Welches Solar-Paneel

Bild Solarpanel

Solarpaneel

Dieser Artikel soll lediglich eine kleine Entscheidungshilfe sein, man einige Punkte berücksichtigen sollte, bevor man sich anschließend bei dem Wust an Angeboten und Möglichkeiten über einen Fehlkauf ärgert. Die Daten für die Einschätzung der nutzbaren Energie habe ich mir bei Wikipedia ff. zusammengesucht.
Eine Einbauanleitung oder Technik findet ihr hier nicht, es geht alleine um die Wahl des richtigen Solar-Paneels, oder, ob bei entsprechendem Verbrauch eine andere Energiequelle nicht sinnvoller ist.
Der Einsatz ist so mannigfaltig wie wir Menschen, darum kann die Frage “Welches Solar-Paneel für mich und mein Wohnmobil” so  nicht eindeutig beantwortet werden. Sie ist abhängig von den Zielen, der verwendeten Verbraucher und dem Einsatzgebiet.

Die erste Frage, die es zu beantworten gilt, ist die, ob man über ein paar Tage hinweg vom Strom autark stehen möchte, meist wenig fährt oder nicht.
Für wen lohnt sich die Investition in eine Solar-Anlage nicht:

  • Wer lediglich auf Stellplätzen mit Strom unterwegs ist und nutzt
  • Nur bedingt, wer einen Standard-Kompressor Kühlschrank verbaut hat
  • Wer täglich >2 Stunden fährt
  • Wer hohe Stromverbraucher wie Nespresso oder Fön sein Eigen nennt
  • Für autarkes Stehen im Winter von November – Februar
    Der größte Stromverbrauch ist ja Nachmittags oder am Abend, wenn kein Strom mehr geerntet werden kann. Selbst unter guten Bedingungen müsste eine Solar-Anlage riesig sein.
    Eine Solar-Anlage macht hier einfach keinen Sinn, hierzu bedarf es anderer Energiequellen.

Nur wer ein paar Tage mehr ohne Stromanschluss stehen möchte und seinen individuellen Strombedarf mit einem Solar-Paneel zumindest von Frühjahr bis Herbst decken möchte, nur für den macht ein Solar-Paneel Sinn!

Also beginnen wir mit dem ersten Schritt…

Ermittlung des Strombedarfs und Leistung des Solar-Paneels

Bei der Planung sollte eine Optimierung der Verbraucher ebenso überdacht werden, um so die optimale Lösung zu finden. Auch im Hinblick auf den Preis einer Solar-Anlage oder Akkus.
Heutzutage benötigt nahezu kein Gerät mehr 230V, selbst für Laptops gibt es entsprechende Adapter. Es ist auch völlig irrsinnig, zunächst 12 V auf 230 V zu Transformieren, die dann in vielen Geräten wieder herunter transformiert werden. Die Wechselrichter selbst verbrauchen nicht wenig Strom. Moderne TV mit 22 Zoll verbrauchen nicht mehr als 25 Watt…
Alle Lampen sollten auf LED oder in Bereichen, wo viel Licht benötigt wird, auf Leuchtstoffröhren umgerüstet werden.
Wer autark stehen möchte, sollte einen Absorber-Kühlschrank einsetzen. Sicherlich, Kompressor-Kühlschränke arbeiten effektiver, aber richtig verbaut, arbeitet ein Absorber-Kühlschrank auch bei 35 Grad noch ausreichend, sogar frosten ist möglich, hier spreche ich aus Erfahrung. Ein Kompressor-Kühlschrank zieht im Sommer locker 50 Ah/Tag, die müssen durch entsprechende Paneele wieder ausgeglichen werden, was auch ein Kostenfaktor dar stellt.

Je geringer der Strombedarf, desto sinnvoller der Einsatz von Solar-Paneelen!

Um den Verbrauch/Bedarf an Strom abzuschätzen, hier einige Kenndaten:

Gerät Watt Ampere Zeit/min Ah
         
Licht LED 3 ,3 120 0,5
Licht Leuchtstoff 9 ,8 180 2,3
Wasserpumpe 100 8,3 10 1,4
         
Gesamtverbrauch:       4,1

Wie man sieht, nur für Licht und Wasserpumpe wird so gut wie kein Strom verbraucht, 4 Ah sind so gut wie nichts. Selbst wer einen Fäkaltank mit Häcksler hat, der gut zwischen 20 und 40 Ampere ziehen kann, schlägt das in der Bilanz nur mit höchstens 1 Ah/Tag zu Buche, da der Häcksler nur Sekunden läuft.

Nehmen wir im weiteren Beispiel einmal an, das (moderne) TV und SAT würde am Tag 3 Stunden laufen, ebenso 4 Stunden das Radio, es müssten 2 Smartphones/Tablets geladen werden und in der Übergangszeit würde die Heizung 2 Stunden laufen.

Gerät Watt Ampere Zeit/min Ah
         
Licht LED 3 ,3 120 0,5
Licht Leuchtstoff 9 ,8 180 2,3
Wasserpumpe 100 8,3 10 1,4
TV 24 2,0 180 6,0
SAT 15 1,3 180 3,8
Radio 25 2,1 240 8,3
Laden Handy 24 2,0 180 6,0
Heizung (eig. Wert, Winterfestes Mobil, ansonsten bis zu zehn- und zwölffache Menge) 20 1,7 120 3,3
         
Gesamtverbrauch:       31,6

Diese ca. 32 Ah/Tag können über ein Solar-Paneel auch in den Übergangszeiten ab März und Ende Oktober mit einem 200 Wp-Paneel nahezu eingefangen werden, zwischen April und September sowieso. Automatische SAT-Anlagen haben einen hohen Anlaufstrom (ca. 0,2 Ah) zum Ausrichten der Schüssel, danach werden aber nur um 1 A benötigt, natürlich je nach Hersteller unterschiedlich.
So lässt sich schon recht komfortabel leben, es kann auch jeder für sich nach seinem Bedürfnissen den Wert noch deutlich mindern.

Ihr vermisst den Kühlschrank? Richtig, den habe ich mit Absicht weg gelassen, da nicht jeder einen Kompressorkühlschrank verbaut hat, oder nicht jeder aus wirtschaftlichen Gründen bereit ist, für die stromtechnische Autarkie hier die entsprechenden finanziellen Mittel auf zu bringen.
Beispiel:
Ein normaler Kühlschrank zieht im Sommer auf Dauer ca. 30-40 W (Nennleistung ca. 65 W), dies sind ca. 60 Ah/Tag die zu den anderen Verbrauchern hinzugezählt werden müssen. Um von April – August autark zu sein, benötigt man eine Solar-Anlage mit mindestens 400 Wp. Im März und Oktober reicht es hiermit für ca. 2 Tage mit einer 220 Ah Batterie (50% Entladung), nur im Sommer (s. Tabelle unten) ist man unter günstigen Bedingungen autark, bzw. kann den Strombedarf halbwegs decken.
Das sind natürlich geschätzte Mittelwerte, die je nach Kühlschrankgröße, Hersteller, zusätzlichem Froster oder heißem Wetter deutlich schlechter ausfallen können. Besser sieht es mit einem Kissmann Kühlschrank aus, der auf Grund seiner Technik gemittelt mit 14 Ah/Tag zu Buche schlägt. Aber halt nicht ganz billig ist 😉
Sicherlich haben Kompressor-Kühlschränke bei heißem Wetter eindeutige Vorteile, dies muss halt jeder für sich entscheiden, in wie weit der finanzielle Aufwand auch in Bezug des Einsatzes das wert ist.

Ein Punkt noch zu hohen Verbrauchern wie Nespresso oder Fön:
Sicherlich kann man auch mal eine Nespresso oder den Fön einsetzen, die Betonung liegt aber auf mal.
Der technische Aufwand macht den an sich schon teuren Kaffeegenuß so richtig teuer. Man benötigt einen teuren Sinus-Wechselrichter mit mindestens 1.000 W, besser 1.500 W. Die Verkabelung muss entsprechend ausgelegt sein, damit >100 A fließen können ohne das Wohnmobil abzufackeln. Ebenso sollte die Aufbaubatterie mindestens 220, besser 400 Ah aufweisen.
Die Rechnung:

Gerät Watt Ampere Zeit/min Ah
Nespresso 1300 108,3 10 18,1

10min mit einem kleinen Fön liegen vom Verbrauch her in etwas in gleicher Höhe. Um drei mal Kaffee am Tag zu kochen, bräuchte man alleine schon 200 Wp (Mai-July). Wem es das finanziell wert ist, sollte bei solchen Verbrauchern eher über eine Brennstoffzelle nachdenken. Dann sind alle Energieprobleme vorbei und die Mehrkosten im Vergleich zu einer entsprechenden Solaranlage sind dann auch nicht mehr so groß.

Welche Leistung / Größe sollte das Solar-Paneel haben?

An den obigen Beispielen und Rechnungen könnt ihr relativ gut euren eigenen Strombedarf ausmachen. Dann müsst ihr euch fragen, in welchem Zeitraum ihr unterwegs sein wollt.
Es scheint ja nicht immer die Sonne, auch fällt die Sonne nicht immer günstig auf das Solar-Paneel, sie sollte möglichst senkrecht stehen. Auch die Temperatur spielt eine Rolle.
Hier ein Beispiel für ein gängiges Modul von 200 Wp, Umwandlungs- und Temperaturverlerluste etc. sind hierbei berücksichtigt.
Die obere Zeile gibt die durchschnittliche Strahlung der Sonne an, bzw. was höchstmöglich mit entsprechendem Paneel zu ernten ist. Du untere Zeile für ein 200 Wp- Paneel.

  Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Nutzbare Energie
in Deutschland
112 Wh 212 Wh 351 Wh 521 Wh 672 Wh 708 Wh 657 Wh 576 Wh 425 Wh 266 Wh 131 Wh 87 Wh
9 Ah/d 18 Ah 29 Ah 43 Ah 56 Ah 59 Ah 55 Ah 48 Ah 35 Ah 22 Ah 11 Ah 7 Ah

Wenn Ihr euren Strombedarf errechnet habt, könnt ihr sehr schön die Größe eures Solar-Paneels für einen Zeitraum ermitteln.

Wer mehr als ca. 3 Tage autark stehen möchte:
Das Paneel sollte zumindest so leistungsfähig sein, dass im April und Oktober noch euer Bedarf gedeckt wird. Vielleicht noch mit einem Zuschlag, denn die Werte stellen ja nur einen Durchschnitt dar. Oft hat man Schlechtwetterphasen oder man steht auch mal beschattet.

Bis zu zwei Tage:
Hier kann das Paneel auch etwas kleiner ausfallen, sollte aber zumindest von Mai – September den Bedarf annähernd decken. Die Batterie sollte dann so bemessen sein, dass die verbrauchte Menge Strom die Batterie nicht mehr als um ca. 30 % entlädt.

So kommen wir gleich zu dem nächsten wichtigen Punkt…..

Welche Batterie zu einem Solar-Paneel?

Es macht keinen Sinn, ein leistungsfähiges Solar-Paneel von 400 Wp bei einem Verbrauch von ca. 50 Ah an eine 100 Ah-Batterie anzuschließen. Der meiste Strom wird zumeist Abends entnommen und geht zu Lasten der Batterie auch muss diese die hohen Ströme der Solar-Anlage verkraften.

Die Batterie sollte so bemessen sein, dass nicht mehr als ca. 30 % (Andere sprechen auch von 50%) der Kapazität bei einer AGM, Nass- oder Gel-Batterie entnommen wird. Beim Entladen bildet sich Bleisulfat, das sich an den Wänden der Platten absetzt. Dieses wird beim nächsten Ladevorgang wieder abgebaut, was auch wiederum für ein größeres Paneel spricht, damit ein Ladezyklus abgeschlossen werden kann. Das ist wiederum wichtig damit das Bleisulfat nahezu vollständig abgebaut wird.
Batterien haben eine bestimmte Anzahl an Ladezyklen, d.h. die vollständige Entladung und Ladung bilden einen Ladezyklus. Je weniger entnommen wird, erhöht sich analog dazu i.V.m. mit dem oben gesagten die Lebensdauer der Batterie. Ich habe meine Batterie so bemessen, dass ich ohne Solar nicht mehr als 15 % der Nennkapazität entnehme. Das sichert mir i.V.m. meinem Solar-Paneel im Sommer einen vollständigen Ladezyklus (Bleisulfat-Abbau) und im Winter 3 Tage autarkes Stehen zu, ohne das meine Batterie deutlich belastet wird.

 

 

Den unterschiedlichen Batterien und Besonderheiten habe ich einen eigenen Artikel gewidmet: Welche Batterie...

Welches Solarpaneel, Poly-, Monokristallin oder CIS

Nähere Informationen über Solarzellen und Quelle für die Zitate findet ihr bei der Wikipedia >

Polykristalline Module

Polykristalline Module haben einen nicht ganz so hohen Wirkungsgrad, wie monokristalline Solarzellen – polykristalline Module sind jedoch deutlich preiswerter. Das Silizium ist nicht ganz so rein wie bei der Herstellung von monokristallinen Zellen.
Polykristalline Zellen, auch Multikristalline Zellen genannt (poly-Si oder mc-Si), besitzen relativ kurze Energierücklaufzeiten und wurden die verbreitetsten Zellen. Sie erreichen im großtechnischen Einsatz Wirkungsgrade bis zu 16 %. Der Verzicht auf das energie- und zeitaufwändige Rekristallisieren eines Einkristalls wird mit etwas geringeren Leistungen erkauft.

Monokristalline Module

Monokristalline Module sind teurer als die polykristallinen Varianten, dafür weisen diese Solarzellen auch weitaus höhere Wirkungsgrade auf.
Monokristalline Siliciumzellen (c-Si) weisen im großtechnischen Einsatz einen Wirkungsgrad von über 20 % und eine Leistungsdichte von 20–50 W/kg auf. Sie haben gerade bei optimaler Sonneneinstrahlung einen hohen Wirkungsgrad-

CIS Module

CIS-, CIGS-Solarzellen (Chalkopyrite) bestehen aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid bzw. Kupfer-Indium-Disulfid. Dieses Material findet Anwendung in Dünnschichtsolarzellen – hier ist CIGS das leistungsstärkste Material mit Laborwirkungsgraden von mittlerweile 21,7 % .
CIS-Module haben neben dem geringeren Gewicht den entscheidenden Vorteil, dass sie auch dann noch Leistung bringen, wenn selbst monokristalline Module deutlich einbrechen.
Sind allerdings auch deutlich teurer….

Überlegungen, Denkansätze, Meinung…

Es gibt unzählige Arten an Solarmodulen, was für sich das Richtige ist, richtet sich nach dem Verbrauch, Ziel, Geldbeutel und Kompromissbereitschaft.
In Foren oder in Facebook-Gruppen finden sich Leute, die in Selbstbastelei eine Solaranlage billig mit 200 Wp und billigem Regler für um 500 Euro hingebastelt haben.
Teilweise preisen sie auch noch eine billige Starterbatterie aus dem Kaufhaus an 🙂
Ist dann ok, wer mal 1-2 Tage irgendwo stehen will und anschließend sicherstellen kann, dass eine Batterie einen vollständigen Ladezyklus erhält, warum, siehe oben…

Frei nach dem Motto, billig kauft man zweimal, denke ich, dass, wenn auch teurer, eine nachhaltige Technik verbaut werden sollte. Zumindest die Leute, die auch über Tage hinweg der Stromsäule ade sagen wollen.

Dies beinhaltet eine großzügig bemessene Gel- oder besser Blei-Kristall-Batterie, oder, wenn es das Portemonnaie zulässt, einen LiFePO4 Akku.
Ebenso sollte ein vernünftiger MPPT-Solar-Laderegler verbaut werden, der auch die Batterietemperatur misst. Hiermit wird die Batterie für einen vollstädnigen Ladezyklus optimal geladen. Die Batterie wird es danken…

Als Solar-Modul empfehle ich eines mit CIS-, CIGS-Solarzellen.
Bei optimaler Sonneneinstrahlung haben monokristalline Zellen den höchsten Wirkungsgrad, richtig…
Aber meist ist die Einstrahlung nicht optimal, da ist es bewölkt, man steht im Schatten oder die Sonne steht im Frühjahr oder Herbst tief. Hier spielen die CIS-, CIGS-Solarzellen ihren Vorteil aus. Sie liefen genau hier mehr Strom als die Monokristallinen. Ob eine Solar-Anlage bei optimaler Situation nun 10 oder 12 A bringt, ist dann ziemlich wurscht. Meist ist der Akku eh schon wieder voll und die produzierte Energie wird gar nicht mehr abgenommen.
Wichtig ist, dass genug Strom produziert wird, wenn die Bedingungen nicht so optimal sind!
Mir ist es schlicht ein Rätsel, warum die CIS-, CIGS-Solarzellen in Foren oder sonstwo bis auf die Individualausbauer kaum Erwähnung finden.

Speichere in deinen Favoriten diesen permalink.

Kommentar verfassen