Der ultimative Leitfaden zum selber montieren von netzunabhängigen Solaranlagen

Die Installation von netzunabhängigen Solaranlagen mitten im Nirgendwo ist oft das Erste, woran Menschen denken, wenn sie an die Nutzung von Solarenergie denken. Auch wenn das definitiv nicht für jedermann geeignet ist, kann eine selbst installierte, netzunabhängige Solaranlage eine großartige Lösung für all jene sein, die in abgelegenen Gebieten ohne zuverlässigen und erschwinglichen Zugang zum Stromnetz leben, einen unabhängigen Lifestyle ohne monatliche Stromrechnungen führen oder während eines Stromausfalls auf Strom zugreifen möchten.

Netzunabhängige Solaranlagen nutzen Batterien, um die von den Solarpanels erzeugte Energie zu speichern. Da der gesamte Energiebedarf ausschließlich von der eigenen Solaranlage gedeckt wird, müssen die Systeme so dimensioniert und konzipiert sein, dass sie den unterschiedlichen Anforderungen im Laufe des Jahres gerecht werden, insbesondere im Winter, wenn es weniger Sonnenstunden gibt. Netzunabhängige Systeme eignen sich hervorragend zum selber installieren, da man nicht an das Stromnetz angeschlossen wird. Aber Sie sollten sich auf jeden Fall informieren, bevor Sie loslegen. Zu den wichtigsten Komponenten jeder netzunabhängigen Solaranlage gehören Solarpanels, Laderegler, Batterien und Wechselrichter. Wir empfehlen Ihnen, sich die Zeit zu nehmen, um sich über die verschiedenen Komponenten zu informieren und in Erfahrung zu bringen, wie Sie Ihr System so planen und dimensionieren, dass es über Jahre hinweg effizient arbeitet.

In dieser Anleitung erfahren Sie, wie Sie berechnen können, wie viel Energie Sie produzieren müssen, wie Sie diese Energie speichern können und wie Sie die einzelnen Komponenten auswählen, von den Solarpanels bis zu den Wechselrichtern.

Berechnen Sie Ihre Stromlast

Einer der wichtigsten Aspekte bei der Umstellung auf eine netzunabhängige Stromversorgung ist die Berechnung Ihres Energiebedarfs. Der Grund dafür ist, dass Sie nicht auf das Stromnetz zurückgreifen können, sondern sich ausschließlich auf Ihr eigenes System verlassen müssen. Eine exakte Kenntnis Ihres Energiebedarfs gibt Ihnen eine bessere Vorstellung über die Kosten und stellt sicher, dass Sie Ihr System nicht zu klein oder zu groß dimensionieren.

Dazu müssen Sie die Gesamtleistung Ihrer elektronischen Geräte, die geplante Betriebsdauer, den Wirkungsgrad Ihres Ladereglers und die durchschnittlichen Sonnenstunden pro Tag (unter Berücksichtigung der dunkleren Wintermonate) kennen.

In den folgenden Beiträgen erfahren Sie mehr über netzunabhängige Solaranlagen sowie über die optimale Dimensionierung Ihres Systems entsprechend Ihrer Anforderungen und denen Ihres Zuhauses.

• Welches Solarmodul benötige ich, um eine 12V-Batterie aufzuladen?

Wählen Sie Batterien für Ihre Batteriebank aus

Batterien sind ein wichtiger Bestandteil von netzunabhängigen Solaranlagen. Denn wie wollen Sie sonst die gesamte von Ihren Panels erzeugte Energie speichern? Es gibt eine Reihe von Tiefzyklusbatterien, die sich ideal für Solaranwendungen eignen, wie z. B. verschlossene und geflutete Blei-Säure-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien.

Geflutete Blei-Säure-Batterien stellen die billigste Batterie-Option dar und sind in vielen großen Geschäften erhältlich. Sie erfordern auch die meiste Wartung. Geflutete Blei-Säure-Batterien enthalten eine Kombination aus einem flüssigen Elektrolyt, und die Flüssigkeit in diesen Batterien muss sorgfältig dosiert und gewartet werden, um eine intakte, langlebige Batterie zu gewährleisten. Zudem emittieren sie Gase, daher ist es wichtig, dass sie in einem gut belüfteten Raum untergebracht sind.

Verschlossene Blei-Säure-Batterien sind wartungsärmer und effizienter als geflutete Blei-Säure-Batterien. Im Gegensatz zu gefluteten Blei-Säure-Batterien muss dem Innenraum kein Wasser zugeführt werden. Sie sind zwar teurer, haben dafür jedoch eine längere Lebensdauer.

Man unterscheidet zwei Haupttypen von verschlossenen Blei-Säure-Batterien: AGM-Batterien (Absorbent Glass Mat) und Gel-Batterien. Gel-Batterien, bei denen Siliziumdioxid zur Verfestigung der Elektrolytlösung in der Batterie verwendet wird, haben in der Regel niedrigere Ladegeschwindigkeiten und eine geringere Leistung als AGM-Batterien. Außerdem können sie nicht so viel Strom aufnehmen, was bedeutet, dass das Wiederaufladen länger dauert. Gel-Batterien haben eine längere Lebensdauer als AGM-Batterien. AGM-Batterien sind die preiswertere Variante und bieten auch einen besseren Temperatureinsatzbereich.

Lithium-Eisenphosphat-Batterien sind der technisch fortschrittlichste und teuerste Batterietyp. Wer Wert auf Effizienz und Tragbarkeit legt, sollte Lithium-Eisenphosphat-Batterien in Betracht ziehen. Sie sind kompakt und leicht, haben eine extrem lange Lebensdauer und eine hohe Entlade- und Aufladerate. Zudem benötigen sie wenig bis gar keine Wartung. Lithium-Batterien haben in der Regel eine Lebensdauer von mindestens 10 Jahren und verlieren im Leerlauf weniger Kapazität als andere Batterietypen.

Lithium-Eisenphosphat-Batterien sind der technisch fortschrittlichste und teuerste Batterietyp. Wer Wert auf Effizienz und Tragbarkeit legt, sollte Lithium-Eisenphosphat-Batterien in Betracht ziehen. Sie sind kompakt und leicht, haben eine extrem lange Lebensdauer und eine hohe Entlade- und Aufladerate. Zudem benötigen sie wenig bis gar keine Wartung. Lithium-Batterien haben in der Regel eine Lebensdauer von mindestens 10 Jahren und verlieren im Leerlauf weniger Kapazität als andere Batterietypen. Bei der Auswahl einer Batterie für Ihr netzunabhängiges System empfehlen wir in der Regel Lithium-Batterien aufgrund ihrer hohen Effizienz und Lebensdauer.

Die erforderliche Batteriespeichermenge richtet sich nach Ihrem Energieverbrauch. Eine Batteriekapazität von 4 bis 8 kWh ist in der Regel ausreichend für einen durchschnittlichen Vier-Personen-Haushalt.

Wählen Sie Ihre Solarpanels

Wenn es darum geht, Energie aus der Sonne zu gewinnen, kommen Solarpanels ins Spiel. Sie haben die Wahl zwischen verschiedenen Solarpanel-Varianten.

Monokristalline vs. polykristalline Panels

Die Entscheidung zwischen monokristallinen und polykristallinen Panels ist einer der ersten Schritte, die Sie beim Kauf von Solarpanels treffen müssen. Polykristalline Panels haben eine hellblaue Farbe und sind weniger energie- und flächeneffizient als monokristalline Panels. Dafür sind sie aber auch die günstigere Option. Monokristalline Panels, die eine dunklere Farbe aufweisen, sind platz- und energieeffizienter. Bedenken Sie, dass die höhere Effizienz auch einen höheren Preis mit sich bringt.

Tragbare Panels vs. Dachpanels

Starre, auf dem Dach montierte Solarpanels sind der häufigste und langlebigste Solarpaneltyp. Zudem sind sie besonders geeignet, wenn Sie einen konstanten Energiebedarf haben und Ihre Batterie auf Knopfdruck aufladen möchten. Wenn Sie Ihre Solarpanels auf einem nicht ganz flachen Dach montieren möchten, sind flexible Solarpanels die richtige Wahl.

Auf der anderen Seite sind tragbare Solarpanels perfekt für all diejenigen, die ihr Dach noch nicht mit Solarpanels ausstatten möchten, die nur über eine begrenzte Oberfläche zur Montage von Panels verfügen, die Solarstrom für mehrere Einsatzbereiche erzeugen möchten, z. B. für Ihr Wohnmobil und Ihr Haus, oder die einen geringeren Energiebedarf haben. Eine der beliebtesten Arten von tragbaren Solarpanelsystemen sind faltbare Kofferpanel-Kits. Faltbare Kofferpanel-Kits sind leicht, einfach zu handhaben und können auf dem Boden aufgestellt und für maximale Effizienz in einem bestimmten Winkel ausgerichtet werden.

12 V vs. 24 V-Panels

Solaranlagen können als 12-, 24- oder 48-Volt-Systeme ausgeführt werden. Die meisten Wohnmobile und Boote verfügen über 12-Volt-Batteriebänke, weshalb die meisten Menschen sich für 12-Volt-Panels entscheiden, um mit diesen kompatibel zu sein. Bei hohem Energiebedarf können Sie auch ein 24-Volt-Solarpanelsystem in Betracht ziehen. Bei einem Energiebedarf von 1 bis 3 kW würden wir ein 24-Volt-System empfehlen. Sollte Ihr Energiebedarf darüber liegen, sollten Sie ein 48-Volt-System installieren. Mit einem Panel-System, das mit höherer Spannung arbeitet, können Sie auf lange Sicht Geld sparen, da Sie weniger Laderegler benötigen und dünnere Kabel für die gleiche Energiemenge verwenden können.

Solarpanels sind auch in flexibler und starrer Form erhältlich. Flexible Panels wiegen weniger als starre Solarmodule und können direkt auf dem Dach Ihres Wohnmobils oder Vans installiert werden. Starre Panels, die in der Regel langlebiger sind, können auch geneigt montiert werden, was ihre Solarenergiegewinnung effizienter gestaltet. Wenn Sie Panels auf Ihrem Dach selber montieren wollen, sollten Sie den Zustand und das Alter Ihres Daches berücksichtigen. Falls es sich dem Ende seiner Lebensdauer nähert, sollten Sie es ersetzen, bevor Sie eine Solaranlage installieren.

Erfahren Sie in den folgenden Beiträgen mehr über Solarpanels und wie Sie das richtige Modul für sich auswählen.

• Was kann ein 300-Watt-Solarpanel betreiben?
• Verschiedene Arten von Solarpanels: Welches ist das Richtige für Sie?

Wählen Sie einen Solarladeregler

Ein weiterer wichtiger Bestandteil Ihres Systems sind Laderegler, die bei jedem Solarpanel mit mehr als fünf Watt Leistung empfohlen werden. Sie befinden sich zwischen der Energiequelle und dem Speicher und haben die wichtige Aufgabe, eine Überladung der Batterien zu verhindern, indem sie die Menge und Geschwindigkeit der Ladung Ihrer Batterien begrenzen.

Darüber hinaus fahren Laderegler Ihr System herunter, wenn die gespeicherte Leistung unter 50 Prozent Kapazität fällt und sorgen dafür, dass die Batterien auf dem richtigen Spannungsniveau geladen werden. Dies trägt zur Erhaltung der Lebensdauer und des Gesundheitszustandes der Batterien in Ihrer Batteriebank bei.

Grundsätzlich unterscheidet man zwischen zwei Arten von Ladereglern: Regler mit Pulsweitenmodulation (PWM) und Regler mit Maximum Power Point Tracking (MPPT). PWM-Laderegler sind billiger und eignen sich ideal für kleinere Anwendungen. Sie basieren auf einer älteren Technologie und sind billiger, aber auch weniger effizient als MPPT-Laderegler. MPPT-Regler stellen die effizienteste Regleroption dar, die sich ideal für große Anwendungen eignet, allerdings auch die teuerste Option ist. Beide Varianten sind weit verbreitet, haben eine ähnliche Lebensdauer und erhalten die Lebensdauer Ihrer Batterien. In einem netzunabhängigen System empfehlen wir in der Regel die Verwendung von MPPT-Reglern, da sie einen höheren Wirkungsgrad bieten.

In den folgenden Beiträgen erfahren Sie mehr über Laderegler.

• Was macht ein DC-DC-Batterieladegerät?

Wählen Sie einen Wechselrichter

Bei der Zusammenstellung Ihrer Solaranlage sind Wechselrichter die letzte, entscheidende Komponente, die Sie berücksichtigen müssen. Wechselrichter wandeln Gleichstrom, der von Ihren Solarpanels erzeugt und in Ihrer Batterie gespeichert wird, in Wechselstrom um. Wechselrichter sind notwendig, um die gängigen Geräte in Ihrem Haus oder Wohnmobil mit Strom zu versorgen, von Fernsehern bis zu Microwellen. Bei der Suche nach Wechselrichtern werden Sie schnell feststellen, dass es hierfür kein Universalmodell gibt.

Man unterscheidet zwei Arten von Wechselrichtern: reine Sinus-Wechselrichter und modifizierte Sinus-Wechselrichter.

Reine Sinus-Wechselrichter erzeugen einen gleichmäßigen, leisen und zuverlässigen Strom für den störungsfreien Betrieb von Geräten und Elektronik. Wie der Name schon sagt, erzeugen reine Sinus-Wechselrichter Strom in Form von reinen Sinuswellen. Renogy bietet eine Reihe von reinen Sinus-Wechselrichtern mit unterschiedlichen Kapazitäten an, die zu Ihrer Solaranlage und Ihrem Energiebedarf passen. Renogy-Wechselrichter bieten darüber hinaus einen Überlastungsschutz sowohl für den Gleichstromeingang als auch für den Wechselstromausgang, um Schäden an den Komponenten und am Gerät zu vermeiden.

Die Wellenform eines modifizierten Sinus-Wechselrichters zeigt ein treppenförmiges, quadratisches Muster, bei dem die Polarität hin und her wechselt. Aufgrund des unregelmäßigen Wellenmusters können sich modifizierte Sinuswechselrichter negativ auf empfindlichere, sensible Geräte auswirken. Für medizinische Geräte, die Sie mit Strom versorgen müssen, wie z. B. ein CPAP-Gerät, empfehlen wir die Verwendung eines reinen Sinus-Wechselrichters. Oftmals ist bei Geräten, die an einen modifizierten Sinus-Wechselrichter angeschlossen sind, ein Brummen zu hören.

Welche Geräte kann ich mit einem modifizierten Sinus-Wechselrichter betreiben?

Modifizierte Sinus-Wechselrichter eignen sich für einfache Systeme ohne empfindliche Elektronik. Wenn Sie ein Gerät betreiben, das über keinen Wechselstrommotor verfügt und kein empfindliches medizinisches Gerät ist, reicht ein modifizierter Sinus-Wechselrichter in der Regel aus. Alte Röhrenfernseher, Wasserpumpen und Handyladegeräte funktionieren in der Regel gut mit einem modifizierten Sinus-Wechselrichter.

Geräte wie Kühlschränke, Mikrowellen und Kompressoren, die mit Wechselstrommotoren arbeiten, arbeiten mit einem modifizierten Sinus-Wechselrichter nicht so effizient. Auch manche Leuchtstofflampen leuchten dann nicht mehr so hell und einige können summen oder Brummgeräusche verursachen.

In den nachfolgenden Beiträgen erfahren Sie mehr über die verschiedenen Arten von Wechselrichtern, worauf Sie beim Kauf achten sollten und welche Größe ein Wechselrichter für Ihr System haben sollte:

• Vorteile von reinen Sinus-Wechselrichtern vs. Modifizierte Sinus-Wechselrichtern

Fügen Sie alles zusammen

Solaranlagen werden bei Hausbesitzern und Reisenden gleichermaßen immer beliebter, und es ist klar, warum. Es gibt viele Aspekte, die bei einer Solaranlage beachtet werden müssen, von der Auswahl der technischen Ausstattung bis hin zur Erteilung von Genehmigungen, aber dank der wachsenden Zahl von Bausätzen für Solarpanels war es noch nie so einfach wie heute, eine Solaranlage selbst zu installieren.

Wenn Sie gerne netzunabhängig leben oder einen abgeschiedenen oder mobilen Lifestyle in einem Van oder Wohnmobil führen möchten und die Zeit und Energie haben, sich einem Solarprojekt zu widmen, kann es eine großartige Möglichkeit sein, eine netzunabhängige Solaranlage selbst zu installieren, damit Ihren Energiebedarf zu decken, energetisch unabhängig und nachhaltig zu sein und dabei noch Geld zu sparen. Wenn Sie außerdem einen Lifestyle ohne zugänglichen, zuverlässigen und erschwinglichen Zugang zu Strom führen, ist eine netzunabhängige Solaranlage oft die beste Möglichkeit, diese Bedürfnisse zu erfüllen und Ihr Traumleben zu leben.

Wir hoffen, dieser Leitfaden hat Ihre wichtigsten Fragen zum Thema Netzunabhängigkeit beantwortet. Die Berücksichtigung der verschiedenen Solarkomponenten, die richtige Dimensionierung Ihres Systems und die Erstellung eines Plans für den gesamten Installationsprozess werden Ihnen helfen, einen reibungslosen Wechsel auf die solare Energiegewinnung und -speicherung zu ermöglichen.

Selbstfahrend (Wohnraum und Motor im selben Fahrzeug, z. B. Vans, Busse und Wohnmobile)

Wenn sich ein Motor in Ihrem Wohnbereich befindet, können Sie von der Möglichkeit profitieren, Ihre Hausbatterie aufzuladen, ohne einen gasbetriebenen Generator mit sich herumschleppen zu müssen. Sie können natürlich einen Batterie-Isolator verwenden, um während der Fahrt zu laden, aber die Installation eines DC-DC-Batterieladegeräts kann die Ladespannung/Stromstärke erheblich erhöhen und die Zeit, die zum Aufladen Ihrer Hausbatterie benötigt wird, erheblich verkürzen!

Durch die Installation eines DC-DC-Batterieladegerät mit zwei Eingängen können Sie Ihre Hausbatterie während der Fahrt noch schneller aufladen, indem Sie gleichzeitig Energie von der Startbatterie/Lichtmaschine Ihres Fahrzeugs (wenn der Motor läuft) und von Ihren auf dem Dach montierten Solarpanels gewinnen. Dieses Produkt ist Batterieladegerät und Laderegler in einem. Der zusätzliche Komfort besteht darin, dass, wenn die Hausbatterien voll sind und die Panels weiterhin Solarenergie sammeln, sie Ihre Startbatterie mit einer Erhaltungsladung versorgen, so dass Sie sich keine Sorgen machen müssen, dass Sie Ihr Fahrzeug nach zwei Wochen in der Wüste nicht mehr starten können.

Nicht selbstfahrend (Wohnraum in einem zweiten Fahrzeug, das von einem Pkw oder Lkw gezogen wird, z. B. Wohnwagen, Camper und Reiseanhänger)

Auch Anhänger können von den gleichen Ladefunktionen profitieren, müssen aber schnell an- und abgekoppelt werden können. Schließlich geht es bei der Nutzung von Solarenergie darum, die Batterien passiv zu laden, während man draußen unterwegs ist und Spaß hat. Jedes der oben erwähnten DC-DC-Ladegeräte kann im Zugfahrzeug oder im Anhänger selbst in unmittelbarer Nähe zu den Hausbatterien installiert werden. Bedenken Sie jedoch, dass je größer die Entfernung zur Startbatterie ist, desto mehr Kabelquerschnitt müssen Sie verwenden, um den Spannungsabfall zu verringern und die Sicherheit zu erhöhen. Viele Renogy Kunden verwenden Anderson 4 Verlängerungskabel, um eine schnelle und einfache Verbindung zwischen dem Anhänger und dem Zugfahrzeug herzustellen.

Schaltpläne:

• DC-DC-Batterieladegerät (Handbuch, S. 14)
• DC-DC-Batterieladegerät mit zwei Eingängen (Handbuch, S. 16)

Wir hoffen, dass diese Übersicht von Blogs, Videos und Diagrammen für Sie hilfreich war. Besuchen Sie diesen Blog auch weiterhin, denn wir werden ihn ständig erweitern und verbessern, sobald wir weitere hilfreiche Informationen finden.

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