Nach ein paar Wochen Betrieb mit Ladegerät als Dauerunterstützung hat sich bei mir der Wunsch ausgeprägt, doch ein einfaches Solarmodul an die Batterie anzuschließen. Zudem wollte ich zwei Anzeigen, wie schon gezeigt, in einen Schaltkasten einbauen, um mit einem Blick zu wissen, wie der Status der Batterie und der Nachladung ist.
Das Solarmodul Module gibt es wie Sand am Meer! Kleine, große, harte, weiche mit und ohne Regler, den Ideen sind keine Grenzen gesetzt. Das macht die Auswahl gleich viel leichter… oder auch nicht. Um hier etwas einzugrenzen, muss man sich über den geplanten Einsatz schon Gedanken machen.
Auf meinem Loggia-Balkon ist leider kein Platz, um ein ordentlich großes Panel optimal auf dem Dach anzubringen, sodass es auf der Südseite richtig ausgeleuchtet wird. So stand zumindest mal fest, dass ein ausgewähltes Modul eine bestimmte Größe nicht überschreiten darf. Zudem wird es nur semioptimal aufgestellt sein und wahrscheinlich nur die Hälfte der Leistung bringen, die möglich wäre. So fiel meine Wahl auf ein Komplettmodul mit einer Leistung von 80 Watt bezogen auf 12V, einschließlich Regler passend für typische Solarbatterien.
Das Panel sieht aus wie ein Koffer mit Tragegriff, der aufgeklappt ungefähr 80cm breit und 65cm hoch ist. Im Rahmen sind zudem auch gleich zwei Stützen integriert, mit denen man die Solarpanele frei auf ebenem Untergrund aufstellen kann.
Das geschlossene Panel mit dem Tragegriff
Das geöffnete Panel
Auf der Innenseite ist mit einer Art Silikon der Regler aufgeklebt. (Leider habe ich davon kein Bild gemacht) Mit einem scharfen Hobbymesser ließ sich dieser vom Untergrund ablösen und später in den Klemmenkasten einbauen.
Ja, aber warum den Regler an den Zellen abmontieren und separat in den Klemmenkasten? Mehr dazu gleich im folgenden Absatz.
Der Regler Meine ersten Schritte waren natürlich, die technischen Daten des Reglers einschließlich verständlicher Bedienungsanleitung im Internet zu finden. Wunderbar, kann ich euch sagen!
Maschinenübersetzte Bedienungsanleitung, die man nur versteht, wenn man weiß, wie das Gerät funktioniert! Dank einschlägiger Erfahrung mit Modellbauprodukten aus asiatischen Ländern gelang mir sogar dieses, jedoch waren die Angaben über zulässige Spannungen und Ströme recht spärlich. Der Regler soll also bis zu 10 A regeln können, aber wieviel Strom das Panel bringen kann, wurde nicht genannt. Also hilft nur noch Rechnen: 80 Watt geteilt durch 19 Volt (Leerlaufspannung) ergibt einen theoretischen Maximalstrom von 4,2 A.
Nun zum Thema Kabel und Spannungsabfall Einmal wollte ich den Regler in meiner Nähe haben, um zu sehen, wann geladen wurde und wann der Regler den Ladevorgang beendet hat. Zum anderen gibt es da noch einen technischen Hintergrund: Wenn ich z.B. zwischen Panel und Batterie 10 m Kabel liegen habe mit Querschnitt 1,5 qmm , so hat dieses über die Länge einen Widerstand von 0,12 Ohm je Kabel.
Nach Formel U=RxI ergibt das bei 0,24 Ohm und einem Ladestrom von 4,2 A eine Spannung von rund 1,0 Volt, die über das Kabel abfallen und mir die optimale Spannung von 13,8 V zum Laden auf 12,8 V minimiert. Das reicht nie, um die Batterie komplett zu laden!
Verwende ich die lange Leitung auf der Solarpanelspannungsseite (19,00 Volt) reduziert sich die Versorgungsspannung auf 18,00 Volt, jedoch bleibt auf der Seite zur Batterie die volle Spannung erhalten! Dadurch ist gewährleistet, dass der Akku bei ungehindertem Sonnenschein auch voll werden kann.
Hier die Komponenten im Schaltkasten: Links der Regler, rechts oben zwei Shuntwiderstände für die Strommessung und darunter mehrere Klemmen, um ordentlich zu verdrahten.
Blick in den geöffneten Schaltkasten
In den Deckel habe ich die beiden Anzeigen eingebaut: Links Spannung und Strom des Solarpanels um zu sehen, welcher Strom gerade Richtung Regler fließt und rechts die Anzeige für Spannung der Batterie und dem Strom, der aus ihr gezogen wird.
Dadurch ist bei guter Sonneneinstrahlung sofort zu sehen, ob mehr oder weniger Strom aus der Batterie entnommen wird, als nachgeladen werden kann.
Der Deckel mit den eingebauten Anzeigen
Nicht irritieren lassen, die linke Anzeige wurde fotografiert, als keine Sonne auf das Panel schien, dadurch fällt am Shunt keine Spannung ab und die Anzeige zeigt „Müll“ an. Der Schalter ermöglicht mir, die Anzeigen auszuschalten, das sind auch wieder ein paar dauerhafte Milliampere, die gespart werden, wenn man es nicht braucht.
So habe ich den ganzen Aufbau zusammengeschraubt und mit einem Grinsen im Gesicht meine neue „Solaranlage“ in Betrieb genommen. Doch das Grinsen hat abgenommen und die Erkenntnis zugenommen. Mache nie die Rechnung ohne die Kurzewellen-HF! Wenn ich mit meinem UKW-Gerät arbeite, ist die Welt in Ordnung und das rechte Instrument zeigt den aus der Batterie entnommenen Strom recht genau an. Doch wenn ich mit der Kurzwelle sende, zeigen beide Anzeigen irgendwelche Phantomwerte an, die eindeutig auf HF-Einstrahlung zurückzuführen sind. Ausserdem macht die Anzeige für den Ladestrom Probleme. Hier habe ich noch nicht herausgefunden, woran das liegt, denn selbst bei starker Sonnenbestrahlung des Panels wird mir nur ein Wert von 0,0 irgendwas an Strom angezeigt.
Zudem ist die Spannungsanzeige auf der Solarzellenseite überflüssig! Denn der Regler belastet ja die Solarzelle entsprechend, damit Strom entnommen und der Batterie zugeführt wird. Genauso aus umgekehrt, selbst wenn die Solarzellen keinen Strom produzieren, liegt die Batteriespannung an.
Was lernen wir daraus? Es reicht für den Showeffekt, mit dem kleinen Instrument die Spannung der Batterie anzuzeigen, und wer mag den entnommenen Strom, weil das mein Laderegler nicht kann. Es ist also zielführender, einen Laderegler zu besorgen, der die gewünschten Werte im Anzeigemodus beinhaltet!
Dennoch: Das Projekt hat Spaß gemacht und war lehrreich! Das Panel mit 80 Watt reicht aus, meinen Stromverbrauch einigermaßen zu decken, zumindest wenn sich die Wintersonne mal aus den Wolken etwas zeigt.
Gruß
Stefan, DL8SFZ
Zur Zeit keine Kommentare