Autark im Camper – Welches Stromkonzept passt zu dir

Autark im Camper –
Welches Stromkonzept passt zu dir

Autarkie ist das Zauberwort für Camper und Wohnmobilfahrer, die die Freiheit des mobilen Reisens nicht unbedingt in einer Campingplatzparzelle suchen. Abseits der dort vorhandenen Infrastruktur sein Lager aufzuschlagen bedeutet jedoch auch selbst dafür zu sorgen, dass z.B. der Strom nicht ausgeht, statt das Reisemobil einfach an die Ladesäule anzuschließen.

Was bedeutet Autarkie eigentlich

Jeden Tag erreichen uns Mails und Anrufe mit der Frage: Wie mache ich meinen Camper autark?

Gemeint ist dabei meist das Stromkonzept, denn nicht im Dunkeln zu sitzen, Lebensmittel im strombetriebenen Kühlschrank frischzuhalten und das Handy laden zu können, sind elementare Anforderungen an das Reisemobil.

Wie autark kann man sich unter welchen Umständen also machen und was braucht es dafür?

Obwohl (oder gerade weil) wir im Verlaufe dieses Artikels zu dem ernüchternden Schluss kommen werden, dass stromautarkes Reisen mit dem Fahrzeug in manchen Situationen ziemlich schwierig ist, möchten wir noch etwas Weiteres zu bedenken geben:

Beachte bei der Planung deines Fahrzeuges, dass die Autarkie oft gar nicht vom Strom, sondern von ganz anderen Dingen begrenzt wird. Man kann dabei eher von autarken Phasen sprechen. Das betrifft die Verfügbarkeit frischer Lebensmittel zum Beispiel. Auch ohne dass dem Kühlschrank der Strom ausgeht, ist das Gemüse irgendwann verschrumpelt und sämtliche Haltbarkeitsdaten abgelaufen – oder der Kühlschrank ist einfach leergefuttert.

Die Kapazität der Frischwassertanks ist ebenfalls ein häufig begrenzender Faktor, sowie die Auffangmöglichkeiten für das Abwasser. Belastet mit Spül- oder Pflegeprodukten, sollte dies selbstverständlich an einer entsprechenden öffentlichen Einrichtung und nicht in der Natur entsorgt werden.

Es ist also wenig sinnvoll, 10.000 Euro zusätzlich in Stromautarkie für längeres Verweilen auf den Traumplätzen zu investieren, wenn dich andere Ressourcen sowieso zum Fahren und „in die Zivilisation“ zurückzwingen, um z.B. einzukaufen.

All das und noch mehr, z.B. ein persönlicher Vorrat an benötigten Medikamenten, ist natürlich auch „Autarkie“ und selbstverständlich kann man auch hier an diversen Stellschrauben drehen.

In diesem Artikel soll es jedoch explizit darum gehen, wie du (möglichst) strom-autark werden kannst.

Strom-autark sein

Wenn wir nicht auf den Anschluss an Landstrom angewiesen sein wollen, bedeutet das entweder

  • wir müssen den benötigten Strom für die „autarke Zeit“ in Form voller Batterien mitbringen, oder
  • den Strom, den wir verbrauchen, müssen wir selbst irgendwie erzeugen, um die Batterien wieder auffüllen.

Mit moderner LiFePO4 Akkutechnik, einer großen, mitgeführten Kapazität in Form mehrerer Batterien oder ganzer Batteriebänke (Achtung, preisintensiv!) bei gleichzeitig gering gehaltenem Verbrauch, ist Unabhängigkeit ohne eigene Stromerzeugung für begrenzte Zeit gegeben. Autarkie erreichen wir damit jedoch nicht, denn der Vorrat an Energie, den wir von Zuhause mitnehmen können, ist endlich – und endlich bedeutet nicht autark. Schaffen wir es nicht, den Strom, den wir verbrauchen, auch wieder aufzufüllen, sind selbst die besten Batterien irgendwann leer.

Begrenzt wird diese Art der Unabhängigkeit vom vorhandenen

  • Budget für die Anschaffung der Batterien,
  • vom Einbauplatz im Fahrzeug und dem
  • zugeladenen Gewicht, denn Akkus sind schwer.

Umgekehrt können wir eine gewisse Autarkie selbst vollkommen ohne Bordakku erreichen.

Welche Möglichkeiten der Stromerzeugung bieten sich an

Im Camper stehen uns verschiedene Optionen der Stromerzeugung zur Verfügung. Jede davon hat ihre Vor- und Nachteile und funktioniert unter bestimmten Bedingungen besser oder schlechter. Wir werden sehen, dass daher eine auf den persönlichen Bedarf und die bevorzugten Reiseziele abgestimmte Kombination an Systemen immer am sinnvollsten ist.

Wie viel Gewicht bei der Dimensionierung der Gesamtanlage auf welches System gelegt wird, richtet sich nach dem individuellen Reiseverhalten und kann auf dieses abgestimmt und berechnet werden. Unsere Techniker sind darauf spezialisiert und helfen dir gerne dabei, wenn du eine elektrische Anlage planst (mehr zu unserem Beratungsangebot).

Die wichtigsten Optionen sind:

Solar

Eine Solaranlage stellt kurzgesagt die beste Möglichkeit der Stromerzeugung für autarkes Campen oder auch Wohnen dar. Einmal angeschafft, fallen hierbei keinerlei nachträgliche Kosten für den Betrieb an und die Anlage arbeitet sauber, selbstständig, geräuschlos und ohne weitere Betriebsmittel oder Abgase.

Nicht umsonst ist eine Solaranlage die effizienteste Möglichkeit der persönlichen Energiewende und wenn es um die Nachhaltigkeit von Wohnhäusern geht ganz vorn mit dabei.

„Die Sonne schreibt keine Rechnung“, wie Techniker Lars so schön zu sagen pflegt.

Nachteil: Keine Sonne – kein Strom.

8 x 180 Wp black tiger Hochleistungs-Solarmodule für ein auf Solarenergie basierendes Stromkonzept. Ladebooster und Landstromanschluss ergänzend.

Ladebooster / b2b Lader

Die Bordbatterie kann durch das Fahren des Fahrzeugs geladen werden. Ein b2b Lader versorgt dabei die Batterie mit Strom, der von der Lichtmaschine erzeugt wird. Praktisch, gerade wenn keine Sonne scheint und die Solaranlage wenig Leistung bringt. Nachteil: Um eine Batterie vollzuladen, reicht es nicht, ein paar Minuten im Kreis zu fahren, oder das Fahrzeug ein bisschen im Leerlauf vor sich hinblubbern zu lassen.

Lars berechnet in unserem Video zum Beispiel, dass man, um einen typischen, durchschnittlichen Tagesverbrauch von 1 kWh wieder reinzuholen, in der Regel ca. drei Stunden fahren müsste. Verschiebt man das durch genügend Akkukapazität um drei Tage nach hinten, müsste man also schon 9 Stunden am Stück fahren, um anschließend wieder drei Tage gemütlich an einem schönen Plätzchen stehen zu können.

Integriert man geplante Fahretappen zur Energiegewinnung als Taktik in seinen Reisealltag, kann dies für die stromseitige Autarkie allerdings durchaus eine Lösung sein.

Ein weiterer Nachteil ist jedoch: Die zusätzliche Belastung der Lichtmaschine führt zu mehr Kraftstoffverbrauch, da der Motor durch den Antrieb der Lichtmaschine quasi mehr arbeiten muss. Fazit: Wir müssen mehr Geld an der Tankstelle ausgeben (erreichen also auch keine echte Autarkie, denn wir sind auf die Verfügbarkeit von Kraftstoff angewiesen) und leisten nicht gerade ein Beitrag zu einem kleineren ökologischen Fußabdruck beim Reisen.

Generator

Selbstredend, dass das Stromerzeugen durch einen extra laufenden Motor und ohne dabei wenigstens noch Fahrstrecke zurückzulegen, die oben bereits genannten Nachteile verschärft. Als Verbrenner fossiler Kraftstoffe, mit dazu noch kleinem Wirkungsgrad, ist er keine erstrebenswerte Lösung, sondern eher ein absolutes Notprogramm.

Dazu kommt ein hohes, zusätzliches Gewicht und ein erheblicher Platzverbrauch, sowie das gesonderte Mitführen einer zusätzlichen Kraftstoffmischung. Die entstehende Geräuschbelästigung durch den Betrieb eines Generators spricht ebenfalls gegen den Einsatz eines solchen.

Eine weitere Einschränkung ergibt sich bei niedrigen Temperaturen oder in Höhenlagen. Hier wird der Betrieb von Generatoren schwierig, da die Vergaser einfrieren können und die Kraftstoffmischung nicht an die veränderten Luftdruckbedingungen angepasst wird.

Aus all diesen Gründen sind Generatoren in europäischen Reisefahrzeugen auch nicht sonderlich verbreitet.

Windräder

Ein Windrad kann eine Alternative, oder besser eine Ergänzung zur Solaranlage sein. Herrscht mehr Wind als Sonne, ermöglicht es die Stromproduktion bei stehendem Fahrzeug, wenn die Solaranlage es nicht oder nur teilweise kann.

Leider sind Windräder noch nicht mit dem besten Wirkungsgrad gesegnet und verursachen außerdem ein recht lautes Laufgeräusch.

Brennstoffzellen

Brennstoffzellen ermöglichen uns nicht wirklich Autarkie. Für ihren Betrieb muss reines Methanol mitgeführt werden. Da der Umgang mit Methanol gefährlich sein kann, sind die Brennstoffzellen in der Regel so konzipiert, dass ein einfaches Nachfüllen „aus dem Fass“ nicht unterstützt wird und spezielle Tankpatronen dafür ausgewechselt werden müssen. Je nach Energiebedarf sind diese allerdings auch relativ schnell verbraucht und für eine lange Reise oder längere autarke Phasen, müsste ein nicht unerheblicher Vorrat an Methanol mitgeführt werden.

Eine Brennstoffzelle kann zwar also unsere Akkus laden, doch das Laden der Brennstoffzelle selbst unterwegs ist schwierig, selbst wenn Bezugsquellen für reines Methanol vorhanden sein sollten.

Autark campen – Die Reise bestimmt wie

Wohin wir wollen und wann im Jahr, bestimmt darüber, welche der oben genannten Möglichkeiten für uns die Richtige ist. Da die Bedingungen, unter denen Strom produziert wird, dabei sehr unterschiedlich sind, macht es immer Sinn, die verschiedenen Möglichkeiten miteinander zu kombinieren und diese Kombination in ein passendes Verhältnis zum persönlichen Stromverbrauch und der verbauten Akkukapazität zu setzen.

Ein Beispiel:

Bei einem Reisegebiet von Nord- bis Mitteleuropa und einer Reisezeit zwischen Oktober und März, ist es sicherlich unrealistisch, mit einer Autarkie durch Solarertrag zu rechnen, da der Ertrag in dieser Zeit sehr schlecht ist (siehe dazu unbedingt auch unseren Artikel Wie viel Solar für Camper und Wohnmobil – Einflussfaktoren richtig einschätzen). Ebenso unrealistisch ist es, bei dieser Reise genug Akkukapazität dabeizuhaben, um 10 Tage autark am See stehen zu können und nach Verbrauch einfach alles durch eine Fahretappe wieder aufzufüllen.

Abhilfe kann bei dieser Reiseregion und Jahreszeit ein verändertes Reiseverhalten schaffen. Verkürzte Standzeiten und mehr Fahretappen, bei denen man beispielsweise 2 – 3 Stunden Fahrzeit pro Tag einplant. Ist das Wetter schlecht und bringt keinen Solarertrag, möchte man vielleicht sowieso lieber da hin, wo das Wetter besser ist?

Jemandem, dem es nicht auf Sonne ankommt, sondern mehr auf Wind, weil seine Leidenschaft das Kiten ist, sieht das vielleicht aber schon wieder anders und stellt sich lieber ein zusätzliches Windrad mit aufs Dach.

Solltest du ein echter Winterfan sein und in der kalten Jahreszeit Richtung Nordkap fahren wollen, könnte ein Konzept lauten: Fahren, fahren, fahren, denn mit Solar wirst du hier nichts ausrichten können.
Im Gegensatz dazu kann man bei einer großen Fern- oder Langzeitreise versuchen, dem Sommer hinterherzufahren und Stromautarkie durch ein passendes Timing bei der Planung der Reiseroute aufrechtzuerhalten.

Wie viel Solar für Camper und Wohnmobil man wirklich braucht, erklären Martin und Lars von tigerexped

Was kannst du von einem Solarmodul wirklich an Leistung erwarten und wie viel Solar brauchst du am Ende also auf dem Dach?

Mache mit Lars und Martin eine virtuelle Reise von Norwegen Richtung Äquator, bei der sie realistische Solar-Setups als Beispiele durchdenken.

Autark ist, was du daraus machst

Optionen, die man erst einmal weniger unter dem Begriff Autarkie verbuchen würde, können ebenfalls ein probates Mittel sein. Wer zu wenig Solar hat, um seinen Verbrauch komplett zu decken, aber dazu genügend Akkukapazität, um bei seinem persönlichen Verbrauch zwei Wochen autark zu sein, kann möglicherweise alle zwei Wochen doch mal eine Nacht auf dem Stellplatz nehmen und das Fahrzeug an die Ladesäule hängen. Eine solche Menge an Strom per Lichtmaschine im wahrsten Sinne „reinzufahren“, macht in den meisten Fällen eher wenig Sinn. Außerdem muss nach zwei Wochen wahrscheinlich auch mal Wasser aufgefüllt und abgelassen, eine Waschmaschine genutzt werden oder ähnliches, was die Kosten für die Übernachtung relativiert. Frisch ver- und entsorgt kann es dann wieder in die autarke Freiheit gehen.

Bei aller Liebe zum autarken Campen und Freistehen, ist die Möglichkeit das Fahrzeug an Landstrom anschließen zu können, auf jeden Fall immer noch eine, die man nicht komplett verwerfen sollte.

Den passenden Mix finden

Vor allem die Dimensionierung der Solaranlage auf den persönlichen Bedarf und das individuelle Reiseverhalten, bedarf einer gewissen Erfahrung und der Auswertung vieler Zahlen.

Abgestimmt auf die in dem jeweiligen Fahrzeug genutzten Verbraucher und Reisenden, kann man am Ende ein Optimum herauszuholen, ohne über ein realistisches Ziel hinauszuschießen und völlig unnötig viel zu viel Geld auszugeben. Dazu gehört auch das Erörtern von Wünschen und Erwartungen und diese ins Verhältnis zu Machbarkeit und Kosten zu setzen.

Ist induktives Kochen zum Beispiel unabdingbar? Allein dieser Wunsch ist eine große Hürde auf dem Weg zum (strom)autarken Campen und seine Verwirklichung sprengt so manches Budget.

Lerne in unseren weiterführenden Videos und Artikeln mehr zur Dimensionierung einer Solaranlage.

Unsere empfohlenen Artikel:

Du bist unsicher: Lass dir helfen.

Lars oder einer unserer anderen reiseerfahrenen Techniker ermitteln in einem telefonischen Gespräch gerne deine individuellen Wünsche, schauen, was zu dir und deinem Budget passt und erstellen ein Gesamtkonzept mit aufeinander abgestimmten Komponenten, damit alles sicher funktioniert.

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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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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.

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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!

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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

Wirkungsgrad Solarmodule –
Wie wichtig ist der Wert wirklich

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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Zusätzliche Trenndiode für mehr Solarertrag bei Teilverschattung

Zusätzliche Trenndiode für mehr Solarertrag bei Teilverschattung

Bei tigerexped-eigenen Produkten legen wir größten Wert auf höchste Qualität und beste Technik. Aus diesem Grund werden wir sie auch immer weiter verbessern. Unsere black tiger Solarmodule kommen deshalb ab jetzt mit einer zusätzlichen Trenndiode.

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),
  2. wenn eine Zelle oder ein kleiner Zellbereich beschädigt ist (z.B. unsichtbare Risse durch Vibration beim Fahren, Hagel- oder Astschlag).

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.

black tiger Solarmodule jetzt mit 3 statt 2 trenndioden

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

Unsere black tiger Solarmodule kommen natürlich weiterhin mit all den bereits zuvor integrierten technischen Optimierungen:

  • Größeres nutzbares Lichtspektrum für Solarertrag bei schlechten Lichtverhältnissen und sogar bei Dämmerung
  • Verbesserter Temperaturkoeffizient für bis zu 25% mehr Leistung bei Hitze
  • Sonderformate für die bestmögliche Nutzung der zur Verfügung stehenden Dachflächen, z.B. bei Dachfenstern und kürzere Seitenlängen für geringere Ausfallanfälligkeit durch Vibration
  • Vollflächige Kupferkontaktschicht für höchste Ausfallsicherheit
  • edel in schwarz eloxierter Rahmen und passende, schwarze Montageecken und Kabeldurchführungen

Die Module wären auch das Richtige für deine Freunde? Zeig sie ihnen:

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Durchschnittlicher Solarertrag – Das liefert dein Modul wirklich

Durchschnittlicher Solarertrag –
So viel liefert dein Modul wirklich

Bei der Berechnung einer Solaranlage für Wohnmobil und Camper ist es wichtig, von realistischen Werten auszugehen – ein tatsächlicher, durchschnittlicher Solarertrag, ist etwas gänzlich anderes als die Watt Peak Angabe auf dem Datenblatt. Warum dieser von den Kennzahlen abweicht und welch große Rolle dein Reiseverhalten dabei spielt, klären wir in diesem Artikel.

Was das Datenblatt nicht wissen kann

Beim Kauf von Solarmodulen bietet das Datenblatt mit Kennzahlen wie Nennleistung, Wirkungsgrad und Angaben zur Zell- und Modulqualität, wichtige Informationen. Dein zu erwartender, durchschnittlicher Solarertrag hängt sehr wohl mit diesen Daten zusammen, denn sie geben Auskunft darüber, wie viel Leistung das Modul aus einer bestimmten Situation herausholen kann. Danach gibt es effektivere und nicht so effektive Module.

Was für ein Ertrag am Schluss auf deinem Überwachungsmonitor steht, hängt aber eben auch von dieser gegebenen, äußeren Situation ab. Diese vorher, bei der Planung der Anlage einzuschätzen, entscheidet über die Dimensionierung der Anlage für einen spezifischen Leistungsbedarf.

Ob du den Bedarf deiner Verbraucher decken kannst, hängt, neben Nennleistung, Qualität und eventueller Verschmutzung des Panels, auch ab von:

  • der an Deinem Aufenthaltsort herrschenden Globalstrahlung in der jeweiligen Jahreszeit
  • der Einstrahlungssituation, das heißt Ausrichtung und Neigung des Moduls.
  • hinzu kommen andere äußere Einflüsse, wie etwa Verschmutzungen auf den Zellen, Hitze oder Kälte

Solarertrag – Was sagt der Begriff eigentlich aus

Der Solarertrag bezeichnet die Menge an PV (Photovoltaik) Energie, die die Solaranlage erzeugt. Sie wird in der Einheit Kilowattstunden (kWh) pro Tag angegeben.

Die Globalstrahlung

Die Globalstrahlung gibt die gesamte Strahlung der Sonne an, die einen Standort durchschnittlich pro Tag / Monat / Jahr erreicht. Durch die Krümmung der Erdoberfläche und der Stellung der Erde zur Sonne, unterscheidet sie sich stark je nach Breitengrad und Jahreszeit. In Äquatornähe ist die Globalstrahlung grundsätzlich am stärksten.

Für’s Reisen bedeutet das natürlich: Fährst Du von hier aus nach Süden, wird dein tatsächlich möglicher, durchschnittlicher Solarertrag höher, nach Norden hin erheblich geringer.

Praktisch möglicher Solarertrag

Der praktisch mögliche Solarertrag der Anlage auf deinem Camper, hängt, wie oben bereits angedeutet, von sehr vielen Kriterien ab und bezieht technische Werte, bzw. Verluste der jeweiligen Anlage / Solarmodule mit ein. Auch Verschmutzungen oder Wasserflecken tragen dazu bei, dass ein Solarmodul keine Leistungswerte wie unter Laborbedingungen bringen kann.

Mit Abstand am Stärksten, wird dein möglicher Solarertrag aber beeinflusst von der am Aufenthaltsort eintreffenden Globalstrahlung und der Ausrichtung der PV-Module zur Sonne.

durchschnittlicher Solarertrag – Wo kann ich mit wie viel rechnen

Exemplarisch haben wir die Werte für einen möglichen Solarertrag in drei unterschiedlichen Regionen und ohne besondere Ausrichtung zur Sonne berechnet – d.h. flach liegend auf deinem Camper. Die Angaben spiegeln das durchschnittliche Wetter des jeweiligen Monats in der angegebenen Region wider – natürlich kann es auch im sommerlichen Lissabon ausgerechnet zur Zeit deines Aufenthalts bewölkt sein, sodass die Ausbeute wesentlich geringer ausfällt. Umgekehrt ist aufgrund der Erdkrümmung eher kaum mit einer höheren Globalstrahlung in Reykjavik während einer Winterreise zu rechnen. Die generellen Unterschiede an den jeweiligen Standorten werden durch den Graphen mehr als deutlich.

Durchschnittlicher Solarertrag bei 120Wp in Lissabonn, Paris, Reykjavik

Solarertrag erhöhen – Ausrichtung / Winkel des Panels anpassen

Den höchsten Solarertrag liefert ein Modul, das rechtwinklig zum eintreffenden Sonnenlicht ausgerichtet ist. Am Äquator ist man mit liegend auf dem Dach des Wohnmobils montierten Panels somit gut aufgestellt. Anders sieht es aus, wenn wir uns von dort aus in Richtung der Pole bewegen. Hier, in der Mitte Deutschlands, bietet eine Neigung von 38° (in Richtung Süden) dem Sonnenlicht einen optimalen Einfallswinkel. Die Strahlung trifft so direkt auf die Zellen und wird geringstmöglich von der Oberfläche des Moduls ungenutzt reflektiert.

Fans von Nordlichtern, die unter den eh schon schwierigen Lichtverhältnissen noch etwas aus ihrer Solaranlage herausholen wollen, müssen also aufrüsten. Entweder mit fest montierten Modulen, die aufstellbar verbaut sind oder mit flexibel aufstellbaren Solartaschen, die nicht fest am Fahrzeug montiert sind.

Wer wirklich auf diese Verhältnisse optimieren möchte, sollte sich sogar überlegen, Solarmodule an den Seiten des Reisefahrzeugs zu verbauen. Aus Erfahrung kann man sagen, dass aufstellbar montierte Solarmodule während einer Reise nur sehr selten wirklich aufgestellt werden – der Aufwand ist meist einfach zu groß. Eine handliche Solartasche, die wahlweise mal schnell hinter die Frontscheibe gelegt oder vor den Camper gestellt werden kann, ist meist die bequemere Lösung.

Solarertrag berechnen

Wenn du dich dafür interessierst, mit welchem Solarertrag du an deinem bevorzugten Reiseziel rechnen kannst, findest du entsprechende Angaben zur Globalstrahlung in sogenannten Solaratlanten oder Globalstrahlungskarten.

SolarGIS © 2011 GeoModel Solar s.r.o., SolarGIS-Solar-map-Europe-de, CC BY-SA 3.0

Um den idealen und den praktisch möglichen Solarertrag zu berechnen, muss die am Standort herrschende Globalstrahlung auf die Anlage mit ihren spezifischen Kennzahlen sowie Ausrichtung und Neigung umgerechnet werden. In der Praxis macht diese Rechnung jedoch nur für große, stationäre Anlagen Sinn.

Wichtig bei der Planung der Anlage für ein Reisefahrzeug, ist zu bedenken, dass ein gewisser Prozentsatz der möglichen Leistung eines Solarmoduls sehr wahrscheinlich nicht abgerufen werden kann und man dementsprechend die Anlage möglicherweise anpassen muss, um einen bestimmten Bedarf zu decken. Dies kannst du entweder mittels größerer Solar-Gesamtfläche gelösen oder durch eine (zumindest zeitweise) Steigerung des Solarertrags über eine Anpassung der Ausrichtung, bzw. dem Neigungswinkel der Module.

Der Kauf von Panels mit möglichst hohem Wirkungsgrad, einem optimierten Temperaturkoeffizienten und großem, nutzbaren Lichtspektrum, ist für eine möglichst hohe Leistungsausbeute natürlich obligatorisch. Wir legen bei der eigenen Produktion deshalb besonders viel Wert auf technische Optimierung – so kannst du immer die größtmögliche Leistung aus den äußeren Gegebenheiten herausholen.

Solarmodule mit höchstem Wirkungsgrad - tigerexped solar

Technisch optimierte Hochleistungs-Solarmodule mit
– höchstem Wirkungsgrad,
– verbessertem Temperaturkoeffizienten,
– großem, nutzbaren Lichtspektrum,
– vielen Sonderformaten für beste Dachflächennutzung,
– gerahmt, semiflexibel oder als Solartasche
findest du in unserem Shop unter:
tigerexped solar

Städte im Globalstahlungsvergleich

Hier noch einmal ein Überblick, was du von Solarmodulen verschiedener Leistungsklassen in unseren Beispielregionen im Jahresverlauf erwarten kannst.

Durchschnittlicher Solarertrag Lissabonn, Paris, Reykjavik


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Solarladeregler berechnen – Passt der Regler zum Modul?

Solarladeregler berechnen –
Passt der Regler zum Modul

Welchen Solarladeregler man fürs Wohnmobil braucht, ist zum Glück gar nicht so schwer zu berechnen. Ob Solarmodul und Regler zusammen passen, kriegst Du mit nur zwei Angaben und einer ganz einfachen Rechnung heraus. Hier erfährst Du, wie das geht.

SOLARLADEREGLER PASSEND ZUM SOLARMODUL

Bei der Planung einer Solaranlage fürs Wohnmobil wird es in der Regel so sein, dass zunächst Module ausgesucht werden, die laut Datenblatt gute Werte liefern und deren Maße gut auf das Dach des betreffenden Fahrzeugs passen. Der Solarladeregler wird nach dieser Entscheidung an die Leistung des Moduls oder der Module angepasst.

Wir wollen uns hier ein Beispiel ansehen und nehmen an, dass unser semiflexibles Modul black tiger 110 sf sich unter diesen Gesichtspunkten gut für das Camperdach eignet und wollen nun einen passenden Solarladeregler dafür finden.

Leerlaufspannung

Die erste, sehr wichtige Größe, findet sich auf dem Datenblatt, bzw. in den technischen Daten des betreffenden Moduls: Die Leerlaufspannung (Open Circuit Voltage = Voc). Es handelt sich dabei um die Spannung (Volt), die maximal am Regler anliegt, er muss diesen Wert also aushalten.

Bei unserem Beispiel-Solarmodul steht in der Zeile „Leerlaufspannung“ der Wert 40,8 Voc.

Das Datenblatt mit den wichtigsten Daten findest du bei unseren semiflexiblen „black tiger“ Solarmodulen direkt auf dem Panel

Angaben auf dem Solarladeregler

Ein Solarladeregler vom bewährten und häufig gekauften Lieferanten Victron Energy hat die wichtigsten Werte (maximale Photovoltaik-Leerspannung und Nennladestrom) praktischerweise direkt in den Namen des Produktes integriert. Bei allen anderen Herstellern sind sie selbstverständlich in den technischen Daten des Gerätes zu finden.

Für unser Beispiel haben wir also zum Beispiel einen MPPT 75/10 Laderegler. Weitere Größen wären etwa 75/15 oder 150/35.

Die erste Zahl steht dabei für die maximal verarbeitbare Spannung, bei diesem Regler somit 75 Volt. Unserem Modul mit seinen 40,8 Volt, überschreitet diesen Wert nicht – passt!

Maximaler Ladestrom

Der zweite wichtige Wert ist der maximal verarbeitbare Ladestrom – die zweite Zahl auf unserem Regler.

Um festzustellen, ob das Solarmodul zu den hier genannten 10 Ampere passt, suchst du in den technischen Daten des Solarmoduls nach der maximalen Leistung, die es abgeben kann: Der Nennleistung oder Nominal Peak Power, angegeben in Watt peak (Wp). Im Falle von black tiger sf 110 sind das 110 Watt.

AUS DER ANGABE WATT PEAK DEN MAXIMALEN LADESTROM BERECHNEN

Ladestrom verändert sich

Verändert sich im Stromkreis ein Wert, bedingt dies eine Veränderung von anderen Werten. Grundsätzlich gilt und ist hier für uns wichtig: Wenn die Spannung kleiner wird, wird der Strom größer!

Wie klein kann die Spannung werden

Die Spannung bei Blei- oder Lithiumbatterien in 12V Systemen fällt natürlich mit zunehmender Entladung ab. Dass ein Ladegerät mit Spannungen unterhalb von 12,8 V zurechtkommen muss, ist jedoch nicht realistisch. Man rechnet im 12 V System also mit etwa 12,8 V niedrigster Spannung.

Berechnen

Unsere super einfache Rechnung lautet: Leistung geteilt durch Spannung. Das Ergebnis muss in den auf dem Laderegler angegebenen, zweiten Wert, den Nennladestrom passen.

Wir haben also hier eine Leistung von 110 Wp, geteilt durch 12,8V Spannung. Das ergibt einen maximalen Strom von 8,59 Ampere. Damit könnte man den kleinen Regler für eines von diesen 110 Wp Modulen problemlos verwenden.

Solarladeregler für mehrere Module berechnen

Was ist, wenn man nicht eines, sondern mehrere Solarmodule an einen Solarladeregler anschließen möchte: In diesem Fall ist nur eine Sache wirklich wichtig, nämlich die maximale Spannung und dabei kommt es auf die Verschaltung deiner Module an.

LADEREGLER VERSCHALTEN

Reihenschaltung

Bei einer Reihenschaltung ergeben sich bei zwei Modulen mit 110 Watt, 220 Watt und ÜBER 75 V, nämlich 81,6 V. Somit könnte der Laderegler 75/10 nicht mehr verwendet werden.

Parallelschaltung

Alternativ könnte man die beiden Solarmodule parallel schalten. Das ergibt immer noch 220 Watt Leistung, die Spannung erhöht sich aber nicht. Was sich neben der Leistung allerdings ebenfalls verdoppelt ist der Strom. Somit wären wir nicht bei 8,5 Ampere, sondern 17 Ampere – und unser kleiner Laderegler 75/10 ist auch damit aus dem Rennen.

12V oder 24V System

Welchen Laderegler man verwendet hängt also zum einen davon ab, ob man die Solarmodule in Reihe schaltet oder parallel und welche Gesamtleistung am Ende im System ankommen soll.

Möchte man, wie in unserem Beispiel, mit dem 110 Wp Modul in einem 24 V System eine Batterie laden, braucht der Laderegler nur halb so groß zu sein. Die 110 Watt werden schließlich nicht mehr durch 12,8, sondern durch etwa das Doppelte geteilt. Das bedeutet auch: Man kann einen günstigeren Regler kaufen.

Ein Ladewandler wird teurer, je höher seine maximal verarbeitbare Spannung und der maximale Strom ist. Im 24 V Bordnetzsystem kann man hier also sparen.

Natürlich haben sowohl 12 V wie 24 V Systeme ihre Vor- und Nachteile, die anhand des persönlichen Bedarfs abzuwägen sind. Will man zum Beispiel Ladewandler ab 3000 Watt zum Einsatz bringen, ist ein 12 V System keine Option. Mehr zu diesem Thema werden wir aber an anderer Stelle behandeln.

Solar FAQ-Video mit unseren tigern Martin und Nico – Noch mehr Solarwissen


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