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Solaranlage

Eine Solaranlage ist eines der beliebtesten Zubehörteile. Sie erlaubt eine weitgehende Unabhängigkeit vom Stromnetz, auch bei längeren Standzeiten. Der Einbau ist nicht ganz unkompliziert, wird aber trotzdem gern selbst erledigt. Das spart Geld und vermeidet, dass der Händler aus Zeitgründen einfach Kabelkanäle quer durchs Womo verlegt. Hier gibt es einen Überblick über die Möglichkeiten und Komponenten: 

Das Panel ist das Herzstück der Anlage. Es gibt flexible Panels, die flächig aufgeklebt werden, damit an eine Form angepasst werden können und begehbar sind. Die häufiger anzutreffende Bauform sind starre Panels, die an Befestigungsprofile geschraubt werden, welche man auf das Dach klebt. Sie sind wegen der Glasoberfläche robuster und haltbarer, und ausserdem besser gekühlt durch die Hinterlüftung. Wichtigste Daten sind neben der Baugrösse die maximale Leistung in Wp (Watt Peak) und die Spannung im Bereich 18-48 V, die auf jeden Fall höher liegt als die Batteriespannung. Mehrere Panels gleicher Spannung können parallelgeschaltet werden. 

Meistens werden Panels waagerecht auf dem Dach angebracht. Sie verrichten dann einfach ihren Dienst, ohne dass man sich kümmern muss. Die Ausrichtung zur Sonne ist selten ideal, allerdings sind geringe Abweichungen nicht schlimm - das Bild zeigt den Zusammenhang zwischen Einstrahlwinkel und Solarertrag.

Der Regler verbindet das Panel mit der Batterie, wobei die Spannung auf das Bordnetz abgestimmt wird. Er sollte, wie auch andere Laderegler, verschiedene Einstellmöglichkeiten für den Batterietyp haben. Es gibt zwei Techniken: einfache Shuntregler erzeugen eine konstante Spannung und verheizen den Überschuss, sie sind für 18 V-Panele geeignet. Die wesentlich teureren MPPT-Regler wandeln die Spannung um (als DC-DC-Wandler) und sind auf jeden Fall vorzuziehen, weil sie einen höheren Solarertrag bieten und weniger Abwärme erzeugen. Das Panel kann auch eine höhere Ausgangsspannung haben.

Jeder Regler hat eine maximale Leistung, die sich aus dem maximalen Strom berechnen lässt (z.B. 20 A * 12 V = 240 Watt). Es ist kein Problem, wenn die Panels leistungsstärker sind als der Regler, allerdings begrenzt dann der Regler unter guten Bedingungen die Leistung der Anlage. Bei steil stehender Sonne hat man aber meistens genug Solarertrag.

Weiterhin unterscheiden sich die Regler nach den Anschlussmöglichkeiten:

  • Jeder Regler hat zwei Anschlüsse für das Solarpanel, Plus und Minus. Eine Absicherung ist nicht notwendig.
  • Jeder Regler hat zwei Anschlüsse für die Batterie, ebenfalls Plus und Minus. Der Batterietyp sollte richtig eingestellt sein (passende Ladeschlussspannung). Das geschieht über Schalter, Jumper oder Software.
  • Die Spannung muss natürlich stimmen, es gibt Regler für 12 V und 24 V. Manche kann man einstellen, da muss die Einstellung stimmen. Und manche Regler erkennen die Spannung automatisch, da muss man sich drauf verlassen wollen. 
  • Viele Regler haben einen AES-Ausgang (auch S+ genannt), der aktiviert wird, wenn die Batterie voll ist bzw. mehr Solarleistung zur Verfügung steht als abgenommen wird. Ist der Ausgang aktiv, liegen dort +12 V an, mit denen ein Kühlschrank auf 12 V umgestellt werden kann. Man kann damit auch ein Relais schalten und ein selbst ausgedachtes Stromverschwendungsprojekt realisieren. 
  • Manche Regler haben einen leistungsschwachen Ausgang für eine zweite Batterie. Im Wohnmobil eine feine Sache, weil man die Starterbatterie mit Erhaltungsladung versorgen kann.
  • Anschlüsse für externe Temperaturfühler können sinnvoll sein, wenn Bleibatterien geladen werden, die sich nicht in der Nähe befinden.
  • Manche Regler haben einen Lastausgang, an den man die Verbraucher anschliesst, wenn man eine autarke Anlage baut. Da ist dann ein Tiefentladeschutz für die Batterie dabei. Im Womo wird der Ausgang meistens nicht benutzt. Manche improvisieren darüber aber einen Ausgang für die Starterbatterie, der allerdings im Gegensatz zum separaten Ausgang die Batterien zusammenschaltet. Eine Diode verhindert, dass die Starterbatterie durch Verbraucher leergenuckelt wird, und eine Strombegrenzung, dass ein Anlassen des Motors die Leitung überlastet. Geht einfach und billig durch Reihenschaltung einer 60 W-Fernscheinwerferbirne.
  • Anschlussmöglichkeiten für Anzeigen (Kabel, Funk oder Bluetooth) geben Informationen zu Strom, Spannung und Solarertrag. Aus meiner Sicht ähnlich sinnlos wie ein Stromzähler am Landstromeingang, mich interessiert nur die Gesamtbilanz, die ich am Batteriecomputer sehe. 

Der Anschluss ist elektrisch gesehen sehr einfach: Zwei Kabel gehen vom Panel zum Regler, und zwei vom Regler zur Batterie, manchmal noch zur Starterbatterie. Der Anschluss an die Batterie muss dabei zeitlich zuerst erfolgen und kann auch dauerhaft bestehen bleiben. Sinnvollerweise schliesst man dort an, wo dicke Batteriekabel gut zugänglich sind. Das ist häufig nicht die Batterie selbst, sondern z.B. das EBL oder das Trennrelais. Viele EBL haben sogar schon eine dezidierte Anschlussmöglichkeit für Solarregler. Weil sich bei der ganzen Technik meistens noch ein guter Platz für den Regler findet, ist der Anschluss meistens recht kurz und einfach. Die verwendeten Kabel sollten dabei einen ordentlichen Querschnitt haben, mindestens 4 qmm, um Verluste zu minimieren. Das gilt auch für den Anschluss des Panels an den Regler, hier macht das Verlegen aber meistens erheblich mehr Arbeit. Zur unsichtbaren Verlegung kann man vorhandene Kabelkanäle, tote Räume hinter Möbeln oder den Rand der Duschtasse nutzen. Irgendwo muss man nach oben und durch das Dach. Wenn man ein Kabel durch einen Hohlraum schiebt, wird man kein kleines Loch am Ende treffen. In diesen Fällen schiebt man besser ein Kabel von der Gegenrichtung durch, klebt das Kabel an und zieht es zurück. In verwinkelten Fällen kann es auch helfen, von beiden Seiten ein Kabel einzuschieben, an deren Ende man kleine, starke Magnete geklebt hat. In jedem Fall ist es einfacher, erst ein Kabel durchzuziehen und dann das zweite  anzukleben und nachzuziehen. 

Die Dachdurchführung sollte genau geplant werden, damit man nur eine braucht. Ich empfehle eine abgedeckte, aber zugängliche Stelle, z.B. hinter einer Lampe. Es gibt Hutzen zur Dachdurchführung mit einem bzw. zwei Kabelausgängen, die über dem Loch im Dach so aufgeklebt werden, dass die Ausgänge nach hinten zeigen. Die Verklebung muss so ausgeführt werden, dass sie wasserdicht ist. Das Loch im Dach selbst nicht abdichten, damit man Undichtigkeiten bemerkt. Wenn man doppelt abdichtet, kann der Hohlraum voll Wasser laufen und bei Frost Schäden anrichten. 

Der Anschluss ans Panel erfolgt meistens über genormte Stecker. Diese passen oft nicht durch die Dachdurchführung, sollten also erst am Schluss angebracht werden. Dafür ist man nach dem Anschluss des Panels an den Regler fertig und kann fortan Gratisstrom geniessen.

Weiteres Wissenswertes

Wenn man die Solaranlage abschaltbar machen möchte, baut man einfach einen Schalter in die Plusleitung zwischen Panel und Regler. Eine Abschaltung ist sinnvoll, wenn man bei Nichtbenutzung die gesamte Bordelektrik stilllegt und die Aufbaubatterie trennt.

Mobile Panels gibt es als Solartasche oder Koffer. Man kann sie separat aufstellen und muss nur für eine Anschlussmöglichkeit an einen Regler sorgen, oder an das Bordnetz, wenn der Regler bereits integriert ist. Vorteil ist, dass man das Panel flexible aufstellen und zur Sonne ausrichten kann, nachteilig ist, dass man sich kümmern muss und das gute Stück geklaut werden kann. Sie werden gerne als Zusatzversorgung von Wintercampern genutzt.

Ist die Aufbaubatterie eine Bleibatterie, wird sie durch die Solaranlage immer voll geladen, was sie länger fit hält. Bei Lithiumbatterien ist die ständige Volladung unnötig, schadet aber auch nicht nennenswert. Wer von vornherein mit Lithiumbatterien plant, kann eine kleinere Solaranlage nutzen, weil der Ladewirkungsgrad erheblich besser ist. Bei Bleibatterien bekommt man nur rund zwei Drittel des reingeladenen Stroms auch wieder heraus. 

Die einmaligen Kosten für die Anlage sind nicht ganz unerheblich, aber abgesehen von der Autarkie kann sie sich über die Jahre auch finanziell rentieren: da der Strom auf Stell- und Campingplätzen häufig separat bezahlt werden muss, kommen so gerne hundert Euro pro Saison zusammen. 

Im Sommer erzeugt fast jede Solaranlage einen Überschuss, der aber schwierig zu nutzen ist. Bei Kühlschränken mit automatischer Umschaltung und Reglern mit AES-Ausgang lässt sich ein bisschen Gas sparen. Andere Ideen wie Heisswasser oder Netzeinspeisung sind zwar möglich, aber meistens steht der Aufwand in keinem guten Verhältnis zum Ertrag. 

Titelbild: Knapp 30 kWp auf dem Winterlager, knapp 0,2 auf dem Womo