Solarladeregler: Was sie sind, warum Sie einen brauchen und wie viel sie kosten (2023)

Ein Solarladeregler regelt Spannung und Strom, wenn Sie Photovoltaikmodule zum Laden einer Batterie verwenden. Ohne dieses Gerät würden Ihre Batterien durch Überladung beschädigt.

Laderegler sind nur in netzunabhängigen Solaranlagen erforderlich. In netzgekoppelten Systemen sind sie nicht notwendig, da der Wechselrichter überschüssige Energie automatisch ins Netz einspeist. Während der Preis für einen Solarladeregler zwischen 20 und 500 US-Dollar liegen kann, ist es wichtig zu bedenken, dass ein netzunabhängiges System insgesamt höhere Kosten verursacht als ein netzgebundenes System. Die besten Solarunternehmen beraten Sie, ob Sie eine Solaranlage benötigen und sorgen dafür, dass alles richtig eingerichtet ist.

Wenn Sie eine Batterie direkt an die Solarmodule Ihres Hauses anschließen, gibt es kein Gerät, das den Ladevorgang steuert. In diesem Fall wird Ihre Batterie höchstwahrscheinlich durch zu hohe Spannung und Strom beschädigt. Ein Solarladeregler oder Solarregler erfüllt drei wichtige Funktionen:

Ein Laderegler kann als intelligentes Batterieladegerät bezeichnet werden und dieses Gerät ist sehr wichtig, wenn eine Batterie mit Solarmodulen aufgeladen wird. Ihre Spannungs- und Stromabgabe variiert je nach Sonnenlicht, und Batterien benötigen eine stabile und kontrollierte Eingabe.

Die Hauptfunktion von Solarladereglern ist die Regulierung der Batterieladung, sie können jedoch auch elektrischen Schutz bieten, indem sie:

Solarladeregler sind nur in netzunabhängigen Systemen erforderlich. Die meisten Solaranlagen für Privathaushalte sind an das Stromnetz angeschlossen, sodass in diesem Fall kein Laderegler erforderlich ist.

Die Konfiguration einer Solarstromanlage mit Batteriebank ändert sich je nach Wechselrichtertyp. Sie können einen Hybrid-Wechselrichter verwenden, der gleichzeitig an Solarmodule und Batterien angeschlossen ist, oder Sie können einen separaten Solar-Wechselrichter und einen Batterie-Wechselrichter verwenden. In beiden Fällen verfügt der Wechselrichter über eine integrierte Ladereglerfunktion und Sie benötigen kein separates Gerät.

Solarladeregler können in zwei Haupttypen eingeteilt werden: Pulsweitenmodulations-Regler (PWM) und Maximum-Power-Point-Tracking-Regler (MPPT).

PWM-Solarladeregler sind einfacher und kostengünstiger, aber auch weniger effizient. PWM-Controller reduzieren ihre Stromabgabe schrittweise, während der Akku aufgeladen wird. Sobald der Akku 100 % geladen ist, kann der Controller ihn durch die Bereitstellung kleiner Mengen Strom aufladen, ohne ihn zu überladen.

PWM-Laderegler sind für den Einsatz mit Solarmodulen konzipiert, die der Batteriespannung entsprechen. Wenn Sie beispielsweise eine 12-V-Batterie laden möchten, benötigen Sie auch Photovoltaikmodule mit einer Nennleistung von 12 Volt.

Laut EnergySage können Sie für einen PWM-Solarladeregler mit einem Preis zwischen 15 und 125 US-Dollar rechnen, wobei der Preis von der Nennleistung in Watt und Stromstärke abhängt. PWM-Controller haben einen typischen Wirkungsgrad von weniger als 80 %.

Vor-und Nachteile

MPPT-Solarladeregler werden auch als intelligente DC/DC-Wandler bezeichnet und sind fortschrittlicher als PWM-Regler. Ein MPPT-Laderegler kann ein Batteriesystem mit Solarmodulen höherer Spannung ergänzen.

Laut EnergySage können Sie mit Kosten zwischen 28 und 324 US-Dollar für einen MPPT-Solarladeregler rechnen. Die besten MPPT-Regler können einen Wirkungsgrad von über 95 % erreichen.

Nehmen wir als kurzes Beispiel an, dass eine kleine Solaranlage mit 36 ​​Volt und 10 Ampere betrieben wird und eine Leistung von 360 Watt liefert. Mit einem PWM-Laderegler können Sie diesen Leistungsausgang nicht zum Laden einer 12-V-Batterie verwenden. Allerdings kann ein MPPT-Laderegler die Spannung auf 12 V senken und gleichzeitig den Strom auf 40 Ampere erhöhen, was das Laden ermöglicht.

Vor-und Nachteile

+ Sie können Batterien mit Solarmodulen höherer Spannung laden

+ Bis zu 20 % effizienter als PWM-Laderegler

– Kann höhere Wattzahlen effizient verarbeiten

– MPPT-Technologie ist teurer

– Die Installation ist komplexer

– Weniger effizient in Systemen kleiner als 170 W

Bevor Sie einen Laderegler kaufen, sollten Sie dessen technische Spezifikationen sorgfältig prüfen. Wenn Ihr Laderegler nicht mit Ihren Solarmodulen und Batterien übereinstimmt, funktioniert Ihr System nicht und es können sogar Komponenten beschädigt werden.

Ihr Laderegler sollte mit der von den Solarmodulen gelieferten Ausgangsspannung und der von der Batterie benötigten Eingangsspannung kompatibel sein. Diese Spannungen sind gleich, wenn Sie einen PWM-Controller verwenden, aber die Solarpanelspannung kann höher sein, wenn Sie einen MPPT-Controller verwenden.

Wie in jedem elektrischen System ist auch hier eine Stromkompatibilität zwischen den Komponenten erforderlich. Ihr Laderegler sollte den Nenneingangsstrom Ihrer Batterie nicht überschreiten und in der Lage sein, den höchstmöglichen Strom von der Solaranlage zu verarbeiten. Wenn Ihr Batteriesystem beispielsweise einen maximalen Strom von 30 Ampere hat, sollten Sie keinen 40-Ampere-Laderegler verwenden.

Die Laderegler für erneuerbare Energiesysteme wie Sonnenkollektoren und Windkraftanlagen sind häufig mit einer Umleitungslast ausgestattet, die dazu dient, überschüssige Energie abzuleiten, sobald die Batterie vollständig geladen ist.

Viele Laderegler verfügen über ein LCD-Display, auf dem Sie Betriebsparameter überprüfen können, oder über ein Bluetooth-Modul, das eine Überwachung per Smartphone ermöglicht. Idealerweise sollten Sie nach einem Laderegler suchen, der seine Betriebszustände anzeigen kann.

Hohe Temperaturen können die Lebensdauer Ihres Akkus erheblich verkürzen, die besten Laderegler verfügen jedoch über eine Temperaturkompensationsfunktion. Sie überwachen die Batterie mit einem Temperatursensor und reduzieren bei Bedarf die Ladespannung, um eine Überhitzung zu verhindern.

Der Wirkungsgrad Ihres Ladereglers ist eine wichtige Messgröße, da er die Menge an Sonnenenergie bestimmt, die in Batterieladung umgewandelt wird. MPPT-Laderegler können einen Ladewirkungsgrad von über 95 % erreichen, sind aber teurer. PWM-Laderegler haben im Allgemeinen einen Wirkungsgrad von weniger als 80 %, sind aber auch günstiger.

Solarladeregler sind allein nicht sehr teuer. Selbst ein hochwertiger MPPT-Regler kostet möglicherweise nur ein paar hundert Dollar und ist damit eine der günstigsten Komponenten einer netzunabhängigen Solaranlage. Allerdings sind die Gesamtkosten eines netzunabhängigen Systems in der Regel viel höher als die eines netzgebundenen Systems, möglicherweise um mehrere Zehntausend Dollar.

Die Schwierigkeit bei der Installation eines Ladereglers kann je nach dem von Ihnen gekauften Produkt und der Größe Ihres Systems variieren. Einige Laderegler verfügen über ein einfaches Plug-and-Play-Design, was bedeutet, dass Sie nur Solarmodule und Batterien mit passenden Spannungs- und Stromstärken anschließen müssen.

Wenn Sie jedoch eine große netzunabhängige Solaranlage für Ihr Eigenheim benötigen, ist eine professionelle Solarinstallation dringend zu empfehlen. Die damit verbundenen Leistungs- und Stromwerte sind höher und Heimwerkerprojekte können gefährlich sein.

Da Laderegler keine beweglichen Teile haben, ist ihre Wartung sehr einfach. Allerdings sollten Sie die Verkabelung regelmäßig überprüfen, da lose Verbindungen elektrischen Widerstand und Erwärmung erzeugen. Ein Laderegler mit LCD-Display ist auch für Wartungszwecke hilfreich, da der Bildschirm Sie über alle Probleme informiert, die Ihrer Aufmerksamkeit bedürfen.

Es gibt viele Anbieter von Ladereglern auf dem Markt und es wird dringend empfohlen, vor dem Kauf Produktbewertungen zu lesen. Victron Energy und Renogy gelten weithin als zwei der besten Marken:

Victron SmartSolar-Serie = 12/24/36/48 V, 10–100 Ampere MPPT-Controller

Renogy Rover-Serie = 12/24/36/48 V, 20–100 Ampere MPPT-Controller

Um Batterien in netzunabhängigen Solaranlagen sicher zu laden, sind Solarladeregler erforderlich. Sie können sowohl mit Blei-Säure- als auch mit Lithium-Batterien verwendet werden, Sie müssen jedoch sicherstellen, dass ihre Spannungs- und Stromwerte übereinstimmen.

Wenn Sie vorhaben, Solarmodule in einem Haus zu installieren, das weiterhin an das Stromnetz angeschlossen bleibt, ist kein Laderegler erforderlich. Ein Hybrid-Wechselrichter oder ein Batterie-Wechselrichter kann den Ladevorgang selbst steuern, überschüssiger Strom wird einfach ins Netz eingespeist.

Bedenken Sie, dass netzunabhängige Solarsysteme für Privathaushalte teurer sind als netzgebundene Systeme. Die typischen Kosten für eine Solaranlage zu Hause liegen bei 15.000 bis 20.000 US-Dollar und können nach Anreizen wie der Bundessteuergutschrift unter 10.000 US-Dollar sinken. Allerdings kann eine netzunabhängige Solaranlage mehr als 50.000 US-Dollar kosten, da sie große Batterien und zusätzliche Steuerungssysteme benötigt.

Die Größe des Solarladereglers hängt von der Gesamtleistung Ihrer Solaranlage und der Größe Ihrer Batterie ab. Sie benötigen einen Laderegler, der in der Lage ist, die Spannungs- und Stromausgabe Ihrer Panels zu verwalten und gleichzeitig eine geeignete Spannungs- und Stromeingabe für die Batterie bereitzustellen.

MPPT-Laderegler werden empfohlen, wenn Sie maximale Ladeeffizienz wünschen und für größere netzunabhängige Installationen mit mehreren Panels.

PWM-Laderegler sind weniger effizient, aber für kleine tragbare Solarsysteme kostengünstig.

Sowohl PWM- als auch MPPT-Controller haben Vor- und Nachteile. PWM-Regler sind günstiger, MPPT-Regler sind jedoch bis zu 20 % effizienter. PWM-Regler sind in Systemen mit geringer Wattzahl kostengünstig, während MPPT-Regler für Solaranlagen über 170 W empfohlen werden.

Die beiden Arten von Solarladereglern sind Pulsweitenmodulation (PWM) und Maximum Power Point Tracking (MPPT).

Leonardo David ist Elektromechanik-Ingenieur, MBA, Energieberater und technischer Redakteur. Seine Beratungserfahrung im Bereich Energieeffizienz und Solarenergie umfasst Branchen wie Banken, Textilherstellung, Kunststoffverarbeitung, Pharmazie, Bildung, Lebensmittelverarbeitung, Immobilien und Einzelhandel. Seit 2015 schreibt er außerdem Artikel zu Energie- und Ingenieurthemen.

Sabrina Lopez ist ein Redakteur mit über sechs Jahren Erfahrung im Schreiben und Bearbeiten digitaler Inhalte mit besonderem Schwerpunkt auf Haushaltsdienstleistungen, Haushaltsprodukten und persönlichen Finanzen. Wenn sie nicht gerade an Artikeln arbeitet, die Verbrauchern dabei helfen sollen, fundierte Entscheidungen zu treffen, schreibt Sabrina gerne kreativ und verbringt Zeit mit ihrer Familie und ihren beiden Papageien.