Wie viel Solar für Camper und Wohnmobil – Einflussfaktoren richtig einschätzen

Wie viel Solar für Camper und Wohnmobil – Einflussfaktoren richtig einschätzen

Mit Camper oder Wohnmobil ist man vollkommen flexibel unterwegs, denn die Unterkunft ist da, wo man gerade parkt. Um bei der Auswahl des Übernachtungsplatzes aber nicht vom Vorhandensein eines Landstromanschlusses abhängig zu sein, möchten die meisten Camper sich unabhängig(er) von Ladesäulen auf Camping- und Stellplätzen machen. Nicht alle Möglichkeiten der Stromgewinnung auf Reisen sind jedoch gleich empfehlenswert.

Die mit Abstand beste ist die Energieerzeugung über Solar. Im Gegensatz zum Laden über die Lichtmaschine oder gar einen Generator, muss eine Solaranlage nur einmal angeschafft werden und erzeugt dann für viele Jahre völlig kostenlos Strom. Ein höherer Kraftstoffverbrauch beim Fahren oder gar das Verbrennen einer gesondert mitgeführten Kraftstoffmischung entfällt. Bei den derzeitigen Spritpreisen spart dies nicht nur Kosten, sondern ist natürlich im Sinne unserer Umwelt absolut vorzuziehen.

Solaranlagen verfügen im Verhältnis zu alternativen, nachhaltigen Methoden der Stromerzeugung (z.B. ein Windrad) zusätzlich über die beste Energieeffizienz.

Die Frage ist jedoch: Wie viel Solar braucht man und was kannst du von einer Solaranlage erwarten? Macht sie dich wirklich unabhängig von Landstrom und wie müsste sie dafür beschaffen sein? Muss auf große Energiefresser eventuell von vorn herein verzichtet werden?

Unsere beiden Produktentwickler / Techniker Martin und Lars, sind Spezialisten auf diesem Gebiet und selbst Camper mit Solaranlage. In der Praxis sammeln sie Daten, führen Tests durch und versetzen sich in unterschiedliche Anwendungsszenarien, um in Beratungsgesprächen auf Erfahrungen aus erster Hand zurückgreifen zu können.

Hier befassen sie sich damit, wie viel Solar man in welcher Situation braucht, bzw. was man von einem Solarpanel generell erwarten kann – und was nicht.

Wie viel Solar? So viel macht aus, wo du hinfährst

Auf den ersten Blick sieht die Energieausbeute pro Solarpanel sehr simpel aus. Auf dem Datenblatt stehen zum Beispiel 100 Wp – doch das ist gleich in mehrfacher Hinsicht nur die halbe Wahrheit. Es handelt sich dabei in erster Linie um einen Wert, der Solarmodule untereinander vergleichbar macht und herstellerübergreifend von immer gleichen Voraussetzungen ausgeht.

Wie viel Energie unterwegs tatsächlich durch das Panel in die Batterien fließt, ist von mehreren Faktoren abhängig. Einer der größten Einflussfaktoren ist dabei dein Reiseziel.

Globalstrahlung

Die Erdkrümmung ist einer der natürlichen Feinde der Solarenergie. Generell kann über eine Solaranlage am Äquator (mit mehr oder weniger senkrechter und längerer Sonneneinstrahlung) ungefähr dreimal so viel Energie erzeugt werden, wie z.B. in Nord-Norwegen.

Sogenannte Globalstrahlungskarten geben einen guten Einblick in die Lichtverhältnisse in unterschiedlichen Teilen der Welt. Wie viel Watt Leistung ein 100 Wp Solarmodul also wirklich am Ende bringt, schauen wir uns anhand einer solchen Karte im Folgenden einmal an.

100 Wp Solar im Vergleich – Norwegen, Frankreich, Portugal …

Was ist mit einem 100 Wp Solarpanel möglich und was nicht. Wir vergleichen Standorte und Reisezeiträume. Die Globalstrahlungskarte gibt dabei beeindruckende Erkenntnisse preis.

Norwegen

Sommer in Bergen, Norwegen: Mit der durchschnittlichen Sonnenenergie im norwegischen Bergen im Monat Juni, erzeugt ein 100 Wp Solarpanel (flach liegend montiert) eine tägliche Leistung von ca. 330 Wattstunden.
Zur Veranschaulichung der Energiemenge: Dieser Wert ist z.B. nicht ausreichend, um einen durchschnittlichen Wohnmobil-Kühlschrank zu betreiben, der mit ungefähr 400 – 500 Wattstunden pro Tag zu Buche schlagen würde.

Herbst in Bergen, Norwegen: Während der Energieertrag im Sommer zumindest in der Nähe des benötigten Energiebedarfs zum Betrieb des Kühlschrankes liegt, sieht es im September bereits anders aus. Zu dieser Zeit holt das 100 Wp Solarpanel nur noch ca. 120 Wattstunden pro Tag aus der eintreffenden Sonnenenergie heraus. Es sind also nun schon mindestens drei oder 4 Paneele dieser Größe notwendig, um nur den Kühlschrank betreiben zu können. Weiterer Energiebedarf noch gar nicht eingerechnet. Die kürzer werdenden Tage, geringere Lichtintensität und ein spitzerer Einfallwinkel des Sonnenlichts, machen einen enormen Unterschied.

Solarmodule aufstellbar machen

Gerade gegen den spitzen Einfallswinkel kann man natürlich etwas tun. Indem man das Solarpanel aufstellbar macht, richtet man es zur Sonne hin aus und optimiert damit im besten Fall den Winkel (falls deine Parksituation es hergibt).

Damit das aufstellbare Modul während der Fahrt stabil und windfest verankert bleibt, ist die Konstruktion allerdings mit einem nicht unerheblichen technischen Mehraufwand verbunden. Ob dieser sich lohnt, muss abgewägt werden. Martin und Lars nennen uns dazu Zahlen:

Im September in Bergen, liefert uns das 100 Wp Solarpanel bei einem Aufstellwinkel von 35° immerhin 170 Wh, statt liegend 120 Wh.

Im Dezember wird es dann jedoch haarig. Tatsächlich verdreifacht sich so hoch im Norden der Ertrag dank angewinkelter Positionierung fast. Doch weder 7 Wattstunden bei flachem, noch 20 bei aufgestellten Modulen, können für den Betrieb unseres Kühlschranks etwas sinnvoll bewirken.

Frankreich

Schauen wir uns einen anderen Breitengrad an und fahren nach Paris.

Im Dezember liegt der Ertrag des flach montierten 100 Wp Panels dort bei gerade mal 50 Wattstunden. Rechnen wir mit unserem Verbrauch von 400 Wattstunden für den beispielhaften Kühlschrank, bräuchte man tatsächlich 8 Solarmodule, nur um den Kühlschrank betreiben zu können. Mit einem Aufstellwinkel von 35°, verdoppelt sich hier die Leistung auf 100 Wattstunden pro Tag und wir kämen mit der Hälfte der Module klar.

Portugal und weiter südlich

In Lissabon reicht im Sommer ein einziges 100 Wp Panel völlig, damit der angenommene Kühlschrank arbeitet. 500 Wattstunden schickt die Solaranlage hier täglich Richtung Bordbatterie.
Doch auch so weit südlich müsstest du im Winter bereits 3 Panels auf dem Dach haben, damit der Kühlschrank weiterläuft. Es sind nun im Schnitt nur noch 150 Wp zu erwarten.

Als Faustregel gilt: Gerade Winterreiseziele sollten Richtung Äquator führen, wenn du so stromautark wie möglich durch Sonnenenergie sein willst. Doch Achtung, überquert man den Äquator, dreht sich dieses Prinzip natürlich um. In Kapstadt beispielsweise ist der Ertrag von September bis März am höchsten und in den Sommermonaten am niedrigsten.


Bei allen Berechnungen wurden leichte Unterschiede im Anlaufverhalten von Kühlschränken durch höhere oder niedrigere Umgebungstemperaturen selbstverständlich jetzt mal außen vor gelassen, da es hierbei lediglich um die Einschätzung der Leistungsfähigkeit von Solarpaneelen geht.

Und selbstverständlich kann es natürlich auch im Sommer in Portugal eine Schlechtwetter-Phase geben und während drei Wochen Roadtrip kommt an keinem einzigen Tag der Durchschnittswert von 500 Wh rein. Obwohl man diesen Faktor natürlich nicht beeinflussen kann, ist neben deinem persönlichen Strombedarf die zu erwartende Sonnenenergie an deinen bevorzugten Reisezielen der wichtigste Faktor bei der Frage, wie viel Solar du nun wirklich auf deinem Camper brauchst.

Praxisbeispiele mit realistischem Solaranlagen-Setup

Um diesen theoretischen Rechenbeispielen einen mehr praktischen Bezug mit realistischen Umständen zu geben, schauen wir uns nun einmal zwei unterschiedliche Fahrzeuge an. Diese Setups kommen in unseren Kundenberatungen häufig vor und bilden daher eine gute Grundlage, um dich in einem davon wiederzuerkennen oder um gut auf dein eigenes Projekt umrechnen zu können.

Van mit Durchschnittsverbrauch von 1 – 1,5 KWh und 400 Wp Solar

Im Vanbereich trifft man häufig auf einen täglichen Durchschnittsverbrauch an Energie von 1 – 1,5 KWh. Das beinhaltet keine überdurchschnittlichen Verbraucher wie etwa elektrisches Kochen. Mit Kompressorkühlschrank, Druckwasserpumpe, Beleuchtung, dem Laden von Kleingeräten usw., ist man damit aber ziemlich auf der sicheren Seite.

Weiterhin sind 400 Wp Solar auf dem Dach eine realistische Größenordnung zum Aufbau auf dem Camperdach. Trotz Dachluken, Entlüftungspilz o.ä. bietet ein Van bei Verwendung effizienter Solarpanels normalerweise genug Platz zur Unterbringung von 400 Wp.

Busbastler Van mit tigerexped Solarmodulen
Fast quadratisches Sonderformat bei black tiger 180 macht auf dem Dach dieses Vans sogar 900 Wp möglich.

Wann und wo kann ich mit diesem Camper autark sein

Wie wir weiter oben gesehen haben, stehen wir bei 400 Wp Solar auf dem Dach damit im Juni in Norwegen mit 1320 Wattstunden ziemlich gut da (330 Wp x 4). Bedenken wir nun noch, dass Sommer ist und man viel Zeit draußen verbringt, man fast keine Standheizung braucht und durch die langen Tage auch wenig Beleuchtung, können wir davon ausgehen, dass uns dieses Setup ausreicht, um autark zu sein.

Im Dezember dagegen reichen nicht einmal in Portugal die dann 150 x 4, also 600 Wattstunden Ertrag aus, um auch nur annähernd autark zu sein. Wir müssten bei diesem Setup und Verbrauch schon Richtung Casablanca fahren, um nicht auf Landstrom angewiesen zu sein.

Expeditionsmobil mit Durchschnittsverbrauch von 2 – 3 KW und bis zu 1500 Wp Solar

Bei dem Platzangebot auf LKW Dächern, lassen sich gut und gerne mal 1000 – 1500 Wp Solar montieren. Doch auch der durchschnittliche Verbrauch ist in solchen Fahrzeugen aufgrund höherer Anforderungen seiner Besitzer im Allgemeinen größer. Ein durchschnittlicher Verbrauch spielt sich hier in Größenordnungen von 2 – 2,5 KWh ab – kommen eine kleine Waschmaschine, Elektroofen oder Induktionskochfeld dazu, auch mal bei 3 KWh pro Tag.

Bei 330 Wh x 10 Panels, liegt der Ertrag im Sommer in Bergen bei über 3 KWh pro Tag, womit dieses Expeditionsmobil frei von Steckdosen oder sonstigen Stromquellen autark stehen kann.

Doch selbst bei 1000 – 1500 Wp auf dem Dach UND dabei aufgestellten Solarmodulen: Im Dezember in Bergen wird man nicht einmal mit dem Durchschnittsverbrauch des Vans autark sein können. Zur Erinnerung: Gerade mal 20 Wh erreichen wir hier pro 100 Wp Solarmodul und Tag – bei 1000 Wp auf dem Dach also gerade einmal mickrige 200 Wh.

Gewöhnliches Solar-Setup der LKW-Klasse. Dieses Expeditionsmobil hat mit 8 x black tiger 180, insgesamt 1440 Wp auf dem Dach

Was also tun, um im Winter autark zu sein

Die Solaranlage auf Extreme (Winter im Norden) optimieren zu wollen, macht tatsächlich keinen Sinn. Die benötigte Menge an Solarmodulen, die dafür notwendig wäre, ist auf einem normalen Reisefahrzeug einfach nicht unterzubringen. Das Laden über die Lichtmaschine während der Fahrt und einhergehend kürzeren Standzeiten, wird damit zu einem wichtigen Faktor.

Für Übergangszeiten, also Frühling und Herbst, sowie gemäßigt nördliche Breitengrade, macht die Anschaffung eines zusätzlichen Faltmoduls Sinn, das flexibel zur Sonne ausgerichtet mobil aufgestellt und mit dem Sonnenstand gedreht werden kann. Bei beispielsweise zusätzlichen 180 Wp, können Engpässe sehr gut aufgefüllt werden.

Faltbares Solarmodul big tiger – immer optimal nach der Sonne ausrichtbar ohne umzuparken.


Du möchtest dir von Lars oder einem unserer anderen Techniker bei der Ermittlung deines persönlichen Strombedarfs und der Zusammenstellung passender Ladequellen helfen lassen? Wir bieten dazu telefonische Beratung an und stellen ein individuelles Angebot mit perfekt aufeinander abgestimmten Komponenten für dich zusammen. Zusätzlich erhältst du vereinfacht dargestellte Schaltpläne und eine Einbauanleitung. Das klingt gut?

Möglichst viel Solarertrag – Das kannst du noch tun

Wie wir gesehen haben, ist einer der wichtigsten Faktoren bei der Frage, wie viel Solar man braucht, nur durch die Wahl unserer Reiseziele zu beeinflussen. Bei gleichbleibendem Verbrauch werden andere Einflussfaktoren zwar auch nicht den Winter in Norwegen autark machen können, doch wenn wir sie bei der Zusammenstellung unserer Solaranlage beachten, können wir gerade für die Übergangszeiten und Übergangsgeographie das möglicherweise entscheidende Quäntchen mehr herausholen.

Auf den Wirkungsgrad achten

Wir haben nur eine bestimmte Dachfläche zur Verfügung – es gilt, sie bestmöglich zu nutzen. Dafür sollte bei der Auswahl von Solarmodulen auf einen möglichst hohen Zellwirkungsgrad geachtet werden. Dieser gibt nicht die theoretische Gesamtleistung des Panels an, sondern wie leistungsfähig die einzelnen Zellen sind, bzw. wie viel Prozent von dem eintreffenden Licht tatsächlich von dem Panel in Strom umgewandelt werden kann. Ist der Wirkungsgrad höher, kann auf kleinerer Fläche mehr Strom produziert werden.

Temperaturkoeffizienten berücksichtigen

Die Temperatur beeinflusst ebenfalls die Leistungsfähigkeit eines Solarpanels. Während der theoretische Wert von 100 Wp von einer Temperatur von 25°C ausgeht, ist dieser Wert bei einem Spanienurlaub im Sommer absolut unrealistisch. Panel-Temperaturen zwischen 60 und 70 Grad sind völlig normal – und mit jedem Grad über 25, reduziert sich die Leistung des Solarmoduls.

Besonders betroffen von diesem Effekt sind flächig zu verklebende Modelle. Im Unterschied zu Modulen, die auf Solarhalteecken oder einem Dachträger montiert werden, fehlt ihnen die Unterlüftung, wodurch sie schlechter gekühlt werden.

Für beide Bauarten gilt: Achte beim Kauf auf einen niedrigen Temperaturkoeffizienten. Dieser mildert den Effekt ab und kann im Vergleich bis zu 25% mehr Leistung bei Hitze bedeuten.

Temperatur-Fun Fact:

Mit einigem Erstaunen erreicht uns manchmal die Frage, ob mit dem verbauten Solarpanel etwas nicht stimmt, da laut Systemüberwachung angeblich gerade mehr Leistung erbracht wird, als auf dem Datenblatt angegeben wird (beispielsweise 100 Wp).

Dies kann tatsächlich der Fall sein, wenn die hoch stehende Mittagssonne vom eisig kalten Winterhimmel scheint. Während die Leistung über 25°C abnimmt, darfst du dich (abhängig vom Einfallswinkel der Sonne), bei tiefen Temperaturen auch mal über mehr Leistung freuen. Die 100 Wp sind also nicht der Maximalwert, den das Panel liefern kann, sondern eben der Wert bei den durchschnittlich angenommenen, theoretischen Standardbedingungen.

Auf Trenndioden-Verschaltung achten

Bei einer teilweisen Verschattung ist häufig das komplette Panel nicht mehr leistungsfähig. Achte deswegen beim Kauf auf eine geschickte Verschaltung des Solarmoduls mit Trenndioden – damit können die in der Sonne befindlichen Zellen unabhängig weiter Energie produzieren.

black tiger Solarmodule

black tiger Solarmodule wurden von uns auf die gerade genannten und weitere Punkte optimiert. Zusätzlich gewährleistet eine vollflächige Kupferbeschichtung auf der Rückseite höchste Ausfallsicherheit. Die hochwertigen Solarmodule gibt es in diversen Sonderformaten, um die vorhandene Dachfläche bestmöglich nutzen zu können.

Einen Regler pro Panel verbauen

Ein MPPT-Regler kann nicht für mehrere Module gleichzeitig den optimalen Leistungspunkt bestimmen. Sind mehrere Module an einem einzelnen Regler angeschlossen, ist dieser gezwungen, mit einem Durchschnittswert zu rechnen. Um die bestmögliche Leistung aus jedem Modul herauszuholen, sollte jeweils ein eigener MPPT-Regler verbaut werden.

Fazit

Wie viel Solar man auf Camper oder Wohnmobil braucht, ist nicht nur vom persönlichen Stromverbrauch abhängig. Auch ist die Frage nicht allein anhand der auf den Modulen angegebenen Leistungsdaten zu beantworten, denn 400 Wp auf dem Dach bringen keinen definierten Ertrag.

Von den offensichtlichen Unterschieden bei Sonne oder Bewölkung einmal abgesehen, spielt die Lage der bevorzugten Reiseziele die größte Rolle bei der Dimensionierung einer Solaranlage.

Nutze Globalstrahlungskarten, um für gemäßigte Breitengrade und Übergangszeiten zu optimieren, denn Stromautarkie allein durch die Solarenergie anzustreben, ist bei extremen Verhältnissen (z.B. Winter im hohen Norden) nicht sinnvoll und lieber durch eine geschickte Mischung unterschiedlicher Arten der Stromerzeugung zu realisieren.

Unsere Experten helfen dir beim Zusammenstellen einer entsprechenden Anlage gerne weiter.


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Geht nicht gibts nicht – Die UFO Entwicklungs-Story

Geht nicht gibt’s nicht –
Die UFO Entwicklungs-Story

„Elektrische Anlagen in Reisefahrzeugen werden immer komplexer, doch Elektrotechnik studiert noch immer nicht jeder.
Selbstausbauer stehen hier vor einer echten Herausforderung, bei der wir helfen wollen.“

Martin Henning – Technische Entwicklung tigerexped

Spätestens seit tigerexped angefangen hat, ein modulares Elektrik-System zu entwickeln,
fällt die von Martin hier angesprochene Problematik in den Teams Kundensupport und Technik immer stärker auf. Zwar sind ein individuell durch den Profi zusammengestelltes Paket an Komponenten und vereinfachte Schaltpläne eine tolle Sache, trotzdem setzt der immer größer
werdende Funktionsumfang heutiger Elektronik, immer mehr (oft nicht vorhandenes) Grundlagenwissen voraus.

Neben fehlendem Know-how sind Zeit- und Platzbedarf die größten Mankos. Der Systemaufbau aus einer Vielzahl an Sammelschienen und Sicherungshaltern, bei dem man sich am Ende noch mit „von-Fall-zuFall-Custom-Lösungen“ behelfen muss, kostet den professionellen Hersteller viele Stunden an Arbeitszeit – und Selbstausbauer den letzten Nerv.

Gute Ansätze zu Ende denken

Natürlich sind wir nicht die Ersten, die in dieser Hinsicht Produktentwicklung betreiben. Der Stromverteiler, der nach intensiven Marktrecherchen in unserem Modulsystem zum Einsatz kam,
leistet zwar eine gute Grundlage, am Ende fehlten uns aber auch hier entscheidende Funktionen, die die Sache erst so richtig sinnvoll machen würden.

Was müsste dieses Produkt, zu Ende gedacht, also können, um ein großes Elektriksystem mit geringstem Installationsaufwand und dazu technisch optimal miteinander zu verbinden?

„Zunächst haben wir also anhand vorhandener Vorbilder einen groben Entwurf skizziert, der alle gewünschten Verbesserungen enthielt und diesen an unseren erfahrenen Entwicklungspartner und Hersteller geschickt.“

… sagt Martin, der sein Know-how als Elektroingenieur genauso in den Entwurf einfließen lassen
konnte, wie die Supporterfahrung des tigerexped Technik-Teams.

Die erste Umsetzung in 3D ließ allerdings keinen Zweifel daran, dass das noch nicht der Weisheit
letzter Schluss sein konnte – eine Innovation an Platzersparnis haben wir mit einem Kasten von 36×24 cm zumindest nicht geschaffen.

Zu sagen „dann geht das halt nicht“, war allerdings keine Option. In den folgenden Monaten lief das CAD für 3D Modelle auf dem Rechner heiß. Man musste das ja irgendwie komprimieren können, ohne an Funktionsumfang zu verlieren.

Und das konnte man auch.

Nach unzähligen Nachtschichten mit Formdesign von Busbars und Verteilung von Kabelanschlüssen, war ein Bauteil mit außergewöhnlicher Gestaltung entstanden. Würden in unserer an rechteckige Komponenten gewohnten Welt, die Reisefahrzeugbauer einem UFO-förmigen Gebilde eine Chance geben? Wer es von der technischen Seite betrachtet, den überzeugen die Vorteile auf jeden Fall sofort und so MUSSTE man es einfach ausprobieren.

Ein großer Schritt der Entwicklung war nun getan. Doch bis das erste TEXU400 (TEX = tigerexped,
U = UFO, 400 = Ampere max.) in einem Reisefahrzeug verbaut werden sollte, war noch ein langer Weg mit Höhen und Tiefen zu bewältigen und Fragen über Fragen zu klären.

Fragen über Fragen

Wie kann ein einhändig zu bedienender Verschluss beschaffen sein, bei dem man keine Einzelteile verlieren kann? Und wie bekommt man beides für die angestrebte ISO-Zertifizierung zur Verwendung in explosiver Umgebung zündgeschützt abgedichtet?

Wie müssen Widerstände und Dioden verschaltet sein, um bei Verwendung mit hohen Spannungen bis 48 Volt, ein Glimmen von LED Anzeigen auf Verbraucherseite zu vermeiden?

Und welcher Spritzgusshersteller kann überhaupt die Fertigung der anspruchsvollen Basisplatte bewerkstelligen?

Die Entwicklung des TEXU400, wir nennen es liebevoll unser UFO, führte bei allen Beteiligten
zu heißlaufenden Verdrahtungen in den Köpfen. Durch stetige Optimierung, die teilweise auch
die Einbeziehung von Herstellungsprozessen aus anderen Bereichen
beinhaltete, wurde der Prozess Schritt für Schritt vorangetrieben.

Tests in der Elektrohölle

Die Produktion erster Prototypen mündete schließlich in umfangreiche Testreihen – und für die
UFOs in der Schreckenskammer für Elektrokomponenten: Dem Backofen.

Es zeigte sich dabei, dass eine simulierte Reisefahrzeug-Elektrokomplettinstallation unter absoluter Maximalbelastung mit höchstem Stromfluss in dieser Größenordnung gar nicht so einfach im Backofen abzubilden ist. Doch auch der Aufwand von über 25 Testreihen, zahlte sich durch teils überraschende Ergebnisse und daraus abgeleiteten Verbesserungen aus.

Versuchsaufbau im „Backofen“

Wärmebild eines im Versuchsaufbau befindlichen UFO-Prototypen

ÜBERRASCHUNGEN BRINGEN OPTIMIERTE LÖSUNGEN

Keiner der entwickelnden Spezialisten hatte beispielsweise damit gerechnet, dass die
Hitzeentwicklung mit und ohne Deckel sich kaum voneinander unterscheiden würde. Statt wie
erwartet der Wärmestrahlung, war der Wärmeleitung in den Kabeln, ausgehend von den
Sicherungen, die größte Aufmerksamkeit zu schenken.

Hotspots galt es für einen sicheren Betrieb des UFOs und der ganzen elektrischen Anlage unter allen Umständen zu vermeiden. Mit den gewonnenen Erkenntnissen wurden deshalb eigene Regeln zur Dimensionierungen von Busbars und Kabelstärken entwickelt. Durch größere als den üblicherweise verwendeten Querschnitten, kann beim Verbau eines UFO somit selbst im Überlastfall leistungsstarker Verbraucher höchste Betriebssicherheit garantiert werden.

Nebenbei führte der Druck von 3D Modellen nicht nur zu Schweißperlen auf der Stirn unserer Finanzbuchhaltung, sondern auch zu der spannenden Erkenntnis, dass bestimmte Ecken und Kanten nicht am digitalen Modell, sondern nur „in der Hand“ erkannt werden können.

NEU, HILFREICH UND AUCH GUTAUSSEHEND

Marktneuheiten wie Shunt-Brücke und MEGA-Sicherung mit doppeltem Anschluss wurden final realisiert – und hübsch aussehen durfte es natürlich auch noch. Ein Mix aus glänzenden und satinierten Oberflächen und z.B. Beschriftungsstickern, die nicht lieblos aufgeklebt, sondern in entsprechende Vertiefungen im Deckel eingelassen werden, machen den Entwicklungsaufwand zwar nicht geringer, aber die Freude am Produkt auf allen Seiten größer.

Den passenden Rahmen bildet das Verpackungsdesign, das ebenfalls so einige Überraschungen bereithalten kann. Mit seinem Gewicht von knapp 3 kg, ließ uns das UFO denn auch mehrfach Hand an der Verpackung anlegen. Schließlich soll diese nicht nur aus nachhaltigen Materialien bestehen, sondern auch dafür sorgen, dass alles wohlbehalten beim Kunden ankommt und die Augen beim Auspacken leuchten. Wer kauft sich schließlich schon gern etwas, das lieblos gemacht aussieht.

Das Auge isst mit“, gilt nicht nur beim Kochen.

Damit der Glanz in den Augen auch nach dem Auspacken nicht verblasst, haben wir uns außerdem viele Gedanken zur Bedienungsanleitung gemacht. Probleme bei der Installation sollten vorhergesehen und dem Kunden so von vorneherein erspart bleiben.

Letztendlich wurde durch das Funktionsdesign des UFO allerdings bereits so viel System-Know how in ein Produkt gegossen, dass üblicherweise auftretende Fehlerquellen bezüglich der Zuordnung von Anschlüssen erst gar nicht mehr vorhanden sind.

Das tigerexped UFO hält inzwischen den kritischen Blicken ob seiner ungewöhnlichen Form stand und überzeugt Fachleute und Kritiker

Der Wegfall von 50% aller Kabelcrimpungen macht das Ganze noch einmal sicherer und bequemer.

Letztlich haben wir mit dem UFO unser Ziel erreicht, professionellen Fahrzeugherstellern und ambitionierten Selbstausbauern die Vorteile zu bieten, die sie von einer echten Zentralelektrik als Herz ihrer Anlagen erwarten dürfen:

Eine schnelle, fehlervermeidene Installation, die auch noch wenig Platz verbraucht und Kosten gegenüber dem Kauf von Einzelkomponenten spart. Dazu ermöglicht die Ausfallkontrolle bei geschlossenem Cover auch für Laien eine deutlich vereinfachte Fehlerzuordnung und dem Hersteller einen unkomplizierten, zeitsparenden Support.

Inzwischen hat sich das TEXU400 zur Lösung der Probleme bei größeren Installationen hervorragend bewährt. Durch die gesammelten Erfahrungen während der ein Jahr lang dauernden Arbeit am Produkt, können wir nun, nach nur der Hälfte der urspünglichen Entwicklungszeit, stolz die Landung des 200er UFO bekanntgeben und so auch den Erbauern kleinerer Reisefahrzeuge die Vorteile der UFO-Reihe zugute kommen lassen.

TEXU400 und TEXU200 im maßstabsgetreuen Größenvergleich

Du hast ein UFO verbaut? Zeig es uns!

Als eines unserer absoluten Herzensprojekte freuen wir uns natürlich besonders, TEXUs in Aktion zu sehen! Wir freuen uns über Bilder eurer Einbauten auf Social Media, die wir natürlich gern auf unseren Kanälen featuren, wenn wir sie durch entsprechende Verlinkung entdecken.

Nutze gerne direkt unseren Kanal tigerexped oder den #rumtigern bei Instagram.

UFO-Intstallation unseres Partners Dominik von Freundship


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Warum brennt eine 100A Sicherung bei 100A nicht durch?

Warum brennt eine 100A Sicherung
bei 100A nicht durch?

Diese gute Frage eines Kunden erreichte uns nach dem Kauf einer unserer Sicherungsautomaten. Trotz des angegebenen Werts von 100A für die Sicherung, löste dieser bei gemessenen 100A nicht aus.

Ist der Sicherungsautomat also kaputt?

Um das zu klären, beschäftigen wir uns jetzt einmal mit Aufbau und Verhalten von Sicherungen, die nach dem thermischen Prinzip arbeiten.

Kurze Begriffsklärung vorab: Sicherung vs. Sicherungsautomat

Unter einer Sicherung verstehen wir gemeinhin ein Einweg-Produkt. Einmal durchgebrannt, ist sie kaputt und muss ersetzt werden.

Ein Sicherungsautomat dagegen brennt nicht durch, sondern löst aus. Er kann mit dem Umlegen eines kleinen Hebelchens wieder in den Ursprungszustand zurückversetzt und damit dauerhaft und immer wieder verwendet werden. Unsere tigerexped Sicherungsautomaten lassen übrigens auch das manuelle Trennen des Stromkreises zu (das entspricht also dem „ziehen“ einer normalen Sicherung). So kann z.B. gefahrlos im Stromkreis gearbeitet, und dieser anschließend durch das Hebelchen wieder geschlossen werden.

Wie funktioniert eine Sicherung

Eine Sicherung brennt durch (oder löst aus, im Falle eines Sicherungsautomaten), wenn das Bimetall, das sich in ihrem Inneren befindet, warm wird.

Das bedeutet es darf nicht bereits warm sein, wenn die angegebene Amperezahl erreicht wird, sonst könnte die Sicherung dieser Strombelastung (bei der sie noch nicht durchbrennen soll), nicht dauerhaft standhalten und würde viel zu früh durchbrennen.

Um den entscheidenden Temperaturunterschied zu erzeugen, muss also noch mehr Strom fließen.

Zeit vs. Strom

Schaut man in die Datenblätter von Sicherungsherstellern oder, wie in unserem Fall, einfach auf die Packung des von unserem Kunden gekauften Sicherungsautomaten, wird man Tabellen oder Graphen finden, die Zeiten und Ströme angeben.

Dabei ist gut zu erkennen, dass jede Sicherung deutlich mehr aushalten kann, als der auf ihr angegebene Wert. Die aufgedruckte Amperezahl kann teilweise minutenlang um 150 – 200% überschritten werden, bis der Punkt des Durchbrennens erreicht ist, bzw. hält die Sicherung für mehrere Sekunden sogar bis zu 500% des Wertes aus.

Es braucht also regulär eine Überschreitung der Strombelastung über den angegebenen Wert hinaus, was nicht nur zu einer stromtechnischen, sondern auch zu einer zeitlichen Verzögerung führt, bis das Bimetall heiß genug zum Durchbrennen ist.

Es gilt:
Je höher der Strom den angegebenen Wert übersteigt, desto kürzer die Zeit bis zum Durchbrennen.

Dieses Verhalten von Sicherungen ist also völlig normal. Der Sinn dahinter ist, dass sie im Dauerbetrieb bei dem angegebenen Wert noch nicht durchbrennen sollen, sondern erst darüber.

Verhalten von Sicherungen - Temperatur vs. Strom
Verhalten eines tigerexped Sicherungsautomaten – Verhältnis Strombelastung zu Zeit bis zum Auslösen

Könnte eine Sicherung nicht auch punktgenau auslösen?

Nein. Sicherungen, die nach einem thermischen Prinzip arbeiten, können nicht für punktgenaues Durchbrennen oder Auslösen verwendet werden.

Würde man, wie in unserem Beispiel, den Stromkreis bei exakt 100A trennen wollen, müsste eine Strommessung in den Stromkreis eingebaut und auf andere trennende Elemente wie Relais, MOSFET o.ä. zurückgegriffen werden.

Fazit

Eine Sicherung, die nicht exakt bei dem aufgedruckten Wert auslöst, ist nicht kaputt.

Damit sie im Dauerbetrieb nicht zu früh durchbrennt, muss die auf das Bimetall wirkende Hitze erst erhöht werden und dies geschieht durch eine über dem Nennwert liegende Strombelastung. Je höher der Strom dabei über dem aufgedruckten Wert liegt, desto kürzer die Zeit, bis das Bimetall zu heiß und das Durchbrennen ausgelöst wird.

Sicherungen nach thermischem Funktionsprinzip können aus diesem Grund nicht für punktgenaues Auslösen verwendet werden.

In den Datenblättern der Hersteller sind Tabellen und Graphen zum Verhalten der jeweiligen Sicherung zu finden.


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Kabelquerschnitt berechnen – Formel verstehen & Ergebnis beurteilen

Kabelquerschnitt berechnen –
Formel verstehen & Ergebnis beurteilen

Egal, ob du Strom für Geräte und Steckdosen im Camper verlegst, oder Zuhause: Den richtigen Kabelquerschnitt berechnen, ist dabei immens wichtig. Auf der einen Seite gehen in Zeiten steigender Kupferpreise unnötig dicke Kabelquerschnitte richtig ins Geld und bedeuten zusätzliches Gewicht, auf der anderen Seite stellt ein zu dünn gewähltes Kabel ein Sicherheitsrisiko dar.

Hier lernst du selbst zu berechnen, welcher Kabelquerschnitt genau passt und zu verstehen, warum – und aus welchen Gründen es trotz einer Vielzahl an Onlinerechnern wichtig ist, das selbst zu können. Außerdem beschäftigen wir uns damit, wie sich Temperatur und Verlegeart deiner Kabel auf die Stromtragfähigkeit eines Leitungsquerschnitts auswirken.

Hierzu stellen wir dir hilfreiche Tabellen zur Verfügung, welche du im PDF-Format ansehen, sowie herunterladen und ausdrucken kannst.

Und keine Sorge: Das alles ist gar nicht so schwer, wie es sich anhört.

Noch ein Hinweis vorab:

Überprüfe vor der Verkabelung der elektrischen Geräte deines Systems noch einmal deren Anordnung und wie sinnvoll dabei die Kabel zu führen sind. Oft wird damit begonnen, die größten Geräte dem Platzangebot entsprechend zuerst zu montieren, die kleinen füllen dann in die verbleibenden Lücken.

Eine Anordnung nach Funktionsgruppen macht hier wesentlich mehr Sinn, das stellt sich häufig beim Verkabeln heraus.

Dein System ist noch gar nicht komplett?

Wir bieten dir telefonische Beratung inklusive Bedarfsberechnung für deinen persönlichen Anwendungsfall und stellen die erforderlichen Komponenten vom Solarmodul bis zur Sicherung dahingehend passend zusammen – sodass nicht nur der Kabelquerschnitt passt, sondern auch die Komponenten zueinander und deine Anlage zuverlässig und sicher funktioniert.

Erfahre hier mehr und fordere deine unverbindliche persönliche Beratung an.

Kabelquerschnitt ausrechnen – Der Spannungsabfall

Grundsätzlich ist ein Kabel ein Widerstand. Die von Plus- zum Minuspol durch das Kupfer fließenden Elektronen erzeugen Reibung und können nicht völlig ungehindert durch das Kabel strömen. Je länger und je dünner das Kabel, desto größer ist diese Reibung – der Widerstand wird also mit zunehmender Länge und kleinerem Querschnitt des Kabels größer.

Der Widerstand bewirkt zwei Dinge: Erstens, das Kabel erwärmt sich. Zweitens, ein kleiner Teil der anliegenden Spannung geht verloren. Diese verloren gehende Spannung wird als Spannungsabfall bezeichnet.

Den Spannungsabfall gilt es zu begrenzen. Nicht zuletzt hängt die Funktion vieler Geräte davon ab, dass ein gewisses Spannungsniveau gehalten wird.

Bei empfindlichen Geräten sollte der Spannungsabfall auf maximal 2% begrenzt werden (z.B. Ladegeräte, Solarregler ohne eigene Spannungsmessleitung). Bei unkritischen Geräten, wie etwa einer Lampe oder einer Wasserpumpe, kann man bis zu 4% Spannungsabfall in Kauf nehmen.

Spannungsabfall vs. Kabellänge

Das Kabel muss also dick genug sein, um den Spannungsabfall auf ein gewisses Maß zu begrenzen. Nun haben allzu dicke Kabel zwei echte Nachteile: Sie schlagen richtig auf den Geldbeutel und sind auch noch verdammt schlecht zu verlegen.

Um ein dünneres Kabel nehmen zu können, gibt es dabei nur eine Möglichkeit: Du musst die notwendige Kabellänge möglichst gering halten. Je mehr „Saft“ ein bestimmter Verbraucher zieht, desto wichtiger ist es, diesen möglichst nahe an der Batterie zu platzieren. Ein leistungsstarker Inverter mit 3000 Watt z.B., braucht schon nahe der Batterie ein dickes Kabel, sagen wir mal 70 mm². Bei einer Platzierung weit von der Batterie entfernt, müsste das Kabel also theoretisch NOCH dicker werden, was zu absurden Kabelstärken führt, sowie zu Kabelschuhen, die man kaum noch anschrauben kann usw. In der Praxis sind solche Anwendungen unbedingt zu vermeiden.

MERKE:
Je größer die Leistungsaufnahme des Verbrauchers, desto näher sollte sich der Einbauort an den Batterien befinden.

Die Leistung des Verbrauchers

Die dritte Komponente, die wir neben Spannungsabfall und Kabellänge zur Berechnung des Leitungsquerschnitts berücksichtigen müssen, ist (wie schon angedeutet), die Leistung des Verbrauchers.

Die Angabe der Leistung erfolgt in Watt (W).
Man kann die Leistung in vielen Fällen einfach auf dem Typenschild des Gerätes ablesen und in die entsprechende Formel einsetzen – auf diese kommen wir gleich zu sprechen. Zuvor klären wir aber noch, wie du Watt ausrechnest, wenn die Angabe NICHT auf dem Gerät zu finden ist.

Beispielrechnung: USB-Steckdose

Spielen wir nun einmal ein Beispiel mit einer Aufgabe durch, vor der jeder von uns einmal stehen kann: Der Einbau einer USB-Steckdose.

In unserem Beispiel geht es um eine leistungsstarke USB-Dose mit zwei Anschlüssen, die deine Geräte gleichzeitig mit jeweils 2 Ampere laden kann .

USB-Steckdosen von tigerexped
USB-Steckdosen aus dem tigerexped 1 1/8 Zoll Einbausortiment

Legen wir los:

Auf der Packung oder dem Typenschild steht:

5 Volt (V) und 2 x 2 Ampere (A)

Die Formel zur Berechnung der Leistung hat jeder vermutlich schon irgendwann einmal gehört. Sie lautet

Leistung (P) = Spannung (U) x Strom (I)

Mit unseren Zahlen für die USB-Steckdose ist die Rechnung also

P = 5 x 2 x 2 = 20 W

Bei voller Belastung würde die Dose damit 20 Watt Leistung ziehen.

TIPP: Sicherheitspuffer einrechnen.
Rechne einen Sicherheitspuffer obendrauf, der Störeffekte und einen damit nicht hundertprozentigen Wirkungsgrad kompensieren kann. Wir veranschlagen hier 20%.

Wir gehen also insgesamt von 24 Watt Leistung aus, denn

20 W x 1,2 = 24 W

Mit wie viel Spannung rechnen im 12 V System

Bevor wir nun unsere Zahlen zum Kabelquerschnitt berechnen in die entsprechende Formel einsetzen, müssen wir uns noch damit auseinandersetzen, dass man auch in einem 12 Volt System nicht einfach immer mit 12 Volt rechnen kann.

Faustregel:
Man rechnet mit der niedrigsten Spannung, die im System auftreten kann, denn bei der niedrigsten Spannung ist der durch das Kabel fließende Strom am größten.

Wie niedrig kann also in einem Camper mit 12V System die Spannung werden? Das hängt damit zusammen, welche Akku-Technik im Einsatz ist. Eine normale Bleibatterie sollte man nicht unter 10,7V entladen, um bleibende Schäden zu vermeiden. Die meisten Unterspannungsschutz-Systeme schalten aus diesem Grund bei diesem Wert (einstellungs- und batterietypabhängig) auch ab.

Wie viel Strom fließt also in einem 12V System bei einer Leistungsaufnahme des Verbrauchers von 24 Watt: Um das auszurechnen, teilen wir Leistung (Watt) durch Spannung (Volt). Leicht festzustellen ist anhand dieser Rechnung, dass eine höhere Spannung automatisch einen geringeren Strom ergibt, also ist es genau richtig, den maximal fließenden Strom auszurechnen, indem wir von der geringsten Spannung ausgehen. In unserem Fall sind das

24 W : 10,7 V = 2,4 Ampere

Spannungsabfall einrechnen

Wie weiter oben bereits festgestellt, ist jedes Kabel ein Widerstand, auf dem uns ein bisschen Spannung verlorengeht. Nehmen wir an, wir möchten uns nicht mehr als 2% Spannungsabfall leisten. Die Rechnung lautet in diesem Fall

2% von 10,7V = 0,214V

Dieser Wert fließt gleich in unsere Rechnung mit ein.

Kabellänge einrechnen

Die Kabellänge setzt sich immer aus dem Hin- und dem Rückweg von der Batterie zum Verbraucher zusammen. Befindet sich der Einbauort der USB-Dose 3 m von der Batterie entfernt, benötigen wir 3 m Plus- und 3 m Minuskabel, die wir beide in die Berechnung mit einfließen lassen. In die Formel für den richtigen Kabelquerschnitt unserer USB-Dose setzen wir also einen Wert von 6 m für die Kabellänge mit ein.

Ein Sonderfall ist das Anklemmen eines Pluskabels von der Batterie zum Verbraucher, während Minus über eine Blechkarosserie abgeführt wird. Die Karosserie ist ein extrem dicker Leiter, weshalb wir einen Spannungsabfall von null annehmen. In diesem Fall wird nur die Länge der Plusleitung für die Berechnung herangezogen.

Leitfähigkeit des Kabels

Das verwendete Leitungsmaterial spielt ebenfalls eine Rolle, denn es gibt Kabel aus Alu, Kupfer oder Eisen, die alle eine unterschiedliche Leitfähigkeit aufweisen. In aller Regel wirst du beim Verlegen von elektrischen Verbrauchern in deinem Camper jedoch Kabel aus Kupfer verwenden, denn alles andere hat im Reisefahrzeug-Ausbau eigentlich nichts zu suchen.

Das vereinfacht uns die Sache, da wir immer mit ein und derselben Zahl arbeiten können. In entsprechenden Leitfähigkeitstabellen ist der entsprechende Wert für Kupfer zu finden und beträgt 58 Siemens (der Wert kann in unterschiedlichen Tabellen leicht variieren, aber indem du dir einfach nur die Zahl 58 merkst, bist du gut beraten). Die 58 steht für alle Kupferkabel, die du jemals im Leben verlegen möchtest fest.

Wichtiger Hinweis zum Kauf von Kupferkabeln:

Kupferkabel ist nicht gleich Kupferkabel. Es sollte eine feinadrige Litze sein. Achte beim Kauf am besten auf die Bezeichnungen FLY oder FLR-Y als Hinweis auf den aktuellen Automotiv-Standard.

Hier geht es zu unserem umfangreichen Kabelsortiment mit hochwertigen FLY und FLRY Kabeln und Installationszubehör

Kurze Zusammenfassung unserer ermittelten Werte

Kabellänge: 6 m
Strom: 2,4 A
Spannungsabfall: 0,214 %
Leitfähigkeit: 58 Siemens

Kabelquerschnitt berechnen – Die Formel

Kommen wir mit unseren zusammengetragenen Werten nun zur „Weltformel des Kabelquerschnitts“: Sie lautet






A =



Kabellänge
×
Stromstärke

Leitfähigkeit×Spannungsabfall



und für unsere USB-Dose damit






A =



6m
×
2,4A

58×0,214V



Achtung beim Rechnen mit Taschenrechner

Vergiss nicht, das Ergebnis aus der oberen Hälfte des Bruchs durch den kompletten Nenner zu teilen, sonst erhältst du ein falsches Ergebnis!

Rechne also erst 6 x 2,4 und tippe schon mal auf = , um das Ergebnis zu speichern. Tippe dann auf „Teilen durch“ und setze die Rechnung 58 x 0,214 in Klammern, um den korrekten Wert zu erhalten.

Kabelquerschnitt aufrunden

Unserem Ergebnis zufolge brauchen wir ein Kabel mit 1,16 mm² Kabeldurchmesser, um die USB-Dose sicher und mit der gewünschten Leistung, aber nicht zu teuer anschließen zu können.

1,16 mm² ist jedoch keine gängige Kabelgröße und in keinen Laden zu finden. Bei solchen Rechenergebnissen ist es völlig fachgerecht auf die nächste, gängige Kabelgröße aufzurunden. In unserem Beispiel wäre das eine Kabelstärke von 1,5 mm².

Zusammenfassung der Berechnung

Auch wenn wir jetzt viel geschrieben haben, reduziert sich das Ausrechnen des Kabelquerschnitts auf zwei ganz simple Schritte.

Zwei Zahlen kann man sich schon mal grundsätzlich merken, die bleiben immer gleich – nämlich 58 und 0,214. Das Ergebnis aus diesen beiden, 12,412 kann man sich einfach merken und rechnet dann immer einfach Kabellänge x Strom durch 12,412 und schon hat man den Kabelquerschnitt ausgerechnet.

Kabelquerschnitt Rechner

Wenn du dich nun fragst, warum du dir das alles hier überhaupt merken solltest, weil es hunderte Kabelquerschnitt Onlinerechner gibt:

Ja, man kann sich den Kabelquerschnitt ohne selbst auf x oder andere Rechenzeichen drücken zu müssen, von diversen Rechnern im Internet anzeigen lassen. Du solltest jedoch bedenken, dass es im Netz viele Rechner für viele verschiedene Anwendungsfälle gibt. Ist man nicht in der Lage selbstständig zu kontrollieren, was ein im Internet gefundener automatischer Rechner so tut und ob er ein passendes Ergebnis auswirft, sollte man sich darauf einfach nicht verlassen.

Selbstverständlich kannst du einen Onlinerechner benutzen und immer wieder verwenden, wenn er sich dein Vertrauen einmal verdient hat. Kontrolliere zu Beginn in ein oder zwei Stichproben das Ergebnis, um zu beurteilen, ob der Rechner für deine Zwecke taugt.

Was Onlinerechner ebenfalls nicht tun: Das Ergebnis in ein sinnvolles Verhältnis zu Verlegeart und Stromtragfähigkeit deiner Kabel zu setzen. Dies tun wir in den nun folgenden Abschnitten. Ein Grundlagenverständnis der Technik, das über die Sicherheit in deinem Reisefahrzeug entscheiden kann, ist deshalb besser als jeder Online-Konfigurator.

Kabelquerschnitt berechnen – Videoerklärung

Soweit noch einmal die bisherigen Schritte – erklärt von tiger Martin.
Vergiss nicht, dir gleich darunter noch die Korrekturschritte anzuschauen!

Korrekturschritte nach Kabelquerschnitt berechnen

Keine Sorge: Mit der Rechnung, die wir erstellt haben, ist alles in Ordnung und das Kabel von 1,5 mm² für die USB-Steckdose passt.

Es gibt jedoch noch zwei Schritte, die du beachten solltest.

Temperatur VS. Stromtragfähigkeit

Die Temperatur hat einen großen Einfluss darauf, wie viel Ampere Stromdurchfluss ein Kabel gefahrlos aushalten kann. Um herauszufinden, ob wir mit dem oben ausgerechneten Kabelquerschnitt auf der sicheren Seite sind, schauen wir zunächst in eine Stromtragfähigkeitstabelle, die uns die gewünschten Angaben liefert. Die komplette Tabelle kannst du hier anschauen und herunterladen.

Bei einem Kabel von 1,5 mm² ist laut Tabelle eine Stromtragfähigkeit von 24A bei 30°C und von 17A bei 50°C angegeben. Bei unserem errechneten Maximalstrom von 2,4 A sind wir damit bei Weitem im grünen Bereich.

Kabelquerschnitt vs. Kabel-Verlegeart

Tatsächlich macht es einen großen Unterschied, ob ein Kabel für sich allein irgendwo langläuft oder mit einigen anderen zusammen in einem Kabelkanal verlegt wird. Kabel werden warm und sind sie zu einem dicken Bündel zusammengefasst, wird es natürlich vor allem für die innenliegenden schwieriger, die Wärme loszuwerden.

Es gilt:
Je dicker das Bündel, desto größer das Temperaturproblem – logisch.

In deinem Camper macht es selbstverständlich durchaus Sinn, mehrere Kabel zusammenzufassen und schön geordnet durchs Fahrzeug zu führen. Wie sich dies auf die Stromtragfähigkeit unseres 1,5 mm² Kabels auswirkt, sehen wir in einer weiteren Tabelle, die du ebenfalls unter dem Downloadlink weiter oben findest.

In der Tabelle finden wir die Information, dass z.B. bei acht Kabeln in einem gemeinsamen Kabelkanal, die Stromtragfähigkeit der einzelnen Leitung um den Faktor 0,5 kleiner wird. Das bedeutet ein Kabel, das mit sieben anderen zusammen in einem gemeinsamen Kabelkanal verläuft, nur noch halb so viel Strom aushalten kann, als wenn man es frei verlegen würde.

In unserem Beispiel mit der USB-Dose heißt das allerdings: Selbst bei 50°C Umgebungstemperatur könnte das Kabel immer noch in einem Achter-Bündel im Kabelkanal verlaufen, denn es schafft alleine bei dieser Temperatur noch 17 A und die Hälfte von 17 ist 8,5, was immer noch wesentlich mehr ist, als unsere maximalen 2,4 Ampere.

Da die Auswirkungen von Verlegeart und Umgebungstemperatur jedoch keineswegs zu vernachlässigen sind, wollen wir uns noch ein anderes Beispiel anschauen.

Beispiel: Kabelquerschnitt bei leistungsstarkem Inverter

Große Inverter beispielsweise, die man etwa zum induktiven Kochen oder für den Betrieb eines starken Föhns braucht, ziehen ganz schnell mal 180 Ampere. Solche Stromstärken sind im 12 Volt System schon eine ganz schöne Belastung und auch mit entsprechender Hitzeentwicklung verbunden.

Unter Berücksichtigung des Spannungsabfalls von max. 2% benötigen wir laut Formel ein Kabel von 14,5 mm² und runden auf 16 mm², also die nächste kaufbare Größe auf.

Ein Blick auf die Stromtragfähigkeitstabelle offenbart uns nun Folgendes:

Ein Kabel mit 16 mm² darf bei 30°C Umgebungstemperatur nur mit maximal 98 Ampere belastet werden. Das liegt WEIT unter den von uns benötigten 180. Steigt die Umgebungstemperatur weiter an, wird die Belastungsfähigkeit natürlich noch weiter sinken. Mit dem nach obiger Formel berechneten Kabelquerschnitt kommen wir also absolut nicht hin.

Laut Tabelle müssen wir für 180 Ampere Stromdurchfluss bei 30°C Umgebungstemperatur einen Kabelquerschnitt von mindestens 50 mm² verlegen. Mit einer maximalen Stromtragfähigkeit von 198 Ampere bei 30 Grad, ist aber auch nicht mehr viel Temperaturspielraum nach oben, weshalb wir in diesem Fall definitiv dazu raten, eine Schippe draufzulegen und das nächstgrößere Kabel zu verwenden. Wir sind nun bei einem Querschnitt von 70 mm², womit das Kabel 245 Ampere bei einer Temperatur von 30 Grad verkraftet. Erst jetzt sind wir bei einem sicheren Wert.

70mm² Kabel – in den Kabelkanal?

Bist du in deinen Berechnungen bei solchen Kabelstärken angekommen, erübrigt sich der Blick in die Verlegearttabelle. Ein Kabel dieses Querschnitts darf nicht zusammen mit anderen Kabeln verlegt werden, damit diese sich nicht gegenseitig erwärmen und die Stromtragfähigkeit sinkt.

Korrekturschritte – in welchen fällen wahrscheinlich notwendig

Kabel führen Wärme über ihre Oberfläche ab. Weil wir nun aber gerade Kabel, über die sehr viel Strom fließen soll, möglichst kurz halten wollen, wird dies zu einem Nachteil für die Wärmeabgabe.

Denke also vor allen bei leistungsstarken Verbrauchern, die zur Vermeidung eines großen Spannungsabfalls nahe an der Batterie verbaut werden, nach dem Berechnen des Kabelquerschnitts noch daran, in die beiden Tabellen zu schauen. Erst sie können dir zweifelsfrei sagen, ob das Kabel auch unter diesen Gesichtspunkten noch ausreicht und eine Brandgefahr damit ausgeschlossen werden kann.

Korrekturschritte – im video erklärt von tiger Martin

Zusammenfassung Schritt für Schritt:

1. Lade dir die beiden Tabellen herunter – wenn noch nicht oben geschehen, hier nochmal der Link.

2. Den Kabelquerschnitt berechnen, wie im ersten Teil des Artikels besprochen.

3. Den errechneten Querschnitt überprüfen – hält er bei der gewählten Verlegeart und 50° C noch durch?

Fazit

Den Kabelquerschnitt berechnen ist gar nicht schwer, meist ist man mit einer einzigen kleinen Formel schon am Ziel. Und gerade weil es so einfach ist: Vertraue Online-Rechnern erst, wenn du wenigstens ein oder zweimal stichprobenartig kontrolliert hast, dass diese keinen Quatsch ausrechnen.

Denke bei leistungsstarken Verbrauchern auch unbedingt daran, dass die Formel zum Kabelquerschnitt berechnen nur die halbe Wahrheit sein könnte. Ein Blick in die Stromtragfähigkeitstabelle und die Berücksichtigung der Verlegeart sind hier Pflicht, um die Gefahr von Kabelbränden zu vermeiden.

Damit im Zweifel auch wirklich die Sicherung durchbrennt und das Kabel hält: Verpasse nicht unseren Artikel zur Sicherungsdimensionierung, der in Kürze erscheint!

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Victron Energy Smart Batterie – wie lange lagern, wann laden

Victron Energy Smart Batterie –
wie lange lagern, wann laden

Du hast eine Victron Energy Smart Batterie für dein Reisefahrzeug gekauft, aber noch nicht eingebaut?

Hier erfährst du: Wie du herausfindest, ob sie ohne Probleme noch länger gelagert werden kann, oder sie dringend mal geladen werden müsste, um keinen Schaden zu nehmen.

NICHT EINGEBAUTE VICTRON ENERGY SMART BATTERIE LADEN:
WAS DU BRAUCHST

Je nach Vorgehen, benötigst du

  • ein Android oder iOS Smartphone mit der Victron Connect App.
  • ein Multimeter
  • ein normales 12V (Auto)Batterieladegerät

Lade die Victron Connect App direkt herunter:

Batteriespannung kontrollieren und beurteilen

Installiere die App und verbinde dich mit der /den Batterie/n.

Du kannst nun in der App die einzelnen Zellspannungen sehen. Solange keine der Zellen unterhalb von 2,9V liegt, ist alles okay. Wenn du regelmäßig alle paar Wochen mal kontrollierst, wirst du feststellen, dass die Spannung nur sehr langsam sinkt. Also keine Panik bei 3V.

Sollte 2,9V angezeigt werden, wird es auf jeden Fall Zeit sich Gedanken darum zu machen, wie die erste Ladung bewerkstelligt werden kann.

Bei 2,8V solltest du dich JETZT ums Laden kümmern, bei 2,5V … ist es allerhöchste Eisenbahn! Deine Batterie kann ansonsten bleibende Schäden erleiden.

Victron Connect App

BATTERIE LADEN – SO GEHT’S

Das Beste wäre, einfach dein System nach Plan in dein Reisefahrzeug einzubauen und die Batterie dort zu laden. Wenn das noch nicht möglich ist, gibt es zwei Varianten.

Variante 1:
Das Sicherste und Beste wäre, du installierst alle Komponenten zum Laden nach Plan provisorisch. Hast du ein tigerexped power pro System, kannst du das ganz einfach anhand der Schaltplanteile Speicher & 230V machen. Alle anderen Komponenten kannst du weglassen, die beiden genannten Teile müssen jedoch vollständig installiert werden.

Variante 2:
Bei diesem alternativen Vorgehen musst du den Ladevorgang im Auge behalten, denn du umgehst die Schutzschaltung der Batterie, somit kann sie sich nicht vor Überladung schützen! Verwende hierzu ein Multimeter, das standardmäßig zum Umfang deines Werkzeugs für die Installation gehören sollte. Wenn nicht, ist spätestens jetzt der Moment gekommen sich eins zu besorgen.

Zum Laden selbst, kannst du ein beliebiges 12V (Auto)Batterieladegerät verwenden.

Als erstes schließt du Ladegerät und Multimeter an deine Batterie an. Dann schaltest du das Multimeter auf Gleichspannungsmessung (Volt DC), dies sollte jetzt in etwa denselben Wert anzeigen wie die Spannung in der App – in diesem Beispiel 12,8V.
Wenn deine Einzelzellen nur noch 2,5V haben, zeigt dein Multimeter jetzt 10V.
Multimeter, Lifepo4 Batterie, Ladegerät verbinden

Victron LiFePo Batterie laden
Ladegerät an Victron LiFePo Batterie anschließen

Jetzt kannst du das Ladegerät in Betrieb nehmen und beobachten, wie die Spannung (sehr) langsam steigt – ja, spannend ist das auch, aber wir meinen hier natürlich die Spannung in Volt am Multimeter.

Ab diesem Zeitpunkt musst du regelmäßig die Spannung kontrollieren. Wenn die Spannung am Multimeter ca. 13-13,2 Volt erreicht hat, beende den Ladevorgang.

Nun kannst du deinen Akku wieder einige Zeit lagern. Kontrolliere in regelmäßigen Abständen die Zellspannung und wiederhole den Vorgang wenn nötig.


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tigerexped solar – Module nach tigerexped Maßstäben

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Effektivere Solarmodule für mehr Energie pro Fläche

Du willst autark unterwegs sein? Ab sofort findest du eine wertvolle Bereicherung in unserem Sortiment: Mit tigerexped solar und damit unseren eigenen Solarmodulen verschiedener Bauformen, heben wir die Effektivität von Solaranlagen fürs Reisefahrzeug auf ein neues Level.

Zum Start decken wir bereits von starren Rahmenmodulen, über super flache Speziallaminate bis hin zu faltbaren Taschen, das gesamte Anwendungsspektrum und damit die Bedürfnisse von Vanlife-Camper bis hardcore Expeditions-LKW ab.

Warum ein tiger-eigenes Solarsortiment

Wir möchten unseren Kunden das beste Material für den Ausbau von Campern anbieten, das am Markt zu bekommen ist. Doch leider entspricht manchmal auch das beste verfügbare Produkt nicht dem aktuellsten Stand der Technik und es könnte einfach „mehr“ drin sein.

Für Solar bedeutet das: Du könntest mehr Leistung auf weniger Fläche bekommen und hättest weniger Leistungsverlust über Zeit und Temperatur. Herkömmliche Module machen zwar was sie sollen – sie produzieren Strom – aber die meisten sind am Ende ein Kompromiss zugunsten von Marge und Kosten. Natürlich brauchst Du für den Camper kein $5000-Space-Shuttle-Solar-Panel aus dem Forschungslabor, aber es gibt deutlich Luft nach oben.

Aus diesem Grund haben wir Solarpanels und -taschen nach unseren eigenen Spezifikationen herstellen lassen. Das Konzept beruht dabei auf einer höchstmöglichen Energieausbeute, die zudem unter ungünstigen Umständen wie etwa

  • bei großer Hitze
  • bei Dämmerung
  • bei schräg stehender Sonne
  • bei Staub und Schmutz und
  • bei Mikrorissen durch mechanische Beanspruchung auf Fahrzeugen,

so gering wie möglich einbricht.

Monokristalline Sunpower Maxeon Gen. III Zellen

Für all unsere Solarpanels und Solartaschen nutzen wir ausschließlich hochwertige, monokristalline Zellen höchster Güteklasse, die Zellwirkungsgrade von bis zu 24,2 % ermöglichen. Die Sunpower Maxeon Gen. III Zellen erreichen damit außerhalb von Labor und Forschung, derzeit technisch mögliche Spitzenwerte.

Von diesen Zellen gibt es verschiedene Sorten, denn sie werden in der Produktion sozusagen nach Reinheit sortiert und in verschiedenen Güteklassen verkauft. Letztere erkennt man dann am Zellwirkungsgrad und natürlich am Preis. Also Augen auf beim Zellenkauf – Sunpower ist nicht gleich Sunpower!

Expeditionsmobil mit Solaranlage im Halbschatten vor Bäumen

24,2% soll viel sein? Erfahre hier mehr zum Wirkungsgrad von Solarzellen

Verbesserter Temperaturkoeffizient – bis zu 25% mehr Ertrag als üblich!

Die in Solarzellen stattfindende Umwandlung von Sonnenlicht in nutzbare Energie funktioniert bei Kälte besser als bei Hitze, das heißt mit zunehmender Temperatur des Moduls sinkt seine Leistungsfähigkeit.

Aus Gründen der Vergleichbarkeit bezieht sich deshalb die Leistungsangabe immer auf eine Referenztemperatur, die sich in der Regel auf 25° Celsius beläuft.

Das ist nicht besonders viel und auf dem Dach eines Reisemobils sind 25 Grad schnell überschritten. Solarmodule erreichen Temperaturen von bis zu 70 Grad und damit eine Differenz zur Nominaltemperatur von satten 45 Grad – und mit jedem Grad fällt die Leistung. Aus diesem Grund haben wir unsere Solarmodule auf einen besseren Temperaturkoeffizienten (Leistungsabfall pro Grad Celsius) optimiert. Sie erreichen bei warmen Temperaturen eine um bis zu 25% höhere Energieausbeute, als die meisten herkömmlichen Panele!

Größeres, nutzbares Lichtspektrum

Das Spektrum verschiedener Lichtwellen, die von der Sonne zur Erde geschickt werden ist groß. Es umfasst kurzwellige, mit einer Frequenz von weniger als 1 millionstel Millimeter, bis hin zu sog. Radiowellen mit 10 cm Wellenlänge.

Genauso, wie wir von diesem Spektrum nur einen kleinen Teil in Form von Licht sehen können, kann auch nur ein kleiner Teil davon genutzt werden, um elektrische Energie in Solarzellen zu erzeugen.

Die von uns verwendeten Sunpower Maxeon Gen. III Zellen schaffen es, einen breiteren Wellenbereich als üblich zur Energieproduktion einzusetzen und damit auch zum Beispiel das Licht der Dämmerung noch besser zur Gewinnung von Strom zu verwenden.

Mikrolinsen für geringere Reflektion

Entscheidend für die Energieausbeute durch ein Solarmodul ist auch der Sonnenstand, also der Winkel, in dem die Lichtwellen auf das Panel treffen. Ist der Sonnenstand ungünstig (flacher Winkel), wird ein großer Teil des an sich nutzbaren Lichtspektrums von der Oberfläche des Panels reflektiert und kann nicht zur Gewinnung von elektrischer Energie genutzt werden.

Die Oberfläche unserer „black tiger sf“ Solarpanele und „tiny tiger“ Solartaschen ist aus diesem Grund mit Mikrolinsen ausgerüstet, die durch ihre Wölbung auch schräg einfallendes Licht besser einfangen können. Statt reflektiert wird es gebündelt und auf die Solarzelle geleitet.

Weniger Schmutzanfällig durch ETFE

Unter Dreck ist es dunkel. Klar, Lichtwellen ist es nicht möglich, durch Verschmutzungen hindurch auf eine Solarzelle vorzudringen, weshalb diese also immer mal wieder gereinigt werden müssen, um Leistung bringen zu können.

Zur Verbesserung unserer Module haben wir für ihre Oberfläche einen besonderen Kunststoff ausgewählt: ETFE. Dieser besitzt ähnliche Eigenschaften wie eine Teflonbeschichtung in der heimischen Bratpfanne, wodurch weniger Schmutz an der Oberfläche haften und der Stromertrag länger hoch bleibt. Insgesamt muss das Modul auf diese Art und Weise seltener gereinigt werden – wer putzt schließlich schon gerne ständig das Dach.

Wenn putzen nicht mehr zu vermeiden ist, sorgt die Antihaft-Oberfläche jedoch dafür, dass die ungeliebte Arbeit ohne Mühe und Schrubben von der Hand geht und so die Oberfläche nicht sinnlos zerkratzt werden muss.

Nebenbei bemerkt ist ETFE außerdem noch lichtdurchlässiger als andere Kunststoffe und extrem hitzebeständig.

Größere Widerstandsfähigkeit

Solarzellen sind normalerweise wenig flexibel, sie brechen oder reißen schnell. Vor allem bei der Montage auf Fahrzeugen kann das zum Problem werden, denn die Module werden durch die ständige Bewegung und Vibration stark beansprucht, heftige Temperaturwechsel verstärken das Problem.

Um mechanischen Schäden vorzubeugen sind unsere Zellen deswegen besonders dünn gehalten, was sie in gewissem Maße flexibler und robuster macht.

Zudem erfolgt die Abnahme der Leistung (die sogenannte Kontaktierung) durch eine vollflächige Kupferschicht auf der Rückseite. Das bedeutet zum einen weniger verdeckte Fläche auf der Vorderseite, zum anderen aber auch eine größere Ausfallsicherheit, sollten tatsächlich Mikrorisse entstehen. Bei herkömmlichen Kontaktierungen ist bei Beschädigung einer einzelnen Zelle oder eines Zellbereiches oft das ganze Modul in Mitleidenschaft gezogen, was zum kompletten Ausfall der Leistung führen kann.

Durch die verbesserte Leistungsabnahme, bleibt unser Gesamtmodul bei Beschädigung einzelner Zellen in Funktion.

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Temperaturkoeffizient – Beim Berechnen der Solaranlage unbedingt beachten!

Temperaturkoeffizient – Beim Berechnen der Solaranlage unbedingt beachten!

Für optimale Effektivität der Anlage, ist der Wirkungsgrad üblicherweise das Hauptkriterium beim Kauf von Solarmodulen. Der Temperaturkoeffizient ein weiterer wichtiger Faktor. Wir klären hier warum und wie dich das betrifft.

Temperaturkoeffizient – Was sagt dieser Wert eigentlich aus

Ein Temperaturkoeffizient oder Temperaturbeiwert sagt aus, wie sich eine physikalische Größe bei Temperaturänderungen gegenüber einer Referenztemperatur verhält. Simpel ausgedrückt heißt das in unserem Fall:

Solarmodule können bei Kälte besser arbeiten als bei Hitze. Am meisten holst du deswegen aus einem Modul heraus, wenn es nicht nur in optimaler Ausrichtung und Winklung zur Sonne steht (und schön sauber ist) und dabei auch noch tiefe Temperaturen herrschen. Wird es durch die Sonne erwärmt, sinkt der Solarertrag je mehr die Temperatur steigt.

Aus diesem Grund werden Module unter Laborbedingungen bei einer festgelegten Temperatur getestet. Qualität und Leistung werden so wesentlich einfacher vergleichbar, wie bei Preisangaben im Lebensmittelbereich, die sich nicht auf irgendwelche krummen Gewichte, sondern z.B. auf 1 kg oder 1 L beziehen. Bei Solarmodulen bezieht sich diese gemeinsame Einheit also auf Grad Celsius, der Wert ist auf +25 festgelegt. Du findest auf dem Datenblatt deshalb die Angabe „gemessen bei 25° Celsius„.

Mit einem besseren oder schlechteren Temperaturkoeffizienten verlierst du bei einer Erwärmung der Module entweder mehr oder weniger Leistung pro steigendem Grad Celsius.

Wie viel Leistung verliere ich bei Hitze konkret

Der Temperaturkoeffizient liegt üblicherweise bei -0,4 bis -0,5%. Das bedeutet: Pro Grad Celsius fällt die Stromausbeute deiner Solaranlage um diesen Faktor.

Bei einer Erwärmung der Module von den standardmäßigen 25 auf 26 Grad ist das kein nennenswerter Unterschied. Bei einem warmen Sommerurlaub im Süden bleibt es allerdings selten bei solchen Temperaturen auf dem Autodach. Die Temperatur auf den Solarmodulen kann hier ohne Probleme 70 Grad erreichen – und wir sind bei einer Differenz von 45 Grad zur Referenztemperatur!

Erwärmt sich also ein 330 Watt Solarmodul mit einem Temperaturkoeffizienten von -0,5% von 25 auf 70 Grad, haben wir eine Einbuße von 74,25 Watt. Die Modulleistung liegt dann nur noch bei 255,75 Watt.

Verbesserer Temperaturkoeffizient

Hochleistungszellen mit verbessertem Temperaturkoeffizienten können die Verluste durch Hitze reduzieren.

Bei einem Modul mit einem Temperaturkoeffizienten von -0,29%, wie unseren black tiger 100 und 180 Wp mit zusammen 360 Wp (um einen ähnlichen Wert zu vergleichen), sinkt die Leistung somit bei gleicher Erwärmung nicht auf 279 Watt, sondern nur auf 313 Watt! Das macht ein fettes Stromplus in deinen Batterien!

black tiger Hochleistungs-Solarmodule gibt es übrigens in vielen Sonderformaten für optimale Dachflächennutzung – sogar neben Dachfenstern.

Temperatur bei vollflächig verklebten Paneelen

Oft hört man, dass Module, die flach verklebt werden können, wie unsere semiflexiblen black tiger sf, nicht so viel Leistung brächten, wie gerahmte Glasmodule. In Wahrheit sind sie aufgrund ihrer Bauart keineswegs weniger Leistungsfähig. Die bei uns angebotenen Modelle besitzen etwa den gleichen Wirkungsgrad und die gleiche maximale Leistung. Aufgrund der fehlenden Unterlüftung und der flächigen Verklebung auf dem Autodach, erhitzen sie sich allerdings schneller, als Module, die ringsum gut belüftet auf Trägern montiert sind.
Für vollflächig verklebte Solarmodule ist der Temperaturkoeffizient also umso wichtiger.

Wie dimensionierst du deine Solaranlage also richtig

Entscheidend ist, dass du die Anlage deines Campers für „den Winter“, also schlechte Sonneneinstrahlungswerte optimierst. Berechnest du den Bedarf so, dass es bei bestem Sommerwetter grade so passt, wird dir der Temperaturkoeffizient unter Umständen einen Strich durch die Rechnung machen, sofern du ihn nicht von vornherein mit einbezogen hast.

Optimierst du dagegen auf schlechte Werte mit kurzen Tagen und flach stehender Sonne, wirst du im Sommer kein Problem haben. Mit besserem Wetter hast du in diesem Fall eh genug, wenn nicht sogar zu viel Strom und der Temperaturkoeffizient kann dir damit (fast) egal sein.


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Wirkungsgrad Solarmodule – Wie wichtig ist der Wert wirklich

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Bei der ersten Recherche zu Solarmodulen für dein Wohnmobil, wunderst du dich vielleicht über die Angaben zum Wirkungsgrad auf dem Datenblatt – ist das normal, dass der so klein ist? Und was soll mir diese Prozentzahl überhaupt sagen? In diesem Artikel klären wir, was du vom Wirkungsgrad erwarten kannst, wo die Unterschiede liegen – und ob das für dich überhaupt wichtig ist.

Wirkungsgrad bei Solarzellen

Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel Prozent der gesamten eintreffenden Lichtenergie in Solarstrom umgewandelt werden kann. Er ist also, wie an der Bezeichnung gut abzuleiten, ein Maß für die Effektivität der Solarzelle.

Zwischen verschiedenen Solarmodul-Arten kann der Wirkungsgrad stark schwanken. Ob der Wert höher oder niedriger ist, hängt von der Zellart und der Güte einzelner Zellen der gleichen Art ab.

Für den gesamten Wirkungsgrad der kompletten Solaranlage müssen außerdem noch Verluste über die Verkabelung mit eingerechnet werden, weshalb auch der Rest der Anlage sorgfältig zu planen ist.

Mit welchem Wirkungsgrad deine Solarmodule auf dem Wohnmobil gerade in der Realität arbeiten können, hängt noch von vielen anderen Faktoren, wie der an deinem Aufenthaltsort eintreffenden Globalstrahlung und weiteren ab:

Wirkungsgrad unterschiedlicher Zelltypen

Im Zusammenhang mit Solarmodulen hört man oft von den Begriffen monokristallin, bzw. polykristallin. Es handelt sich hierbei um unterschiedliche Herstellungsmethoden für das Ausgangsmaterial. Dies macht einen entscheidenden Unterschied.

Silizium

Solarzellen können generell aus unterschiedlichen Halbleitermetallen hergestellt werden. Bei derzeit am Markt befindlichen Solarmodulen ist jedoch Silizium das traditionelle Grundmaterial.

Die Zellen, die man typisch als Quadrate mit abgeschrägten Ecken kennt, werden in einem Verbund zu Solarmodulen oder PV(Photovoltaik)-Modulen zusammengeschlossen.

Monokristallines Silizium

Monokristalline Zellen sind dünne Scheiben, die von einem Silizium-Einkristall abgeschnitten werden. Dieser wird aus einem winzigen, unter Laborbedingungen erzeugten Ausgangskristall, dem sogenannten Impfkristall herangezogen, der seine völlig gleichmäßige Struktur an den gesamten, entstehenden Siliziumstab weitergibt. Durch eine solch regelmäßige Gitterstruktur kann der Strom besonders gut fließen. Die dünnen Scheiben, die für die Zellherstellung von diesen Kristallstäben abgeschnitten werden, nennt man Wafer.

Polikristallines Silizium

Im Gegensatz zu den Wafern aus Ein-(mono) Kristallen, können Solarzellen polykristallin hergestellt werden. Hierbei werden beispielsweise die ganzen Reste aus der Herstellung monokristalliner Zellen zusammen eingeschmolzen und als neuer Block auskristallisiert. Über so eine schön regelmäßige Gitterstruktur verfügt dieser dann natürlich nicht. An den Grenzflächen entstehen Übergangswiderstände die zu Stromverlusten führen.

Monokristalline Solarzellen weisen aus diesem Grund einen höheren Wirkungsgrad auf, als polykristalline. Allerdings ist auf der anderen Seite die Herstellung von monokristallinen Wafern teurer, da es zeit- und energieaufwändig ist, Kristalle in der entsprechenden Größe zu züchten.

Veränderung des Wirkungsgrades mit der Temperatur

Ein weiterer Einflussfaktor auf den Wirkungsgrad eines Solarmoduls ist die Temperatur. Mit zunehmender Temperatur sinkt die Effektivität, was bei der Dimensionierung der Solaranlage beachtet werden muss. Lies hier mehr zum Temperaturkoeffizienten.

Güteklasse der Zellen

Auch monokristalline Zellen sind nie zu 100% gleich, denn in der Praxis existiert kein absolut reiner Kristall, der nicht auch Fremdatome enthält. Unter anderem deshalb werden alle Zellen in der Produktion einzeln und unter standardisierten Laborbedingungen getestet und in Güteklassen eingeteilt.

Innerhalb einer bestimmten Marke, z. B. den Hochleistungszellen Sunpower Maxeon Gen. III, existieren also noch einmal unterschiedliche Qualitäten. Für tigerexped Solarmodule verwenden wir deshalb aus der Sunpower-Produktion nur die Zellen, die die höchste Einstufung beim Test erreichen konnten.

Nutzbares Lichtspektrum

Die Sonne schickt ihre Strahlung in Form von nicht sichtbaren Lichtteilchen zur Erde, die sich in unterschiedlich langen Wellen fortbewegen. Je nachdem wie lang die Wellen sind, können wir diese als Licht wahrnehmen – oder zu Solarstrom umwandeln. Die Lichtteilchen brauchen genau die richtige Menge Energie um sie zur Stromproduktion nutzen zu können – man spricht hier von Bandlücke oder Bandabstand.

Leider liegt nur ein kleiner Teil der Lichtwellen in diesem nutzbaren Spektrum – bezogen auf 100% des eintreffenden Lichts, kann das Solarmodul so viel Prozent der Lichtwellen verarbeiten, wie auf dem Datenblatt angegeben.

Das nutzbare Lichtspektrum stellt eine physikalisch mögliche Grenze für die Stromerzeugung aus Sonnenlicht dar, da kein Material dazu fähig ist, das ganze Spektrum zu nutzen. Theoretisch sind (zum aktuellen Entwicklungsstand der Technik) 33% Wirkungsgrad machbar, doch in der Praxis ist dieser Wert aufgrund hinzukommender äußerer Umstände nicht möglich.

Neueste Modulentwicklungen lassen nicht verarbeitbare Lichtwellen durch das Modul hindurch, statt sie zu reflektieren. Dort treffen sie auf eine zweite Schicht von Zellen, die aus einem Material besteht, welches ein abweichendes Lichtspektrum nutzt. Mit solchen sogenannten Tandem-Solarzellen wurden bereits Werte von über 40% erreicht – die breite Markteinführung zur Nutzung auf Wohnmobildächern wird aber leider noch länger auf sich warten lassen.

Welche Wirkungsgrade sind realistisch

Mit monokristallinen Zellen können heutzutage Wirkungsgrade von bis zu 24% erreicht werden. Bei Hochleistungszellen mit höchster Güteklasse sogar noch eine Nachkommastelle mehr.

Polykristalline Solarzellen kommen dagegen auf höchstens 19 – 20%.

Mit dem tigerexped Solar-Sortiment und einem Wirkungsgrad von 24,2% bei unseren festen Modulen und semiflexiblen Panels, liefern wir also die höchste Effizienz, die derzeit am Markt erhältlich ist.

Wirkungsgrad und Zellalterung

Auch Solarzellen bleiben nicht ewig jung und der Wirkungsgrad geht mit der Zeit leicht zurück. Wir reden hier allerdings über einen, für ein Wohnmobilleben sehr langen Zeitraum.

Nach ungefähr 25 Jahren, liegt der alterungsbedingte Leistungsrückgang etwa bei 10%.

Die unterschiedlichen Zelltypen nehmen sich dabei nicht viel. Nur in den ersten paar Tagen, bei der initialen Degradation. Hier verlieren die monokristallinen im Vergleich. Die Anfangsdegradation ist allerdings bereits auf dem Datenblatt mit eingerechnet.

Was also kaufen – mono- oder polykristallin

Polykristalline Zellen sind kein absoluter Quatsch. Sie sind preisgünstiger, haben aber einen von vornherein niedrigeren Wirkungsgrad durch Übergangswiderstände. Hinzu kommt noch eine unterschiedliche spektrale Empfindlichkeit – das nutzbare Lichtspektrum, wie oben bereits besprochen, ist bei polykristallinen Zellen nicht ganz so breit. Dem wird inzwischen durch sehr moderne Techniken versucht entgegenzuwirken, um auch das Material aus Nicht-Einkristall-Blöcken besser nutzen zu können, doch wenn man Solarpanele jetzt zurzeit neu anschaffen möchte, ist man mit monokristallinen, hochqualitativen Zellen definitiv am besten dran.

Ist dieser Wirkungsgrad eigentlich SO wichtig?

Wie sehr du beim Kauf von Solarmodulen auf deren Wirkungsgrad achten musst, hängt von der zur Verfügung stehenden Fläche ab. Bei Modulen, die auf Hausdächern Verwendung finden, ist deswegen häufig ein kleinerer Wirkungsgrad vorzufinden. Über Bau oder Nichtbau der kompletten Anlage, entscheidet meist die höhe der Anfangsinvestition. Kommt man nicht auf die erhofften Energieerträge, finden auf dem Hausdach aber auch mal noch zwei Paneele mehr einen Platz, ohne den finanziellen Rahmen komplett zu sprengen.

Bei Camper und Wohnmobil sieht das anders aus. Hier haben wir es mit einer stark begrenzten Fläche zu tun, die optimal genutzt werden muss, damit wir autark stehen können.

Ein hoher Wirkungsgrad sorgt dafür, dass du mit der gleichen Solarpanelfläche MEHR Strom in deine Batterien bekommst. Für autarkes Stehen macht ein Blick ins Datenblatt und den darin angegebenen Wirkungsgrad auf jeden Fall Sinn, wenn du nicht einfach noch ein Modul mehr montieren kannst, um auf die gewünschte Energiemenge zu kommen – z.B. indem du auf die Dachluke oder die Dachterrasse verzichtest.

Wenn nicht unendlich Platz zur Verfügung steht, kommt es auch optimalen Wirkungsgrad und damit Effektivität der Solarmodule an

Willst du so viel Strom auf dem Camperdach generieren wie möglich, unterstütze den hohen Wirkungsgrad des Solarpanels durch optimale Ausrichtung zur Sonne, indem du das Panel aufstellbar machst – aus der Praxis kann man allerdings sagen: Man stellt es in der Regel eh nie auf. Dazu kommt, dass das Fahrzeug selbst nicht optimal nach der aufgestellten Panelseite ausgerichtet werden kann. Ständiges Umparken wäre die Folge.

Wenn der Strom trotz hohem Wirkungsgrad nicht reicht

Sollte nach dem Kauf von Solarmodulen mit bestem Wirkungsgrad dein Strombedarf dennoch nicht ganz gedeckt, der Platz auf dem Camperdach aber voll sein, ist eine flexibel aufstellbare Solartasche als Zusatzmodul eine empfehlenswerte Lösung.


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Wofür sind Trenndioden in Solarmoulen gut

Häufig wirken sich zwei Situationen negativ auf den Solarertrag des kompletten Moduls aus, die in Wirklichkeit nur einen winzigen Bereich davon betreffen:

  1. Wenn das Modul ein bisschen Schatten abbekommt (also Teilverschattung),
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Trenndioden oder auch Bypassdioden sorgen in Kombination mit einer geschickten Verschaltung dafür, dass die nicht betroffenen Bereiche des Solarmoduls dennoch weiterarbeiten und nicht durch die unterbrochene Weiterleitung ebenfalls ausfallen.

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black tiger Solarmodule mit 115, 120, 150 und 180 Wp sind ab jetzt noch durchdachter verschaltet und mit einer zusätzlichen Trenndiode (somit 3 statt 2) ausgestattet.

Auch wenn dein Stellplatz teilweise von einem Baum beschattet wird – deine Anlage holt das Optimum aus den in der Sonne befindlichen Modulteilen heraus.

Technische Optimierung für mehr SolarStrom pro Fläche

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