Onderwerp: Zonnepanelen, in serie of parallel?

Op de boot heb ik een 24 V systeem met een accubank van 450 Ah. De accu’s worden o.a. gevoed door twee paar 24 V zonnepanelen met voor elk paar een eigen PWM regelaar. In beide gevallen zijn de panelen momenteel parallel geschakeld.

Het ene systeem bestaat uit twee panelen met elk een Pmax van 110 Watt en Voc 43,2 V.
Het andere paar bestaat uit twee panelen met elk een Pmax van 190 Watt en Voc 45.3 V.

Nu heb ik een MPPT regelaar, een ‘MakeSkyBlue 30A MPPT Solar Charge Controller Regulator for 12V/24V/36V/48VDC’ en ben aan het denken over de meest efficiënte combinatie. Ik denk daarbij aan drie opties t.w.:

1. Het paar 190 Watt panelen in serie aan de MPPT regelaar en de 110 Watt panelen aan de oude PWM regelaar laten.
2. Elk paar van de panelen parallel op de MPPT regelaar aansluiten.
3. Elk paar in serie schakelen en beiden paren parallel op de MPPT regelaar aansluiten.

Het probleem zit volgens mij in het verschil van spanning van de Voc. Dit verschil zal in optie 3 m.i. nog groter zijn dan in optie 2. Ik kan niet goed beoordelen wat het effect is en hoop dat iemand het verlossende woord kan geven.

Groet,
Arnold

Een zonnepaneel zal bij lichtopval de maximale spanning proberen te halen. Welke spanning wordt gehaald is afhankelijk van de belasting van het zonnepaneel. Is er veel lichtopval, dan blijft er bij belasting een behoorlijke spanning over, waar je dan gebruik van kunt maken. Een MPPT regelaar maakt het gunstigst gebruik van de stroom/spanning curve van het paneel.

Een serieschakeling van de panelen heeft als nadeel dat schaduw op 1 paneel de spanning van een 'string' flink verlaagt. Dat is voor een MPPT regelaar geen probleem.
Heb je identieke panelen, dan is serieschakeling een goede optie. (Ik lees uit je verhaal dat je geen identieke panelen hebt.)

Een parallelschakeling geeft bij schaduw op een van de panelen nauwelijks een verlaging van de spanning, maar wel van de stroom. Ook dit is voor een MPPT regelaar geen probleem.
Indien je bij parallel schakeling 'keercellen' gebruikt, zal het paneel met de laagste spanning de minste stroom leveren en dus het minst worden belast en het 'dichtst bij de maximale spanning' komen. De panelen met een hogere spanning zullen meer stroom leveren en daardoor zakt hun spanning tot het in de buurt komt van de spanning van de andere panelen en er een 'stroom verdeling' ontstaat. Je geeft dit probleem zelf al weer in je post.Parallelschakeling van niet identieke panelen is gunstiger, op voorwaarde dat je de panelen via Schottky diodebruggen op de MPPT regelaar aansluit. Doe je dat niet, dan verlies je een klein beetje energie in de panelen met de laagste spanning omdat deze stroom gaan opnemen (Je spreekt dan over tientallen mA). Overigens verlies je nu ook een klein beetje energie in de Schottky diodes, maar dat is veel minder dan in een 'beschaduwd' paneel.

Je vraagt advies? Dat van mij zou zijn: zet ze parallel via Schottky diodes en sluit ze aan op 1 MPPT regelaar die het totaal vermogen aankan. In jouw geval zo'n 700W en dat kan je MPPT regelaar beslist aan. Dit lijkt het meest op de 2e optie in je post, waarbij je elk paneel via een Schottky diode op de MPPT regelaar op 24V aansluit.

De Schottky diodes moeten zo'n 15A 'aankunnen' en tenminste 50V kunnen 'sperren'. Je kunt elke set panelen via een zogenaamde 'duo diode' aansluiten (2 diodes in 1 huis).

Groeten, Peper.

Optie 3, twee series parallel op de MPPT lijkt me de meest opbrengende schakeling.

In een serie altijd gelijke panelen.

Hoe meer in serie geschakelde panelen, des te eerder is de spanning hoog genoeg om te gaan laden.
Dat scheelt behoorlijk, vooral in de ochtend uren omdat dan de accu laag zal zijn.
Aan het eind van de dag mag je verwachten dat de accu vol is en zal die extra tijd op sombere dagen van meer nut zijn.

Ik heb wat metingen gedaan met schaduw op de panelen.
Daar kwam uit dat het verschil maakte hoe de schaduw over het paneel viel.
Een aantal cellen die in de zelfde serie staan, gaf minder verlies dan een gelijk aantal cellen, maar dan in twee verschillende series.

Op een huisje met het dak goed naar het zuiden gericht, geen enkele mogelijkheid tot schaduw heb ik soortgelijke meting gedaan, daar kwam uit dat, zoveel als maar kan, in serie de beste opbrengst gaf.

Goed kunnen richten op de zon is belangrijker dan een beetje schaduw.

Een bewegende boot laat een verdubbeling (of halvering) zien van de Amperes die de accu ingaan.
De schaduw die een wolkje geeft heeft minder invloed.

Verdeelde meningen maar toch dank voor de reacties.
Als ik het goed begrijp hoeft het verschil in spanning geen bezwaar te zijn om beide paren in serie te schakelen en dan parallel aan te sluiten op de regelaar. klopt dit?
Schaduw is op de boot natuurlijk altijd een probleem. Het komt regelmatig voor dat een van de panelen wat schaduw vangt. Ook is de opstelling nooit echt ideaal. Vandaar dat ik in de gegeven omstandigheden er toch uit wil halen wat er inzit.
Het gebruik van Schottky diodebruggen zou een mooie optie zijn maar ik bevindt me momenteel in Maleisië en dingen zijn hier minder vanzelfsprekend te verkrijgen dan in Nederland. Dus ik ga eerst een en ander proberen zonder diodebruggen.

Groet,
Arnold

De meeste Schottky diode bruggen worden gemaakt Maleisië! Als ze ergens goed te krijgen zijn, is het daar!
Groeten, Peper.

Zo werkt het niet altijd in de praktijk. De dingen worden hier misschien wel gemaakt maar vaak voor de Amerikaanse en Europese markt.
Ik was b.v. ooit in Colombia, 30 km vanaf de "Carib"fabriek maar als ik er een wilde hebben moest ik die in Amerika bestellen en laten verschepen, bijna terug naar de fabriek.
In mijn situatie is zoeken en bestellen via internet vaak de beste optie maar dan gaan er vaak weken overheen voor het binnen is.

Altijd wat,
Het zijn niet zozeer de meningen die verdeeld zijn dan wel de situatie waarin de panelen moeten werken.

Op mijn boot heb ik relatief goed richtbare panelen, daar is zoveel mogelijk in serie goed haalbaar.
Maar bij veel schaduw kan dat heel anders zijn.

Mijn scheeps accu´s en regelaar staan nu in dat huisje en gelijke panelen.
Aan boord zag ik daar doorgaans zo ronde de 13A bij goede zon inval.
Op het dak van dat huisje is de instraling vrijwel 90º rond het middaguur, geen enkele mogelijkheid tot schaduw (nu ja mogelijk wel eens een wolkje) Daar heb ik 18,5A gezien.
Dus met zelfde regelaar en accu 5A verschil als top.

Het verteld mij ook dat die Victron 70/15 behoorlijk ruime zekerheidsmarge heeft.

Aan boord staat nu een 100/15.
Daar heb ik mee geëxperimenteerd met 4 panelen in serie van de zes die ik heb.
De andere twee op een PWM parallel.
Dan met een stukje karton schaduw maken.
Daar kwam uit naar voren dat echt zwarte schaduw behoorlijk invloed heeft, maar het karton op enige afstand minder invloed had, het diffuse licht bleef meedoen.
Er was wel verschil tussen in de lengte of dwars op hetzelfde aantal cellen.
Er staan nu twee series van 3 panelen parallel op de 100/15, geeft gelijk resultaat als de 70/15. En maar één stel draden naar de regelaar.
Kan met mijn instrumentjes geen verschil meten tussen de 4 in serie en 2 parallel en de 2 series van 3.
Ik heb geen laboratorium opstelling.

De twee series hebben een frutseltje spanningsverschil, dat zal zich direct vereffenen verwacht ik.
Meten met wat verschillende schakelingen, bij gelijke omstandigheden zal helpen om een praktisch handige opstelling te krijgen.

Ik zou voelen voor optie 3, maar dan wel een diode in serie voor elke serie-stel, zoals peper ook zegt.

Saef, je werkt met een PWM regelaar en dat lijkt een beetje op een regelbare weerstand. De ingaande spanning wordt verlaagd tot de spanning op de accu's. De ingaande spanning moet dus hoger zijn dan de spanning van de accu's. Daarom ben jij zo voor de serieschakeling, die geeft je bij weinig zon al veel spanning en dan begint het laden ook snel.
Een MPPT regelaar werkt meer als een transformator op wisselstroom en daar gaat er aan vermogen uit, wat er in komt (minus een beetje omzettingsverlies). Is de spanning lager dan dat de accu's kunnen gebruiken, dan 'boost' een MPPT regelaar deze op tot de gewenste laadspanning en begint daarmee sneller te laden.
Groeten, Peper.

Peper,
De PWM is niet on bedrijf, overcompleet,
maar de Victrons hebben ook minimaal 1V hogere spanning dan de accu nodig.

Met de overdaad aan zon hier, zal ik wat andere praktische resultaten meten dan in een somber Holland.

Met de elektronica IN MPPT ben ik niet op erg goed op de hoogte, maar ik meen dat er twee soorten zijn, BUCK en BOOST meen ik.
Die Victrons zullen dan BUCK zijn.
Klopt dat?

Die Victrons zijn dan inderdaad 'buck' converters en werken het beste als de spanning hoger of gelijk is aan de gewenste laadspanning. Dit verklaart jouw voorkeur voor serieschakeling.
De moderne MPPT regelaars zijn buck/boost en kunnen een lage spanning oppeppen (kost dan Ampères) en een hoge spanning verlagen (levert Ampères op).

Ja, de Algarve heeft aanmerkelijk betere condities dan hier.
Groeten, Peper.

bij veel schaduw is een parallel geschakeld systeem meestal de beste. het kost je inderdaad wat extra maar dan is de opbrengst ook wat hoger. victronenergy.com is een interessante site voor off-grid systemen