Eingangsspannung Steca PR1010

    Hallo zusammen.


    Ich bin neu hier und hoffe, dass ihr mir mit einem kleinen Problem helfen könnt.


    Ich bin im Besitz einer PV Anlage für ein Wohnmobil und habe noch aus einem alten Camper 3x 40Wp Module mit folgenden Daten übrig:


    Spannung max. (Ump) 19,90 V
    Strom max. (Imp) 2,02 A
    Leerlaufspannung (Uoc) 23,76 V
    Kurzschlussstrom (Ioc) 2,21 A


    Zusätzlich habe ich noch einen Steca PR1010 PWM Laderegler übrig und würde diese Dinge gerne weiter verwenden.


    Nun besitzt der aktuelle Camper ein 24V Startsystem (alte Militärausführung) sowie ein 12V Versorgungsnetz mit 280Wp Anlage auf dem Dach.


    Meine Überlegungen gehen nun in die Richtung, zwei der alten Module weiter zu verwenden um bei längeren Standzeiten auch das 24V System mit Strom aus den PV-Modulen zu unterstützen - gerade aus dem Grund, dass der Steca die Möglichkeit hat, die AGM Starterbatterien besser und vor allem voller zu laden als die Lichtmaschine.


    Soweit so gut - nun stellt sich für mich folgende Frage:


    Der Steca kann nach dem Datenblatt eine max. Eingangsspannung von 47V vertragen - da ich hier ein 24V System laden möchte, ist imho der Steca ja leider nicht in der Lage die drei Module parallel angeschlossen zu verwenden, da er ja ein Shunt-Regler ist und somit im Ump nur 19,9V liefert. - oder sehe ich das falsch?


    Also habe ich mir überlegt, was passiert, wenn ich zwei der Module in Reihe anschließe ->


    damit hätte ich doch rechnerisch einen String mit:


    Spannung max. (Ump) 39,80 V
    Strom max. (Imp) 2,02 A
    Leerlaufspannung (Uoc) 47,52 V
    Kurzschlussstrom (Ioc) 2,21 A


    Nun schreibt Steca, dass die Eingangsspannung des Reglers bei max. 47V Leerlaufspannung liegen darf -> was machen wohl +0,52V aus?
    -> Würde dadurch der Regler Schaden nehmen?
    -> Die Daten sind sicherlich bei STC 25°C ermittelt - was passiert mit dem Regler, wenn es kälter ist?


    Zudem wird doch beim Anschluss eines Reglers an eine PV-Anlage zunächst die Akkubank verbunden (hier also 2x 12V AGM Optima Yellowtop in Reihe als 24V Starterblock).
    Damit liegen am Regler also irgendwas zwischen 24V und 27V an - schließe ich nun die Module an, so wird doch bei einem PWM-Shunt Regler die Spannung der Module auf das Niveau der Akkus gezogen, also liegt doch somit die Eingangsspannung auch auf dem Niveau?! - Ist das tatsächlich so, oder ist dort irgendwo in meinen Überlegungen ein Fehler?


    Ich würde mich freuen, wenn ihr euch meine Überlegungen mal durchlest und mir ein paar Infos gebt, ob meine Idee zur weiteren Nutzung der Module und des Reglers nutzbar ist, oder was ich ggf. anderes mit diesen Dingen machen kann.


    Danke für eure Hilfe.
    Carsten

    Zitat von RockTheRollingStone


    Damit liegen am Regler also irgendwas zwischen 24V und 27V an - schließe ich nun die Module an, so wird doch bei einem PWM-Shunt Regler die Spannung der Module auf das Niveau der Akkus gezogen, also liegt doch somit die Eingangsspannung auch auf dem Niveau?


    Damit hast Du recht denn bei einem Shuntladeregler werden die Solarmodule quasi über eine Diode (oder einen sogenannten Serientransistor der hier als Diode betrieben wird) an die Batterie geklammert. Ist die Batterie noch nicht voll, liegt diese geklammerte Spannung am Shuntmosfet (der Transistor am Solarmoduleingang) an. Wird hier nun die Regelspannung erreicht schalten Shunt- und Serienmosfet abwechselnd das Solarmodul auf die Batterie oder eben kurz. Die Spannungen bei zugeschalteter Batterie bewegen sich darum maximal im Bereich der aktuellen Batteriespannung zzgl. dem Spannungsabfall am Serientransistor.


    Probleme wird es aber geben wenn die Verbindung zur Batterie wegfällt oder erst gar nicht vorhanden ist (zum Beispiel wenn die hoffentlich direkt an der Batterie vorhandene Batteriesicherung fällt). Dann bewegen sich die Spannungen beliebig im Bereich von 0 bis Uoc. Hier gibt's dann möglicherweise Probleme mit der Spannungsfestigkeit der verwendeten Leistungsmosfet's bzw. dem im PR1010 intergrierten Blitzschutz, einem Varistor.
    Bei einer Uoc von 47,52V sehe ich noch keine Probleme denn ein PR1010 hat durch die verwendeten Bauteile noch ausreichend Sicherheitsreserve nach oben (auch das auch wenn Uoc bei fallenden Temperaturen zunimmt).


    Wie gesagt immer brav die Batterie dran lassen wenn Solarmodule angeschlosssen sind.
    Oder anders rum gesagt : immer erst die Solarmodule wegschalten oder halt als letztes zuschalten.
    Sollte es trotzdem irgendwann oder irgendwie zu einem Ausfall kommen ist das dann auch nicht irreversibel.
    Dahingend habe ich schon praktische Erfahrungen gemacht und die teile ich dann auch...

    Zitat von tl431er


    Probleme wird es aber geben wenn die Verbindung zur Batterie wegfällt oder erst gar nicht vorhanden ist (zum Beispiel wenn die hoffentlich direkt an der Batterie vorhandene Batteriesicherung fällt). Dann bewegen sich die Spannungen beliebig im Bereich von 0 bis Uoc. Hier gibt's dann möglicherweise Probleme mit der Spannungsfestigkeit der verwendeten Leistungsmosfet's bzw. dem im PR1010 intergrierten Blitzschutz, einem Varistor.
    Bei einer Uoc von 47,52V sehe ich noch keine Probleme denn ein PR1010 hat durch die verwendeten Bauteile noch ausreichend Sicherheitsreserve nach oben (auch das auch wenn Uoc bei fallenden Temperaturen zunimmt).


    Danke für deine Einschätzung.


    Batterieseitig würde der PR1010 auf jeden Fall abgesichert werden.
    Fällt nun diese Sicherung aus, so müssten also die Bauteile des PR1010 bei ausreichender Beleuchtung der Module die Uoc aushalten können.
    -> in der Beschreibung des PR1010 steht als Merkmal der "Überspannungsschutz am Moduleingang" - somit müsste hier der Regler im Falle der Batterietrennung also "sich selbst schützen können", oder wie ist das zu verstehen?



    Geht man nun aber von dem Fall aus, dass die Akkus am Regler angeschlossen sind, so dürfe dann doch eigentlich der dargestellten Nutzung nichts im Wege stehen.


    Dazu habe ich noch eine kurze Frage - schaut man sich die U-I-Kennlinie von Modulen an, so müsste doch in dem Falle, dass der Regler die Module kurzschließt (also wenn die Akkus voll sind) die Spannung am Moduleingang gegen 0V gehen


    -> oder was muss hier hinsichtlich der Spannung am Moduleingang beachtet werden?


    Gruß
    Carsten

    Zitat von RockTheRollingStone


    -> in der Beschreibung des PR1010 steht als Merkmal der "Überspannungsschutz am Moduleingang" - somit müsste hier der Regler im Falle der Batterietrennung also "sich selbst schützen können", oder wie ist das zu verstehen?


    Nein, denn ohne die Batterie muß die zwingend Uoc eingehalten werden da sich der Laderegler von den anschlossenen Solarmodulen selbst nicht wegschalten kann.
    "Überspannungsschutz am Moduleingang" bedeutet hier einen Varistor der einen einzelnen Überspannungsimpuls wie bei einem Blitz o.ä. abfangen soll und auch kann. Steht an diesem Bauteil aber längere Zeit (> einige -zig msec) eine zu hohe Spannung an stirb diese Bauteil dann etwas später an Überlastung. Es brennt schlicht und ergreifend ab.


    Zitat von RockTheRollingStone


    -Dazu habe ich noch eine kurze Frage - schaut man sich die U-I-Kennlinie von Modulen an, so müsste doch in dem Falle, dass der Regler die Module kurzschließt (also wenn die Akkus voll sind) die Spannung am Moduleingang gegen 0V gehen


    Richtig ist hier gegen Null, denn der Kurzschlußschalter bzw. Mosfet im Laderegler ist nur endlich gut so daß der Kurzschlußstrom einen kleinen Restspannungsabfall an Transistor und Leitungen verursacht.
    Einige Millivolt kommen da je nach Leistungsklasse schon zusammen.
    Restspannung und Kurzschlußstrom ergeben dann die Leistung die einen Ladergler manchmal zu einer wohltemperierten Behausung für Insekten macht. :)


    Gruß
    tl431er

    Zitat von tl431er


    Probleme wird es aber geben wenn die Verbindung zur Batterie wegfällt oder erst gar nicht vorhanden ist (zum Beispiel wenn die hoffentlich direkt an der Batterie vorhandene Batteriesicherung fällt). Dann bewegen sich die Spannungen beliebig im Bereich von 0 bis Uoc. Hier gibt's dann möglicherweise Probleme mit der Spannungsfestigkeit der verwendeten Leistungsmosfet's bzw. dem im PR1010 intergrierten Blitzschutz, einem Varistor....


    Die Aussage ist im Zusammenhang eigentlich Unsinn.
    Die Grenzwerte sind eigentlich im Datenblatt des LR angegeben.
    Normal wird niemand den darüber betreiben

    Zitat von Murray


    Die Grenzwerte sind eigentlich im Datenblatt des LR angegeben.


    OK, das konnte man falsch verstehen.
    Probleme kann es natürlich erst geben wenn man den Laderegler außerhalb der im Datenblatt angegeben Spezifikationen betreibt.
    Zwischen der dort genannten max. Eingangsspannung von 47V und der realen Spannung die den Eingangsvaristor bzw. den Shuntmosfet zerstört ist nach meiner Einschätzung nach noch 520mV "Luft" die Anwender Carsten hier zum atmen braucht.
    Läßt er immer brav die Batterie dran, kann eh nichts passieren.