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Tipps und Tricks: Solarstrom
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Inhalt
Wie viele Solarzellen brauche ich?
Kann ich eine 800W-Bohrmaschine mit zwei 50W-Panels betreiben?
Was kann ich mit Solarstrom nicht betreiben?
Wie viele Batterien brauche ich?
Welche Batterien (Akkus) brauche ich?
Kann ich gebrauchte (KFZ-)Batterien verwenden?
Wie kann ich Batterien wirklich testen?
Wie schone ich meine Batterien?
Welche Lebensdauer hat eine Solaranlage?
Wie stelle ich meine Panels auf?
Was bringt ein Spannungswandler?
Solarstrom hat nur 12V, ist also völlig ungefährlich?
Weshalb sind Solarkabel so teuer?
Wie messe ich die Spannung, Stromstärke und Verbrauch?
Wie messe ich den Ladezustand meiner Batterien?
Warum tut meine Anlage nicht mehr richtig?
Wie viele Solarzellen brauche ich?
Diese Frage lässt sich nicht geradewegs beantworten, aber es lässt sich auflisten, womit sie zusammenhängt.
Was brauche ich? Licht, Musik, TV, Computer oder Laptop... ? Bin ich bereit im Winter zwei Monate lang mit weniger Strom auszukommen (Spart ca. 30%)? Stehen meine Panels zeitweise im Schatten?
Ein Hin- und Herrechen zwischen Leistung der Panels und Verbrauch der Geräte möchte ich allerdings nicht empfehlen. Dann besser eine bestehende Anlage anschauen (im Winter!) und überlegen: Brauche ich mehr oder eher weniger...
Kann ich eine 800W-Bohrmaschine mit zwei 50W-Panels betreiben?
Ja, das geht ganz gut. Auf der Bohrmaschine steht zwar 800W in Wirklichkeit braucht sie aber viel weniger, und das nur für die Zeit, in der du wirklich mit ihr bohrst. Diese Leistung kann deine Batterie bewältigen. Allerdings brauchst du einen geeigneten Spannungswandler.
Was kann ich mit Solarstrom nicht betreiben?
Alles was wärmt oder kühlt braucht mehr Strom als eine kleine Anlage hergibt: Wasserkocher, Heizgeräte, Kühlschrank, Föhn,...
Wie viele Batterien brauche ich?
Du kannst beliebig viele Batterien parallel (Plus an Plus - Minus an Minus) zusammenschalten. Die Kapazität einer Batterie wird in Ah (Amperestunden) angegeben. Theoretisch kann sie so viele Stunden lang einen 8-Watt-Verbraucher betreiben. Die Angabe entspricht jedoch Idealbedingungen. Tatsächlich kommt eher die Hälfte aus deiner Batterie, und auch das wird mit der Zeit spürbar weniger. Damit deine Anlage optimal arbeitet ist etwa eine Ah (Amperestunde) Batteriekapazität pro Watt-Panelleistung anzuraten. Stehen deine Batterien im Freien musst du damit rechnen, dass sie bei -20 Grad nur noch halbe Leistung bringen.
Es empfiehlt sich nicht kleine, bereits stark gebrauchte Batterien mit großen, starken zusammenzuschließen. Trenne dich von alten Batterien (oder trenne sie mit einer Diode als Ersatzbatterien vom Rest ab).
Welche Batterien (Akkus) brauche ich?
Solarbatterien sind wesentlich teurer als gewöhnliche Autobatterien, obwohl sich beide nicht wesentlich voneinander unterscheiden. Ich möchte als Alternative die 88Ah-KFZ-Batterien von FIAMM empfehlen, die über die WLZ zu beziehen sind. (Da sie in großen Mengen in alle Traktoren eingesetzt werden sind sie besonders robust und preisgünstig).
Kann ich gebrauchte (KFZ-)Batterien verwenden?
Ja, viele angebrauchte Batterien sind noch solartauglich. Das Problem: Die Qualität einer Batterie lässt sich nicht eben mal schnell messen. Für die Batterie spricht, wenn sie eine möglichst hohe Spannung anzeigt und dabei noch eine 50W-Birne betreiben kann. Auf vielen Batterien steht ihr Herstellungsdatum. Batterien die unter 11V anzeigen besitzen in der Regel bereits irreparable Schäden. Manche Batterien haben noch Deckelchen zum Aufschrauben. Man kann also hineinsehen, ob noch alle sechs Zellen gut aussehen.
Wie kann ich Batterien wirklich testen?
Lade die Batterie auf über 13 Volt voll und trenne sie von allem anderen ab. Jetzt hängst du eine Lampe (20 bis 50 Watt) daran und misst wie viele Stunden sie leuchtet. Spätestens wenn die Batterie (ohne Lampe) 11,8 Volt anzeigt schaltest du ab. Wenn du die tatsächliche verfügbare Kapazität berechnen willst: Kapazität in Ah = Zeit (in Stunden) mal Leistung (der Lampe) durch 12. Falls du mehrere Batterien über Jahre betreibst, mag es sich durchaus lohnen mit diesem Verfahren defekte Batterien auszusondern.
Wie schone ich meine Batterien?
Wenn du deine Batterie nicht unter 12 Volt entlädst, hält sie wesentlich länger. Entlade sie nie unter 11,5 Volt. Betreibe sie immer mit Regler. Lasse sie nie länger als einen Monat stehen, ohne sie nachzuladen. Lasse eine wirklich leere Batterie nicht im Frost stehen, sie gefriert. Schließe keine deutlich unterschiedlich starken Batterien zusammen. Betreibe GEL-Solarbatterien nie mit einem Regler der für Akkus mit flüssiger Säure eingestellt ist und umgekehrt nur kurzfristig. Bei Batterien mit Deckelchen schaue ab und an nach, ob die Flüssigkeit noch deutlich über den Metallplatten steht. Wenn nicht, füllst du destilliertes Wasser nach. Verwende eine klar ablesbare Ladezustandsanzeige.
Welche Lebensdauer hat eine Solaranlage?
Solarpanels und der Regler sollten lange halten. Garantien von zehn oder zwanzig Jahren sind für Panels die Regel. Die Batterien lassen jedoch kontinuierlich nach und müssen je nach Gebrauch schon nach einigen Jahren gewechselt werden.
Wie stelle ich meine Panels auf?
Sie sollten nach Süden weisen und so steil sein, dass die flache Wintersonne möglichst senkrecht auf die Panels scheint. Steile Montage sorgt dafür, dass Schnee gut abrutscht. Lasse unter dem Panel ausreichend Platz für abgerutschten Schnee. Achte auf sturmfeste Montage. Im Winter kommt übrigens über 50% des Stroms aus diffusem Licht. Direkte Sonnenbestrahlung ist also nicht alles.
Du kannst mehrere, auch verschieden starke Panels zusammen schließen. Verbinde sie parallel (Plus an Plus, Minus an Minus). Die Panels sollen unbedingt frei von Schatten sein. Ein einziger Zweig vor dem Panel, ein einziges Blatt darauf, legt es bereits ziemlich lahm. Oder anders gesagt 5% vom Panel im Schatten kann leicht 50% weniger Leistung bedeuten.
Was bringt ein Spannungswandler?
Ein Spannungswandler kann die 12V aus der Solaranlage auf 230V hoch transformieren. Mit echten Sinus-Wandlern kannst du alle 230V-Geräte betreiben. Sinusähnliche (Rechteck oder Trapez) Wandler betreiben nicht alle Geräte. Sie kosten aber wesentlich weniger und sind schon ab 50 Euro zu bekommen. An sie kannst du Lampen, Akkuladegeräte, Laptops und Computer, ... anschließen, Musikgeräte werden einen mehr oder weniger störenden Summton machen.
Achtung!!!: Schließe einen Spannungswandler immer direkt an die Batterie an,
niemals erst nach dem Regler.
Wozu brauche ich den Regler?
Der Regler schützt deine Batterie und deine Geräte vor Über- oder Unterspannung.
Sie müssen in der Leistung deinen Panels angepasst sein: Bis zu 3,5 Ampere pro 50 W-Panel.
Es gibt einfache Regler und komplexe Regler, die deine Batterien auch dann noch weiter laden, wenn sie schon ziemlich voll sind. Einfache Regler schalten hier früh ab. Komplexe Regler sind teurer und produzieren Elektrosmog.
Ein Regler misst die Batteriespannung unter Last. Hast du viele Geräte an einer schwachen Batterie angeschlossen kann er abschalten, obwohl noch einiger Strom in der Batterie ist. Manche Regler haben einen sehr nützliche Wiedereinschalttaste (Not-Ein), mit der du den Strom wieder einschalten kannst, nachdem du unwichtige Geräte abgeschaltet hast.
Solarstrom hat nur 12V, ist also völlig ungefährlich?
Das stimmt leider nicht. Du kannst zwar bei der geringen Spannung keinen Stromschlag bekommen, doch aufgrund der großen Stromstärke besteht Funken- und Brandgefahr. Achte immer auf dicke Kabel. Wenn sich eine Leitung im Betrieb warm anfühlt ist sie mit Sicherheit zu dünn. Besonders kritisch sind die Kabelverbindungen. Verwende gute, ausreichend große Lüsterklemmen. Wesentlich sicherer ist die Verbindung, wenn du die Drahtlitzen miteinander verlötest, ehe du sie verschraubst.
Batterien können platzen. Achte darauf keine Funken zu erzeugen. Sei besonders vorsichtig beim Anschließen keinen versehentlichen Kurzschluss mit noch losen dicken Kabeln oder dem Schraubenschlüssel zu verursachen.
Batterien geben kleine Mengen Gas (Chlor) ab, komplexe Regler und Spannungswandler erzeugen Elektrosmog, teils mit starken Strömen.
Weshalb sind Solarkabel so teuer?
Solarkabel müssen ausreichend stark sein. Das kann ziemlich teuer werden. Je länger die Leitung und je höher die Stromstärke, um so dicker sollte die Leitung sein. Alle Leitungen die im Betrieb warm werden sind eindeutig zu schwach! Die Kabel müssen nun nicht gerade Fingerdick sein, aber Kabel mit 10 Quadratmillimeter Durchschnitt sind oft angeraten. Für kleine Anlagen unter 100 Watt darf es auch weniger sein. Für Leitungen zu kleinen Verbrauchern (Radio, Lampen bis 20W) können ganz gewöhnliche Kabel (1,5 qmm) verwendet werden. Du kannst mehrere Kabel zu einer Leitung zusammenzwirbeln. So lassen sich auch gewöhnliche Netzkabel verwenden, je eines für Plus und eines für Minus, wobei jeweils alle drei Adern zu einer Leitung zusammen drehst.
Achte bereits bei der Planung deiner Anlage auf möglichst kurze Kabelwege.
Wie messe ich die Spannung, Stromstärke und Verbrauch?
Für die Spannung hältst du das Messgerät einfach an die beiden Anschlüsse deren Spannung du wissen willst. Du kannst dabei alles angeschaltet lassen. Um die Stromstärke zu messen, musst du die Leitung unterbrechen, und das Messgerät dazwischen halten. Die Ströme in Solaranlagen sind oft höher als sie mit billigen Geräten zu messen sind. Die Leistung berechnet sich etwa aus Stromstärke mal 12 Volt.
Alternative Leistungsmessung von Verbrauchern: Messe um wie viel die Spannung deiner Batterie absinkt, wenn du ein Gerät einschaltest. Vergleiche diesen Wert nun mit dem Spannungsabfall, wenn du Lampen bekannter Leistung anschaltest. Geht die Spannung um den gleichen Betrag herunter ist auch der Verbrauch des Geräts genauso groß, wie der der Lampen.
Wie messe ich den Ladezustand meiner Batterien?
Die Spannung deiner Batterie gibt etwa an wie voll sie ist. Batterien unter 10,5 V sind kaputt. Batterien unter 11,5 Volt sind absolut leer. Gewöhnlich nutzt man eine Batterie im Bereich zwischen 12 Volt und 13 Volt, kann sie aber bis knapp über 14 Volt laden. Richtig messen kann man nur, wenn die Batterie nicht gleichzeitig geladen oder belastet wird. Die Spannungsmessung ist nur bei einer Batterie aussagekräftig, die einigermaßen in Ordnung ist.
Eine einfach und deutlich jederzeit ablesbare Spannungsanzeige mit verschiedenfarbigen Leuchtdioden ist die ideale Unterstützung um ein Gefühl für den Ladezustand und den Stromverbrauch verschiedener Geräte zu bekommen.
Warum tut meine Anlage nicht mehr richtig? Ich habe schon alles drei mal nachgeprüft.
Verschraube die
Anschlüsse an der Batterie mit Kraft. Hier entstehen immer wieder Korrosionen, die
locker aufgesteckte Kabelkontakte mit der Zeit unterbrechen. Alles scheint in
Ordnung, aber es kommt nur noch wenig Strom durch. Die Anlage funktioniert
grundsätzlich, schaltet aber ständig ab. Im Zweifelsfall abschrauben, mit
Schleifpapier blank schmirgeln und wieder fest montieren.
Oft ist aber auch eine einzelne Batterie geschädigt, welche die Leistung der
gesamten Anlage deutlich drückt.
Erstellt auf solar versorgtem System, Stefano, Dez. 2006