Mono oder polykristalline Photovoltaikmodule/panels? Für welche sollte ich mich entscheiden?

Mittlerweile haben die meisten Modulhersteller fast ausschließlich monokristalline Module in ihrem Portfolio und auch auf privaten Ein- und Zweifamilienhäusern kommen so gut wie immer monokristalline Photovoltaikmodule zum Einsatz. Doch warum ist das so? Aufgrund ihres höheren Wirkungsgrades benötigen monokristalline Module weniger Fläche für die Erzeugung einer vergleichbaren Strommenge. Haben Sie lediglich eine begrenzte Fläche zur Verfügung, empfiehlt sich daher die Wahl von monokristallinen Photovoltaikmodulen. Trotz des erhöhten Modulpreises sind monokristalline Module hier sinnvoll. Denn mit jeder zusätzlichen selbsterzeugten Kilowattstunde (kWh) erhöhen Sie Ihren Eigenverbrauch und reduzieren Ihre Stromkosten deutlich. Dies kompensiert langfristig den erhöhten Anschaffungspreis.

Steht eine grosse Fläche für die Photovoltaikanlage zur Verfügung, setzt man teilweise auch noch polykristalline Module ein, die die gleiche Leistung mit einer grösseren Anzahl kostengünstigerer Module erreichen. Schliesslich spielen auch persönliche Präferenzen an die Optik der Module eine Rolle bei der Entscheidungsfindung.

• Polykristalline: preisgünstiger, geringerer Wirkungsgrad, mehr Flächenbedarf für die gleiche Leistung
  

• Monokristalline: etwas teurer, besserer Wirkungsgrad, weniger Flächenbedarf für die gleiche Leistung

Was kann ich mit diesen technischen Daten anfangen?

1. Pmax brauchst du für die grundsätzliche Leistungsauslegung deiner Solaranlage (Leistung in Watt).

2. Vmpp liefert dir einen Hinweis, ob das Solarpanel für ein 12V- oder 24V-System ausgelegt ist (Spannung).

3. Impp brauchst du für die Auslegung deines Ladereglers. Hier findest du Angaben wie „max. 15A“. Die 10% Reserve bei Pmax solltest du mit berücksichtigen. So werden aus den 5,62A auch schnell mal 6,2A. An einen 12V-Laderegler mit „max. 15A“ kannst du also maximal zwei 100W-Solarpanels anschliessen (Strom in Ampère).

4. Voc kann hilfreich sein, um ein Panel schnell durchzumessen, wenn es nicht angeschlossen ist. Wenn es bei Sonneneinstrahlung deutlich nach unten abweicht, ist das ein Indiz für ein defektes Panel. Also bei der „Wareneingangskontrolle“ oder bei einer Fehlersuche einfach mal Voc messen (Spannung im Leerlauf ohne Last).

5. Isc ist in der Praxis nicht so relevant (Kurzschlusstrom in Ampère).

PWM- oder MPPT Laderegler? Für welchen sollte ich mich entscheiden?

Die Auswahl des „richtigen“ Ladereglertyps bedeutet nicht, sich für einen zu entscheiden Laderegler Technologie ist besser – die PWM- oder MPPT-Einheit – sondern um abzuschätzen, welche Art von diesen für Ihre Solaranlage besser geeignet wäre.

Unterschied zwischen PWM und MPPT Solarladeregler:

Ein PWM-Regler (Pulsweitenmodulation) kann man sich als (elektronischer) Schalter zwischen den Solarmodulen und der Batterie vorstellen. Während des Massenlademodus ist der Schalter eingeschaltet. Der Schalter wird nach Bedarf ein- und ausgeschaltet, um die Batteriespannung auf der Absorptionsspannung zu halten. Der Schalter ist am Ende der Absorption ausgeschaltet, während die Batteriespannung auf die Erhaltungsspannung abfällt. Der Schalter wird bei Bedarf noch einmal ein- und ausgeschaltet (pulsweitenmoduliert), um die Batteriespannung auf der Erhaltungsspannung zu halten.

Andererseits könnte der MPPT-Controller als „intelligenter DC-DC-Wandler“ betrachtet werden, d. h. er senkt die Panelspannung auf die Spannung ab, die zum Laden der Batterie erforderlich ist. Der Strom wird im gleichen Verhältnis erhöht wie die Spannung (ohne Berücksichtigung der Wärmeverluste in der Elektronik) wie bei einem herkömmlichen DC-DC-Abwärtswandler. Was die Funktionen betrifft, kann der Unterschied zwischen PWM und MPPT wie folgt erwähnt werden:

Systemgrösse:

PWM-Solarladeregler sind in der Regel besser für kleine Solaranlagen bis 150Wp geeignet. MPPT Solarladeregler hingegen eignen sich für grössere Solaranlagen mit über 150Wp installierter Solarleistung.

Solarpanel/ Spannungsfeld:

Bei einem PWM-Solarladeregler sollte die Spannung des Solarpanels/Arrays mit der Spannung der Batteriebank übereinstimmen. Die Spannung des Solarpanels/Arrays kann jedoch höher sein als die der Batteriebank.

Batterieladezustand (SOC):

PWM funktioniert am besten, wenn der Akku fast vollständig geladen ist. In der Zwischenzeit schneidet MPPT am besten ab, wenn sich die Batterie in einem niedrigen Ladezustand (SOC) befindet.

Wetterverhältnisse:

PWM schneidet bei warm-sonnigem Wetter normalerweise besser ab und MPPT schneidet bei kälterem und bewölktem Wetter gut ab.

Effizienz:

PWM kann im System verwendet werden, wo die Effizienz nicht so wichtig ist. MPPT eignet sich am besten für eine höhere Effizienz mit einer Chance, mehr als 20 % der Energie zu ernten.

Systemerweiterung:

Die Möglichkeit zur Erweiterung des Systems ist beim PWM-Solarladeregler sehr gering. Auf der anderen Seite gibt es mit Hilfe des MPPT-Solarladereglers viel bessere Möglichkeiten und Chancen für eine Systemerweiterung.

Interferenz:

Bei Verwendung des PWM-Solarladereglers besteht die Möglichkeit, dass HF- und Audiogeräte gestört werden, aber der MPPT-Solarladeregler ist immun gegen verschiedene Arten von Störungen von HF- und Audiogeräten.

Preis:

Da PWM für die kleine Solaranlage mit geringerem Wirkungsgrad geeignet ist, ist der Preis auch günstiger im Vergleich zu MPPT Solarregler, da MPPT Solarladeregler für grössere Solarsysteme mit höherem Wirkungsgrad geeignet ist.

Hier ein kurzes Beispiel:

·         100Wp bringen (Beispielhaft!!) in der Sonne 18V und 5 A (entspricht 90W)

·         Mit einem PWM-Laderegler könnte man eine 13,5V Batterie mit 5A Ladestrom laden. Was einer Leistung von 67,5W (bei genau 13,5V) entspricht.

·         Mit einem MPPT-Regler werden die 5A und 18V auf Batteriespannung umgewandelt und bei 13,5V fliessen dann 6,66A (90W)

Für welches Speichermedium der von der Sonne erzeugten Leistung entscheide ich mich?

·         Bleikkus oder Batterien (Eingang/Ausgang: 12V oder 24V DC)

·         Akkuboxen (Eingang: Solarpanel / Ausgang: 6V, 12V und 18V DC)

·        Power Station (Eingang: Solarpanel / Ausgang: 5V DC, 12V DC und 230V AC)