Browser information:

This website uses CSS3 & HTML5. It is recommended to use a modern browser with at least the following version number:

  • Chrome 29.0
  • Edge 12.0
  • Explorer 11.0
  • Firefox 28.0
  • Safari 9.0
  • Opera 17.0

Problems? please contact me.

7.1 Verschillende soorten

Acculaders voor gebruik met zonnepanelen vallen in twee types uiteen, de PWM lader en de MPPT lader.

PWM = Pulse Width Modulation. In het Nederlands: Puls Breedte Modulatie. Deze laders schakelen de stroom aan en uit in een hoog tempo (duizenden malen per seconde) en variëren daarbij de verhouding tussen aan en uit. Tijdens de aan-fase wordt het zonnepaneel doorverbonden met de accu, en tijdens de uit-fase niet. Omdat de chemische processen in de accu dit niet zo snel kunnen volgen ontstaat aan de accu de gewenste laadspanning. Deze spanning wordt door de lader gemeten en gebruikt om de verhouding tussen aan en uit te regelen.

MPPT = Maximum Power Point Tracking. In het Nederlands: MPPT. Er is vast wel een vertaling te bedenken, maar in het Nederlands gebruiken we gewoon deze afkorting. De MPPT is een gecomputeriseerde lader die niet alleen de accuspanning meet, maar ook de maximaal mogelijke hoeveelheid energie uit het zonnepaneel haalt. Daarbij worden de spanning en stroom van het zonnepaneel omgezet in de lader tot de laadstroom en laadspanning die voor de accu nodig zijn.

Een MPPT-lader meet voortdurend het vermogen dat de zonnepanelen kunnen leveren. Dit wordt gedaan door de opgenomen stroom te variëren en bij iedere stroomsterkte de spanning te meten. De MPPT-computer vermenigvuldigt de stroom en de spanning om het vermogen te bepalen. Vervolgens wordt die stroom gekozen waarbij het vermogen uit de zonnepanelen maximaal is. Ook tijdens het normale gebruik varieert de MPPT-lader de opgenomen stroomsterkte af en toe om te controleren dat nog steeds het maximale vermogen wordt opgenomen.

Een PWM-lader daartegen laat de stroomsterkte aan het paneel over. Deze laat op zijn beurt de stroomsterkte afhangen van de spanning van de accu (plus spanningsverlies in de lader) en de lichtintensiteit.

Een voorbeeld: stel een 145Wp paneel heeft een Vp van 29V en een Ip van 5A. Wanneer men hiermee een 12V accu laadt dan is de laadstroom 5A. Maar 12V x 5A = 60W. Met andere woorden slechts 60W van de mogelijke 145W wordt gebruikt. De rest gaat verloren.

In hetzelfde voorbeeld zou een MPPT-lader een laadstroom creëren van 145W : 12V = 12A. Nagenoeg het hele beschikbare vermogen van het paneel wordt gebruikt om de accu te laden. Let op: de laadstroom van een MPPT-lader zal in veel gevallen hoger zijn dan de Ip van het paneel.

Gebruikt men een PWM-lader dan moet de spanning van het paneel net boven de maximale laadspanning van de accu liggen om een goed rendement te halen. Met een MPPT-lader is de paneelspanning onafhankelijk van de accuspanning.

Nu zou men denken dat een MPPT-lader gewoon de betere keuze is. Maar dat klopt niet helemaal. Een MPPT-lader is een flink stuk duurder dan een PWM-lader, en er is een grote keuze aan panelen. Het is niet zo moeilijk om een paneel met een geschikte spanning te kiezen. Kiezen we bijvoorbeeld een paneel met 18V voor een 12V accu, dan is het rendement bij het laden behoorlijk hoog. Een MPPT-lader zou wellicht nog net iets efficiënter kunnen zijn bij het laden, maar de prijs/prestatie verhouding van een PWM-lader is gewoon veel gunstiger.

Wil men maximale flexibiliteit bij de keuze van de paneelspanning dan is een MPPT-lader beter. Sommige MPPT-laders kunnen ingangsspanningen verdragen tot bijvoorbeeld 150V, ook wanneer er een 12V accu gebruikt wordt. In de praktijk betekent dit dat op een MPPT-lader meerdere panelen in serie kunnen worden aangesloten terwijl op een PWM-lader slechts 1 of enkele panelen in serie kunnen worden gebruikt. Parallel schakeling van panelen is bij beide laders mogelijk, al zou een purist liever geen parallelle strings op 1 MPPT ingang aansluiten.

7.2 Eigenschappen

Een acculader heeft 4 belangrijke kenmerken: ingang, uitgang, laadmethode en rendement.

7.2.1 Ingang

De ingang van de acculader wordt aangesloten op het zonnepaneel. De ingang moet daarom de maximaal mogelijke uitgangsspanning en stroom van het zonnepaneel zonder problemen kunnen verwerken.

Spanning: let op dat de acculader een grotere ingangsspanning aankan dan het paneel kan leveren. De hoogste spanning levert een paneel in de winter, bij lage temperaturen wanneer het paneel (vrijwel) onbelast is. Dit wordt voor een paneel aangegeven met Vo. De Vp is lager dan de Vo. Natuurlijk is het aan te bevelen om een zekerheidsmarge van een paar procent in acht te nemen. Wanneer een paneel bijvoorbeeld een Vo van 38V heeft, kies dan een lader die ten minste 45V verdragen kan.

Stroom: een PWM-lader moet ook de maximale stroom die het paneel kan leveren kunnen verdragen. Dit is niet de Ip maar de Is, de kortsluitstroom. Het vermogen van de panelen is voor een PWM-lader niet direct belangrijk. De PWM-lader schakelt enkel de stroom die het paneel levert aan en uit, het “ziet” het vermogen van het paneel niet.

Vermogen: een MPPT-lader moet met het geleverde vermogen van het paneel kunnen omgaan. Een MPPT-lader zet het vermogen van het paneel om in een vermogen om de accu te laden. Het maximale vermogen dat een MPPT-lader kan verwerken moet hoger zijn dan het maximale vermogen dat een paneel kan leveren. Een zekerheidsmarge is hierbij niet of nauwelijks nodig. Een paneel zal bijna nooit zijn maximale vermogen afgeven.

7.2.2 Uitgang

De uitgang van een acculader wordt aangesloten op de accu. Er zijn acculaders die een extra uitgang hebben om ook de verbruikers aan te sluiten. Zo kan de lader de accu tegen kortsluiting en diepontlading beschermen.

Het spreekt voor zich dat de uitgangspanning van de lader overeen moet komen met de klemspanning van de accu. Veel laders detecteren automatisch of ze met een 12V of 24V accu te doen hebben. Het is eigenlijk niet correct om van uitgangspanning te spreken. Zowel de PMW als de MPPT laders geven geen spanning af, maar meten juist de accuspanning. Het zou dus beter zijn om van accu-meetspanning te spreken. De duurdere laders hebben soms twee aparte sensordraden om de accuspanning te meten.

Een acculader moet in staat zijn om het gekozen accutype te laden! Een lader voor een droge accu is anders dan de lader voor een natte accu. In het ergste geval kan de lader de accu onherroepelijk beschadigen! Let er dus op dat of de lader speciaal voor het gekozen accutype is, of dat het gekozen accutype ingesteld kan worden op de lader.

7.2.3 Laadmethode

De meeste laders gebruiken tegenwoordig 2 of 3 laadfases. (Zie hoofdstuk 6.2.4 “Het laden”) De derde laadfase, het “float” of druppelladen is niet per se nodig. Maar dan moet de accu wel regelmatig worden bijgeladen tot de maximale capaciteit. Dit zou ten minste eens per maand moeten gebeuren. Ook als er in de tussentijd geen stroom ontnomen is. Dit voorkomt dat de accu defect raakt door zelfontlading. En het zorgt er in noodstroominstallaties ook voor dat de accu vol is wanneer het nodig is.

7.2.4 Rendement

Het rendement van een acculader geeft aan hoeveel van het opgenomen vermogen gebruikt wordt om de accu te laden. Een hoger rendement is natuurlijk beter. De keuze van het rendement is vooral een keuze tussen een PWM- of MPPT-lader. Het rendement van een MPPT is vaak hoger, maar een PWM is goedkoper.

7.3 Extra functies

Acculaders hebben vaak extra functies. Veel voorkomende functies zijn:

  • Aansluiten van verbruikers via de lader: dit maakt een aantal bescherm- en meetfuncties mogelijk. Het legt wel beperkingen op aan de verbruikers betreffende de maximale stroom die opgenomen kan worden.
  • Automatische accuspanningherkenning: de lader herkent automatisch of er een 12V of 24V accu aangesloten wordt en stelt zich daarop in.
  • Accutemperatuurmeting: met een interne of externe temperatuurmeter wordt rekening gehouden met de accutemperatuur. De optimale waardes voor het acculaden zijn namelijk temperatuurafhankelijk. Bij een interne temperatuur meter moet de lader dicht bij de accu geplaatst worden. (Maar plaats deze nooit direct boven de accu.)
  • Tijd gestuurde bijvulling: eens in de zoveel tijd wordt de accu volledig opgeladen ook wanneer er geen verbruiker aangesloten was. Dit zorgt er voor dat de accu goed vol is en dat de accu niet door zelfontlading beschadigd wordt.
  • Meetingang (sense): dit wil zeggen dat de acculader de spanning van de accu meet via een speciale meetaansluiting, niet via de laadkabel. Bij hoge laadstromen kan meten via de laadkabel tot meetfouten voeren. Dit kan dan tot een foutieve laadstroom voeren. Dit is niet schadelijk, maar het verlaagt de efficiëntie. De extra meetaansluiting voorkomt dit.
  • Beveiliging tegen verpolen: dit zorgt er voor dat er geen schade ontstaat wanneer een paneel, accu of verbruiker verkeerd om wordt aangesloten.
  • Beveiliging tegen kortsluiting: dit zorgt er voor dat een verbruiker bij kortsluiting de accu niet kan beschadigen. Natuurlijk geldt dit alleen als de verbruiker via de acculader is aangesloten op de accu.
  • Beveiliging tegen terugloopstroom: (Engels: reverse current). ‘s Nachts is de spanning van het paneel lager dan de spanning van de accu. Nu zou het kunnen gebeuren dat er een stroom van de accu naar het paneel vloeit. Dat is natuurlijk ongewenst. (Deze beveiliging kan ook zelf gemaakt worden door een diode in de bedrading tussen paneel en acculader te plaatsen.)
  • Beveiliging tegen paneeloverspanning: de lader schakelt het zonnepaneel af wanneer de geleverde spanning te hoog wordt.
  • Beveiliging tegen accuoverspanning: de lader heeft wat extra elektronica waarmee de lader zichzelf uitschakelt wanneer de accuspanning te hoog wordt. Dit kan gebeuren wanneer bijvoorbeeld een verbruiker (ongewenst) vermogen gaat leveren aan de accu.
  • Beveiliging tegen diepontlading: een accu mag niet geheel ontladen worden. Deze bescherming zorgt er voor dat de verbruikers, die via de lader aangesloten zijn, uitgeschakeld worden wanneer de accuspanning te laag wordt. Verbruikers die niet via de lader aangesloten zijn, kunnen alsnog de accu te diep ontladen.
  • Capaciteitsmeeting: de lader meet hoeveel energie er geladen wordt en/of hoeveel energie er ontladen wordt. Hieruit kan de conditie van de accu afgeleid worden.
  • Instelbare parameters: belangrijke interne waardes, zoals spanningen waarbij iets gebeurt, kunnen via een computer of een (extra) bedienpaneel worden veranderd.
  • Dubbele accu-aansluiting: laders voor mobiele toepassing hebben soms een extra accu-aansluiting om bijvoorbeeld een startaccu te laden. Dit kan ook voor thuis installaties interessant zijn wanneer bijvoorbeeld een generator gestart moet worden om de hoofd-accu bij te laden.
  • Instelbare laadstroom: eenvoudige laders laden een accu vaak met de maximaal mogelijke stroom. Betere exemplaren kunnen de hoeveelheid stroom reguleren. Dan wordt weliswaar niet alle vermogen van de panelen gebruikt maar, onder omstandigheden, wordt de levensduur van de accu verbeterd.
  • Extra lastaansturing: dit is een heel interessante optie waarbij de lader een tweede last inschakelt wanneer de accu vol is. Dit kan een mogelijke oplossing zijn voor het probleem beschreven in hoofdstuk 9.6 “Netinverter aan de omvormer”.

7.4 Keuze

De keuze van de acculader hangt sterk samen met de opbouw van de complete installatie. Met name de vraag of een netinverter gebruikt gaat worden of niet. Zonder netinverter is de keuze vaak snel gemaakt: de PWM-lader is dan de goedkopere oplossing.

Een keuze voor een PWM-lader moet hand in hand gaan met de keuze van paneel en accu. Door een uitgekiende combinatie van paneel, lader en accu kan ook uit een PWM-lader een goed rendement gehaald worden. In het kort gezegd komt de keuze hierop neer: de Vp van het paneel moet ongeveer 3V boven de maximale accuspanning liggen. Voor een 12V natte accu is de maximale spanning 14,4V. De Vp van het paneel moet dan bij ca. 17V liggen. Voor een 24V natte accu is de maximale spanning 28,8V, de Vp van het paneel moet dan bij ca. 31V liggen.

Wanneer wel een netinverter gebruikt moet worden, dan is de keuze lastiger. In kleine installaties met slechts enkele panelen is een MPPT-lader dan wellicht in het voordeel omdat hiermee de aansluiting van de panelen aan de lader identiek is met de aansluiting van de panelen aan de netinverter. In grote installaties moet er echter naar creatievere oplossingen gezocht worden.

Browser information:

This website uses CSS3 & HTML5. It is recommended to use a modern browser with at least the following version number:

  • Chrome 29.0
  • Edge 12.0
  • Explorer 11.0
  • Firefox 28.0
  • Safari 9.0
  • Opera 17.0

Problems? please contact me.