PWM vs MPPT: Welcher Solar-Laderegler ist besser?
Wenn Sie planen, mit Solarmodulen Ihre Batterien zu laden, sind Ihnen wahrscheinlich bereits die Begriffe MPPT und PWM begegnet. MPPT steht für Maximum Power Point Tracking, während PWM die Pulsweitenmodulation beschreibt. In diesem Artikel erfahren Sie, worin sich MPPT- und PWM-Solarregler unterscheiden, wie sie funktionieren und welcher Typ für Ihre Solaranlage die bessere Wahl ist.
Inhalt
- Was sind die Unterschiede zwischen MPPT und PWM?
- Was bedeutet MPPT?
- Vorteile & Nachteile von MPPT Laderegler?
- Was bedeutet PWM?
- Vorteile & Nachteile von PWM Laderegler
- Wie man den Laderegler wählt: MPPT VS. PWM
- FAQs zu MPPT VS. PWM
- Fazit
Was sind die Unterschiede zwischen MPPT und PWM?
Anhand der folgenden Tabelle können Sie schnell die wichtigsten Unterschiede zwischen MPPT und PWM in Bezug auf Aussehen, Funktionsweise, Temperaturverhalten usw. ablesen:
| Kriterium | PWM-Laderegler | MPPT-Laderegler |
|---|---|---|
| Erscheinungsbild | Kompakt, leicht, einfache LED-Anzeigen | Größer und schwerer, enthält DC/DC-Wandler |
| Funktionsprinzip | Direkte Verbindung zur Batterie über Schaltzyklen | Verfolgt MPP und wandelt Spannung effizient um |
| Temperaturverhalten | Weniger effizient bei Kälte | Bis zu 25 % mehr Leistung bei niedrigen Temperaturen |
| Spannungsverhältnis PV/Batterie | PV-Spannung ≈ Batteriespannung | Effizient bei höheren PV-Spannungen |
| Teilverschattung | Weniger tolerant gegenüber Verschattung | Verfolgt besten MPP auch bei Abschattung |
| Reihen- vs. Parallelschaltung | Bevorzugt Parallelschaltung | Geeignet für Reihenschaltung mit hoher PV-Spannung |
| Typische Anwendung | Kleine, einfache Systeme | Größere oder skalierbare Systeme |
| Systemeffizienz | Geringere Energieausbeute | Maximale Leistungsausbeute |
| PV-Modul-Kompatibilität | Nur netzunabhängige Module | Auch netzgebundene Module verwendbar |
| Kosten | 15–50 $ (einfacher, günstiger) | 80–500 $ (leistungsstärker, teurer) |
| Skalierbarkeit | Begrenzt, oft keine Reserve für Erweiterungen | Gut geeignet für zukünftige Systemerweiterungen |
Was bedeutet MPPT?
Der MPPT-Solarladeregler ist so konzipiert, dass er die Leistungsabgabe der Solarmodule maximiert, indem er den Punkt maximaler Leistung (MPP) der Module verfolgt. Er passt die Eingangsspannung und den Strom an, um sicherzustellen, dass die Solarmodule mit ihrem maximalen Wirkungsgrad arbeiten, unabhängig von Änderungen der Umgebungsbedingungen wie Temperatur oder Beschattung. Mit anderen Worten: Es entnimmt den Solarmodulen die maximale Energiemenge und wandelt sie in den optimalen Ladestrom für die Batterie um.
Vorteile & Nachteile von MPPT Laderegler
| Vorteil | Nachteil |
|---|---|
| Bis zu 30 % mehr Ladestrom durch kontinuierliche MPP-Verfolgung – maximale Energieausbeute. | Deutlich höhere Anschaffungskosten im Vergleich zu PWM-Ladereglern. |
| Optimale Nutzung auch bei bewölktem Himmel oder diffusen Lichtverhältnissen. | Größere Bauform, was bei beengten Installationen problematisch sein kann. |
| Nutzung von Modulen mit höherer Spannung und flexiblere Systemplanung möglich. | Erfordert mehr technisches Know-how und ggf. professionelle Installation. |
| Ideal für größere PV-Anlagen dank hoher Leistungsfähigkeit. | Höhere Wärmeentwicklung durch komplexe Elektronik – ggf. zusätzlicher Kühlaufwand. |
Was bedeutet PWM?
PWM (Pulsweitenmodulation) ist eine Methode zur Steuerung von Spannung oder Leistung, bei der die Ein- und Ausschaltzeiten eines Signals angepasst werden. Ein PWM-Laderegler nutzt diese Technik, um Batterien wie Blei- oder Lithiumbatterien zu laden, und wird oft in Solar-, Wind- oder Fahrzeugladesystemen verwendet.
Im Gegensatz zu MPPT-Ladereglern regeln PWM-Laderegler (Pulse Width Modulation) einfach die Ladespannung und den Strom, der von den Solarmodulen zur Batterie fließt. Sie sind für ihre Einfachheit und Kosteneffizienz bekannt.
Vorteile & Nachteile von PWM Laderegler
| Vorteil | Nachteil |
|---|---|
| Günstiger in der Anschaffung – ideal für kleine Solarsysteme oder begrenztes Budget. | Keine MPP-Verfolgung – geringere Effizienz bei wechselnden Wetterbedingungen. |
| Kompakte Bauweise – einfache Installation bei beengten Platzverhältnissen. | Weniger Energieausbeute bei teilweiser Verschattung oder Blockierung der Module. |
| Einfach zu bedienen – gut geeignet für Einsteiger oder einfache Anwendungen. | Geringere Ladeeffizienz bei längeren Kabelwegen oder höheren Modulspannungen. |
| Geringere Wärmeentwicklung – keine aufwendige Kühlung notwendig. | Weniger flexibel bei der Systemplanung, da Modul- und Batteriespannung ähnlich sein müssen. |
Wie man den Laderegler wählt: MPPT VS. PWM
Nachdem Sie die Unterschiede zwischen MPPT- und PWM-Ladereglern sowie deren jeweilige Vor- und Nachteile verstanden haben, wird im Folgenden eine weiterführende Erläuterung gegeben, falls Sie sich noch unsicher sind, welchen Laderegler Sie wählen sollten.
Schlüsselüberlegungen: MPPT VS. PWM
1. Spannungsunterschied (Solarmodul vs. Batterie)
Bei großem Spannungsunterschied lohnt sich ein MPPT-Regler, da er effizienter arbeitet.
Formel: Energieverlust ≈ (Modulspannung – Batteriespannung) × Strom
Beispiel: Modul 30 V, Batterie 12 V, Strom 10 A → PWM-Verlust ca. 180 W, MPPT-Verlust nur 10–20 %.
Liegt die Spannung von Modul und Batterie nah beieinander, ist ein PWM-Regler aufgrund der geringeren Kosten sinnvoller.
2. Systemleistung
>200 W: MPPT-Regler amortisieren sich langfristig durch höheren Energieertrag.
<200 W: PWM-Regler bieten ein besseres Preis-Leistungs-Verhältnis.
3. Umgebungstemperatur
In kalten Umgebungen steigt die nötige Ladespannung. MPPT-Regler passen sich automatisch an, während PWM-Regler die Batterie unter Umständen nicht vollständig laden können.
4. Lichtverhältnisse
Bei schwankender Sonneneinstrahlung – z. B. in bewölkten Regionen – kann der MPPT-Regler dynamisch den optimalen Arbeitspunkt verfolgen und bleibt effizienter als PWM.
Wann sollte man sich für MPPT entscheiden?
Szenario 1: Großer Unterschied zwischen Modul- und Batteriespannung
Beispiel: Solarmodul 36 V (z. B. 2×18 V in Reihe), Batterie 12 V. MPPT-Vorteil: Nutzt überschüssige Spannung über DC-DC-Wandlung, wandelt sie in Strom um und reduziert Energieverluste.
PWM-Nachteil: Schneidet überschüssige Spannung direkt ab – bei 36 V → 12 V gehen z. B. 24 V ungenutzt verloren.
Szenario 2: Hohe Systemleistung (>200 W)
MPPT-Regler erhöhen die Energieausbeute deutlich – lohnend für große Anlagen mit langfristiger Kostenersparnis.
Szenario 3: Niedrige Temperaturen oder wechselhaftes Wetter
MPPT passt Spannung und Strom automatisch an und arbeitet effizient bei Kälte oder schwankender Sonneneinstrahlung.
Szenario 4: Zukünftige Systemerweiterung
MPPT-Regler unterstützen höhere Leistungen und flexible Spannungen – ideal für spätere Upgrades.
Wann sollte man sich für PWM entscheiden?
Szenario 1: Begrenztes Budget
PWM-Laderegler sind kostengünstig und ideal für einfache, preiswerte Systeme wie Solarleuchten oder kleine Ladestationen.
Szenario 2: Modul- und Batteriespannung passen zusammen
Beispiel: 12 V-Modul lädt 12 V-Batterie – bei geringem Spannungsunterschied arbeitet PWM ähnlich effizient wie MPPT.
Szenario 3: Niedrige Leistung bei stabiler Umgebung
Geeignet für Anwendungen mit geringem Strombedarf (<200 W) und stabiler Sonneneinstrahlung – etwa Gartenbeleuchtung oder kleine Off-Grid-Systeme.
FAQs zu MPPT VS. PWM
Was ist der Hauptunterschied zwischen MPPT- und PWM-Ladereglern?
Der Hauptunterschied besteht darin, wie sie den Ladevorgang regulieren. MPPT-Regler verfolgen den Punkt maximaler Leistung der Solaranlage, um die meiste Energie zu gewinnen, während PWM-Regler einfach die Spannung zur Batterie regulieren.
Welche Methode ist effizienter, MPPT oder PWM?
MPPT-Steuerungen sind im Allgemeinen effizienter als PWM-Steuerungen. Sie können mehr Energie aus der Solaranlage gewinnen, insbesondere bei kälteren Temperaturen oder wenn die Anlage verschattet ist.
Kann ein MPPT zu groß sein?
Es gibt jedoch eine praktische Grenze: Wenn die Solaranlage zu groß ist, wird die Energie nur verschwendet, da der Laderegler die Leistung immer begrenzt. In der Regel wird empfohlen, die Solaranlage auf 110%-125% der maximalen Reglerleistung zu begrenzen.
Welche Größe des Ladereglers benötige ich für ein 300W-Solarmodul?
Ein 30A-Regler ist für ein 300-Watt-Solarmodul ausreichend. Weitere Informationen finden Sie unter Auswahl der richtigen Größe des Solarladereglers.
Kann ein MPPT eine Batterie überladen?
Wenn die Batteriespannung einen Punkt erreicht, an dem das Batterieladegerät entscheidet, dass die Batterie voll ist, schaltet sich das Ladegerät ab und zieht keinen Strom mehr vom MPPT-Regler. Mit anderen Worten, das Batterieladegerät stellt eine hohe Impedanz für den MPPT-Controller dar.
Was macht ein MPPT-Regler, wenn die Batterie voll ist?
Wenn die Batteriespannung einen Punkt erreicht, an dem das Batterieladegerät entscheidet, dass die Batterie voll ist, schaltet sich das Ladegerät ab und zieht keinen Strom mehr vom MPPT-Regler. Mit anderen Worten, das Batterieladegerät stellt eine hohe Impedanz für den MPPT-Controller dar.
Kann ich einen MPPT direkt an den Wechselrichter anschließen?
Nein! MPPT-Solarladeregler helfen dabei, den Strom effizient in Ihre entladene Batterie zu leiten. Wenn wir einen MPPT-Solarladeregler direkt an den Wechselrichter anschließen, kann Ihr Solarsystem beschädigt werden, aber wenn es nicht beschädigt ist, wird der Wechselrichter keinen Strom erhalten. Es ist also keine gute Idee, MPPTs direkt an den Wechselrichter anzuschließen!
Wie viele Ampere brauche ich für MPPT?
Sie nehmen die Gesamtwattleistung der Solaranlage geteilt durch die Spannung der Batteriebank. Daraus ergibt sich der Ausgangsstrom des Solarladereglers. Zum Beispiel: 1000W Solaranlage ÷ 24V Batteriebank = 41,6A. Die Leistung des Ladereglers sollte mindestens 40A betragen.
Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es wichtig ist, bei der Auswahl eines Solarladereglers die Anforderungen und Bedingungen Ihrer Solaranlage sowie Ihr Budget sorgfältig zu berücksichtigen. Dieser Vergleich zwischen MPPT- und PWM-Ladereglern kann Ihnen helfen, eine fundierte Entscheidung zu treffen. Vergewissern Sie sich, dass Sie die oben genannten Faktoren berücksichtigen, bevor Sie einen Kauf tätigen. LiTime bietet technisch hochwertige und preiswerte Solarladeregler für 12V- und 24V-Systeme mit einer 30A-Option sowie Regler für 24V-, 36V- und 48V-Systeme mit einer 60A-Kapazität. Genießen Sie Ihr Solarsystem mit LiTime.
