Solaranlage im Eigenbau

pvmobil 2007 07.08.2007 21:53 Themen: Atom Ökologie
Anleitung zum Bau einer kleinen Solaranlage zur Erzeugung von Strom für den Hausgebrauch (keine Netzeinspeisung). Auch geeignet für Leute die zu Miete wohnen (zum Beispiel auf dem Balkon), für Schrebergarten-Hütten, für Wanderhütten, für Outdoor etc.. Die Anlage ist für kleine Verbraucher wie Radio, Computer (Monitor, Modem, Drucker, Lautsprecher, Laptop), TV, Ventilator geeignet. Größere Geräte habe ich nicht getestet. Die Photovoltaikanlage besteht aus zwei Solarmodulen mit jeweils 55W Leistung und ist für eine Spannung von 12V ausgelegt. Durch einen Spannungswandler steht 230 V Wechselstrom zur Verfügung.
Bauanleitung

Bei der Verschaltung der Bauteile ist immer auf die richtige Verpolung zu achten. Bei der Verschaltung von Solarakkus können sehr hohe Ströme fließen, also ein bißchen aufpassen. Im allgemeinen ist die hier vorgestellte Anlage aber sehr sicher und es kann beim Betrieb nichts passieren. Die Anleitungen der einzelnen Geräte sollten natürlich sehr gründlich durchgelesen werden.

Alle Bestandteile können z.B. bei CONRAD Elektronik ( http://www.conrad.de) bestellt werden. Die Kosten der Anlage belaufen sich auf ungefähr 1000 Euro. Die Bestellnummern der benötigten Teile sind in der Tabelle unten angegeben. Teile der Anlage die bei Conrad gekauft werden, können beim Conrad Reparaturservice eingeschickt werden, falls sie irgendwie kaputt gehen.

Beide Solarmodule (55WP, 3.2A) sind mit einem 2.5 mm Kupferkabel (Photovoltaik-kabel) in Reihe mit dem Solarladeregler (8A) verbunden. Die Module sollten unbeschattet und in einem Winkel von 45° aufgestellt werden (siehe Foto). Idealerweise Ausrichtung der Module nach Südwesten oder Südosten.

Schematischer Aufbau der PV-Anlage siehe Bild. Der Anschluss der Module erfolgt so: der Pluspol des ersten Solarmoduls wird mit dem Plus-Eingang des Ladereglers verbunden und der Minuspol mit dem Pluspol des zweiten Moduls. Der Minuspol des zweiten Moduls wird an den Minus-Eingang des Ladereglers angeschlossen. Der Solarladeregler ist über ein 2.5 mm Batteriekabel direkt mit dem Solarakku verbunden (siehe Foto). Der Minuspol des Akkus ist geerdet. Der Solarakku (Blei-Gel) hat 32Ah und sollte daher voll aufgeladen für circa 4-5 Stunden Betrieb eines 80W Geräts reichen. Durch den Kauf eines weiteren Akkus kann diese Zeit erhöht werden, Akkus können in Reihe oder parallel zueinander geschaltet werden.

Der Solarakku ist mit einem Spannungswandler (Wechselrichter, siehe Foto) durch ein 16 mm dickes Kabel verbunden. Der Wechselrichter wandelt die 12V Gleichstrom-Spannung der Solaranlage in 230V Wechselstrom um. Am Wechselrichter befindet sich eine 230V Steckdose, an die div. Geräte angeschlossen werden können. Der Solarregler hat einen Schutz bei Tiefentladung der Batterie und der Wechselrichter hat eine Sicherung gegen Überspannung. Die volle Aufladung des Akkus dauert bei Sonnenschein ca. 8 Stunden.

Die Anlage ist recht robust und läuft bei mir in der beschriebenen Form seit über einem Jahr.

Rückfragen an:  pvmobil2007@gmail.com


Tabelle Bauteile
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Bauteil______________________Kenndaten______CONRAD Bestellnr.____Preis (Euro)_*____Anzahl
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Solarmodul PX55______________55W; 3.2A_____________110257________358,03___________2 x
Solarakku DRYFIT Blei-Gel_____32Ah__________________110779________116,95___________1 x
Trapezwechselrichter PI_______300W; 12V______________513112_________71,76___________1 x
Solarladeregler_______________8A____________________111864_________40,98___________1 x
Batteriekabel (bis 15 A)________D:2.5 mm; L:2x1.5m_____111325__________20,47__________1 x
Wechselrichter Kabelsatz______D:16 mm; L:2m_________511202__________15,34___________1 x
Photovoltaikleitung____________D:2.5 mm; L:10m________601003_________18,40___________1 x
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* CONRAD Katalog Profession Elektronik und Technik 2007
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Ergänzungen

Spannungswandler mit richtiger Sinuskurve

Peter auch lustig 07.08.2007 - 23:12
Kleines Detail, welches im Artikel nicht näher erläutert ist: in der Liste steht ein Spannungswandler mit Trapezkurve (in der Artikelbeschreibung als "sinusähnlich" bezeichnet) - im Bild selber ist aber ein "richtiger" Sinuswandler. Dieser kleine aber feine Unterschied äußert sich in der Anschaffung mit einem rund drei- bis vierfach höheren Anschaffungspreis. Ist aber nicht unwichtg, denn je nachdem was mit der Anlage betrieben wird, kann das Geld für einen Trapezwandler sonst rausgeschmissen sein. Obwohl die Dinger gepriesen werden, mit allen modernen Elektroverbrauchern zurecht zu kommen, äussert sich der Betrieb allerdings mit einem unter Umständen relativ starken Brummen. Ausserdem werden die Netzteile stärker erwärmt und die Lebenserwartung kann es auch verkürzen (dann ist das Geld an der falschen Stelle gespart).

Ansonsten ist Conrad nicht unbedingt gerade die günstige Quelle für Elektronikteile - das mehr äußert sich auch nicht in Qualität. In der Aufzählung fehlt natürlich noch die Verwendung am Bauwagen und die ganze Anlage lässt sich verkleinert auch sehr gut für Kleinstverbraucher (Handy, mp3, etc.) für unterwegs bauen. Entweder mit der im Gerät eingebauten Aufladevorrichtung oder externer Halterung für zweites Akkupack, den Solarladeregler ersetzt eine Diode oder ein kl. Modul (wie  http://www.reichelt.de/?ARTICLE=48400). Der Spannungswandler entfällt dabei natürlich, weil alles Gleichstrom.

Wechselrichter oder Gleichstrom

pvmobil 2007 08.08.2007 - 19:10
guter ergänzender Kommentar von Peter auch Lustig zum Thema Wechselrichter. Auf dem Foto ist ein Sinus Spannungswandler gezeigt (den ich auch verwende), in der Tabelle habe ich einen Trapezwandler angegeben, der deutlich billiger zu haben ist. Sinuswandler sind für alle anspruchsvolle Elekrogeräte wie Computer u.ä. sehr gut geeignet. Weiss nicht ob es mit dem Trapezwandler zu Problemen kommen kann, zumindest sollte es das grundsätzlich nicht bei modernen Geräten. Eine Bohrmaschine sollte aber nicht an einen Trapezwandler angeschlossen werden, da es durch die unsaubere Regelung zu Problemen kommen kann. Ein durch Netzfrequenz synchronisierter Radiowecker funktioniert an einem Trapezwandler nicht. Ansonsten sollte es aber mit modernen Geräten kein Problem geben. Der vergleichbare Sinus Spannungswandler kostet bei Conrad übrigens 180 Euro, also 110 Flocken mehr als der Trapezwandler.

Zum zweiten kann man sich natürlich den Spannungswandler ganz sparen, wenn nur Gleichstrom-Geräte betrieben werden. Zum Beispiel 12 V Beleuchtung oder Kleingeräte. Diese können direkt an den Solarregler angeschlossen werden. Dann kann auch ein Solarmodul mit geringerer Leistung gewählt werden. Das Solarmodul an sich ist der größte Posten in punkto Kosten. Für Tipps zu günstigeren Bezugsquellen für Solarmodule bin ich sehr dankbar. Sparen kannst du da nur mit der Wahl eines Moduls mit weniger Leistung. Dann dauert es entsprechend länger bis der Solar-Akku geladen ist und es steht eben weniger Strom zur Verfügung.

bisschen klein

max 09.08.2007 - 17:26
Guter Beitrag zu einem interessanten Thema.

Nur: Die angegebene Anlage dürfte selbst bei einer Gartenhütte kaum genug Strom liefern.

Ein 1qm Panel mit 100 Wp, wie hier beschrieben, liefert im Sommer bei gutem Wetter ca 600 Wh pro Tag, im Winter gerade mal noch 150 Wh pro Tag, im Frühling/Frühherbst vielleicht 300 Wh/Tag. Wenn ich jetzt eine 20W Energiesparlampe dranhänge, ist im Winter nach spätestens acht Stunden Schluss und da habe ich Kühlschrank, Laptop und dergleichen noch gar nicht dabei. Wenn man die Hütte allerdings nur im Sommerhalbjahr nutzt, kommt man aber vielleicht für Beleuchtung (20W ~5h) und ein bisschen Radio, Kompressorkühlschrank (15W 24h) und Laptop (50W ~3h) mit 'ner 200 Wp Anlage (600 bis 1200 Wh/Tag) knapp hin. Größere Anlagen sind im Verhältnis gesehen natürlich billiger - eine 10qm Anlage mit 1 kWp kostet etwa 5000 Euro. Und: Die beschriebene Insellösung mit Batterie, usw bringt nur was, wenn man 'ne Hütte ohne Stromanschluss hat, wenn man am öffentlichen Stromnetz hängt, sollte man den Strom auf jeden Fall ins Netz einspeisen, da bekommt man ca 50 cent pro Kilowattstunde. Eine 1 kWp Anlage für 5000 Euro liefert in unseren Breiten ca 1000 kWh im Jahr, man hat also die Investitionskosten (wenn man mal die entgangenen Zinsen für die 5000 Euro außen vor lässt...) nach 10 Jahren wieder drin und danach liefert das Teil dann noch für 10 bis 20 weitere Jahre gratis Strom.

Fertige Produkte

Carrot Parrot 09.08.2007 - 23:17
Wer nicht über die notwendigen handwerklichen Fähigkeiten, Zeit, Geld etc. verfügt:
Hier gibt es verschiedene Lösungen zur unabhängigeren Stromversorgung, vom Solar Rucksack bis zum Laptop Ladegerät:

 http://www.solarserver.de/store/front/produkt.php?kategorie=12&produkt=1396

Die Panells NICHT in Reihe schalten,..

Techniker 11.08.2007 - 14:49
..sondern parallel!
Bei Reihenschaltung der Panells wirft die Anlage dann 24Volt Nennspannung raus,
bei der Parallelschaltung geht´s um die Leistungserhöhung (doppelter Strom bei gleicher Spannung usw.).
Ausserdem hat das mit Trapez- und Sinuswechselrichtern bedingt Wahres.. (Flankensteilheit der 230V- Wechselspannung usw.)
Grundsätzlich soweit ok, 1000€ für ein bißchen Spaß in der Gartenlaube abends ist korrekt.
Ansonsten: Die Conrad- Herren wissen eigentlich gut ´Bescheid!´ (siehe hier) oder surft ein bißchen..
..und weiterhin: Castor stoppen!

Ja dann Parallel

pvmobil 2007 11.08.2007 - 23:15
Das mit der Parallelschaltung der Module war mir nicht klar, werde ich so bald wie möglich ändern. Mehr als zwei Panells sollten auf jeden Fall parallel geschaltet werden. Dann sollte auch ein Solarregler mit mehr als 8 Amper (z.B. ein 20A Solarregler) angeschafft werden.
Ein gutes Beispiel für eine etwas größere Inselanlage gibt es hier:  http://www.der-elektronikbastler.de/html/solaranlage.html
Beim nächsten Castor bin ich auch wieder dabei, logo!

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