Onderwerp: Zonnepaneel: wel of niet doen?

@ Belerion: Je hebt het dan over terugleveren van je opgewekte stroom in het net. Wij hebben zo'n 1000 Wp op het dak staan en leveren ook aardig wat terug. Inderdaad een ander forum

On topic: Stel dat je accu's vol zijn en de panelen leveren lekker door, wat gebeurt er dan met het opgewekte vermogen ? Waar laat je dat ? Of komt zo'n situatie eigenlijk niet voor ?

Grt Hans

omega schreef :
Lijkt me dat je dan best een zware weerstand plaatst,
om als dit voorvalt het overschot in warmte aan de buitenlucht af te geven.
Met mijn 10W paneeltje heb ik daar geen nood aan, maar als je 100 W of meer hebt zou je daar misschien best toch iets voor voorzien.

Daarom zit er een regelaar tussen. Vergelijk het met het gaspedaal van je auto. De motor (het paneel) kan xxx W aan vermogen leveren, maar het gaspedaal ( de regelaar) bepaald hoeveel vermogen er daadwerkelijk op de weg (in de accu) komt.

Er is geen sprake van overtollig vermogen. Het paneel kan het vermogen leveren, maar het hoeft niet afgenomen te worden

In feite levert een paneel altijd een voltage wat afhangt van de hoeveelheid licht wat erop valt.
Ook een paneel wat helemaal niet is aangesloten heeft een de aansluitdraden een spanning die normaliter 18-19Volt is.Je moet dus oppassen dat die twee draden geen contact kunnen maken als het paneel al in het licht staat anders kun je een flinke kortsluiting krijgen met zelfs brand als gevolg.
Pas als je een accu of verbruiker aangesloten wordt gaat er ook stroom lopen.
Vergelijk het maar met een opgeladen accu.
Ad

Een paneel kan de eigen kortsluitstroom heel goed verdragen.
Wordt gebruikt om verschillende panelen te vergelijken.

Saeftinghe schreef :
Ik denk dat Ad de vonken"regen" en warmteontwikkeling als gevolg van die overspringende vonkjes bedoelt. Niet dat het paneel zelf in de fik gaat.

omega schreef :
Een zonnepaneel is te vergelijken met een stroombron. Vergelijk het maar met de kraan in de keuken: als je die dichtdraait vraag je je ook niet af waar de rest van het water blijft .
M.a.w. je regelaar moet er voor zorgen dat er bij een volle accu er geen stroom meer loopt.

Mooie vergelijking en duidelijk !

Grt Hans

Toch nog even een vraagje.
Vanaf welk paneel-vermogen/ in relatie tot de accu-capaciteit zouden jullie een regelaar aanraden ?
Voor een 5W/ 12V paneeltje is een regelaar niet nodig lijkt me, maar waar ligt ongeveer de grens ?
Stel ik heb een 70Ah accu en een 30W paneeltje.

Grt Hans

omega schreef :
Eigenlijk is het heel eenvoudig: zonder regelaar wil je de zelfontlading compenseren. Die is 2~10% per maand, afhankelijk van de conditie van de accu. En dan mag het wel iets meer zijn vanwege dag/nacht en dagen met weinig zon.

In een ander draadje heb ik eens voorgerekend dat de zelfontlading in het mA bereik lag.
Je 30 Wp paneel doet bij 19V 1,6 A. Dat ligt zover van de zelfontlading af dat je zeker een regelaar wil hebben.

Van een 70Ah accu is de nominale laadstroom 7A. Een 30Wp paneel i.c.m. een MPPT regelaar zou een hele mooie combi maken.

En dan wil je geen €25 uitgeven voor een eenvoudige regelaar?
www.conrad.nl/nl/kemo-m174-sol...2-v-16-a-084532.html zoals deze van Conrad?
Je molt liever een accu van €90? Ga even rekenen en dan kom je er echt wel uit!
Groeten, Peper.

@ Peper: Vandaar de vraag of een laadregelaar nodig is om de accu te beschermen, ja dus

@ JohnBerg: Is het voor zo'n klein paneeltje zinvol om voor de duurdere MPPT-regelaar te gaan of is het voordeel t.o.v. een PWM-regelaar niet zo groot ?

Grt Hans

omega schreef :
Kun je uitrekenen

Het paneel zal 19V zijn, bij 1,6A geeft dat 30 Watt.

Neem even voor het gemak de accu 12V.

Bij een PWM regelaar gaat er dus 7V verloren. Bij 1,6A is dat 11,2 Watt. Die gaan dus van je 30Wp paneel af.

Een MPPT regelaar kan alles in de accu stoppen, met een omzettingsefficiëntie. Stel deze is 90%, dan gaat er dus 27Wp in de accu en 3Wp verloren.

En dus moet je een afweging maken: wat is het prijsverschil tussen de regelaars je waard?

Bij een MPPT regelaar stop je 27 Watt in de accu, en bij een PWM regelaar 18,8 Watt

De 30W uit het paneel wordt alleen geleverd bij loodrechte zon-instraling met een intensiteit van 1000W per vierkante meter. Het maximaal powerpoint ligt bij de moderne panelen bij ongeveer 18V. Indien het paneel dan wordt belast met een verbruiker (of een regelaar) gedraagt het paneel zich als een stroombron, dat wil zeggen bij een zwaardere belasting zakt de spanning in, maar niet de stroom. Het afgeleverde vermogen zakt dan ook in.
De optimale laadspanning van een lood-zwavelzuur accu is 13,8V dan ontstaat er nauwelijks elektrolyse en wordt het toegevoerde vermogen op zijn best omgezet in capaciteit in de accu.

Een MPPT lader kan het teveel aan spanning boven de 13,8V omzetten in meer stroom dan dat er uit het zonnepaneel komt. Een PWM lader doet dat niet en onderbreekt de laadstroom even totdat de spanning weer is opgelopen tot de gewenste laadspanning. Dat gaat met minder verlies dan zoals JohnBerg het voorstelt. Zijn voorstelling van de PWM regelaar is als die van een serieweerstand en dat is iets te kort door de bocht. Bij een regeling met een serieweerstand klopt de berekening van (spanningsval x laadstroom) wel, maar bij een gepulste PWM regelaar is het verlies beduidend minder.
Wel is de MPPT regelaar efficiënter dan de PWM regelaar, maar dat is minder uitgesproken dan in de berekening van JohnBerg. Dat wil zeggen dat het prijsverschil ook minder tot zijn recht komt. Bij een gelijke prijs voor een MPPT regelaar en voor een PWM regelaar zou ik zeker voor een MPPT regelaar kiezen, maar die prijs is met zekerheid niet gelijk en uit je verhaal begrijp ik dat prijs een rol speelt.
Het hangt er heel veel vanaf hoeveel energie je zult gebruiken. Ik heb 14 dagen vakantie gehouden met een 30W zonnepaneel en een 70Ah uur accu (voor de tijd van de ebbm), zonder walstroom maar ook zonder koelkast en met een PWM regelaar. In die twee weken heb ik nooit zonder stroom gezeten. Dit lijkt heel veel op jouw configuratie...
Je bent nog niet klaar met rekenen!
Groeten, Peper.

Peper schreef :
Dat hoor/lees ik wel eens vaker.
Zou je dan eens kunnen voorrekenen hoe dat dan zit met die PWM regelaar, en waar en hoe groot het verlies dan is/zit?

Of anders gesteld, kan een PWM regelaar (waar geen spoel in zit) toch energie "transformeren"?

Hint: in dit document van Victron staat als eerste zin:

The PWM controller is in essence a switch that connects a solar array to a battery. The result is that the voltage of the array will be pulled down to near that of the battery.

Het zit hem in het woord switch. Op het moment dat de schakelaar open gaat, loopt er geen stroom meer en is er dus geen vermogensverlies. Op het moment dat de schakelaar dicht gaat is er bijna geen spanningsval meer en alleen maar stroom en is er dus ook nauwelijks vermogensverlies.
Er is geen spoel nodig om te 'transformeren', dit kan ook met een dikke condensator. Bij een geopende schakelaar wordt deze opgeladen door het zonnepaneel en bij het sluiten van de schakelaar omdat de accuspanning de 13,8V nog niet heeft bereikt, wordt de lading (Q = C x U) uit de condensator toegevoegd aan die van het zonnepaneel zolang als de schakelaar dicht zit (Q = I x t). De oude cascade hoogspanningsgelijkrichters van de kleuren beeldbuis maakten ook gebruik van dit principe om de 30kV voor de anode te bereiken. De eerste spanningsverdubbelaar was de Greinacher/Delon gelijkrichter die ook van het beurtelings laden en ontladen van een condensator gebruik maakte.
Als je geen spoel in de schakeling zit, kan deze toch wel 'transformeren'.

@peper: lees het document van Victron nog eens.

Bij een PWM regeling wordt het vermogen niet opgestookt in de regelaar, maar in het paneel.

Dat kun je ook vrij eenvoudig beredeneren / meten:

- Het paneel is 30 Wp, bij 19V geeft dat 1,6A. Aangenomen dat het optimaal belicht wordt zal dat vermogen door het paneel gegenereerd kunnen worden.
- plaats dan een meter aan de uitgang van de regelaar naar de accu. Meet de stroom. Deze is echt niet hoger dan 1,6A. Zou je de stroom met een scoop meten dan kan deze best wat hoger zijn. Maar omdat de switch niet 100% aan staat, is de gemiddelde stroom toch maar 1,6A.
- meet de accuspanning, neem even aan dat deze 12V is.

Doe een vergelijking vermogen in versus vermogen uit.

Waar jij het over hebt zijn spanningsverdubbelaars. De door mij veel gebruikte ICL7660 werkt volgens dit principe. Stroomverdubbelaars zijn zonder spoelen niet te maken.

Je zou het ook nog op een andere manier kunnen beredeneren: stel dat de regelaar altijd "aan" is (dus 100% duty cycle). Eigenlijk zit hij er dan niet. Hoeveel vermogen gaat er dan in de accu, en hoeveel vermogen wekt het paneel dan op? En waar blijft het verschil?

Vermogen dat wordt opgestookt in het paneel komt er dus niet uit toch? Dan is er sprake van mis aanpassing van de impedanties van de accu en van het paneel. In het geval van de dichte schakelaar gaat dan al het vermogen, de stroom en de lading uit het paneel de accu in, toch? Dan is het verschil tussen in (de accu) en uit (het paneel), 0 en is er geen verlies in de regelaar (wel in het paneel natuurlijk, maar dat kan niet worden gemeten).
Dit is wel de winst van de MPPT regelaar, deze past de twee impedanties op elkaar aan door stroom en spanning uit het paneel af te stemmen op de accu.

Verder wordt de accu niet geladen door alleen stroom, het gaat om lading (Ixt). Dit kan ook worden opgeslagen in een condensator (CxU). Is de schakelaar open, dan kan de lading uit het paneel worden opgeslagen in de condensator. Bij het sluiten van de schakelaar kan deze lading samen met de lading uit de condensator in de accu worden opgeslagen. Dit proces verminderd het verlies van energie in het paneel en vergroot de energie in de accu.
Nogmaals dit is niet zo effectief als de regeling van een MPPT regelaar, maar de gestelde vraag is niet of de MPPT regelaar beter is (dat is die zeker) maar of het prijsverschil tussen MPPT en PWM regelaar dit 'beter zijn' van de MPPT regelaar vergoed.
Dit is geen natuurkundige vergelijking, maar een financiële! En dat wou ik maar even kwijt.
Groeten, Peper.

Er loopt een draadje hierover op electronics.stackexchange. Moet je maar eens lezen. Is wel in het engels.

Peper schreef :
Dat probeerde ik in eerste instantie ook aan te tonen. Met een MPPT regelaar haal je beduidend meer uit je paneel. Ook in situaties waarin er niet veel zon is kan een MPPT regelaar nog wat doen.

Of de meeropbrengst opweegt tegen de meerprijs moet ieder voor zich uitmaken.

JohnBerg schreef :
En ik doelde juist op deze financiële vergelijking in het licht dat omega vanwege besparing een paneel zonder regelaar wilde inzetten. Ik vind in dit geval de slechtste regelaar beter dan helemaal geen regelaar. Ook dat moet ieder voor zich uitmaken.

Groeten, Peper.

Achtergrond van mijn vraag was technisch.
Is een regelaar nodig om een accu te beschermen tegen overladen door een zonnepaneel ?
Antwoord op die vraag is een duidelijk ja.

Dan komt de vraag welke regelaar beter is, PWM of MTTP ?
Vanuit technisch oogpunt is hierop het antwoord ook duidelijk.
Het rendement van een MTTP-regelaar is onder bepaalde omstandigheden aanzienlijk hoger dan dat van een PWM-regelaar.

Volgende vraag is dan of je dat hogere rendement ook nodig hebt.
Als je volledig afhankelijk bent van zonne-energie ga je natuurlijk voor een MTTP-regelaar ongeacht de hogere kosten.

Heb je het extra rendement niet echt nodig dat wordt het een financiële afweging.
Een kleine PWM-regelaar heb je al voor zo'n 25,- terwijl je voor een MTTP-regelaar al gauw 80,- betaald.

Food for thought.

Grt Hans

Even een praktische kijk erop.

Een (goed aangepast)paneel houdt je accu in conditie en zorgt voor een langere levensduur.

De praktijk is heel vaak dat met één paneeltje wordt begonnen en later uitgebreid wordt.

Een beetje vooruitkijkend zou ik dan zeker een MPPT regelaar nemen die nu aan de ruime kant is, die hoef je dan niet te vervangen bij uitbreiding.

De ingang spanning van MPPT regelaars (voor jachten) beweegt zich tussen 12V en 150V.
Neem er dan eentje die een aantal panelen in serie kan hebben.
In serie geplaatste panelen beginnen uren eerder met laden en gaan (zo nodig) ook uren langer door. wanneer de zon sterk genoeg is om, pakweg, 4 volt op te wekken per paneel, is dat 16 volt bij 4 in serie staande panelen.

Ben nu bezig met 2 projectjes, bij 3 panelen in serie die ´s avonds onder m´n ankerlampje stonden mat ik 0,45V.
Zou dat kunnen betekenen dat bij voldoende panelen in serie ook met maanlicht geladen zou kunnen worden??



Oh ja---- Er komt nog al eens iemand aankloppen met de vraag of ik die vent ben die zonpanelen kan reparenen.
Dat kan ik niet, maar meten lukt me aardig, meestal is het probleem dat geld gespaard is op kwaliteit. Regelaartjes van slechte Chinese kwaliteit voor een lage prijs zijn vrijwel altijd de oorzaak.
Die vervang ik dan voor iets beters, en dat spreekt zich rond.

Saeftinghe schreef :
Ja, maar dat wordt geduld hebben. En jij mag toch al niet klagen... De Algarve heeft een gemiddelde zonintensiteit van 1900W/m², terwijl wij het hier moeten doen met net 1000W/m².
Bij volle maan heb ik uit een 40W paneel (MPP bij 17V) wel 5mA kortsluitstroom kunnen halen. De onbelaste spanning was 21V (DVM R_i 1MOhm), maar met een draaispoelmeter (5V meetbereik 20kOhm/volt R_load 100k Ohm) is de belasting hoog genoeg om de spanning naar 5V in te laten storten.
De volgende nacht wilde ik nog eens kijken of dit zo bleef, maar toen onweerde het zo erg dat ik binnen ben gebleven. Daardoor heb ik niet kunnen meten of het licht van de blikseminslag op de spoorbrug bij Oosterbeek ook energie produceert... De LiYFePO cellen die ik aan het laden was, waren de volgende dag wel vol! Helaas hebben 2 paarden in de uiterwaarden die inslag niet overleefd .
Groeten, Peper.

Saeftinghe schreef :
Twee jaar terug mijn installatie zodanig veranderd dat elk paneel een eigen mppt regelaar heeft. Ondanks dat ik niet uitgebreide statistiek heb bij gehouden heb ik sterk de indruk dat de opbrengst zeker met 25% is toegenomen. Er hoeft maar 1 paneel een stukje schaduw te hebben om de opbrengst van de hele serie omlaag te brengen. Tenzij je zeker bent dat er geen ongewenste schaduw op een paneel kan vallen is een serie niet aan te raden vanuit het oogpunt van max rendement.
Verder is het leuk om te zien dat met warm weer een emmer water over het paneel mikken (koelen) zeker een half uur een aanzienlijke rendements verhoging oplevert.

3Noreen schreef :
Even voor het goede begrip: je panelen stonden in serie en nu staan parallel met elk een eigen MPPT-regelaar?

Wat betreft het koelen van je panelen: gaat het om normale 'stijve' panelen, die aan de onderkant kunnen ventileren?