Wenn Sie über die Verwendung von Solarmodulen zum Laden von Batterien nachdenken, sind Sie vielleicht schon auf die Begriffe MPPT und PWM gestoßen. MPPT steht für Maximum Power Point Tracker, während PWM sich auf Pulsweitenmodulation bezieht.

In diesem Artikel werden die Unterschiede zwischen MPPT- und PWM-Ladereglern erörtert, und es wird erläutert, welcher Laderegler die bessere Wahl ist.

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Was sind die Unterschiede zwischen MPPT und PWM?

Sowohl MPPT- als auch PWM-Technologien dienen dazu, Ihre Batterie vor möglichen ladungsbedingten Schäden zu schützen. Der Einbau eines MPPT- oder PWM-Ladereglers in Ihre Solaranlage ist daher von entscheidender Bedeutung.

MPPT-Solarladeregler

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 von MPPT

Ein großer Vorteil eines MPPT-Ladereglers ist die verbesserte Effizienz Ihres Solarsystems. Mit einem MPPT-Laderegler können Sie bis zu 30 % mehr Ladestrom erhalten, was zu einer höheren Gesamteffizienz Ihres Systems führt. Diese Erhöhung des Ladestroms kann die Leistung Ihrer Solarmodule erheblich steigern.

 

Außerdem sind MPPT-Laderegler bei bedecktem Himmel besonders effizient. Da Solarmodule an bewölkten Tagen ohnehin weniger Strom erzeugen, ist es entscheidend, ihre Effizienz zu maximieren. Mit einem MPPT-Laderegler können Sie sicherstellen, dass alle potenziellen Hindernisse für die Effizienz minimiert werden, so dass Ihr System das verfügbare Sonnenlicht auch an bewölkten Tagen optimal nutzen kann.

Nachteile von MPPT

Der Preis von MPPT ist teurer.

MPPT-Laderegler haben in der Regel größere Abmessungen, was bei der Installation zu Problemen führen kann, wenn im Arbeitsbereich wenig Platz vorhanden ist.

PWM-Solarladeregler

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 von PWM

Ein großer Vorteil von PWM-Ladereglern ist ihre Erschwinglichkeit. Im Vergleich zu MPPT-Reglern sind sie in der Regel preiswerter, was sie zu einer beliebten Wahl für kleinere Solarsysteme oder für Personen mit eingeschränktem Budget macht.

Außerdem sind PWM-Laderegler im Vergleich zu MPPT-Reglern in der Regel kleiner, so dass sie einfacher zu installieren sind, insbesondere in Situationen, in denen der Platz begrenzt ist.

 

Nachteile von PWM

PWM-Laderegler verfolgen nicht den maximalen Leistungspunkt der Solarmodule. Das bedeutet, dass die Effizienz des Systems bei wechselnden Umgebungsbedingungen nicht optimiert wird. PWM-Laderegler reduzieren einfach die Ladespannung der Solarmodule, um sie an die Batteriespannung anzupassen, was zu einer geringeren Gesamteffizienz des Systems führen kann.

PWM-Regler sind weniger effizient bei der Entnahme von Strom aus den Solarmodulen, insbesondere in Situationen mit Abschattung oder teilweiser Blockierung der Module. Dies kann zu einem geringeren Ladestrom und einer geringeren Energieerzeugung führen.

MPPT VS. PWM

MPPT VS. PWM: Vergleich des Aussehens

Sowohl MPPT- als auch PWM-Laderegler haben ein ähnliches Erscheinungsbild mit elektrischen Anschlüssen für Batterie- und Solarmodulverbindungen. Sie verfügen auch über LED-Leuchten zur Überwachung. MPPT-Laderegler sind jedoch in der Regel größer und schwerer, da sie über DC/DC-Wandlerspulen verfügen, während PWM-Laderegler kompakt und leicht sind.

MPPT VS. PWM: Vergleich des Arbeitsprinzips

MPPT-Laderegler verwenden eine fortschrittliche Technologie, um Hochspannungsstrom mithilfe eines DC/DC-Wandlers effizient in Niederspannungsstrom umzuwandeln. Diese Regler überwachen kontinuierlich den Punkt maximaler Leistung der Solaranlage und passen die Spannung und den Strom anhand der Gleichung P = V x I entsprechend an. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Batterien die maximal verfügbare Leistung von den Solarzellen erhalten.

 

Andererseits fungieren PWM-Laderegler als Schalter, der die Solarmodule direkt mit den Batterien verbindet. Sie nutzen vorbestimmte Intervalle zum Öffnen und Schließen des Schalters zum Laden der Batterie. Wenn der Schalter geschlossen ist, wird die Spannung der PV-Anlage gezwungen, sich der Batteriespannung anzupassen, was zu einer geringeren Ausgangsleistung führt.

During the bulk charge mode, the switch remains ON to recharge the battery. To maintain the battery voltage at the absorption voltage, the switch is rhythmically opened and closed as required. Once the absorption is complete and the battery voltage reaches the float voltage, the switch is turned off. Similarly, to maintain the battery voltage at the float voltage, the switch is intermittently opened and closed.

MPPT vs. PWM: Temperaturunterschiede

Wenn die Sonne auf die Solarmodule scheint, werden sie immer heißer. Bei wärmeren Temperaturen sinkt die Leerlaufspannung und der maximale Leistungspunkt, während der Strom konstant bleibt.

In dieser Hinsicht haben MPPT-Regler einen Vorteil gegenüber PWM-Reglern. MPPT-Regler können im Vergleich zu PWM-Reglern bei kälteren Temperaturen mehr Leistung aus einer Solaranlage herausholen. Bei Standardtestbedingungen (25 °C) beträgt die Betriebsspannung am Punkt der maximalen Leistung etwa 20 V, während die Batteriespannung etwa 13,5 V beträgt. Bei kühlen Temperaturen können MPPT-Regler bis zu 20-25 % mehr Strom erzeugen als PWM-Regler.

PWM-Regler hingegen sind nicht in der Lage, sowohl die Spannung als auch den Strom anzupassen. Ihre Pulsweitenmodulationstechnologie beschränkt sie auf die niedrige Batteriespannung und den entsprechenden Strom auf der I-U-Kurve.

Technologie-Vergleich
PWM-Laderegelung	MPPT-Laderegelung
PV-Generator und Batteriespannung müssen übereinstimmen	Die Spannung des PV-Generators kann viel höher sein als die Batteriespannung
Arbeitet mit der Spannung der Batterie und ist daher gut geeignet für warme Temperaturen und Situationen, in denen die Batterie fast voll ist	Das Gerät funktioniert oberhalb der Batteriespannung und kann so insbesondere bei kalten Temperaturen und bei schwacher Batterie einen „Boost“ liefern.
Wird im Allgemeinen für den Einsatz in kleineren Systemen empfohlen, bei denen die Vorteile eines „Boost“ vernachlässigbar sind.	170 W oder mehr, um die Vorteile des „Boost“ zu nutzen mehr
Die Verwendung von netzunabhängigen PV-Modulen ist ein Muss, mit Vmp-Werten um 17 bis 18 Volt bei einer Batterie-Nennspannung von 12 V.	Ermöglicht die Verwendung preiswerterer/netzgebundener PV-Module, wodurch die Gesamtkosten der PV-Anlage gesenkt werden können
Größe des PV-Generators in Ampere (basierend auf dem Strom, der erzeugt wird, wenn der PV-Generator mit Batteriespannung betrieben wird)	Größe der PV-Anlage in Watt (basierend auf dem maximalen Ladestrom des Controllers x Batteriespannung)
Einfachere seriell schaltende Ladesteuerungsschaltung	Zusätzliche Energieernte durch Betrieb am PV-Spitzenleistungspunkt statt an der Batteriespannung

MPPT vs. PWM: Flächenabschattung

Unter normalen Bedingungen wird eine Solaranlage mit gleichmäßig verteilter Sonneneinstrahlung über ihre Oberfläche betrieben, was zu einem maximalen Leistungspunkt (MPP) auf der P-V-Kurve führt. Abschattungen durch Bäume, Wolken oder andere Objekte können jedoch einen Teil des Sonnenlichts blockieren, wodurch mehrere MPPs entstehen. MPPT-Regler sind in der Lage, den höchsten MPP zu verfolgen und als Betriebspunkt festzulegen, so dass Teilabschattungen wirksam bekämpft werden können. PWM-Regler hingegen sind aufgrund ihrer grundlegenden Funktionsweise nicht in der Lage, dieses Szenario zu bewältigen.

MPPT vs. PWM: Unterschiede in der PV- oder Batteriespannung

Bei beiden Arten von Ladereglern muss die PV-Spannung höher sein als die Batteriespannung, um ein effizientes Laden zu ermöglichen. MPPT-Laderegler können effektiv mit unterschiedlichen PV- und Batteriespannungsunterschieden arbeiten. Ein MPPT-Laderegler kann zum Beispiel eine 12-V-Batterie mit einer 36-V-Solaranlage effektiv laden.

On the other hand, PWM charge controllers perform best when the PV voltage is close to the battery voltage. Multiple PWM controllers are ideal for a 12V solar array and 12V battery configuration. However, PWM controllers become less effective when there is a significant difference between the PV and battery voltage.

 

 

MPPT vs. PWM: Reihen- vs. Parallelschaltungen

Reihen- und Parallelverdrahtungen haben je nach Situation unterschiedliche Vorteile. MPPT-Steuerungen ermöglichen im Allgemeinen mehr Reihenschaltungen und sind daher geeignet, wenn die Module unterschiedlichen Lichtverhältnissen ausgesetzt sind. MPPT-Regler haben im Vergleich zu PWM-Reglern in der Regel höhere PV-Spannungsgrenzen (z. B. 100 Volt). Mit einem MPPT-Regler können Sie zum Beispiel bis zu vier 12V 100W-Solarmodule in Reihe schalten, ohne die PV-Spannungsgrenzen zu überschreiten.

Im Gegensatz dazu sind bei PWM-Reglern oft Parallelschaltungen erforderlich, wenn mehrere Solarmodule angeschlossen werden. Dies liegt daran, dass viele PWM-Regler nur eine geringe PV-Spannung (z. B. 25 V oder 50 V) liefern können, was sie auf ein oder zwei in Reihe geschaltete 12-V-Solarpaneele beschränkt.

MPPT vs. PWM: Kostenüberlegungen

Wenn es um Laderegler geht, kann der Kostenfaktor Ihren Entscheidungsprozess stark beeinflussen. PWM-Laderegler (Pulsweitenmodulation) sind leicht zu erschwinglichen Preisen erhältlich, wobei die Online-Optionen zwischen 15 und 25 US-Dollar liegen. Beim Kauf eines solchen Geräts zu einem so niedrigen Preis ist jedoch Vorsicht geboten, da die Qualität beeinträchtigt sein kann.

Für diejenigen, die eine bessere Leistung und Zuverlässigkeit wünschen, empfiehlt sich die Investition in einen höherpreisigen PWM-Laderegler. Diese beginnen in der Regel bei etwa 40 bis 50 US-Dollar und bieten verbesserte Funktionen und Haltbarkeit. Denken Sie daran, dass sich die etwas höheren Anschaffungskosten langfristig auszahlen und für mehr Sicherheit sorgen.

Alternativ dazu sind MPPT-Laderegler (Maximum Power Point Tracking) für ihre fortschrittlichen Fähigkeiten bekannt. Die Preisspanne für MPPT-Laderegler ist sehr unterschiedlich und reicht von 80 $ bis zu 500 $, je nach Spannung und Stromstärke (A). Es ist wichtig, dass Sie Ihre spezifischen Anforderungen und Ihr Budget berücksichtigen, bevor Sie eine Auswahl treffen. LiTime bietet qualitativ hochwertige 30A und 60A MPPT mit einem Preis von nur $300.

 

Schattentoleranz: MPPT-Steuerungen sind toleranter gegenüber Abschattungen oder teilweisen Hindernissen auf der Solaranlage. Sie können mit Abschattungen auf bestimmten Modulen oder Teilen der Anlage umgehen, ohne die Gesamtleistung des Systems wesentlich zu beeinträchtigen. PWM-Regler hingegen reagieren empfindlicher auf Verschattungen und können einen Leistungsabfall verzeichnen, wenn ein Teil der Anlage verschattet ist.

Skalierbarkeit des Systems: MPPT-Regler eignen sich für größere Solarstromanlagen, die mehr Energie benötigen. Sie können höhere Leistungen verarbeiten und sind daher die bessere Wahl, wenn Sie Ihr System erweitern und die Energieerzeugung steigern müssen.

Trotz dieser Vorteile gibt es noch einen weiteren Punkt, den Sie berücksichtigen sollten. Wenn Sie planen, Ihr System in Zukunft um weitere Geräte zu erweitern, wäre es ratsam, den potenziellen Anstieg des Strombedarfs zu berücksichtigen. Wenn Ihr System bereits nahe an der maximalen Kapazität eines PWM-Reglers liegt, könnte das Hinzufügen neuer Geräte das System überlasten. In diesem Fall wäre eine Aufrüstung auf einen MPPT-Regler mit höherer Belastbarkeit erforderlich, um sicherzustellen, dass das System den erhöhten Bedarf decken kann. Es ist wichtig, zukünftige Erweiterungen einzuplanen und einen Laderegler zu wählen, der die erwarteten Leistungsanforderungen bewältigen kann.

 

FAQs über MPPT VS PWM

1.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.

2.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.

3.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.

4.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.

5.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.

6.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.

7.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!

8.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.

Abschließende Überlegungen

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.