Solar Inselanlage selber bauen

Sie wollen Ihre eigene Solar Inselanlage für Ihr Ferienhaus, Gartenhütte Reisemobil oder Haus zusammen stellen? In der folgenden Anleitung werden soll kurz auf mögliche Verschaltungen und Anwendungen eingegangen werden.

Benötigte Komponenten:

Solarmodul (PV Generator)

Laderegler

Solarbatterie

Kabel

Stromverbrauch:

Vor dem Bau der Inselanlage sollten sie sich zunächst überlegen wie viel Strom sie benötigen bzw. der Batterie entnehmen möchten. Planen sie hierbei auch Überbrückungstage ein an denen die Batterie aufgrund mangelnder Sonneneinstrahlung oder Lichtverhältnisse nicht geladen werden kann. 

Machen sie sich hierzu wie im folgenden eine Auflistung oder benutzen sie die hierführ bereitgestellte Excel Tabelle:

Dimensionierung der Anlage:

Solarmodul

Der PV-Generator sollte mindestens die benötigte Menge an Energie (W) am Tag liefern können. Als Schätzwert kann man davon ausgehen das ein Solarmodul in unseren Breitengraden in der Sommerzeit ca. einen Energieertrag liefert der der 4 fachen Nennleistung des Moduls entspricht. Ein 100 W Solarmodul würde dementsprechend 400 Wh am Tag erzeugen. Das Solarmodul kann jedoch etwas kleiner dimensioniert werden sofern Nutzungspausen auf Verbraucherseite vorgesehen sind. Wird der Batterien zum Beispiel nur am Wochenende Strom entnommen so hat der PV Generator 5 Tage Zeit die Batterie wieder voll auf zu laden. 

Sollten sie Hilfe bei der Dimensionierung ihrer Anlage benötigen so kontaktieren sie uns, wir sind gerne behilflich. 

Grundprinzipien der Verschaltung:

Sowohl die Solarmodule als auch die Batterien können in Reihe und oder Parallel geschaltet werden. Bei einer Reihen Schaltung summiert sich die Spannung (V) der einzelnen Module und die Leistung (A) bleibt konstant. Bei einer Parallel Schaltung addiert sich die Leistung (A) der einzelnen Solarmodule und die Spannung (V) bleibt konstant. 

Hinweise zu den Komponenten:

Solarmodule:

Im Prinzip können sie jedes Solarmodul benutzen. Achten sie jedoch darauf das sich die Leerlauf Spannung (V) oberhalb der gewählten Systemspannung im System (12V, 24V, 48V) bewegt. Die meisten Solarbatterien arbeiten in einem Spannungsbereich von 14 V. Bezieht man dann noch einen Verlust von 1-2 V für die Verkabelung mit ein und 1- 2 V für Temperaturen > 25° sollten sie je nach Verschaltung der Solar Module auf eine Leerlaufspannung von ca. 16V - 20V kommen. 

Achtung: Verwenden sie keine Dünnschicht Module da diese in der Regel in einem sehr hohem Spannungsbereich (V) arbeiten. 

Batterien:

Verwenden sie ausschließlich speziell für den Solar Einsatz konzipierte Batterien. Hierbei handelt es sich in der Regel um Gel Akkumulatoren. Diese sind zwar in der Anschaffung teurer aber aufgrund ihres Aufbaus unbedenklich in Innenräumen (Reisemobil, Haus) verwendbar. Des weiteren verfügen sie über eine weitaus höhere Zyklenfestigkeit und Lebensdauer. Die Batterien sollten zu maximal 50% - 75% entladen werden! 

Bei der Verschaltung mehrer Batterien sollten sie darauf achten nur Batterien mit gleicher Leistung (A) und gleicher Spannung (V) zu verwenden. Die Batterien sollten des weiteren vom gleichen Hersteller sein und optimaler Weise zeitnah gefüllt worden sein.

Achtung: Benutzen sie keine Auto Starter-Batterien. Diese wird spätestens nach 1- 2 Jahren den Geist aufgeben, da diese weder für tief Entladungen noch für dauerhafte Stromentnahme konzipiert worden sind.

Laderegler:

Der Laderegler sollte mindestens die Leistung der Solarmodule regeln können. Achten Sie darauf das sich die Leistung (A) der Module bei Reihenschaltung addiert. Ferner sollte der Laderegler die entsprechende Spannung (V) bearbeiten können. Hier ist darauf zu achten das sich die Spannung (V) bei der Parallelschaltung addiert. Laderegler gibt es für unterschiedliche Leistungen (A) und Spannungen (12V, 24V, 48V) 

Kabel:

Das Kabel sollte weder einen zu hohen noch einen zu niedrigen Durchmesser haben. Beides würde zu Leistungsminderungen des Systems führen und die Anlage nachhaltig schädigen. In der Regel ist man mit einem Leitungsdurchmesser von 4mm2 auf der sicheren Seite. Wir raten dazu ein spezielles Solarkabel ein zu setzen. Dies hat den Vorteil das es speziell für den Einsatz im Aussenbereich und auch bei langjähriger direkter UV Strahlung nicht spröde wird. Ein sprödes oder ab isoliertes Kabel kann zu einem Brand führen.

Grundsätzliches zur Montage einer Inselanlage:

Sie sollten die Solarmodule optimaler Weise nach Süden ausrichten und in einem Aufstellwinkel von ca. 35°- 45° montieren. Eine Verschattung der Solarzellen verringert außerdem den Energieertrag des PV-Generators. Des weiteren sollten sie darauf achten das die Modulrückseite ausreichend belüftet wird da somit eine optimale Leistung erzielt wird. 

Achtung: Die Module nicht direkt auf einer leicht entflammbaren Oberfläche montieren.

Achtung: Die Kabel sollten so verlegt werden das sie nicht beschädigt werden können.

Welchen Solar Laderegler brauche ich?

Die Frage nach dem richtigen Solar Laderegler stellt sich immer dann wenn ein Solarmodul mit einer Solar Batterie verbunden werden soll. Der Laderegler schützt die Batterie vor Tief- und Überladung sowie vor einem Kurzschluss. Ein Solar Laderegler verlängert also die Lebensdauer der Batterien erheblich und sollte grundsätzlich bei Solar Sytemen in denen Batterien zum Einsatz kommen verwendet werden.

Wir möchten Ihnen an dieser Stelle ein paar Tips geben wie Sie den richtigen Laderegler für Ihre Insel Solaranlage finden.

Die Wahl des richtigen Solar Laderegler ist abhängig von drei Faktoren, Modulstrom [A], Laststrom [A] und der Spannung [V]. Diese Faktoren sind durch die zu verwendenden Komponenten vorgegeben.

Modulstrom und Laststrom
Der Laderegler muss den maximalen Strom [A] der in der Anlage fließt abfangen können. Dies bedeutet dass zunächst geprüft werden muss welcher Strom auf der Modulseite (Modulstrom) und welcher Strom auf der Verbraucher Seite (Laststrom) anliegt.

Beispiel:

Modulstrom: 2 Solarmodule mit je 8,0 [A] = Modulstrom 16 [A]
Laststrom: 4 Verbraucher [12V] mit je 5 [A] = Laststrom 20 [A]

Der Laderegler sollte also mindestens 20 [A] Laststrom regeln können. Sollten Sie jedoch in Zukunft planen Ihre Anlage zu erweiterten wählen Sie einen etwas größeren Laderegler. Ca. 90% der Steca Laderegler haben identischen Modulstrom [A] und Laststrom [A].

Die Spannung
In der Regel kommen 12 [V] Systeme zum Einsatz sowohl auf Verbraucherseite (Laststrom) als auch bei den Batterien. Ein Solar Laderegler mit [12V] ist also in der Regel ausreichend. Jedoch können auch Batteriesysteme mit 24 [V] und [48V] zum Einsatz kommen. Bei Systemen in denen Module mit einer höheren Spannung [V] als die Batterien arbeiten empfiehlt sich ein Laderegler mit MPP (Peak Power Tracker) Technik. Dieser transformiert höhere Spannungen auf die benötigte Spannung die an der Batterie anliegt herunter.

Camping

Aufbau und Funktion einer Solar Anlage in einem Reisemobil

In der Regel besteht eine Solaranlage aus einem Solar Modul auf dem Dach und einem Regler im Innenraum des Reisemobils. Bei Sonneneinstrahlung wandelt das Solar Modul die Ennergie der Sonne in elektrischen Strom um und leitet diesen an den Laderegler. Der Laderegler leitet den Strom dann an die Bordbatterie weiter bis diese aufgeladen ist und schaltet dann die Strom zufuhr wieder automatisch ab. So wird ein überladen der Boarbatterie und ein Stromrückfluss zu den Solar Modulen unterbunden. Das Solar Modul übernimmt somit die Funktion eines Batterie-Ladegerät, mit dem Unterschied das die Energie immer zur Verfügung steht, kostenlos ist und vor allem auch emissions frei.

Der Anschluss der Solaranlage im Reisemobil erfolgt in der Regel an der Bordbatterie. Diese kann dann zusätzlich überschüssigen Strom an die Startbatterie des Reisemobils weiterleiten so dass beide Batteriesysteme optimal versorgt werden. Bei dem von den Solar Modul erzeugten Strom handelt es sich um Gleichstrom in 12V oder 24V.

Aufbau und Funktion einer Solar Anlage in einem Wohnwagen

Solar Anlagen die für den Einsatz in einem Wohnwagen konzipiert sind unterscheiden sich im Aufbau nur unwesentlich von dem eines Reisemobils. Auf dem Dach des Wohnwagen wird ein Solar Modul installiert. Dieses Solar Modul wandelt die aus der Sonne gewonnene Energie in Solarstrom um. Der erzeugte elektrische Strom wird dann an einen Regler im Innern des Wohnwagens weitergeleitet welcher dann die Ladung der Bordbatterie steuert. Der Laderegler erkennt automatisch den Ladezustand der Batterie und versogt sie so lange mit Strom bis diese vollständig aufgeladen ist, danach schaltet er sich automatisch ab und unterbindet einen Rückfluss des Stroms zum Solar Modul. Die Batterie wird somit vor Überladung und ungewollter Entladung geschütz. Somit übernimmt die Solaranlage die Funktion eines mobilen Ladegerätes, mit dem Unterschied das die erzeugte Energie ihnen im Wohnwagen jederzeit zur Verfügung steht, unabhängig von ihrem Stellplatz.

In der Regel sind die meisten Wohnwagen bereits mit einer Bordbatterie ausgestattet, ansonsten muss diese noch nachgerüstet werden. Bei dem von dem Solar Modul erzeugten Strom handelt es sich um Gleichstrom in 12V oder 24V.