Steeds meer stacaravans worden uitgerust met zonnesystemen om meerdere dagen onafhankelijk te zijn van een stroomaansluiting. Helaas zijn de systemen vaak verkeerd in elkaar gezet, waardoor het verhoopte succes maar onvoldoende wordt behaald. De berekening is vaak fout. Het artikel hier is bedoeld om een ​​oplossing te bieden. Eerst worden alle rekeningen voor de meest gebruikte shuntcontroller (prijs 20-90 euro) gemaakt. De MPT-controllers komen pas later aan de orde (prijs 110-250 euro).

Verbruiksprofiel

De berekening van de behoefte in Ah (ampère-uren) is vrij eenvoudig en kan door iedereen eenvoudig worden berekend uit de vermogensspecificatie van de consument, gedeeld door 12V en vermenigvuldigd met de inschakeltijd. z. B. 2 halogeenlampen van 10W over 3 uur verbruiken 20W/12V * 3h = 5Ah. Zo doe je dat bij iedere consument. De waterpomp 2A en 30 minuten maakt 1Ah. Uiteindelijk heb je het dagelijkse stroomverbruik van b.v. B 20Ah.

Zonnepaneel

Het vaak gebruikte maximale vermogen Wp (watpiek) van een paneel zegt nog te weinig. De zonnecel is eigenlijk geen spanningsbron maar een stroombron, dus de aanpassing van deze bron aan de batterij is het allerbelangrijkste. Met andere woorden, een 80Wp paneel, verkeerd afgesteld, stopt minder stroom in de accu dan een 50Wp, goed afgesteld.

Hoe kan dat?

Omdat het paneel, zoals gezegd, een stroombron is, dat wil zeggen het produceert elektriciteit van b.v. B. 3A voor elke spanning van 0, 0V tot ongeveer 0,42V. Dan daalt de stroom parabolisch tot nul bij een spanning van 0,52V.

Als deze zonnecel werkt op een spanning van 0,2V, geeft hij 3A * 0. 2V = 0. 6W
Als deze zonnecel werkt op een spanning van 0,4V, geeft hij 3A * 0. 4V = 1. 2W

Het vermogen neemt toe omdat de spanning toeneemt, maar op een gegeven moment neemt de stroom sneller af dan de spanning toeneemt, het vermogen zakt tot het punt waar de cel de hoogste spanning van 0,52V genereert, maar hij geeft geen stroom stroomt, dus er wordt geen lijn uitgevoerd. Het punt waar het product van stroom en spanning, d.w.z. het vermogen, de hoogste waarde bereikt, wordt het MPP-punt met het meeste vermogen genoemd. In ons voorbeeld is dit:

Ump = 0. 48V en Imp = 2. 8A dus Pmp = 1. 34Wp de hoogste prestaties.

De volledige tabel:
Als deze zonnecel werkt op een spanning van 0.2V, geeft hij 3A * 0. 2V = 0. 6W
Als deze zonnecel werkt op een spanning van 0,4V, geeft hij 3A * 0. 4V = 1. 2W
Als deze zonnecel werkt op een spanning van 0,48V geeft hij 2,8A * 0. 48V = 1. 34W
Als deze zonnecel werkt op een spanning van 0,52V, geeft hij 0A * 0. 52V = 0W

Let op: een cel levert een redelijk constante stroom die evenredig is met de zonnestraling en we proberen de spanning zo hoog, maar niet te hoog in te stellen, zodat het grootste product van spanning en stroom wordt bereikte wil. Dat betekent voor een zonnecel eigenlijk de redelijk constante stroom, die een constante parameter is en niet het uitgangsvermogen, aangezien deze volledig afhankelijk is van de aangesloten spanning en niet constant is.

We moeten dus eerst de stroom voor elk paneel berekenen. De enkele zonnecel bij 25C en zonnestraling van 1000W/m2 produceert de maximale output bij 0,48V bij 25C. Aangezien de fabrikanten het vermogen specificeren op het enige, beste werkpunt in Wp, moeten we de Imp-stroom berekenen uit de kennis van de Ump-spanning. Als onze spanning lager is dan de Ump (17V met 36 cellen), krijgen we steeds minder stroom, omdat de stroom bijna gelijk blijft, maar de spanning is veel lager (bijvoorbeeld 12v), dus het vermogen wordt ook lager.

Voorbeeld:

Een 80Wp paneel met 60 cellen produceert 60x0. 48 = 28. 8V en 2,78A, een stroom van ongeveer 2,8A stroomt in de 12V-batterij met een gemeenschappelijke shuntcontroller.

Een 50Wp paneel met 36 cellen produceert 36x0. 48 = 17. 28V en 2. 9A, er vloeit een stroom van ca. 3 in de 12V batterij. 0A met een gemeenschappelijke shuntcontroller.

Een 60% (80Wp tot 50Wp) groter paneel brengt minder stroom naar de batterij.

Om het niet te ingewikkeld te maken: een zonnepaneel voor werking op een 12V batterij zou 36 cellen in serie moeten hebben. Een paneel met 72 cellen, parallel geschakeld als twee strings van 36 cellen, gedraagt ​​zich als een 36 celsysteem. 2 of 3 of 4 panelen met elk 36 cellen parallel geschakeld, gedragen zich als een 36 cellen systeem met 2, 3 of 4 keer het vermogen.

Actuele stroom

Het is verkeerd om de stroom van een 50Wp paneel te berekenen als 50Wp/12V = 4A. Zoals eerder getoond, is het 3. 0A met het paneel loodrecht op de zonnestraal. Aangezien de zon op 21, 6, 21, 7, 21, 8, 21, 9 mei is

Berlijn 58 61 58 49 38 graden boven de horizon
Stuttgart 62 65 62 55 42 graden boven horizon
Marseille 67 70 67 58 47 graden boven horizon
Palermo 72 76 72 64 52 graden boven horizon

staat,. we moeten de stroom van 3A vermenigvuldigen met sin (hoogte van de zon) zodat in Stuttgart op 21 augustus om 12.00 uur op de zon (13:30) slechts een stroom van 2,45A in de 12V-batterij stroomt. Twee uur later stroomde er slechts 2.16A, wat een vermogen van 12.8V van 27W betekent, geen spoor van 50W.

Zoals we hier kunnen zien, krijgen we door de praktische horizontale installatie van het paneel en het gebruik van de shuntcontroller (95% van alle controllers) maar de helft van 50W.

Opbrengst van het paneel

In bijbehorende boeken wordt aangenomen dat de dagopbrengst in Ah ongeveer 5 maal de stroom is.

In ons voorbeeld 5 x 2. 45 = 12. 25Ah bij 50Wp
In ons voorbeeld 5 x 3. 9 = 19. 5Ah bij 80Wp
In ons voorbeeld 5 x 4. 9 = 24.5Ah bij 100Wp

MPT-controller - meest powertracker-controller.

In de berekeningen is tot nu toe uitgegaan van een shuntregelaar. Dit is een zeer eenvoudige controller die de zonne-energie direct in de accu voedt, zoals een schakelaar, totdat de accu vol is, vervolgens de stroom uitschakelt, of de stroom naar een tweede accu, bijvoorbeeld de startaccu, voedt. Is er nog iets?

Ja, dat is er. Het zonnepaneel werkt niet met een shuntregelaar in het optimale werkpunt Ump (U meeste vermogen). Dit komt omdat hij ergens anders zit, rond de 15 tot 17V, afhankelijk van de straling en temperatuur.

Hoe groter het spanningsverschil tussen de Ump en accuspanning (12V tot 14,3V), hoe groter de versterking van een MPT-controller.

De MPT-controller neemt de meeste zonne-energie op het beste werkpunt, zet het vermogen met lage verliezen om naar een vereiste spanning van 12V en verhoogt zo de stroom die naar de batterij t stroomt.

MPT-voorbeeldberekening

50Wp-paneel geleverd 3A in onze 12V-batterij met een shuntcontroller. Het resultaat van 50Wp is Ump = 17V en Imp = 2. 95A. De 50W wordt met 92% omgezet naar de nieuwe spanning van 12V, d.w.z. de stroom is 92% * 50/12 = 3. 83A, maar liefst 25% meer dan met een shuntcontroller.

Deze hoge waarde van 25% treedt alleen op bij volledige instraling en een lage temperatuur van 25C. Bij elke graad warmer daalt de Ump met 0,34%. Als het paneel 30 graden warmer is (55C) daalt de spanning van 17V naar 15,3V. Als de batterijspanning 13,8V bereikt, zou het spanningsverschil slechts 1,1V zijn en de versterking van het MPT-circuit nauwelijks het vermelden waard, ongeveer 5%.

De gemiddelde winst over verschillende zonnecondities is in de praktijk 10-15%.

Is een MPT de moeite waard in vergelijking met een shuntcontroller

Realistisch gezien kan door gebruik ongeveer 15% worden bereikt. Je moet de meerprijs van een 15% groter paneel vergelijken met de meerprijs van de MPT ten opzichte van een shuntcontroller. Bij kleine systemen tot 100W is het nauwelijks de moeite waard, bij grotere systemen zoals op onze daken zou je nooit zonder MPT kunnen. Als u het rendement wilt verhogen zonder naar de kosten te kijken, het gebruik van een MPT is verplicht.

Andere manieren om de opbrengst te verhogen

Het is duidelijk dat het om de paar dagen schoonmaken van het zonnepaneel vaak 20-40% oplevert. Een laag vuil, zoals op de voorruit, houdt het zonlicht vrij efficiënt tegen. Breng de panelen daarom zo aan dat reiniging mogelijk moet zijn.

De tijdrovende installatie van de panelen brengt, afhankelijk van de hoogte van de zon, van enkele procenten (midzomer) tot 60% in de winter.

De complexe equatoriale tracking van het paneel brengt extra percentages met zich mee, maar qua prijs op de camper is het niet concurrerend met een extra horizontaal of hellend paneel.

Natuurlijk kunnen beter uitgeruste shunt- en MPT-controllers een display hebben. Het volgende wordt weergegeven: de accuspanning, de acculading en de laadstroom, zodat u goed kunt controleren of het systeem de juiste stroom levert of dat het de moeite waard is om het zonnepaneel schoon te maken.

Bij hoogwaardige MPP-controllers wordt vaak ook de winst weergegeven, in de vorm van zonne-energie die zonder de complexe technologie in de batterij zou stromen en het daadwerkelijk grotere batterijvermogen met de dure MPT. Deze weergave van het ´meer´ is als het ware de zielsmassage voor de verhoogde prijs van de MPT.

Afbeeldingen:

Op de twee afbeeldingen laat ik de stroom (onderste curven) en de lijnen (bovenste curven) zien, afhankelijk van de spanning van de batterij (X-as).

De eerste grafiek toont de verhoudingen bij 1000W/m2 en 25C

De tweede afbeelding toont het meer praktische geval, lagere straling en hogere temperatuur.

Hoe kom ik aan de juiste MPT-controller?

Aangezien we hier niet adverteren, moet iedereen zoeken op de termen MPT of MPPT of MPP en het rendement bepalen (92 of 94 of 96 %) van de Vergelijk-converters. In alle eerlijkheid moet men uitgaan van dezelfde voorwaarden, bv. conversie van 17V naar 12V (5V verschil) is veel moeilijker (lager rendement van 92%) dan de conversie van 17V naar 14V (slechts 3V verschil). hoe kleiner het verschil, hoe hoger het werkelijk gemeten rendement van de omvormer. Let dus goed op bij het vergelijken. Omdat er veel schakelconcepten mogelijk zijn, verschillen de apparaten sterk in hun efficiëntie.

Groetjes Peter
lagere straling en hogere temperatuur.

Hoe kom ik aan de juiste MPT-controller?

Aangezien we hier niet adverteren, moet iedereen zoeken op de termen MPT of MPPT of MPP en het rendement bepalen (92 of 94 of 96 %) van de Vergelijk-converters. In alle eerlijkheid moet men uitgaan van dezelfde voorwaarden, bv. conversie van 17V naar 12V (5V verschil) is veel moeilijker (lager rendement van 92%) dan de conversie van 17V naar 14V (slechts 3V verschil). hoe kleiner het verschil, hoe hoger het werkelijk gemeten rendement van de omvormer. Let dus goed op bij het vergelijken. Omdat er veel schakelconcepten mogelijk zijn, verschillen de apparaten sterk in hun efficiëntie.

Groetjes Peter
lagere straling en hogere temperatuur.

Hoe kom ik aan de juiste MPT-controller?

Aangezien we hier niet adverteren, moet iedereen zoeken op de termen MPT of MPPT of MPP en het rendement bepalen (92 of 94 of 96 %) van de Vergelijk-converters. In alle eerlijkheid moet men uitgaan van dezelfde voorwaarden, bv. conversie van 17V naar 12V (5V verschil) is veel moeilijker (lager rendement van 92%) dan de conversie van 17V naar 14V (slechts 3V verschil). hoe kleiner het verschil, hoe hoger het werkelijk gemeten rendement van de omvormer. Let dus goed op bij het vergelijken. Omdat er veel schakelconcepten mogelijk zijn, verschillen de apparaten sterk in hun efficiëntie.

Groetjes Peter
Hoe kom ik aan de juiste MPT-controller?

Aangezien we hier niet adverteren, moet iedereen zoeken op de termen MPT of MPPT of MPP en het rendement (92 of 94 of 96%) van de omvormer vergelijken. In alle eerlijkheid moet men uitgaan van dezelfde voorwaarden, bv. conversie van 17V naar 12V (5V verschil) is veel moeilijker (lager rendement van 92%) dan de conversie van 17V naar 14V (slechts 3V verschil). hoe kleiner het verschil, hoe hoger het werkelijk gemeten rendement van de omvormer. Let dus goed op bij het vergelijken. Omdat er veel schakelconcepten mogelijk zijn, verschillen de apparaten sterk in hun efficiëntie.

Groetjes Peter
Hoe kom ik aan de juiste MPT-controller?

Aangezien we hier niet adverteren, moet iedereen zoeken op de termen MPT of MPPT of MPP en het rendement (92 of 94 of 96%) van de omvormer vergelijken. In alle eerlijkheid moet men uitgaan van dezelfde voorwaarden, bv. conversie van 17V naar 12V (5V verschil) is veel moeilijker (lager rendement van 92%) dan de conversie van 17V naar 14V (slechts 3V verschil). hoe kleiner het verschil, hoe hoger het werkelijk gemeten rendement van de omvormer. Let dus goed op bij het vergelijken. Omdat er veel schakelconcepten mogelijk zijn, verschillen de apparaten sterk in hun efficiëntie.

Groetjes Peter
iedereen moet zoeken op de termen MPT of MPPT of MPP en het rendement (92 of 94 of 96%) van de omvormer vergelijken. In alle eerlijkheid moet men uitgaan van dezelfde voorwaarden, bv. conversie van 17V naar 12V (5V verschil) is veel moeilijker (lager rendement van 92%) dan de conversie van 17V naar 14V (slechts 3V verschil). hoe kleiner het verschil, hoe hoger het werkelijk gemeten rendement van de omvormer. Let dus goed op bij het vergelijken. Omdat er veel schakelconcepten mogelijk zijn, verschillen de apparaten sterk in hun efficiëntie.

Groetjes Peter
iedereen moet zoeken op de termen MPT of MPPT of MPP en het rendement (92 of 94 of 96%) van de omvormer vergelijken. In alle eerlijkheid moet men uitgaan van dezelfde voorwaarden, bv. conversie van 17V naar 12V (5V verschil) is veel moeilijker (lager rendement van 92%) dan de conversie van 17V naar 14V (slechts 3V verschil). hoe kleiner het verschil, hoe hoger het werkelijk gemeten rendement van de omvormer. Let dus goed op bij het vergelijken. Omdat er veel schakelconcepten mogelijk zijn, verschillen de apparaten sterk in hun efficiëntie.

Groetjes Peter
hoe kleiner het verschil, hoe hoger het werkelijk gemeten rendement van de omvormer. Let dus goed op bij het vergelijken. Omdat er veel schakelconcepten mogelijk zijn, verschillen de apparaten sterk in hun efficiëntie.

Groetjes Peter
hoe kleiner het verschil, hoe hoger het werkelijk gemeten rendement van de omvormer. Let dus goed op bij het vergelijken. Omdat er veel schakelconcepten mogelijk zijn, verschillen de apparaten sterk in hun efficiëntie.

Groetjes Peter


torcman, 2009-03-23