MPPT Solar-Laderegler aus Fertigbauteilen

Projekte wie der LibreSolar setzen einerseits voraus, dass man eine Platine fertigen lässt und SMD bestückt und bauen andererseits auf die Verfügbarkeit vieler individueller Bauteile.

Daher hier der Vorschlag für einen MPPT Photovoltaik-Laderegler, der aus größeren Fertig-Baugruppen zusammengesetzt ist und mit der Hand gelötet oder sogar einfach zusammen gesteckt werden kann. Ziel des Projekts wäre auch, dass man den Bauplan sehr einfach mit anderen (gerade verfügbaren) Bauteilen umsetzen kann.

Grundsätzlich braucht man für einen MPPT Regler folgende Baugruppen:

  • Spannungs- und Strommessung
  • DC-DC-Wandler zur Einstellung des optimalen Ladestroms
  • Rechenkern für das Abtasten der Leistungkurve und Einstellen des DC-DC-Wandlers

Je nach Anforderung kommt noch dazu:

  • Batteriemanagement (Überladungsschutz, Tiefenentladungsschutz, Ladestrommanagement)
  • Schaltelektronik zum Lastabwurf (Relais oder Transistor)
  • Übertragung der Stromerzeugungsdaten (LAN, Wifi, Bluetooth)

Viele fertig kaufbare DC-DC-Wandler stellt man über einen einstellbaren Widerstand auf die gewünschte Spannung ein. Hier hat jemand eine Anleitung geschrieben, wie man mit einem PWM-Signal über einen Microcontroller die Spannung einstellen kann, indem man am Poti ein Kabel anlötet (und damit den einstellbaren Widerstand funktional ersetzt).

Die Strommessung kann man mit einem ACS712 realisieren. Den gibt es auf vorgefertigten Platinen und ist damit einfach zu verdrahten. Er gibt als Messignal eine Spannung 0 bis 5V proportional zum Strom aus und kann damit z.B. über den Analog-Pin eines Arduino abgetastet werden.

Für den MPP-Tracking-Algorithmus gibt es auf Wikipedia einiges an Theorie.

Als Rechenkern/Steuerzentrale kann eigentlich fast alles verwendet werden. Am besten ein Chip der direkt auch übertragen kann (wie der ESP).

Hier hat jemand eine Bauanleitung für einen MPP-Tracker mit einem Arduino Nano und ESP geschrieben. Unser Projekt würde die Konstruktion noch weiter vereinfachen, indem ein fertiger DC-DC-Wandler verwendet wird. Die Seite ist schlecht ins Deutsche übersetzt, von daher am besten mit Google Translator rückübersetzen.

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