So fing es an
Irgendwann in den 80ern 0,36 Watt Peak
Mit einem Minisolarmodul, das 450 Millivolt und 400 Milliampere lieferte hat alles angefangen. Das ist mir irgendwann in den 80ern zugelaufen. Da gab es noch Bastelläden in der Geschmacksrichtung Elektronik. In einem der Läden, in Hamburg, lag irgendwann ein schwarzes Kunststoffkästchen mit einer transparenten Seite im Schaufenster, das den Rotor eines kleinen Holzhubschraubers in Rotation versetzt hat. Die Energie für die Bewegung stammte nur von der Beleuchtung im Schaufenster, so etwas wollte ich auch haben.
Um etwas praktisches mit dem Minisolarmodul anzufangen habe ich dann auch noch ein kleiner Faulhaber-Motor und ein Propeller gekauft. Das komplette Modell war außerhalb der Taschengeldreichweite, die drei Einzelteile passten aber gerade in das Budget für ein nice-to-have.Gadget. Mit ein paar Drähten und etwas Holz habe ich dann aus dem Einkauf einen solarbetriebenen Ventilator gebaut und den auf meinem Schreibtisch aufgestellt. Sobald das Solarmodul ausreichend von der Sonne beschienen wurde Sonne oder die Schreibtischlampe (natürlich mit einer echten 60-Watt-Glühbirne) aus nächster Nähe draufgeleuchtet hat, fing der Propeller an sich zu drehen. Etwas später kamen dann noch zwei kleinere 450-Millivoltmodule mit je 200 Milliampere Leistung dazu. Damit lief der Ventilator auch schon bei moderatem Sonnenschein. Sobald die Sonne durch das Fenster auf den Schreibtisch schien, zog automatisch ein laues Lüftchen auf. Eine Einmalinvestition die keine laufenden Kosten verursacht und einfach und zuverlässig funktioniert. Solarenergie ist schon toll.
Die Konstruktion hat mich, gut auf meinem Schreibtisch befestigt, jahrelang begleitet. Mehr war ohne ein kleines Vermögen auszugeben zu der Zeit mit Solarzellen nicht drin. Die paar Kleinteile haben damals in etwa so viel gekostet, wie heute ein 2-Quadratmeter-Modul mit 450 Watt.
Irgendwann später in den 80ern 6 Watt Peak
Ein paar Jahre später hatte dann mein erstes Auto ein kleines Problem mit Kriechströmen. Immer wenn es zu lange nicht bewegt wurde war der Autoakku nicht mehr in der Lage den Motor zu starten. Nachdem ich die Ursache nicht finden konnte, saß ich an einem sonnigen Tag an meinem Schreibtisch und plötzlich blies mir eine einfache Lösung für das Problem ins Gesicht. Warum nicht einfach ein Solarmodul hinter die Autoscheibe legen und die Sonne gegen den Kriechstrom arbeiten lassen. Beseitigt zwar nicht die Ursache ist aber genial einfach.
Die Bastelläden waren inzwischen ausgestorben. Dafür hat in Hirschau der Elektronikversender Conrad das ganze Land mit Elektrokram versorgt. Im telefonbuchdicken Katalog fand sich dann auch nach langem blättern ein passendes 12-Volt-Modul mit gigantischen 6 Watt Spitzenleistung. Schnell die Bestellkarte ausgefüllt und per Post verschickt. Nur knapp 4 Wochen später hielt ich mein erstes richtiges Solarmodul in den Händen.
Ab auf die Hutablage des Mercedes 200 D ein paar Leitungen verlegt eine Diode als Rücklaufsperre eingebaut, das sollte reichen. Laderegler? Braucht man nicht bei den geringen Leistungen.
Damit war das Problem war erst einmal gelöst. Dann kam der Winter …
Erste Lektion im Umgang mit Solarmodulen: Im Winter ist die Intensität der Sonnenstrahlung so gering, dass die tatsächliche Leistung des Solarmoduls sehr viel geringer ist, als die Werte, die in den technischen Daten angegebenen sind.
So gut auch alles im Somemr funktioniert hat im Winter kam das Problem zurück und ich musste mich an die Beseitigung der Ursache machen. Ein paar Stunden später hatte ich eingefrorene Finger und hatte den Schuldigen identifiziert: Das Radio. Die Dauerplusverbindung zum Erhalt des Senderspeichers war sehr durstig. Also habe ich kurzerhand einen Schalter in die Leistung eingebaut mit dem man die Leitung bei längerem Stillstand des Autos unterbrechen konnte. Das hat dann bis zu Lebensende des Autos als Workaround ausgereicht.
Das Solarmodul hat den Mercedes deutlich überlebt. Es kam später noch einmal kurz für eine Gartenbeleuchtung und als Unterstützung meiner ersten 12-Volt-Hausanlage zum Einsatz, verschwand dann aber aufgrund mangelnder Einsatzmöglichkeiten in den Tiefen meines Kellers. Wo es bis heute auf eine sinnvolle Verwendung wartet.
Jetzt wird es ernst
2015: 60 Watt Peak (0,06 kWp)
Wieder ein paar Jahre später, genauer gesagt 2015 ging es bei mir weiter mit der Solartechnik: Ich hatte gerade meine Kellerbeleuchtung auf LED umgestellt, da stellte mein Nachbar einen alten Autoakku vor sein Gartenhaus. Der sollte wohl entsorgt weredn. Für die paar Watt, die meine Kellerbeleuchtung benötigt und das auch nur ein paar Minuten am Tag, dafür sollte der ausgemusterte Akku doch noch ausreichend Kapazität haben? Wenn jetzt noch das Nachladen mit der Sonne funktioniert, wäre das nach meinem Schreibtischventilator die erste richtige Inhouse-Anwendung für Solarenergie. Mein Nachbar schenkte mir dem Autoakku, damit fehlten jetzt nur noch ein oder mehrere Solarmodule für die solare Kellerbeleuchtung.
Zum Glück war Mailorder inzwischen überholt und es gab im Internet für fast alles einen passenden Onlineshop. Eine ausgiebige Internetrecherche hat mich zu Enjoysolar geführt. Dort gabe es relativ günstige Solarmodulen für den Campingbereich, die optimal zu meinem geplante 12-Volt-System passten. Für 74 Euro habe ich dann meine ersten 2 polykristallinen Solarmodule mit 30 Watt Leistung angeschafft.
Zusammen mit einem Laderegler sollte das doch reichen um genügend Ladung in den Autoakku zu bringen? Als Laderegler habe ich mir den Epever LS 1024 ausgesucht, der war günstig und hatte ein paar interessante Features, die die meisten anderen Laderegler nicht hatten. Der Hauptgrund war die COM-Buchse auf der Seite des kleinen beigen Kästchens. Über die sollte man per Modbus-Protokoll eine Vielzahl von Daten auslesen und den Laderegler auch beeinflussen können.
Bei meiner weiteren Recherche bin ich auf einer polnischen Webseite auf die Dokumentation für die Befehle, die ich an die Modbus-Schnittstelle senden muss gestossen. Damit war klar: Die Solaranlage muss mit dem Smarthome verbunden werden. Ein billiger RS485-Stick und ein wenig Programmierarbeit und schon standen die Leistungsdaten der Minisolaranlage in IP-Symcon zur Verfügung. Der Laderegler verfügt praktischerweise auch über einen Tiefentladeschutz, der sich über die Modbus-Schnittstelle konfigurieren läßt und den schon etwas alterschwachen Gebrauchtakku sicher vor einem vorzeitigen Ableben schützt.
Theoretisch sollte die Leistung für das Licht im Keller ausreichend sein. Also kurz beide Solarmodule zusammengeschraubt, zwei Haken dran und an das Geländer des Kellerzugangs gehängt. Den Laderegler und den Akku verkabelt, den Trafo für die Kellerbeleuchtung außer Betrieb genommen und statt dessen als an den Versorgungseingang den Lastausgang des Ladereglers angeschlossen. Das sollte es dann doch wohl gewesen sein? Leider nicht so ganz. Eine Ausrichtung nach Westen in Verbindung mit einem Anstellwinkel von 90° sorgen für einen Ertrag, der deutlich unter dem lag, was auf dem Typenschild aufgedruckt ist. Im Sommer war noch alles ausreichend, damit ich nicht im Dunkeln in den Keller musste. Aber dann kam der Winter …
Zweite Lektion im Umgang mit Solarmodulen: Die Ausrichtung und der Anstellwinkel von Solarmodulen haben einen ziemlich größen Einfluss auf die erzeugte elektrische Leistung.
Also habe ich den Platz am Kellergeländer genau ausgemessen und wieder einmal im Webshop von Enjoysolar vorbeigeschaut. 2 polykristalline 130-Watt-Module würden sehr gut passen, die wurden dann auch umgehend für insgesamt 220 Euro bestellt. Die daraus resultierende maximale Gesamtleistung von 260 Watt zog dann auch noch eine weitere Anschaffung nach sich: Der alte Laderegler kann nur mit maximal 10 Ampere umgehen, die neuen Solarmodule liefern aber theoretisch bis zu gut 20 Ampere. Es musste ein größerer Laderegler her. Da ich den alten Laderegler schon erfolgreich in die Hausautomation eingebunden hatte, sollte es natürlich idealerweise ein Laderegler sein, der sich mit identischen Befehlen ansteuern läßt. Das erspart erneute Programmierarbeit und ich kann die Anbindung einfach wiederzuverwenden. Deswegen wurde es wieder ein Laderegler des Herstellers Epever. Da Laderegler gerade deutlich günstiger zuhaben waren, war das dann auch der ideale Zeitpunkt um von meinem alten PWM-Laderegler auf einen deutlich leistungsfähigeren MPPT-Regler umzustellen. Bestellt habe ich dann den Tracer 2210AN von Epever. Der leistet übrigens bis heute gute Dienste.
2016: 260 Watt Peak (0,26 kWp)
Mit den neuen Solarmodulen hatte ich genügend Leistungsreserven um auch in der Winterzeit ausreichend Licht im Keller zu haben. Jetzt hatte ich aber ein neues Luxus-Problem. Im Sommer wurde mehr erzeugt, als man verbrauchen konnte. Das geht natürlich gar nicht. Für den verschenkten Überschuss musste eine Lösung gefunden werden. Wie es der Zufall so will, fand ich wenig später als Restposten einen Enecsys 360 Wechselrichter. Mit einem Wechselrichter kann man die Gleichspanung der Solarzellen in eine Wechselspannung umwandeln, mit der sich normale Hauhaltsgeräte betreiben lassen. Der Enecsys-Wechselrichter wurde umgehend bestellt. Die einzige Umstellung war, das die Solarmodule nicht mehr parallel betrieben werden konnten, da die Spannung dann zu gering für den Wechselrichter gewesen wäre. Für den Laderegler war das kein Problem. Als positiver Nebeneffekt haben sich die fließenden Ströme halbiert (ohmsches Gesetz: Eine Verdopplung der Spannung führt zur Halbierung des Stroms bei identischer Leistung).
Kurz noch ein, mit der Haussteuerung schaltbares, Relais als Umschaltung der Solarmodule zwischen Laderegler und Wechselrichter eingebaut. Schon kann ich den Wechselrichter anwerfen, wenn der Akku voll ist. Dank IP-Symcon und den aus dem Laderegler ausgelesenen Daten geht das natürlich vollautomatisch. Das spült 2016 dann auch die ersten Kilowattstunden aus den Solarzellen in das Stromnetz und senkt damit meine Stromrechnung. Das war der Zeitpunkt an dem die Sucht nach mehr solarerzeugter Energie endgültig bei mir Einzug gehalten hat. Ab jetzt sollte es jedes Jahr etwas mehr Selbstversorgung durch die Sonne werden.
2017: 320 Watt Peak (0,32 kWp)
Durch die Aufzeichnung der Daten mit meinem Smarthomesystem IP-Symcon konnte ich im Sommer 2016 herausfinden, dass die theoretische Maximalleistung von 260 Watt nie erreicht wird. Der Epever-Tracer 2210AN Laderegler sollte also auch noch die 60 Watt meiner beiden ersten Solar-Module verkraften, die ich 2016 erst einmal zur Sicherheit eingelagert hatte. Also habe ich die beiden kleinen Module an das Balkongeländer im ersten Stock gehängt und eine Leitung zum Rest der Technik in den Keller verlegt. Jeweils 2 identische Module in Reihe und dann beide Einheiten parallel. Durch die leicht unterschiedlichen Ausrichtungen konnte ich die Sonne über einen noch etwas längeren Zeitraum ernten. Aber ich machte erste Erfahrungen mit Schatten.
Dritte Lektion im Umgang mit Solarmodulen: Schon ein kleiner Schatten kann ein Großteil der Leistung eines Solarmoduls zunichte machen.
Ich hatte schon bei den beiden 130-Watt-Modulen bemerkt, dass die so gut wie keine Leistung lieferten, wenn auch nur eine Ecke von einem Modul beschattet war. Nachdem ich mir die Technik der Solarmodule etwas genauer angeschaut hatte war mit auch klar, wie eine beschattete Fläche von 10 % der Gesamtfläche zu über 90 % Leistungsverlust führen konnte.
2018: 420 Watt Peak (0,42 kWp)
In diesem Jahr habe ich meine 12-Volt-Beleuchtung im Keller etwas erweitert. Das Licht über der Werkbank und eine Akzentbeleuchtung im Kellerkino kamen dazu. Außerdem habe ich eine neue Leitung ins Erdgeschoss gelegt und einen Teil der Beleuchtung im Hausflur auf 12 Volt umgestellt. Dafür ware eine wenig mehr Input von der Sonnen notwendig. Da mein alter Laderegler noch in meinem Kellerlager schlummerte und noch Platz am Balkongeländer übrig war, habe ich mich nach einem weiteren Solarmodul umgesehen. Enjoysolar gabe s nicht mehr, dafür aber einen neuen Shop mit ähnlichen Modulen: Prevent Germany. Dort habe ich ein polykristallines Modul vom Typ PV-100-M-36-1 gekauft. Die 100 Watt dieses Moduls gehen über eine neue Leitung vom Balkon in den Keller und den LS 1024 direkt in den Akku. Der Rest blieb erst einmal so wie er war.
Im nächsten Teil wrid es ernst da sehen die Solarmodule zum ersten Mal richtig Sonne auf dem Dach. Hier geht es weiter