Solaranlage für 24V und 12V mit Umschalten

[JulianBuss]

Moin,

ich habe eine 12V Verbraucherbatterie 230Ah und ein 24V System bestehend aus 2 x 143Ah Batterien.
An dem 24V System hängt Kühlschrank und Kühlbox, alle anderen Verbraucher hängen an dem 12V System.

Um länger autonom sein zu können denke ich nun über eine Solaranlage nach. Ich weiß, dass man damit nicht irre viel Strom erzeugen kann, es soll aber soweit unterstützen, dass die Batteriekapazität länger als 2 Tage reicht.

Im Sommer brauche ich vermutlich keine Heizung. Dann sind Kühlschrank und Kühlbox die größten Verbraucher. Daher sollte die Solaranlage primär das 24V System laden.

Andererseits kann es aber auch sein, dass mal die Heizung läuft und dementsprechend das 12V System belastet ist. Daher möchte ich bei Bedarf den Ladestrom der Solarzellen vom 24V auf das 12V System umleiten können.

Ich habe z.B. diesen MPP Regler ausgesucht: http://solarzellen-shop.de/laderegle...t-display.html

Und dazu zwei mal 100Wp Panels: http://solarzellen-shop.de/12v-solar...n-cl100wm.html

Die Doku zum Regler findet sich hier: http://solarzellen-shop.de/media/doc...mppt20-100.pdf

In der Doku steht, dass der Regler beim Verbinden der Batterie die Spannung der Batterie prüft und sich darauf einstellt. Wenn ich nun einen schlichten Umschalter installiere, der wahlweise das 24V oder das 12V System mit dem MPP Regler verbindet, sollte der Regler nach dem Umschalten jeweils die Spannung neu testen und sich darauf einstellen.

Konkrete Fragen:

1.) Hat jemand sowas schon mal gemacht und kann sagen, ob so eine Umschaltlösung funktioniert?

2.) Kann man Solarmodule in Reihe schalten, um aus zwei 12V Modulen ein 24V System zu machen?

3.) Oder kann so ein Regler mit 12V Solarmodulen auch ein 24V System laden?

Welche Empfehlungen und Hinweise habt Ihr sonst noch?
Randbemerkung: ich habe Platz für 2 Module a maximal 140x55cm. Die 2 x 100Wp Module müssten bei 24V an sonnigen Tagen ca. 8A liefern. Bei sagen wir mal 8 Stunden täglich wären das immerhin 64Ah, das würde mir reichen, mehr Leistung brauche ich nicht.

[hheck]

Umschalter wird so einfach nicht gehen.
Normalerweise muß die Batterie erst angeschlossen werden bevor das Modul angeklemmt wird, damit die Spannungserkennung erst stattfindet, bevor der Regler arbeitet.
Schau mal in der Installationsanleitung.
Aber wenn du zum Umschalten die Module abklemmst und dann wieder zuschaltest, gehts vielleicht.

Gruß
Helle
M.Y.Franziska

PS: zu 2 : ja

[hheck]

Noch ne Bemerkung zu deiner Ertragserwartung:
Die Leistungsangaben der Module sind bei optimalen Bedingungen:
25°C, senkrechte Bestrahlung, klarer Himmel...

Wenn im Sommer die Sonne scheint, haben die Module ca 50°C. Außerdem sind sie waagrecht montiert, die Sonne wandert aber den ganzen Tag, wenn du 30-40 % bekommst, kannst du jubeln!
Dennoch: weit besser als nix!

zum MPPT: es gibt ein paar gute und es gibt eine Menge chinesische!
Die Daten sehen gut aus, aber die Chinesen lügen gerne. Ich weiß nicht, wo deiner herkommt.
Gehe mal in ein Solar-Forum und hör dich um.

Gruß
Helle
M.Y.Franziska

[JulianBuss]

Ich hab mal eine Anfrage an solarzellen-shop.de geschickt. Als Umschalter könnte ich mir den hier vorstellen: http://www.conrad.de/ce/de/product/7...f=searchDetail

Damit ist immer ein "aus"-Modus zwischengeschaltet, also Pos 1 wäre z.B .das 24V System, dann trennt mit man Pos 0 den Laderegler von der Batterie und auf Pos 2 ist dann das 12V System.
Ggf. kann ich dann ja noch einen Schalter für die Solarmodule hinzufügen, um die auch vom Regler zu trennen, bevor ich auf das jeweils andere Batteriesystem umschalte.

[gerd5]

Ich hab das selbe, Das Boot hat von der Werft 24 V und vom Motorboot hab ich bevor ich alles verschenke etliche 12 V Geräte umgesiedelt.
Was Du brauchst ist ein guter Schalter so ähnlich wie der den Du bei Conrad gefunden hast nur mit mehr Kontakten, solche Schalter kann man auch genau nach Deinen Angaben bestellen.
Mit Schalterstellung 1-0-2 nur als Beispiel: 1= Solar Paralel und 12 v Bat 0= alles getrennt 2= Solar in serie und 24 V Bat
Der Regler den Du ausgesucht hast ist sehr gut ich hab zwei Stück davon und bin sehr zufrieden damit, am Display kannst Du auch immer den Zustand der Batterien kontrollieren.
Wenn der Motor nicht läuft, vor Anker, wird mit Solar gespeist ( ich liege ca 2 Monate in einer schönen Bucht) :
Mit 24 V 1 Kühlschlank - 1 Kühlbox ca. 25 L die ist auf -8° C eingestellt - Funk - Automatisch nach führende Tv Antenne - Licht.
Mit 12 V Radio von 12V über Inverter 220 V Recaiver, 19" LCD TV und alles was noch so geladen werden muss 2 Läpi -Tel.
Meine Solarzellen liegen auch waagrecht, ist nicht ideal, Du wirst ja sehen wie Du damit zurecht kommst.
Hab ich fast vergessen bei der Kühlbox hab ich außen eine zusätzliche Isolierung angebracht und einen Pc Ventilator.

[JulianBuss]

Danke, Gerhard.
Warum muss der Schalter mehr Kontakte haben? Was außer der Verbindung mit der Batterie muss denn geschaltet werden?
Oder schaltest Du bei Stellung "0" auch die Solarmodule ab?

Wie wäre es mit diesem hier? Da kann man offensichtlich pro Schaltstellung zwei Kontakte schalten: http://www.conrad.de/ce/de/product/6...f=searchDetail

Wie viel Wp hast Du installiert um die ganzen Verbraucher 2 Monate lang betreiben zu können?

[Mrba125]

Bei der ganzen umschalterei wäre es da nicht einfacher das 24 V System zu vergrößern,das 12V System rauszuschmeissen und die 12V Verbraucher über einen Umwandler zu betreiben?
Dann musste nämlich auch nur einmal deine Energiereserven im Blick haben und nicht ständig hin und her springen.

Mfg Bastian

[JulianBuss]

Zitat von Mrba125

Bei der ganzen umschalterei wäre es da nicht einfacher das 24 V System zu vergrößern,das 12V System rauszuschmeissen und die 12V Verbraucher über einen Umwandler zu betreiben?
Dann musste nämlich auch nur einmal deine Energiereserven im Blick haben und nicht ständig hin und her springen.

nee, das ist definitiv nicht einfacher! Und es ist gewünscht, dass Kühlschrank und Kühlbox über ein eigenes System laufen und nicht die normale Verbraucherbatterie leerziehen.

Hier übrigens die Antwort vom Shop:
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Sie können zwar theoretisch einen Umschalter und entsprechende Verkabelung installieren, um von 12V auf 24V umzustellen, dies muss aber fachgerecht und mit Dioden abgesichert geschehen. Ferner benötigt der Laderegler schon ein paar Sekunden Unterbrechung, also kein Strom, um umzustellen. Des Weiteren darf NIE der Laderegler ohne Akkuanschluss an den solarmodulen angeschlossen sein!
Sie können nicht mit 12V-Modulen 24V-Akkus laden, auch die Module müssen für 24V in Reihe geschaltet werden.
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Bei einem 1-0-2 Schalter wie hier diskutiert sehe ich die Anforderung nach den Dioden nicht. Und wenn der Schalter auch die Module ausschaltet sollte das passen.

[gerd5]

Ich hab 2 getrennte Solaranlagen eine für 12 mit 150 Watt und eine für 24 V 280 Watt deshalb hab ich auch 2 Regler.
Außerdem hab ich auch je eine Lichtmaschinen für 12 und 24 V

Die 12 V Batterie mit einer kleinen Elektronik von den 24 V Batterien zu laden hab auch gehabt, war jedoch nicht zufrieden damit.

Die Module nur Reihe zu betreiben ist meiner Meinung nach möglich, weil der Regler für eine wesentlich höhere Eingangspannung auch geeignet ist und er die Ladespannung Automatisch auf die angeschlossene Batteriespannung anpasst.
Welchen Zweck Dioden erfüllen sollen ist mir nicht ganz klar.

Vor etlichen Jahren gab es noch keine Regler die eine Eingangsspannung von 70 V oder noch mehr für die Ladung einer 12 V Batterie

[hheck]

Zitat von JulianBuss

...Hier übrigens die Antwort vom Shop:
...Des Weiteren darf NIE der Laderegler ohne Akkuanschluss an den solarmodulen angeschlossen sein!...

Das ist ja wohl Schmarrn!
Davon steht auch nix in der Montageanleitung.
Was passiert denn, wenn die Sicherung zur Batterie rausfliegt, oder jemand die Batterie abklemmt zum Wechseln?

Die höchste Leerlaufspannung darf natürlich nicht höher als die zulässige Eingangsspannung (100V) werden. Bei 2 mal 12V-Modulen in Serie kommt das auf max 50V.

Ich würde einen Schalter mit 4 Sufen/2 Ebenen nehmen:
1: Solar angeschlossen,12V angeschlossen
2: Solar getrennt. 12V angeschlossen
3: Solar getrennt, 24V angeschlossen
4: Solar angeschlossen, 24V angeschlossen

Zwischen 2 und 3 müssen alle kontakte getrennt sein

Gruß
Helle
M.Y.Franziska

[JulianBuss]

Update: ich habe nun folgendes realisiert:

- 2 x 100Watt Solarmodule, in Reihe geschaltet
- ein Fox 250 Laderegler
- ein Victron BMV 600 Batteriemonitor
- ein 24V zu 12V Batterie-zu-Batterie-Lader (12A)

Die Module laden nun nur das 24V System (wo Kühlschrank und Kühlbox dranhängen). Wenn ich Strom übrig habe, kann ich den dann mit dem Batterie-zu-Batterie Lader in das 12V System pumpen, mit immerhin 12A.

Der Tipp mit dem Batterie-zu-Batterie Lader kommt von Jörg von yachtbatterie.de. Dieser hier ist es: http://www.alfatronix.eu/1578-dc-dc-...y-chargers.php

Den Lader habe ich noch nicht, das dauert noch ein paar Tage. Ich werde den Lader an ein Relay hängen, so dass ich ihn von meinem Schaltpult aus einfach an- und ausstellen kann.

Die Module selbst habe ich mit Magneten auf dem Dach (Stahlboot!) befestigt. Ich brauchte nicht kleben oder bohren und kann die Module jederzeit wieder abnehmen wenn ich will. Die Magnete gibt es hier: http://www.magnetkontor.de/de/Montag...t-Innengewinde

Ich habe die 30kg Magnete genommen, mal vier sind das 120kg pro Modul, ich bin ziemlich sicher, dass das reicht. Wenn nicht, kann ich auch noch größere Magnete montieren.

Gestern war ein recht sonniger Tag, wenn auch noch leicht dunstig. Die 24V Batterien sind voll, daher kann ich nicht sagen, wie viel Strom die Module maximal hätten erzeugen können.

Aber: dank des Batteriemonitors weiß ich, dass Kühlschrank und Kühlbox zusammen (!) 4,9A saugen, wenn sie laufen.
Ich habe gegen 11 Uhr vormittags beide Verbraucher laufen lassen und am Batteriemonitor habe ich gesehen, dass ganz kurz ein negative Ampere-Wert angezeigt wurde, dann wieder +0,3A. Anscheinend haben die Module also so viel Strom geliefert, dass die Verbraucher versorgt wurden.

Mit dem Laderegler habe ich leider einen Fehler gemacht: es ist kein MPPT Regler. Ich habe einen Regler mit eingebautem Display gesucht und der Fox gefiel mir von den sonstigen Features sehr gut, da hab ich schlicht vergessen darauf zu achten, ob der MPPT kann oder nicht.
Erstmal ist es aber so ok, und bei Bedarf kann ich ja nun, wo ich alles andere verbaut habe, sehr einfach auf einen MPPT Regler wechseln.

Ich habe die Montage als Video hier dokumentiert: http://julianbuss.com/booteblog/2014...auf-der-xenia/

[tritonnavi]

Einen Tipp noch zum Batteriemonitor:

Wenn der einigermaßen genau Auskunft über den Ladezustand/Restkapazität der beiden Kühlbatterien geben soll, solltest du zumindest den Wert der Nenn-Batteriekapazität anpassen, außer, die beiden 143Ah-Batterien wären neu.

Ganz grobe Abschätzung, wenn man keinen Kapazitätstest machen möchte:

Wenn beide Kühlgeräte laufen (ca 5A) und die Spannung an den Batterien 23,0V unterschreitet, sind die Batterien ca zu 80% entladen.

(Die 23V könnte man sich auch als Alarm/Relaisschaltung am Victron Batteriemonitor programmieren)

Dann den Wert der entnommenen AH am Victron ablesen (Bezeichnung: CE), mal 1,25 nehmen und diesen errechneten Wert als Nennkapazität am Victron BM (Bezeichnung: Cb) eingeben.

Das ist zwar nicht genau, aber in jedem Fall besser, als nur blind davon aus zu gehen, dass die Batterien noch ihre Nennkapazität (143Ah) haben.

Eine Alarm-Unterspannung (z.B. 22V) würde ich in jedem Fall programmieren. Die könnte man dann auch zur indirekten Notabschaltung der Kühlgeräte über das Batteriemonitor-Relais verwenden.

Gruß
Friedhelm

[JulianBuss]

Die Batterien sind von Anfang 2013, gerade mal ein Jahr alt
Trotzdem ein guter Tipp.

[tritonnavi]

...würde ich, aus eigener Erfahrung, trotzdem machen...

Eine Saison kann schon einiges bewirken.

Die Programmierung eines Unterspannungsalarms (der ja glücklicherweise unabhängig von jeglicher Kapazitätseingabe ist) mit eventueller automatischer Abschaltung der Kühleinrichtungen, würde ich in jedem Fall, auch bei einer ganz neuen Batterie, machen.

[JulianBuss]

Zitat von tritonnavi

Die Programmierung eines Unterspannungsalarms (der ja glücklicherweise unabhängig von jeglicher Kapazitätseingabe ist) mit eventueller automatischer Abschaltung der Kühleinrichtungen, würde ich in jedem Fall, auch bei einer ganz neuen Batterie, machen.

ja, das stimmt. Obwohl Kühlschrank und Kühlbox sich selbst abschalten wenn die Spannung zu niedrig ist. Trotzdem ist ein Alarm immer gut.