Wie kommt der Strom vom Solarpanel zur Batterie beim Camping?

Mit den passenden Solarpanels und der gewünschten Speicherkapazität kannst du dein Handy laden, eine Inselanlage in deinem Garten bauen oder dich beim Camping mit Energie versorgen. In den einzelnen Solarzellen wird Lichtenergie in elektrischen Strom umgewandelt. Die produzierte Strommenge kann, je nach Sonneneinstrahlung, Beschattung und Panelleistung variieren. Ein passender Solar Laderegler sorgt dafür, dass deine Batterie nicht mit zu viel oder zu wenig Ladestrom versorgt werden. Er drosselt den Strom bei einer Überproduktion und sorgt im besten Fall dafür, dass unter Berücksichtigung der herrschenden Temperaturen die angeschlossene Lithium-, AGM- oder Gelbatterie optimal aufgefüllt wird. An einer Solaranzeige oder einem Bedienpanel kannst du neben anderen Werten sehen, wieviel Strom geladen wird.

Wissenswertes zum Panel

Wenn du auf der Suche nach einem passenden Panel bist, wirst du mit vielen technischen Angaben konfrontiert. Nachfolgend findest du eine kurze Erklärung zu den wichtigsten Kennzahlen der Solarpanels:

• Am Wirkungsgrad (eta) kannst du erkennen, wie gut die Zellen aus Licht Energie herstellen können. Je höher der Prozentwert, umso besser funktioniert die Umwandlung (höherer Wirkungsgrad der Zellen = kleineres Panel mit gleicher Wattleistung).
• Die Wattzahl (W) oder das Kürzel WP (Watt Peak) beschreibt die mögliche Spitzenleistung des Panels bei perfekten äußeren Bedingungen.
• Wh/Tag ist die mögliche Wattanzahl, die ein Panel an einem Tag produzieren kann.
• Die Leerlaufspannung in Volt (Uoc = volt at open connector) oder der Kurzschlussstrom in Ampere (Isc= Ampere short circuit) beschreiben die maximal mögliche Spannung bzw. die maximale Stromstärke ohne Last (d.h. ohne angehängten Verbraucher).

Solarmodule heizen in der Sonne schnell auf, in der Norm sind sie knapp 30 Grad heißer als die Außentemperatur. In der Hitze reduziert sich die hergestellte Spannung um ca. 0,25 - 0,45% pro Grad. Optimale Ergebnisse werden bei einer Zelltemperatur von 25 Grad mit senkrecht einfallenden Sonnenstrahlen erzielt.

Die Bauweisen der 12 V Module in der Übersicht

Verschiedene Einsatzzwecke erfordern unterschiedliche Lösungen. Vor dem Kauf solltest du dir über die Verwendung und die Befestigung im Klaren sein.

Solarplatten

Die Solarzellen der sogenannten Rahmenmodule sind auf einer Trägerplatte aufgebracht und liegen geschützt unter einer Glasplatte. Mit monokristallinen Zellen ausgestattet, sind bei dieser robusten Bauform 20 oder mehr Jahre Lebenszeit (mit immer noch 80% des Ertrags) keine Seltenheit. Sie werden mit Spoilern oder Haltewinkeln am Dach befestigt. Durch diese punktuelle Befestigung können sie beispielsweise beim Fahrzeugtausch einfach ausgebaut werden.

Flexible Solarmodule

Diese Technik kommt ursprünglich aus dem Jachtbereich. Die maritim oder begehbar gekennzeichneten Panels sind seewasserfest und mit ihrer geriffelten Oberfläche tritt- & rutschfest. Die Zellen werden auf einen flexiblen Untergrund aufgebracht und in eine transparente Kunststoffschicht eingebettet.
Diese Module können auf geraden und leicht gekrümmten Oberflächen verklebt werden. Sie tragen kaum auf und erhöhen dein Fahrzeug nur unwesentlich. Sie werden mit einem passenden Kleber großflächig auf dem Fahrzeugdach verklebt und so stabilisiert. Ohne gute Befestigung können die zellverbindenden Lötbändchen durch die Vibration brechen und das Panel büßt massiv an Leistung ein. Sie sind fest verbaut und müssen bei einem eventuellen Fahrzeugverkauf ebenfalls den Besitzer wechseln.

Solartaschen & Faltbare Solarpanels

Solartaschen und die faltbaren Panels wurden ursprünglich für den Ladungserhalt der Bordbatterien verwendet. Das praktische Potenzial und die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten dieser mobilen Variante wurden schnell von Campingbus- und Mietwagen-Fahrern entdeckt.
Die Solarzellen werden mit kleineren Platten auf ein robustes Gewebe aufgebracht. So lassen sie sich bei Nichtbenutzung einfach zusammenfalten und verstauen. Geöffnet können sie vor dem Fahrzeug in der Sonne, auf der ausgefahrenen Markise oder zur Beschattung auf der Windschutzscheibe liegen.

Solarkoffer

Der Solarkoffer ist ebenfalls klein verstaubar und sieht einem Aktenkofferähnlich. Die Solarzellen befinden sich meist an der Außenwand, während sich im Inneren des Kastens die Aufstellfüße und das Anschlussmaterial befinden. In den letzten Jahren verschwindet der starre Solarkoffer langsam vom Markt und macht Platz für das faltbare Panel, das günstiger und noch dazu flexibler verstau- und anwendbar ist.

Wie schalte ich meine Solarmodule?

Grundsätzlich benötigst du mindestens eine Produktion von 12,1 Volt, um deine 12 V Batterien vollzuladen. Je nach Batterien und deren Ladekennlinie können Ladespannungen bis ca. 14 Volt nötig sein. Damit sie gut und schnell geladen werden kann, muss schnell und konstant die perfekte Ladespannung erreicht und gehalten werden. Um das zu erreichen, gibt es für den Anschluss der Solarpanels verschiedene Schaltungen. Nachfolgend stellen wir dir die unterschiedlichen Möglichkeiten vor.

Parallelschaltung

Bei der Parallelschaltung verbindest du alle Plusleitungen und alle Minusleitungen miteinander. Dabei bleibt die Gesamtspannung gleich, sie entspricht weiterhin die der verwendeten Panels. Der gewonnenen Stromertrag addiert sich jedoch.

Praxisbeispiel: Wenn du zwei Panels mit 12 V Leerlaufspannung und 10 A Kurzschluss- bzw. Leerlaufstrom parallel verbindest, bekommst du am Ende 12 V Spannung und 20 A Leerlaufstrom.

Bei der Parallelschaltung braucht es länger, bis die Solarpanels die zur Ladung nötige Spannung aufgebaut haben. Besonders morgens und abends wird oft kein ladefähiger Strom produziert, was im Frühjahr oder Herbst zum Nachteil werden kann. Wird eine Platte beschattet produzieren die anderen wie gehabt weiter Strom.

Liefern deine Solarmodule die gleiche Menge Strom (W), aber unterschiedliche Spannungen (V), können sie nicht parallel, sondern nur in Reihe geschaltet werden!

Reihenschaltung

Bei der Reihenschaltung verbindest du das Plus des einen mit dem Minus des anderen Moduls, das kann beliebig fortgeführt werden. Jetzt erhöht sich die Spannung aber die Stromstärke bleibt gleich. Mit einem MPPT-Laderegler wandelst du den Spannungsüberfluss in Ladestrom um und sorgst so für ein effizienteres Laden.

Praxisbeispiel: Wenn du zwei Panels mit 12 V Leerlaufspannung und 5 A Strom verbindest, bekommst du am Ende 24 V Spannung und 5 A Kurzschluss- bzw. Leerlaufstrom heraus.

Die Reihenschaltung verfügt nahezu sofort über eine ladefähige Spannung, die sogar im Winter noch eine ordentliche Strommenge liefern kann. Nachteil dabei: Wenn ein Modul im Schatten liegt, funktioniert die ganze Reihe nicht mehr und die Stromversorgung bricht ein.

Haben deine Solarmodule die gleiche Spannung (V), liefern aber eine unterschiedliche Menge Strom (W) können sie nicht in Reihe, sondern nur parallelgeschaltet werden!

Strangschaltung

Um das Beste aus beiden Anschlussmöglichkeiten zu holen, kannst du sie kombinieren, diese Art der Schaltung nennt sich Strang- oder Stringtechnik. Dabei werden beispielsweise 2 in Reihe geschaltete Module anschließend parallel mit dem Laderegler verbunden. Damit kannst du den jeweiligen Verlust miniminieren.

Hochleistungsmodule, verfügen mit ihren 72 Zellen schon von vornherein über eine hohe Nenn- bzw. Ladespannung. Gepaart mit dem passenden MPPT Laderegler kannst du mit höheren Ladeströmen moderne Batterie-Typen, wie Lithium oder AGM, in kurzer Zeit füllen.

An viele Panels sind sogenannte Bypass-Dioden verbaut. Sie verhindern Schäden durch Überspannung und einen größeren Leistungsverlust bei Teilabschattung oder Verschmutzung.

Monokristallin, CIS oder fürs Hausdach – wo liegen die Unterschiede?

Früher oder später taucht die Frage auf, worin sich die verschiedenen Solarpanels und die verbauten Solarzellen unterscheiden. Zwar funktionieren grundsätzlich alle gleich, aber es gibt auch größere Unterschiede. Für den mobilen Bereich solltest du ausschließlich Produkte verwenden, die für die Nutzung auf Wohnmobil und Wohnwagen hergestellt worden sind. Denn Lötstellen, Rahmen und Zellverbinder der günstigen Großflächenmodule fürs Hausdach sind nicht auf die ständigen Vibrationen ausgelegt und gehen unterwegs in kürzester Zeit kaputt. Inwieweit sich Monokristallin, CIS & Co. voneinander unterscheiden, erfährst du in der folgenden Tabelle:

Wie lange hält ein Solarmodul?

Die meisten Module halten bei guter Pflege mehr als 20 Jahre und das mit sehr wenig Leistungsverlust. Um Verschleiß und Leistungsverlust (z.B. durch Wettereinflüsse und Verschmutzungen) während der Nutzungsjahre so gering wie möglich zu halten, solltest du sie in regelmäßigen Abständen mit einem speziellen Solarreiniger säubern und pflegen. Wenn du gerade dabei bist, wirf am besten auch gleich einen Blick auf Halterungen, Solarkabel und die Dachdurchführung, denn auch die Anbauteile können porös werden, ihre Stabilität oder an Dichtigkeit verlieren.

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