Solaranlage schnell erklärt

Große Teile dieses Artikels sind sehr einfach gehalten, um einem Laien die Grundzüge näherzubringen, ohne ihn mit Fachbegriffen zu erschlagen! Eine Vollständigkeit zu erreichen war und ist hier nicht mein Ziel. Die angegebenen Werte entsprechen meiner Erfahrung und können abweichen.

Solarstrom aus der Solaranlage

Fertig konfektionierte Solaranlagen für eine autarke Stromversorgung, ob nun für Zuhause oder das Camping, gibt es mittlerweile zuhauf. Meist nicht gerade günstig. Die Werbung verspricht perfekt aufeinander abgestimmte Module. Für den Laien mag das auf den ersten Blick die richtige Wahl sein, in den meisten Fällen ist es das auch. Was aber steckt hinter einer Solaranlage? Wars heißt autark? Was zum Teufel ist Photovoltaik? Wie funktioniert eine Solaranlage? Was bedeutet " aufeinander abgestimmte Module"? Kann mir selbst eine Anlage zusammenzustellen, auch ohne professionelles Vorwissen? Und erkläre das bitte mal so, dass es ein Laie versteht!

Autark

Mit dem Wohnwagen autark sein beinhaltet mehr als nur den elektrischen Strom. Hier jedoch ist lediglich die autarke Stromversorgung Thema und gemeint ist damit eine Stromversorgung ohne Landstrom, also ohne Anschluss an ein externes Stromnetz.
Meist wird diese Stromversorgung über Solaranlagen umgesetzt, da sie dank moderner Komponenten recht einfach und Preiswert umzusetzen ist. Preiswert - ist halt auch oft ein Streitpunkt. Man muss schon einige KWh erzeugen, damit sich eine Photovoltaikanlage rechnet, auch hinsichtlich der CO²-Werte für das zusätzliche Gewicht, welches die Zugmaschine über zusätzlichen Spritverbrauch kompensieren muss. Natürlich. Im Vergleich zu den Kosten für herkömmlichen Landstrom aus dem öffentlichen Netz ist eine wenig genutzte Solaranlage (zu?) teuer. Dem gegenüber steht aber der Nutzen und die persönliche Note. Hier geht es um Strom haben und keinen Strom haben. Hardliner fragen: Braucht man überhaupt Strom, wenn man im Wohnwagen kampiert? Der Durchschnittscamper fragt: Warum soll ich auf die Annehmlichkeiten der modernen Welt wie Kühlschrank, TV, Radio, Klimaanlage etc. verzichten? Das sind Entscheidungen, die jeder für sich selbst treffen muss. Für die autarke Stromversorgung muss man abstriche machen oder eine sehr teure Anlage mit hoher Kapazität einplanen, was sich entsprechend im Preis niederschlägt. Tipp: Frage dich also vorab was für dich zum Camping im Wohnwagen ein absolutes Muss ist, um einen maximalen Erholungswert zu erhalten.

Photovoltaik

In den meisten Fällen, in denen jemand nach einer Solaranlage fragt, meint sie/er sicherlich eine Photovoltaik-Anlage. Denn unter dem Sammelbegriff Solaranlagen können sowohl Photovoltaik-Anlagen als auch Solarthermie-Anlagen gemeint sein. Der Unterschied ist recht einfach erklärt: Solarthermie-Anlagen erzeugen aus der Sonnenenergie Wärme, Photovoltaik-Anlagen erzeugen Strom. Ich bleibe hier bei dem Begriff Solaranlage, wenn auch ausschließlich Anlagen zur Stromerzeugung gemeint sind.

Funktion

Sonnenlicht wird durch Solarzellen in elektrischen Strom umgewandelt. Ab einer gewissen Spannung kann man diesen Strom in einer Batterie speichern. Dazu muss die Spannung höher sein als die Batteriespannung. Warum? Das ist wie bei einem Luftballon. Wenn ich ihn aufblase muss der Druck, mit dem ich aufblase, größer sein als der bereits im Luftballon vorhandene Druck. Sonst wird das nix. Und wenn ich mit weniger Druck ran gehe bläst er sich sogar in meinen Mund leer. Das passiert auch bei einer ungesicherten Solarzelle. Bei zu wenig Sonnenschein ist die Spannung zu niedrig und die Batterie entlädt sich über die Solarzelle. Deshalb wurden verschiedene Ladeschaltungen entwickelt, die man zwischen Solarzelle und Batterie klemmt.

Die Module

Kern der Solaranlage ist die Ladeschaltung, die zwischen Solarzelle und Batterie geklemmt wird. Diese schaltet ab einer Spannung, die größer als die Batteriespannung ist, zu und schaltet bei der Spannung, die einen Schaden in der Batterie anrichten könnte, wieder ab. Der max. zulässige Strom, den eine Solarzelle an das Ladegerät liefern darf, ist stets im Datenblatt angegeben. In meinem Fall verträgt das Ladegerät Ströme bis 8 Ampere, die empfohlene Solarpanelleistung wird mit max. 240 Wp angegeben. Wenn man bedenkt, dass die gelieferte Energie eines Panels von der Umgebung (z.B.Schatten), Ausrichtung und Temperatur abhängig ist, darf man in den wenigsten Fällen und nur für wenige Stunden bei voller Sonne den maximalen Energieertrag erwarten. Ein 100W-Panel liefert im Sommer pro Tag etwa 700Wh, bei Regen oder im Winter nur vielleicht 200Wh und weniger. Entsprechend muss die Batterie ausgelegt sein, die geladen werden soll. Ich nutze einen Akku mit 50 Ah und komme, wenn ich den Stromverbrauch reduziere, damit 2 - 3 Tage bei schlechtem Wetter aus. Wer mehr verbraucht, muss entsprechend eine größere Anlage nutzen.

Solaranlage selbst zusammenstellen

Dazu muss man dann doch etwas tiefer in die Materie einsteigen. Die Begriffe aus den Datenblättern zu den Solarpanelen, dem Akku und dem Laderegler wie Beispielsweise Wp, Ah, Leitungsquerschnitt, Ladeschlussspannung und Pmax sollten keine Grübelfalten auf die Stirn bringen. Nicht umsonst werden fertig konfektionierte Anlagen von Profis entwickelt, die zudem einige Erfahrung gesammelt haben. Zur Dimensionierung sollte vorab auch eine Liste der Verbraucher zusammengestellt werden, die mit dieser Anlage betrieben werden sollen. Aus der Elektrobranche kommend habe ich meine Anlage selbst erstellt. Sie besteht aus einem 100Wp-Panel, einem 8A-Laderegler und einer 50Ah-Batterie. Entsprechend dem vorgesehenen Einbau kann die Anlage problemlos erweitert werden. Zu deiner ganz persönlichen Anlage brauchst du also doch etwas Grundwissen. Gerade dann, wenn du autark mit Zelt, Wohnwagen oder Wohnmobil unterwegs sein willst. Als erstes erstelle dir eine Liste mit den Verbrauchern und deren benötigter Leistung, die du mitnehmen willst. Überlege stets, ob dieser Verbraucher unbedingt notwendig ist oder ob es nicht eine Alternative gibt. Das Einsparen von Leistung verringert auch die Größe der Anlage. Und behalte im Auge, dass einige Energiespeicher nicht zu sehr entladen werden dürfen. Bei einem Bleigelakku solltest du die doppelte Energie einplanen, da dieser nicht die angegebene Ah abgeben kann, sondern nur etwa die Hälfte. Ansonsten "altert" er zu schnell. AGM oder Blei-Gel-Batterien leben länger, wenn man 20% und in gelegentlichen Ausnahmefällen 30% nicht überschreitet.

Beispiele zu Angaben eines Herstellers:

100% Entladetiefe ... 300 Zyklen
75% Entladetiefe ... 500 Zyklen
50% Entladetiefe ... 600 Zyklen
25% Entladetiefe ... 1400 Zyklen

Stets die Entladeschlussspannung beachten. Unter einem bestimmten Wert ist der Akku defekt.

Tipps Solarpanele:

Verwende Solarpanele mit Bypass-Dioden. In ihnen werden teilbeschattete Modulstränge überbrückt.
Flach angebrachte Panele bringen nur am Äquator die bestmögliche Tagesleistung, denn den höchsten Ertrag bringen Module, die im rechten Winkel zu Sonne stehen. In unseren Breitengraden ist eine Ausrichtung nach Süden wohl die beste, wenn eine Möglichkeit zur Nachjustierung nicht gegeben ist. Ansonsten kann eine SO-Ausrichtung am Morgen die Ausbeute erhöhen, wenn anschließend eine Süd- oder SüdWest-Ausrichtung vorgenommen wird. Der ideale Neigungswinkel richtet sich nach der Jahreszeit, da im Winter die Sonne flacher steht als im Sommer. Empfehlungen zufolge liegt der Winkel am 50. Breitengrad bei 20° bis 30°. Je weiter nach Norden, desto steiler und je weiter nach Süden, desto flacher.

Zurück zur Startseite