kurzschlussstrom IK des Solarmoduls.

2 Maximum Power Point (MPP):
    Das Solarmodul stellt die maximal
    mögliche Leistung bereit. Diese errechnet
    sich aus dem Produkt von Strom IMPP und
    Spannung UMPP im MPP.

3 Leerlaufpunkt:
    In diesem Punkt sind die Anschlüsse des
    Solarmoduls offen, d.h. der elektrische Widerstand
    zwischen den Anschlüssen ist unendlich groß.
    An den Anschlüssen kann die Leerlaufspannung
    des Moduls gemessen werden.

Je nachdem, welcher Verbraucher am Solarmodul angeschlossen ist, bewegt sich der Arbeitspunkt zwischen Punkt 1 und 3.

Ladeverfahren im Überblick

	Ladung mit konstanter Spannung (U-Ladung) Bei der Konstantspannungsladung wird die Lade(schluss)spannung U_end über den ganzen Ladevorgang hinweg konstant gehalten. Dies hat zur Folge, dass zu Beginn des Ladevorganges ein höherer Strom I_max als am Ende fließt. Durch die abnehmende Stromstärke gegen Ende des Ladevorgangs erfolgt eine schonende Ladung des Akkus.
	Ladung durch Pulsweitenmodulation (PWM) Bei Ladung nach dem PWM-Prinzip wird der Akku zu Beginn des Ladevorgangs mit maximaler Stromstärke I_max geladen. Sobald die jeweilige Ladeschluss-Spannung U_end erreicht ist, wird der Stromfluss gestoppt, sodass es nicht zur Überladung kommt. Nach diesem ersten Ladeschritt ist der Akku meist noch nicht vollständig geladen. Es ist mit einem Absinken der Akkuspannung zu rechnen. Deshalb setzt der Ladestrom wieder ein, wenn ein gewisser Spannungswert U_startunterschritten wird. Dieser Vorgang wiederholt sich solange, bis der Akku vollständig aufgeladen ist. Je voller der Akku wird, desto kürzer werden die Ladestromzeiten.

Art der Laderegelung

Shunt Regelung

Während des Ladevorgangs ist das Solarmodul über den Laderegler mit dem Akku verbunden und es fließt Ladestrom I_charge vom Solarmodul zur Batterie. Dieser Vorgang findet jedoch nur dann statt, wenn die Solarspannung höher ist als die erforderliche Ladeschlussspannung des Akkus. Ist diese erreicht, wird dies vom Laderegler erkannt und die Solarzelle über den Kontakt S1 kurzgeschlossen. Dadurch wird verhindert, dass der Akku überladen wird und Schaden nimmt. Somit wird der Stromfluss vom Solarmodul zum Akku gestoppt.

Der gesamte Strom I_K, welcher vom Solarmodul geliefert wird, fließt über den geschlossenen Kurzschlusskontakt und wird im Laderegler in Wärme umgewandelt. Auf dem Diagramm des Solarmoduls (Schaubild 1) wandert der Arbeitspunkt bei vollgeladenem Akku zu Punkt 1. Während des Ladevorgangs befindet sich der Arbeitspunkt zwischen Punkt 1 und 2.

Vorteile
• Schnelle Regelgeschwindigkeit
• Einfacher Schaltungsaufbau

Nachteile
• Nicht für große Leistungen geeignet
• Solarleistung wird nicht optimal genutzt

Serien Regelung

Das Solarmodul ist mit dem zu ladenden Akku über den Laderegler verbunden und es fließt Ladestrom  I_charge vom Solarmodul zur Batterie. Dieser Ladevorgang findet jedoch nur dann statt, wenn die Solarspannung höher ist als die erforderliche Ladeschlussspannung des Akkus. Ist diese erreicht, wird dies vom Laderegler erkannt und die Solarzelle vom Akku über den Schaltkontakt S1 getrennt. Somit wird der Stromfluss vom  Solarmodul zum Akku gestoppt. Dadurch wird verhindert, dass der Akku überladen wird und Schaden nimmt.

Auf dem Diagramm des Solarmoduls (Schaubild 1) wandert der Arbeitspunkt bei vollgeladenem Akku  zu Punkt 3. Während des Ladevorgangs befindet sich der Arbeitspunkt zwischen Punkt 1 und 2.

Vorteile
•  Auch für größere Leistungen geeignet
• Einfacher Schaltungsaufbau

Nachteile
• Solarleistung wird nicht optimal genutzt

MPPT Regelung

Durch den Maximum Power Point Tracker (MPPT) wird erreicht, dass immer die maximal mögliche  Solarleistung P_mpp in Ladeleistung P_bat für den angeschlossenen Akku umgewandelt wird.

P_mpp = P_bat

U_mpp • I_mpp = U_bat • I_bat

Die MPPT-Funktion ermittelt den Arbeitspunkt des Solarpanels, an dem die maximale Solarleistung P_mpp  zur Verfügung steht (Schaubild 1: Punkt 2). Diese maximale Leistung wird vom MPPT in die erforderliche  Akku-Ladespannung U_bat und den entsprechenden Ladestrom I_charge umgesetzt. Laderegler ohne diese  Funktion sind nicht in der Lage überschüssige Spannung zu verarbeiten.

Laderegler mit dieser Funktion sind in der Lage auch überschüssige Spannung zu nutzen.

Vorteile
•  Solarleistung wird optimal genutzt
•  Für Solarmodule mit höheren  Spannungen geeignet

Nachteile
• Komplexe Schaltungselektronik

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