1 Bestimmung und Funktionen
Der PWM-Regler ACTii AC7391 mit MPPT-Algorithmus zur Suche nach dem maximalen Leistungspunkt ist ein fortschrittliches Gerät zur Optimierung der Stromversorgung von Standard-Heizstäben für elektrische Brauchwasserboiler direkt von Photovoltaikmodulen. Das Gerät löst ein Schlüsselproblem von PV-Anlagen – den Spannungsabfall bei zu hoher Last. Dank des Reglers arbeiten die Module am Punkt der optimalen Spannung, was eine effiziente Warmwasserbereitung selbst bei schwacher Sonneneinstrahlung oder an bewölkten Tagen ermöglicht.
Das System ist mit einem Puffermodul (Kondensatoren, Drossel, Dioden) ausgestattet, das die Effizienz des Systems um ca. 30% erhöht und die durch die PWM-Regelung erzeugten Störungen minimiert. Zusätzlich ermöglicht ein eingebauter Temperatursensor eine präzise Steuerung des Wassererwärmungsprozesses, wobei der Betrieb nach Erreichen der eingestellten Temperatur unterbrochen wird.
Hauptmerkmale:
- ✔ MPPT-Algorithmus zur Suche nach dem maximalen Leistungspunkt von Photovoltaikmodulen.
- ✔ Möglichkeit der Stromversorgung von Standard-Brauchwasser-Elektroboilern (230V oder 110V AC).
- ✔ Integrierter Temperatursensor mit Thermostatfunktion und einstellbarer Abschaltschwelle.
- ✔ Übersichtliche Parameteranzeige: Spannung (V), Leistung (W) und Wassertemperatur (°C).
- ✔ Möglichkeit zum manuellen Ein- und Ausschalten des Geräts über Plus/Minus-Tasten.
- ✔ OUT-Signalleuchte zur Anzeige der Stromübertragung zum Heizstab.
- ✔ Potenzialfreier Relaisausgang zur Benachrichtigung über das Ende des Heizvorgangs oder Fehler.
- ✔ Montage auf Standard-DIN-Schiene TH35.
- ✔ Fortschrittlicher thermischer Schutz und aktive temperaturgesteuerte Kühlung.
- ✔ Vollständige galvanische Trennung zwischen Hochspannungs- und Stromversorgungsbereich.
- ✔ Zwei Betriebsmodi: vollautomatisch und mit manuell einstellbaren Spannungsschwellen.
- ✔ CE- und RoHS-konform, hergestellt in der EU.
Set-Inhalt:
- Hauptsteuerung ACTii AC7391
- Ladepuffermodul
- Temperatursensor (Kabel ca. 100cm)
- Kabelverbinder (je nach Charge)
- Bedienungsanleitung und Verpackung
2 Technische Spezifikation
| Versorgungsspannung der Steuerung | 11V bis 14.4V DC |
| Eingangsspannung von PV-Modulen | 10V bis 400V DC |
| Maximaler PV-Modulstrom | 11A (elektronische Begrenzung auf 11A bei stärkeren Modulen) |
| Maximale Heizstablerleistung | 2000W (2kW) |
| Maximale PV-Modulleistung | 2000W (2kW) |
| Stromaufnahme (ohne Kühlung) | 0,08 A |
| Stromaufnahme (mit Kühlung) | 0,23 A |
| Temperaturmessgenauigkeit | 0,1°C |
| Reglerabmessungen | 90 x 54 x 64 mm |
| Pufferabmessungen | 90 x 36 x 64 mm |
| Produktgewicht | 330 g |
| Montage | DIN-Schiene TH35 |
| Zertifikate | CE, RoHS |
3 Betriebsmodi der Steuerung
Der Regler bietet zwei Hauptbetriebsmodi, die eine flexible Anpassung an die Besonderheiten der Photovoltaikanlage ermöglichen:
Erster Modus: Automatisch (MPPT)
Dies ist der Standardmodus, der unmittelbar nach dem Anschließen der Stromversorgung aktiviert wird. Wenn die Eingangsspannung der Module eine definierte Mindestschwelle überschreitet (einstellbar mit der MINUS-Taste), beginnt die Steuerung automatisch mit der Energieübertragung zum Heizstab unter Verwendung des MPPT-Algorithmus. Sinkt die Spannung unter diesen Schwellenwert, wird der Vorgang unterbrochen. Dieser Modus ist ideal, wenn Sie gleichzeitig Wasser erhitzen und z.B. Akkus aus dem gleichen Modulsatz laden möchten.
Zweiter Modus: Einstellbare Spannungsschwellen
Ermöglicht die manuelle Definition von zwei Schlüsselparametern:
- Einschaltspannung: der Punkt, ab dem die Steuerung beginnt, das PWM-Tastverhältnis zu erhöhen.
- Maximale Spannung: der Punkt, an dem das Tastverhältnis 100% beträgt (volle Energie der Module fließt direkt in den Heizstab).
Diese Methode ermöglicht eine sehr präzise Einhaltung des maximalen Leistungspunktes (MPPT) der Module durch feste Bestimmung des Spannungsbereichs.
4 Heizstabauswahl und Berechnungen
Der Schlüssel zur ordnungsgemäßen Systemfunktion ist die Anpassung des Heizstabwiderstands an die Parameter der Photovoltaikmodule. Es können sowohl AC-Heizstäbe (230V/110V) als auch DC-Heizstäbe verwendet werden, da deren Hauptbetriebsparameter der Widerstand ist.
Anpassungsprinzip (Ohmsches Gesetz):
Wenn die Module nominal 140V DC bei einer Stromstärke von 7,14A (1000W) erzeugen, sollte der ideale Heizstab einen Widerstand von: 140V / 7,14A = 19,61 Ohm haben.
Auswahlbeispiele für Standard 230V AC Heizstäbe:
Satz 4x 400W (Betriebsspannung ~36V/Modul):
Empfohlene 220V AC Heizleistung: 3,0kW - 3,5kW
Satz 4x 450W (Betriebsspannung ~38V/Modul):
Empfohlene 220V AC Heizleistung: 3,8kW - 4,5kW
Satz 4x 500W (Betriebsspannung ~40V/Modul):
Empfohlene 220V AC Heizleistung: 3,5kW - 4,0kW
Hinweis: Die sicherste Lösung ist die Verwendung von Heizstäben mit einer einzelnen Heizwendel. Bei Zwei-Wendel-Heizstäben kann eine Wendel aus dem 230V-Netz und die andere vom PV-Regler gespeist werden, was jedoch bei der Installation besondere Aufmerksamkeit erfordert.
5 Sicherheits- und Montagehinweise
Das Gerät arbeitet mit hohen DC-Spannungen (bis zu 400V), die lebensgefährlich sind. Die Montage sollte von einer Person mit entsprechenden Elektrofachkenntnissen durchgeführt werden.
Sorgen Sie für eine ausreichende Belüftung um das Gerät herum. Der Regler verfügt über eine aktive Kühlung; die Belüftungsöffnungen des Gehäuses dürfen jedoch nicht abgedeckt werden.
Vor Beginn jeglicher Wartungsarbeiten muss die Stromversorgung von den Photovoltaikmodulen sowie vom Hilfs-DC-Netzteil zwingend getrennt werden.
Der Temperatursensor muss an einem Ort installiert werden, der eine zuverlässige Messung der Wassertemperatur im Boiler gewährleistet (z.B. in einer Tauchhülse). Der Sensor darf nicht in direkten Kontakt mit Wasser kommen, wenn er nicht geschützt ist.
Der Relaisausgang ist potenzialfrei. Die in der technischen Dokumentation festgelegten zulässigen Kontaktlastströme des Relais dürfen nicht überschritten werden.