Wie viel Solar brauche ich?

Solarmodule sind eine nachhaltige und umweltfreundliche Energiequelle, die sowohl in mobilen als auch in stationären Stromversorgungen immer beliebter wird. Doch wieviel Solarenergie benötigte ich, um meinen eigenen Energiebedarf decken zu können?

In diesem Artikel erfährst du, wieviel Solarleistung du benötigst, was die Vor- und Nachteile von Solarmodulen sind und welche unterschiedlichen Module und Bauformen für dich in Frage kommen. Zusätzlich erfährst du, wie du noch mehr aus deiner Stromversorgung mit Solar herausholen kannst.

Einsatzmöglichkeiten von Solarmodulen

Häufig werden Solarmodule im autarken Campingbereich, bei Wohnmobilen, Booten oder Inselanlagen eingesetzt. Die gewonnene Energie wird in der Versorgungsbatterie gespeichert oder direkt genutzt, um Kühlschränke, LEDs, Ladegeräte oder andere Haushaltsgeräte zu betreiben. Bei autarken Anwendungen steht meist kein dauerhafter Netzanschluss zur Verfügung. Aber auch zu Hause können Solarmodule genutzt werden, um einzelne Einheiten wie Gartenhäuser, den Arbeitsplatz oder den Kühlschrank unabhängig vom Stromnetz zu betreiben.

Nachteile von anderen alternativen Lademöglichkeiten

Neben Solarmodulen gibt es weitere alternative Möglichkeiten, eine autarke Stromversorgung mit neuer Energie zu versorgen. Die Lademöglichkeit über die Lichtmaschine eines Verbrennungsmotors wird häufig bei Wohnmobilen und Booten eingesetzt. Bei Inselanlagen kann hierfür ein Stromgenerator verwendet werden, der — ebenso wie ein konventioneller Fahrzeugmotor — mit fossilen Brennstoffen betrieben wird. Neben den Unterhaltskosten ist der Betrieb eines Kraftstoffgenerators nicht geräuschlos und der Generator muss regelmäßig gewartet und betankt werden.

Bei stationären autarken Stromversorgungen in windigen Regionen können auch Windkraftanlagen zur Energiegewinnung genutzt werden, wobei diese für Wohnmobile meist ungeeignet sind. Viele Reisende bevorzugen es eher in windgeschützten Bereichen zu stehen, da man sich so auch vor dem Wohnmobil aufhalten kann und das Fahrzeug in der Nacht nicht so sehr schwankt. Für Wohnmobile bieten sich, zusätzlich zu Ladeboostern und Landstromanschlüssen, Solarmodule an, die nicht hörbar und geruchsneutral arbeiten. Aber was sind die Nachteile von Solaranlagen und kann man mit ihnen den täglichen Energiebedarf überhaupt decken?

Die Vor- und Nachteile von Solarmodulen

Die Energiegewinnung aus Sonnenenergie hat viele Vorteile, jedoch hat sie auch Nachteile, die nicht außer Acht gelassen werden sollten. Einige große Vorteile sind die Unabhängigkeit vom Landstrom, von den Strompreisen, den Kraftstoffpreisen sowie der Fahrstrecke. Zudem verrichtet eine Solaranlage lautlos ihren Dienst und kann bei Bedarf angepasst und erweitert werden.
Die volle Solarleistung kann jedoch nur bei gutem Wetter und am Tag erreicht werden. In Regionen mit wenigen Sonnenstunden, bei bewölktem Himmel, aber auch bei extrem hohen Temperaturen, wird der gewonnene Energieertrag geringer ausfallen. Meist wird die gewonnene Energie nicht direkt genutzt, sondern in einer Versorgungsbatterie zwischengespeichert, die ein wichtiger Bestandteil der autarken Stromversorgung ist.

Bevor es um die Auswahl der einzelnen Solarmodule geht, solltest du wissen, wie hoch dein persönlicher Energiebedarf pro Tag ist, den du mit einer Solaranlage decken möchtest.

Ermittlung der benötigten Solarleistung in wenigen Schritten

In den nächsten Schritten zeigen wir dir anhand eines einfachen Beispiels, worauf du achten solltest. Zur Veranschaulichung betrachten wir ein Wohnmobil oder eine kleine Hütte ohne stromintensive Verbraucher wie ein Induktionskochfeld oder einen Wasserkocher.
Wir gehen also der Frage nach: Wieviel Solar brauche ich für mein Wohnmobil?

1. Schritt: den realen Tagesbedarf in der Einheit Wh berechnen und die Batteriegröße abschätzen

Im ersten Schritt sollte der Tagesbedarf in Wattstunden (Wh) oder Amperestunden (Ah) berechnet werden. Um einen unerwarteten Stromverbrauch und -verlust bei der Umwandlung zu berücksichtigen, hat sich der Sicherheitsfaktor von 1,5 bei der Berechnung bewährt. So könnte der Tagesbedarf für ein Wohnmobil aussehen:

Für das kleinere Wohnmobil aus dem Beispiel liegt der errechnete Tagesbedarf bei 772,5 Wh. Mit einem Sicherheitsfaktor von 1,5 ergibt das einen Bedarf von ungefähr 1200 Wh. Für Tage ohne Sonnenschein sollte diese Energie in der Versorgungsbatterie zwischengespeichert werden können.

Die empfohlene Kapazität der Versorgungsbatterie in Ah oder Wh

Die Speicherkapazität von Batterien wird meist in Amperestunden (Ah) angegeben, wir haben jedoch unseren Energiebedarf in der Einheit Wh errechnet. Um abschätzen zu können, wieviel Ah die errechneten 1200 Wh sind, muss dieser Wert durch die Nennspannung der Batterie, zum Beispiel 12 V oder 12,8 V bei LiFePo4-Versorgungsbatterien, geteilt werden.

Rechnung: 1200 Wh /12 V= 100 Ah

Eine 12,8 V LiFePo4-Batterie mit einer Kapazität von 1280 Wh, das entspricht 100 Ah, wäre für das Wohnmobil geeignet, um einen Tag vollkommen autark stehen zu können. Bei anderen Batterietechnologien, wie AGM oder Gel, wird eine höhere Nennkapazität empfohlen. Eine 12 V AGM- oder Gel-Batterie, aus der maximal 50 % der Nennkapazität entnommen werden sollten, müsste eine Nennkapazität von 200 Ah besitzen, um 1200 Wh aus ihr entnehmen zu können.

2. Schritt: Wieviel Solarenergie benötige ich pro Tag?

Um deinen Tagesbedarf an Energie ausgleichen zu können, sollte die Solaranlage pro Tag mindestens genauso viel Energie produzieren. Bei deiner Planung solltest du bedenken, dass die Solaranlage nicht nur den Tagesbedarf decken, sondern im Idealfall auch die aus der Batterie bereits entnommene Energie des Vortages oder der Nacht ausgleichen sollte.
Es empfiehlt sich, die Solaranlage so zu planen, dass der zweifache Tagesbedarf an einem sonnigen Tag gewonnen werden kann. Dadurch kannst du sicherstellen, dass auch an einem bewölkten Tag noch genug Energie zur Verfügung steht. Eine „Überladung” der Batterie bei zu viel Solarenergie wird durch das intelligente MPPT-Solarladegerät vermieden.

Benötigte Solarmodulleistung für das Wohnmobil aus dem Beispiel

In unserem Beispiel haben wir einen Tagesbedarf von ungefähr 800 Wh ermittelt. Da wir an einem Tag den doppelten Energiebedarf decken möchten, sollte die Solaranlage in der Lage sein, ungefähr 1600 Wh pro Tag zu erzeugen.

3. Schritt: Bestimmung der Solarnennleistung Wp abhängig von der Jahreszeit

Die Solarnennleitung PMPP wird meist mit Watt peak (Wp) angegeben und gibt die maximale Leistung an, die ein Solarmodul unter Standardbedingungen erreichen kann. Im realen Einsatz ist die Solarleistung von mehreren unterschiedlichen Faktoren wie Einstrahlungswinkel, Strahlungsintensität oder der Temperatur abhängig.
Im Sommer, wenn die Sonne am stärksten ist und am längsten scheint, wird im Regelfall eine höhere Energieausbeute erzielt als in den Wintermonaten. Ein flach montiertes Solarmodul mit 100 Wp liefert im Sommer in etwa 400-450 Wh pro Tag.

Wieviel Solarmodule benötigt ein Wohnmobil mit 800 Wh Energiebedarf pro Tag mindestens, um den Tagesbedarf zu decken?

Bei unserem Beispiel des Wohnmobils mit 800 Wh pro Tag benötigen wir demnach mindestens 200 Wp installierte Solarleistung, um unseren Tagesbedarf zu decken. Dies kann entweder mit einem 200 Wp Solarmodul erreicht werden oder mit zwei einzelnen 100 Wp Solarmodulen.

Wieviel Solarmodule benötige ich, um 1600 Wh an einem Tag zu gewinnen?

Um auch die entnommene Energie des Vortags an nur einem Tag kompensieren zu können, haben wir einen Betrag von 1600 Wh pro Tag errechnet. Diese Energie könnte im Sommer mit einer Solaranlage mit mindestens 400 Wp Gesamtleistung gewonnen werden.
Durch Dachfenster, Entlüftung und Antennen ist jedoch nicht auf jedem Wohnmobil genug Fläche, um Solarmodule mit einer Gesamtleistung von 400 Wp zu installieren. Zudem wird die gewonnene Energie im Winter durch die flache Sonneneinstrahlung und die wenigen Sonnenstunden wesentlich geringer ausfallen. Für diesen Fall empfiehlt sich eine Kombination aus fest verbauten Solarmodulen, zum Beispiel mit einer Gesamtleistung von 200 Wp und zusätzlich ein portables Solarmodul mit ungefähr 200 Wp. Das zusätzliche Solarmodul kann immer dann aufgestellt und zur Sonne hin ausgerichtet werden, wenn ein extra Energieboost benötigt wird oder die Sonne sehr flach steht. Die portablen Solarmodule sollten nur bei gutem Wetter, also nicht bei Regen aufgestellt werden.
Bei der Installation leistungsstarker Solaranlagen oder der bei der Kombination von unterschiedlichen Solarmodulen müssen eventuell mehrere MPPT-Ladegeräte pro Einheit verwendet werden.

Mögliche Kombination aus Solarmodulen und MPPT-Ladereglern für 800 Wh und zusätzlichen Energieboost für bis zu 1800 Wh pro Tag

Für ein möglichst unabhängiges Setup hat sich die Kombination aus fest verbauten und portablen Solarmodulen bewährt, die sich zur Sonne hin ausrichten lassen.

Ein fest verbautes Solarmodul mit 200 Wp und passendem MPPT-Solarregler

Um die fest verbauten 200 Wp erreichen zu können, bietet sich das starre Solarmodul ECTIVE SSP 200 Black mit Shingle-Technologie an. Als MPPT-Ladegerät könnte für dieses Solarmodul zum Beispiel der ECTIVE SC 20 Silent eingesetzt werden. Oder du entscheidest dich für einen Wechselrichter der SSI-Serie mit integriertem MPPT-Solarladeregler und MC4 Anschlüssen.

Das zusätzliche portable Solarmodul für den extra Energieboost mit getrenntem MPPT-Solarregler

Für den extra Energieboost im Winter oder für Tage mit geringer Sonneneinstrahlung bietet sich das ECTIVE MSP SunBoard 200 oder das ECTIVE MSP SunDock 200 an. Der passende MPPT-Solarregler für ein tragbares ECTIVE Solarmodul mit 200 Wp ist zum Beispiel der ECTIVE SC 20 Silent
Ob genau diese Kombination für deine Stromversorgung geeignet ist, muss immer im Einzelfall betrachtet werden. Auch die reale Energieausbeute sind reine Anhaltswerte und von mehreren Umweltfaktoren sowie weiteren Gegebenheiten abhängig.

Was sollte bei der Auswahl der Solarmodule und Solarmodultechnologie beachtet werden?

Bei der Auswahl der Solarmodule solltest du bereits vor dem Kauf ein paar wichtige Punkte, wie die Größe, Leistung und Technologie, beachten.

Die unterschiedlichen Bauformen der Solarmodule

Bei den Solarmodulen von ECTIVE wird zwischen drei Bauformen unterschieden: starr, flexibel und portabel. Je nach Bauform stehen unterschiedliche Technologien, Abmessungen und Ausführungen zur Verfügung.

Starre Solarmodule von ECTIVE: Große Auswahl an Technologie, Leistung und Größe

Die starren Solarmodule von ECTIVE sind sehr robust, langlebig und zeichnen sich durch eine hohe Effizienz bei der Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie aus. Die starren MSP-Solarmodule haben eine Garantie (80% der Nennleistung) von 15 Jahren, bei den starren SSP Solarmodulen mit Shingle Technologie sind es sogar 25 Jahre. Die Montage von starren Modulen ist durch den Rahmen sehr schnell, da die Module entweder geschraubt oder geklemmt werden können. Starre Solarmodule eignen sich für die feste Montage auf dem Dach oder auf einem zur Sonne hin ausgerichteten Gestell.
Wenn du dich für starre Solarmodule entscheidest, kannst du bei ECTIVE aus den vier unterschiedlichen Serien MSP Black, MSP Black S, SSP Black oder SSP Black Lightweight wählen.

Die fortschrittlichen ECTIVE SSP Solarmodule eignen sich durch die Shingle-Technologie immer dann, wenn eine begrenzte Fläche zur Verfügung steht oder wenn du extrem langlebige Solarzellen einsetzen möchtest. Mit der Shingle-Technologie holst du noch mehr aus der zur Verfügung stehenden Fläche heraus. So kannst du zum Beispiel auf dem Dach eine höhere Energieausbeute erzielen. Beispielsweise ist das SSP Black 170 etwa 10 cm kürzer als das vergleichbare MSP Black 175 Solarmodul. Mit der extrem leichten SSP Black Lightweight Serie von ECTIVE kannst du bei gleicher Leistung zusätzlich bis zu 62 % Gewicht einsparen.

Starre Solarmodule haben jedoch den Nachteil, dass sie der Krümmung der Fläche nicht folgen und durch den Aluminiumrahmen etwas höher aufbauen als flexible Solarmodule.

Flexible Solarmodule von ECTIVE: Die flachen und biegsamen Solarmodule

Die flexiblen und flachen Solarmodule passen sich der Oberfläche an, da sie gebogen werden können und sind dennoch sehr widerstandsfähig. Diese speziellen Solarmodule für Wohnmobile und Boote besitzen keinen Aluminiumrahmen, wodurch sie noch leichter sind. Die MC4-Anschlüsse befinden sich auf der Oberseite der Solarmodule, sodass die Module flächig montiert werden können. Auch bei dieser Bauform hast du die Auswahl zwischen zwei Technologien und mehreren Größen.

Besonderheiten bei der Montage von Solarmodulen

Bei den fest verbauten Solarmodulen solltest du dir immer überlegen, wie du diese befestigen möchtest und wie du die Kabelführung gestalten wirst. Für Wohnmobile bieten sich hier für die Montage von starren Solarmodulen die Haltespoiler in unterschiedlichen Ausführungen und Farben an. Die Kabeldurchführung durch das Dach kann mit einer Dachdurchführung realisiert werden.

Möchtest du auf das Loch im Dach oder die Montage verzichten, dann sind die portablen Solarmodule die perfekte Lösung für deine autarke Stromversorgung.

Portable Solarmodule von ECTIVE: Sonnenschein in der Hand

Die portablen Solarmodule sind für dich interessant, wenn du dein Solarmodul nicht fest verbauen möchtest. Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn du eine tragbare All-In-One Lösung verwendest, dein Solarmodul immer zur Sonne hin ausrichten willst oder lieber im Schatten parkst. Auch für den zusätzlichen Energieboost im Winter oder an bewölkten Tagen bieten sich aufstellbare Solarmodule an.

Entweder kannst du die portablen Solarmodule direkt mit dem passenden Adapterkabel an eine ECTIVE All-In-One Stromversorgung anschließen oder du nutzt die portablen Solarmodule zusammen mit einem MPPT-Ladegerät wie zum Beispiel dem SC 20 Silent, um so deine Versorgungsbatterie zu laden.

Welches Solarladegerät ist für meine Solarmodule geeignet?

Bei allen von ECTIVE angebotenen Solarladegeräten handelt es sich um intelligente MPPT-Solarregler. Welches MPPT-Solarladegerät für deine Stromversorgung ideal geeignet ist, hängt von der maximalen Solarleistung, dem Strom und der Spannung ab. Eventuell kannst du hier optimieren, indem du deine Solarzellen in Reihe oder parallel miteinander verbindest, um das Optimum aus deiner Solaranlage herauszuholen. Die benötigten MC4-Kabel findest du bei uns im Solar-Zubehör. Ob du dich für einen oder für mehrere MPPT-Solarregler entscheidest, hängt auch vom gesamten System ab. Vor allem bei Wohnmobilen bietet sich der Einsatz eines SBB-Ladeboosters oder eines SSI-Wechselrichters mit integriertem MPPT-Solarladegerät an.

Optimierung der Solaranlage und Steigerung der Effizienz

Um eine optimale Effizienz zu erreichen, empfiehlt sich bei der Solaranlage die Verwendung von LiFePo4-Versorgungsbatterien, da sich diese unter anderem durch sehr geringe Zyklenverluste pro Lade-Entlade-Zyklus auszeichnen. Zusätzlich kannst du die Effizienz deiner Stromversorgung steigern, indem du anstelle von 12 V Systemspannung eine erhöhte Systemspannung von 24 V wählst. Viele ECTIVE MPPT-Ladegeräte sind für beide Batteriespannungen geeignet. Auch bei den ECTIVE Wechselrichtern und Ladeboostern kannst du zwischen einer 12 V und 24 V Ausführung wählen.