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Wissenswertes über Solaranlagen

Sonne ist Energie. Auf Stell- und Campingplätzen sucht der Reisemobilist als erstes instinktiv nach einer Steckdose und versorgt sein Mobil gleich mit Strom. Die Freiheit mit dem Reisemobil zu erleben heißt jedoch meistens dort zu stehen, wo weit und breit keine Steckdose vorhanden ist. Was also tun ?

In solchen Momenten heißt es dann Strom sparen oder andere Energiequellen suchen. Hier bietet sich Strom aus Sonnenenergie im mobilen Bereich besonders gut an. Doch wie funktioniert und arbeitet eigentlich so ein Solarpanel, und was benötigt man?

Um dies zu beantworten müssen wir zurück in den Physikunterricht.Denn die Physik erklärt uns, wie man aus Sonnenlicht elektrischen Strom erzeugen kann. Beginnen wollen wir mit der Photovoltaik. Bei diesem Effekt, dem sogenannten photovoltaischen Effekt, wirken auf einem Halbleitermaterial (chem. Stoff, der eine temperaturabhängige, elektrische Leitfähigkeit besitzt) Lichtteilchen ein und erzeugen einen Stromfluss. Dieser Halbleiter besteht hauptsächlich aus Silizium, welches mit anderen chemischen Elementen verunreinigt wurde. Hierbei entstehen zwei Zonen mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften. Sobald Lichtteilchen, die sogenannten Photonen auf die Zelle treffen, erreichen sie eine Wandlung von Ladungsträgern. Nun liegt eine elektrische Spannung an den Kontakten an. Wie beim Belichtungsmesser im Fotoapparat, hängt auch hier die Stromstärke mit der Wirkungsstärke des einfallenden Lichtes zusammen. Die Zellenspannung bleibt dagegen nahezu konstant und beträgt in der Regel ca. ein halbes Volt.

Um nun eine nutzbare Ladespannung zu erhalten werden deshalb meist 36 Solarzellen zu einem Modul zusammengeschaltet, welches dann in der Summe eine Spannung von etwa 20 Volt erreicht. Ein zusätzlicher Punkt dem Beachtung geschenkt werden muß und der sich neben der Intensität des Lichts auch auf die abgebende Leistung auswirkt, ist die Einstrahlrichtung. Die höchste Leistung erreicht das Panel, wenn es im rechten Winkel zu Sonne steht. Ein flach montiertes Panel arbeitet also nur im Sommer in der Mittagszeit unter optimalen Bedingungen.

Abhilfe schafft hier eine einfache Aufstellvorrichtung, die das Modul um 60 Grad neigt und so auch bei tieferstehender Sonne den Energieertrag gewährleistet. Ein weiterer Punkt für die optimale Ausbeute ist die Temperatur der Solarzelle. Bei einer Temperatur von 0°C liefert ein Modul 10 Prozent mehr Leistung als bei 25°C. Das Panel verliert dementsprechend mehr Ladeleistung wenn es sich stark aufheizt. Jedoch bemerkt nur ein hochwertiger Solarregler diesen Ladeverlust. Bei einem schlechterem Regler geht der Minderertrag in den allgemeinen Verlusten unter. Die günstigen Regler verbinden das Solarmodul direkt mit der Batterie. Die Ladespannung wird dabei beinahe bis auf die Batteriespannung heruntergezogen - im entladenen Zustand etwa elf Volt. Das Modul ist dann von seinem optimalen Betriebspunkt , dem sog, MPP (Maximum Power Point) weit entfernt.

Aufbau einer Solaranlage Der Bereich der maximalen Leistungsabgabe liegt je nach Art des Zellenaufbaus bei 17 bis 20 Volt. Bei den Ladereglern, die nach dem MPP-Tracking-Verfahren arbeiten, entkoppeln die Solarzellenspannung und erreichen damit eine Leistungssteigerung von bis zu 30 Prozent. Zur Überwachung des Energiehaushalts ist ein Amperestundenzähler sinnvoll, der jede eingespeiste Energiemenge registriert. Das Voltmeter im Kontrollboard liefert dagegen nur einen groben Überblick über den Ladezustand der Batterie.

Erweitert man nun noch das Bordnetz um einen 230V Wechselrichter, kommt der Strom, wie man es von zu Hause gewohnt ist aus der Dose.

Bedarfskalkulation für eine maßgeschneiderte Photovoltaikanlage:

Tagesbedarf:  

2 Energiesparlampen à 8W  
2 Halogenspots à 10W
1 Wasserpumpe 50 W
1 Radio-Cassettengerät 20 W
1 Farbfernsehgerät 60 W 








4h/Tag 64 Wh
4 h/Tag 80 Wh
0,5 h/Tag 25 Wh
2 h/Tag 40 Wh
1h/Tag 60 Wh

Summe 269 Wh
Zuzüglich 10% Speicherverlust 26,9 Wh

Tägl. Energiebedarf 295,9 Wh

















Benötigte Solarmodulleistung: - bei reinem Sommerbetrieb: 295,9 Wh : 4h (effektive Sonnenscheindauer) = 74,0 W - bei ganzjährigem Betrieb: 295,9 W : 1h (effektive Sonnenscheindauer)= 295,9 W Entsprechend werden ein 75-Watt oder drei 100-Watt-Module benötigt.

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