Ein Gastbeitrag von Oliver Rodehuth http://www.camptronic.de © beim Autor
Was hat es mit der vielfach genannten Leistungsgarantie auf sich?
Infos zu Solar-Ladereglern
Infos zu diversen Solarprodukten
So funktioniert eine Solarzelle
Solarzellen bestehen aus verschiedenen Halbleitermaterialien. Halbleiter sind Stoffe, die unter Zufuhr von Licht oder Wärme elektrisch leitfähig werden, während sie bei tiefen Temperaturen isolierend wirken. Nahezu alle zur Zeit produzierten Solarzellen bestehen aus dem Halbleitermaterial Silizium (Si). Silizium bietet den Vorteil, daß es als zweithäufigstes Element der Erdrinde in ausreichenden Mengen vorhanden und die Verarbeitung des Materials halbwegs umweltverträglich ist. 
Vor der Herstellung einer Solarzelle wird das Halbleitermaterial "dotiert". Damit ist das definierte Einbringen von chemischen Elementen gemeint, mit denen man entweder einen positiven Ladungsträger-überschuß (p-leitende Halbleiterschicht) oder einen negativen Ladungsträger überschuß (n-leitende Halbleiterschicht) im Halbleitermaterial erzielen kann. Werden zwei unterschiedlich dotierte Halbleiterschichten gebildet, entsteht an der Grenzschicht ein sogenannter p-n-Übergang.(Ihnen evtl. bekannt von einer Halbleiterdiode) An diesem Übergang baut sich ein inneres elektrisches Feld auf, das zu einer Ladungstrennung der bei Lichteinfall freigesetzten Ladungsträger führt. Über Metallkontakte kann eine elektrische Spannung abgegriffen werden. Wird der äußere Kreis geschlossen, das heißt ein elektrischer Verbraucher angeschlossen, fließt ein Gleichstrom.
Diese einzelnen Zellen sind meistens rund mit etwa 10 cm Durchmesser. Da die entstehende Spannung einer Zelle nur ca. 0,5V beträgt, müssen mehrere solcher Zellen zusammen geschaltet werden. Für ein 12V Panel sind es üblicherweise 36 Stück in Reihe, so daß sich eine Leerlaufspannung von ca. 18V ergibt. Man sollte beachten, daß bei manchen Angaben der Wp-Wert auf die Leerlaufspannung und nicht auf 12V bezogen werden. Die Leerlaufspg. ist nur gering von der Lichtintensität abhängig, nimmt die Intensität zu, so erhöht sich die verfügbare Stromstärke. Zur Herstellung eines kompletten Panels werden diese zusammen geschalteten Zellen auf ein Trägermaterial aufgebracht und mit einer lichtdurchlässigen Schicht überzogen. Diese durchsichtige Antireflexschicht dient zum Schutz der Zelle und zur Verminderung von Reflexionsverlusten an der Zelloberfläche.
So ermitteln Sie Ihren Leistungsbedarf
Zunächst benötigen Sie eine Aufstellung aller verwendeten 12V-Geräte.
Machen Sie sich dazu am besten eine Liste die in etwa wie folgt aussehen kann
(Diese Liste sollten Sie mir nach unserem Erstkontakt bei Interesse möglichst zufaxen)
Sollte keine Stromaufnahme I in A, sondern nur die Leistung P in W angegeben sein, kein Problem denn: I [A] = P [W] / 12 V Diese Tabelle können Sie ebenfalls zur Abschätzung weiterer elektr. Werte wie z.B. Batteriekapazität, Absicherungen ... benutzen.
| Gerätebezeichnung/Anzahl | Gesamtleistung in W | Gesamtstrom in A | Betriebsdauer/Tag im Sommer in h | Amperestunden in Ah |
|---|---|---|---|---|
| Halogenleuchte 5* | 5*10W = 50 | 4,17 | 3,0 | 4,17*3,0 = 12,51 |
| Radio (an Versorg.Batt.) | 18 | 1,5 | 1,0 | 1,5 * 1,0 = 1,5 |
| kleiner Farbfernseher | 40 | 3,3 | 2,0 | 3,3 * 2,0 = 6,6 |
| Sat-Receiver | 15 | 1,25 | 2,0 | 1,25 *2,0 = 2,5 |
| Truma-Umluft-Gebläse | 12 | 1,0 | 2,0 | 1,0 *2,0 = 2,0 | Wasserpumpe | 18 | 1,5 | 1,0 | 1,5 * 1,0 = 1,5 |
| Summe | 153 Watt | 12,72 A | 26,61 Ah |
Den so ermittelten Zahlenwert sollten Sie mit einem Faktor von etwa 1,3...1,5 multiplizieren, um die enstehenden Verluste z.B. in den Leiungen zu berücksichtigen. Für obiges Beispiel bedeutet das: 26,61 * 1,4 = 37,25Ah
Ein sogenanntes 50Wp-Panel liefert im Sommer pro Tag realistisch betrachtet ca. 15Ah.
Da aber durch verschiedene Ausflüge die Batterie zusätzlich durch die Lichtmaschine geladen wird, kommen Sie mit einem 60-100Wp Panel in den Sommermonaten evtl. schon aus.
Wollen Sie komplett autark sein, wären bei obigem Verbrauch im Sommer mindestens zwei 60
Wp-Panels notwendig. Ein solches zweites Panel läßt sich bei entsprechender Planung auch später noch problemlos nachrüsten.
Die Angabe Wp steht für Watt peak, gibt also die theoretische, maximale Spitzenleistung des Panels unter optimalen Bedingungen an. Der Wp-Wert ist meist Bestandteil der Typenbe- zeichnung des Panels.
Wichtig bei der Nutzung von Solarstrom ist eine ausreichende Versorgungsbatterie, auch Solarbatterie genannt. Diese sollte eine Kapazität von 80Ah (K100) auf keinen Fall unterschreiten.
Sprechen Sie bitte unbedingt VOR einem Kauf mit mir, um Enttäuschungen zu vermeiden.
Verschiedene Montagearten / Der Platzbedarf
Grundsätzlich kann man die Solarpanels in drei mechanische Bauarten einteilen. Hieraus ergibt sich dann die Montageart.
| gerahmte Ausführung | wird mit Abstand zur Grundfäche auf einen Halter geschraubt/(geklebt). Dieser Halter kann z.B. eine vorhandene Dachreling sein, aber auch spezielle Montagesockel zur Anbringung auf dem Dach | Vorteile: hinterlüftet für besseren Wirkungsgrad, servicefreundlich, preiswert immer wenn mögl. diese Bauform bevorzugen Nachteile: Bauhöhe |  |
| rahmenlose, flache Ausführung | wird auf eine ebene Fläche aufgeklebt | Vorteile: Bauhöhe, unauffällig, gute Aerodynamik Nachteile: Preis, Service-unfreundlich, Panel ist nicht auf ein neues Fahrzeug mitnehmbar, defekt,wenn das Anschlußkabel am Modul defekt wird |  |
| rahmenlose, flexible Ausführung | wird auf eine gewölbte Fläche (z.B. Boot) aufgeklebt | Vorteile: direkt auf gewölbten Untergründen montierbar, Bauhöhe, unauffällig Nachteile: Preis,Service unfreundlich, Panel ist nicht auf ein neues Fahrzeug mitnehmbar defekt,wenn das Anschlußkabel am Modul defekt wird. |  |
Zur Montage eines 85Wp-Panels ist eine Fläche von ca. 120*55cm erforderlich.
Bei den Klebe-Panels ist eine Höhe von ca. 15mm, bei den Rahmen-Panels bei einer Montage mit Sockeln eine Höhe von ca. 60mm erforderlich.
Achten Sie bei der Auswahl des Montageortes unbedingt auf mögliche Abschattungen z.B. durch Dachantennen, Ladung auf der Dachreling etc.
Welche Pflege benötigt ein Solarpanel?
Im Prinzip keine, außer Reinigung. Bereits ein Vogelschiss - sorry, aber da weiß doch jeder was gemeint ist :-) - reicht aus, um 30-50%!! der Leistung zu verlieren. Zur maximalen Leistungsausbeute sollte das Panel immer sauber gehalten werden. Bedenken Sie dies bitte auch bei der Auswahl des Montageortes. Ganz neu: Beschichtung der Panel-Oberfläche nach dem Lotusblüten-Prinzip. Dadurch entfernt sich anhaftender Schmutz in Verbindung mit Nässe, z.B. Regen von selbst.
Mindestens einmal im Jahr sollte die Anschlußeinheit auf Dichtheit geprüft werden.
Warum etwas teurere Panels meist doch billiger sind
Ein Grund für den höheren Preis ist der höhere Wirkungsgrad, der für mich aber entscheidende Grund, weshalb etwas teurere Panels die eindeutig bessere Wahl sind, ist die bessere mechanische Verarbeitung dieser Panels. Hochwertige Eloxierung des Rahmens und eine solide Anschlußbox sind Grundlage einer langen Gebrauchsdauer. So habe ich es z.B. selbst erlebt, daß ein Panel (vertrieben und eingebaut von einem größeren deutschen Solarahändler) bereits nach knapp 4 Jahren schrottreif war, da die Anschlüsse aufgrund mangelhafter Abdichtung wegkorodiert waren.Was hilft einem da die Leistungsgarantie, wenn man keine Leistung mehr entnehmen kann.
Was hat es mit der vielfach genannten Leistungsgarantie auf sich?
Diese Garantie sagt aus, daß das Panel nach dem angegebenen Zeitraum noch eine Leistung von 80 % der Anfangsleistung liefert (Wert ist herstellerabhängig).
Die Garantie auf Verarbeitungsmängel liegt je nach Hersteller bei 6 Monaten bis 2 Jahren.
Warum Pulsweitenmodulation (PWM) für Solarladeregler
Das Laden einer Batterie mit einem Solarsystem ist eine nicht ganz einfache Aufgabe.Früher wurden hierzu einfache EIN/AUS-Regler (Shunt-Regler) benutzt. Diese dienten nur dazu den Gasungsprozeß der Batterie so gut wie möglich zu begrenzen. Der Ladevorgang ist dabei weder von der Umgebungstemperatur noch vom Alter und Zustand der Batterie abhängig. Mit dieser Reglungsart können im Prinzip nur zwei nicht zufriedenstellende Zustände erreicht werden: Die Batterie wird niemals voll geladen oder sie wird oberhalb der Gasungsschwelle betrieben. Diese Art der Regler sind auch heute noch vielfach erhältlich, meist in kleinen schwarzen Kästchen für unter 30,- Euro. Gibt man etwas mehr Geld aus, haben diese schwarzen Kästchen einige LEDs und einen Tiefenentladeschutz der seinen Namen nicht immer verdient. Was also kann ein PWM-Regler besser? PWM-Regler sind mit einem Mikrocontroller ausgestattet, der den Ladevorgang und die Umgebungsfaktoren wie Alter und Zustand der Batterie überwacht. Nähert sich die Batteriespannung dem "Voll"-Wert, wird der Ladestrom langsam reduziert um eine Gasung und Aufheizung der Batterie zu verhindern.(ähnlichaber besser als IU-Charakteristik). Der Ladevorgang wird jedoch nicht abgebrochen, sondern mit der größt möglichen Energiemenge fortgesetzt. Das Ergebnis ist eine vollere, schnellere Ladung bei gleichzeitiger optimaler Batterie-"Gesundheit".Das besondere am patentierten Morningstar-PWM-Verfahren ist der Erhalt der vollen Ladespannung bei gleichzeitiger Reduzierung des Stroms vor der Gasungsschwelle, bis zum Voll-Zustand. Dieser Ladevorgang wird durch den Mikroprozessor je nach Temperatur und "Gesundheits"-Zustand der Batterie optimiert, womit sich folgende Vorteile ergeben: Drastische Erhöhung der Ladungsakzeptanz der Batterie Wiederherstellung verlorener Batteriekapazität durch Desulfatierung mittels Spannungspulsen Erhöhung der tatsächlich verfügbaren Batteriekapazität Erhöhung der Batterielebensdauer, Verringerung des Wasserverbrauchs der Batterie
Sind PPT-Regler wirklich gut?
PPT steht für PowerPointTracking. Dieser Regler werden von einigen Händlern sehr angepriesen, da sie einen höheren Ladestrom liefern sollen. Dieses ist im Prinzip richtig, gilt aber nur solange die Batterie relativ -besser gesagt ganz- leer ist. Nur dann kann nämlich die Ladespannung abgesenkt werden, um den Ladestrom anzuheben. Die Leistung, die das Panel abgibt ist und bleibt das Produkt aus U*I. Da bei entleerter Batterie die Batteriespannung natürlich gering ist, kann man auch die Ladespannung etwas absenken. Sobald aber die Batteriespannung durch das Laden ansteigt, muß auch die Ladespannung angehoben werden, um noch Energie in die Batterie hinein "treiben" zu können. Je voller also die Batterie wird, desto mehr nähert sich der PPT-Regler einem konventionellen Regler. Da die Batterie aber sowieso möglichst voll sein soll, ist der Vorzug des PPT-Reglers nicht mehr gegeben. Fazit: Ein PPT-Regler läd die Batterie nicht voller als ein herkömlicher Regler, er läd eine sehr weit entladene Batterie nur etwas schneller wieder auf. Beim PWM-Regler jedoch wird durch das patentierte Verfahren mehr Energie, batterieschonender eingeladen. Der PWM-Regler sollte immer dann gewählt werden, wenn das Fahrzeug auch in der nicht benutzten Zeit in der Sonne, also draußen, steht.
Finde ich hier auch Infos zu Versorgungs- / Solarbatterien?
Da Solarbatterie nur eine andere Bezeichnung für eine Versorgungsbatterie ist, habe ich die Infos auf meiner Homepage http://www.camptronic.de im Bereich Wohnen Info zusammengefaßt.
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