Einleitung

Für eine effiziente Nutzung von Solarsystemen ist es entscheidend, dass der Laderegler die maximale Energie aus den Solarmodulen herausholt. Dieser sogenannte Maximum Power Point Tracking (MPPT)-Prozess sorgt dafür, dass der optimale Betriebspunkt der Solaranlage gefunden wird. Der ZK-SJ30-Solar-Laderegler ist ein vielseitig einsetzbares Gerät, das besonders für kleine bis mittlere Projekte geeignet ist. Er überzeugt durch ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis und bietet umfangreiche Funktionen:

  • Eingangsspannungsbereich: DC 6-80 V
  • Ausgangsspannungsbereich: DC 1,3-78 V
  • Maximaler Ausgangsstrom: 30 A
  • Rückstromschutz: Ja
  • Überlastschutz: Bis zu 700 W

Der ZK-SJ30 eignet sich hervorragend für Anwendungen wie das Laden von Blei-Säure-Batterien oder das Betreiben kleinerer Solaranlagen. Trotz seiner Vielseitigkeit und robusten Ausstattung benötigt der Regler eine manuelle Anpassung der MPPT-Spannung, um die maximale Leistung zu erzielen.

In dieser Anleitung wird ein detailliertes Vorgehen zur manuellen Ermittlung des MPPT-Punkts beschrieben. Die Methode basiert auf der Nutzung eines Labornetzteils, einer Widerstandslast und einer elektronischen Last. Ziel ist es, den Laderegler so einzustellen, dass er unter verschiedenen Bedingungen stets mit maximaler Effizienz arbeitet.

ZK-SJ30-Solar-Laderegler und zwei parallel geschaltete Lastwiderstände auf einem Kühlkörper. Der Laderegler hat den Eingang von den Solarmodulen auf der linken Seite und den Ausgang auf der rechten Seite. Die Trimmpotentiometer regeln (von links nach rechts im Bild) die MPPT-Spannung, den Strom (CR) und die Ausgangsspannung (CV).

Aufbau des Experiments

Verwendete Komponenten

  • Labornetzteil (einstellbare Spannung und Stromstärke, um sicherzustellen, dass es die Spannungs- und Stromanforderungen Ihrer Solarmodule unterstützt)
  • ZK-SJ30 MPPT-Solar-Laderegler
  • Elektronische Last (im Constant Resistance Mode betrieben)
  • Widerstandslast: Zwei 4-Ohm-Widerstände, jeweils mit 100 W belastbar
  • Multimeter zur Spannungs- und Strommessung
  • Verbindungskabel

Konfiguration

Der experimentelle Aufbau simuliert eine Solarmodulanlage mit einem Labornetzteil. In diesem speziellen Fall verwenden wir zwei 100-W-Solarmodule in Serie, die jeweils eine Maximalleistungsspannung (Vp) von 20 V haben, um eine Blei-Säure-Batterie mit einer Zielspannung von 13,9 V zu laden.

Wichtige Parameter für diesen Aufbau

KomponenteSpezifikation
Solarmodule2x 100 W, 20 Vp (in Serie)
Gesamte Vp40 V
Ziel-Batteriespannung13,9 V
Widerstandslast2 Ohm (erreicht mit zwei parallel geschalteten 4-Ohm-Widerständen)

Anpassung an andere Solarmodulkonfigurationen

Falls Ihre Solarmodule unterschiedliche Maximalleistungsspannungen (Vp) oder Leistungswerte aufweisen, müssen Sie die Widerstandslast entsprechend anpassen. Der Wert der Widerstandslast sollte dem erwarteten Stromverbrauch und dem Spannungsbereich Ihrer Solaranlage entsprechen, um realistische Bedingungen zu simulieren.

So berechnen Sie die passende Widerstandslast

  1. Ermitteln Sie die gesamte Vp Ihrer Solarmodule. Zum Beispiel: Bei drei 150-W-Modulen mit jeweils 18 Vp in Serie beträgt die gesamte Vp 54 V.
  2. Schätzen Sie den Zielstromverbrauch (I). Teilen Sie die Gesamtleistung Ihrer Solaranlage durch die erwartete Betriebsspannung:Beispiel: Für ein 450-W-System und eine 13,9-V-Batterie beträgt der erwartete Stromverbrauch:
  3. Berechnen Sie die passende Widerstandslast (R) mit dem Ohm’schen Gesetz:Beispiel: Für eine Zielspannung von 13,9 V und einen Strom von 32,4 A:

In der Praxis würden Sie den Widerstandswert auf eine gängige Widerstandsgröße aufrunden und sicherstellen, dass die Widerstände die abgegebene Leistung bewältigen können.

Anpassung an unterschiedliche Modulkonfigurationen

ModulkonfigurationGesamte VpEmpfohlene Widerstandslast
2x 100-W-Module (je 20 Vp)40 V2 Ohm
3x 150-W-Module (je 18 Vp)54 V0,43 Ohm
4x 200-W-Module (je 24 Vp)96 V0,86 Ohm

Wichtige Überlegungen zum Labornetzteil

Stellen Sie sicher, dass Ihr Labornetzteil die erforderliche Spannung und Stromstärke für Ihre spezifische Solarmodulkonfiguration liefern kann. Wenn Sie beispielsweise ein System mit einer gesamten Vp von 54 V und einem maximalen Strom von 10 A simulieren, muss Ihr Netzteil mindestens 54 V bei 10 A liefern können.

Fazit

Der ZK-SJ30-Solar-Laderegler ist aufgrund seines hervorragenden Preis-Leistungs-Verhältnisses ein beliebtes Gerät. Die vorhandene Dokumentation ist jedoch oft unzureichend, sodass viele Nutzer unsicher sind, wie sie den Regler optimal konfigurieren können. Diese umfassende Anleitung schließt diese Lücke, indem sie eine klare Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Einrichtung und manuellen Anpassung des MPPT-Punkts bietet.

Material

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