2019: 420 Watt Peak (0,42 kWp) – Umzug aufs Dach
Das Schattenproblem war noch offen, deswegen sollten 2019 die ersten 4 Solarmodule auf das Dach umziehen. Die steile Westausrichtung außerdem war nie optimal für einen guten Ertrag. Da ich ein Flachdach habe ergaben sich 2 Anforderungen:
- Das Dach sollte auch mit Solarzellen dicht sein. Deswegen habe ich mich gegen Löcher im Dach zur Befestigung der Solarmodule entschieden.
- Bei uns im Norden stürmt es hin und wieder recht herzhaft. Die Solarmodule müssen deswegen auch bei Sturm stabil befestigt sein und sicher auf dem Dach bleiben.
Die bezahlbaren Lösungen waren 2019 meistens irgendwelche Kunststoffwannen, auf die die Solarzellen montiert wurden. Die Wannen hat man dann mit einer ordentlichen Anzahl an Gehwegplatte beschwert, damit sie nicht vom Dach gepustet werden. Das wirkte auf mich nicht sehr vertrauenswürdig, außerdem hatte ich wenig Lust diverse Gehwegplatten mit einer langen Leiter auf mein Dach zu schleppen. Also musste eine andere Lösung her. Nach langem Überlegen, Recherchieren und etlichen Berechnungen, habe ich mich dafür entschieden die Solarmodule flach auf das Dach zu montieren. Das Tool PV-GIS hat mir für meinen Standort eine Minderleistung von ungefähr 15 Prozent im Vergleich zu den mit einer Kunststoffwanne aufgeständerten Solarmodulen berechnet. Das lässt sich wohl verschmerzen. Die Windlast ist aber um Zehnerpotenzen kleiner. Das war genau der Kompromiss, den ich gesucht hatte. Fläche hatte ich ja genug für die paar Module.
Für die flache Befestigung, gab es aber keine vorgefertigten Lösungen, also musste ich mir etwas selbst bauen. Da ich gerade das mit Dachpappe gedeckte Dach meiner Gartenhütte erneuert hatte und dabei Kaltkleber genutzt hatte, war ich von der Klebkraft mehr als überzeugt. Wer schon einmal mit Kaltkleber für Dächer gearbeitet hat, weiß, dass man damit, so lange man sich an die Verarbeitungsbedingungen hält, so ziemlich alles mit allem dauerhaft zusammenkleben kann.
Für die eigentliche Befestigung habe ich Streifen von Bautenschutzmatten mit Kaltkleber auf das Dach geklebt. Darauf kam wieder mit Kaltkleber befestigt ein dickes Brett aus Tropenholz (Bangkiriai oder Bongossi). Davon wurden zwei Stück parallel verlegt, mit einem Abstand der etwas kleiner als die Breite der Solarmodule war. Die beiden „Schienen“ wurden mit Tropenholzleisten im Abstand der Modullänge verbunden. Auf dem habe ich dann mit normalen Solarmodul-Klemmen die Solarmodule befestigt. An den Enden habe ich dann noch jeweils einen 2DF-Stein aufgelegt, die sind aber eher etwas für die Optik als das sie echter Ballast zur Absicherung wären. Da in der Nähe noch die Öse einer Absturzsicherung im Dach befestigt war, habe ich die Konstruktion noch daran angebunden. Sicher ist sicher.
Mit dieser Konstruktion konnte ich deutlich besser schlafen, als mit den kaufbaren Aufständerungslösungen. Meine Selbstbaulösung hat sich jetzt schon über etliche Jahre bewährt, in denen es auch ein paar Mal mehr als heftig gestürmt hat. In der Praxis machen 11 Windstärken meienr Konstruktion nichts aus- Einziger Nachteil der flach liegenden Solarmodule ist die Verschmutzung, zwei bis drei Mal im Jahr muss mich auf das Dach schwingen und die Oberflächen der Module feucht abwischen.
2020: 720 Watt Peak (0,72 kWp) – die Kellertreppe wird wiederbelebt
2020 war gekennzeichnet von der Knappheit bestimmter Waren und viel Zeit, die man in den eigenen vier Wänden verbrachte. Corona hatte nicht nur Deutschland, sondern auch die gesamte Welt fest im Griff. Ich konnte noch rechtzeitig 2 paseende 100-Watt-Module für mein Dach beschaffen. Die Aufständerung wurde etwas einfacher konstruiert, die Solarmodule sind einfach auf zwei auf das Dach geklebte Terrassendielen geschraubt. Die Terrassendielen sind wie schon bei er letzten Halterung mit Streifen aus Bautenschutzmatten und Kaltkleber am Dach befestigt. Auch diese vereinfachte Konstruktion hat sich in den letzten 5 Jahren keinen Millimeter bewegt.
Das alte 100-Watt-Modul habe ich mit einem bei eBay gekauften identischen identischen Modul parallel geschaltet und am Kellergeländer angebracht. Den ausgemusterte Autoakku, den ich von meinem Nachbarn geschenkt bekommen habe, hat der Winter arg mitgenommen. Die Restkapazität reichte nicht mehr für eine ausreichend gesicherte 12-Volt-Lichtversorgung. Deswegen musste ein neuer 100 Ah Akku angeschafft werden. An eigentlich besser geeignete LiFePO4- oder Li-Ionen-Akkus war aus Kostengründen nicht zu denken. Die Preise lagen zu der Zeit bei gut 800 EUR für einen 100-Ah-Akku. Dagegen war die Bleivariante mit gerade einmal 90 EUR konkurrenzlos günstig.
Die 520 Watt vom Dach sorgten über den 20-A-Epever-Laderegler für ausreichend Ladung des neuen Akkus. Unterstützt wurde hierbei durch die 200 Watt vom Kellergeländer über den alten 10-Ampere-Regler von Epever.
2021: 920 Watt Peak (0,92 kWp) – der Neuaufbau
Nichts hält länger als ein Provisorium, diese alte Weisheit gilt leider recht häufig. Auch meine 12-Volt-Solaranlage ist über die Jahre gewachsen und das nicht immer schön. Zeit also um alles einmal anzufassen und zukunftssicher neu aufzubauen. Da Corona Deutschland immer noch sicher im Griff hatte, konnte ich sowieso wenig außerhalb meines eigenen Hauses machen. Zum Glück funktionierten die Lieferdienste immer noch perfekt und stellten mir regelmäßig neues Material kontaktlos vor die Haustür.
Den Anfang habe ich mit einem Plan gemacht, einem Schaltplan um genau zu sein. Dafür habe ich mir erst einmal verschiedene Zeichenprogramme für Schaltpläne angesehen. Am besten gefallen hat mir letztendlich TinyCAD, ein Open-Source-Programm, das sowohl einfach zu bedienen alsauch bei Bedarf einfach zu erweitern ist. Nach vielen Entwürfen, Neuüberlegungen und spontanen Geistesblitzen wie diesem…
… bin ich letztendlich zu dem Schluss gekommen die gesamte Solaranlage dreigeteilt aufzubauen:
- In einen kleinen unbeheizten Kellervorraum kommen die Akkus. Der Raum bekommt eine Zwangslüftung nach außen, die unabhängig von der Stromversorgung ist. Bleiakkus können im Zweifelsfall ausgasen. Das dabei entstehende Knallgas habe ich lieber in einem gut gelüfteten Raum mit einer stabilen FH-Tür vom restlichen Keller abgetrennt. In den Raum kommt eine kleine Unterverteilung mit Sicherungen für die Akkus und Überspannungsableitern für Leitungen von den Solarmodulen auf dem Dach.
- Die gesamte 12-Volt-Versorgung des Hauses bekommt eine eigene Unterverteilung. Enthalten ist ein leistungsfähiger Trafo, der bei Ausfall der Solaranlage dafür sorgt, das das Licht weiterhin funktioniert. Außerdem ist dort Platz für eventuelle Erweiterungen.
- Die Zentrale wird ebenfalls in eine neue Unterverteilung einziehen. Hinein kommen hier von Anfang an einige Komponenten, die erst in Zukunft benötigt werden. 4-fach-Relaismodul zur Umschaltung zwischen Einspeisung ins Netz und Ladung des Akkus. Mehrere Zähler die von der Hausautomation ausgelesen werden können. Natürlich auch diverse Sicherungen, Klemmleisten und Überspannungsschutzeinrichtungen. Außerdem Platz für noch nicht geplante Erweiterungen.
Zur Planung der Bestückung der zentralen Verteilung habe ich die Software Schrack-Design, der österreichischen Firma Schrack genutzt. Mit der kostenlosen Software läßt sich die Bestückung von Schaltschränken einfach planen. Die benötigten Teile können dann sogar automatisch bestellt werden.
Damit auch die Leistungsfähigkeit wieder etwas zunimmt, kommen noch 2 neue 100-Watt-Solarmodule auf dem Dach dazu. Da die Prevent-Module gerade nicht lieferbar sind, kommen 2 Module von Solartronics zum Einsatz. Zur Befestigung wird eine dritte Aufständerung auf das Dach geklebt. Der Aufbau dieses Mal: Bautenschutzmatte, darauf eine Bongossibohle mit angeschraubtem 40 x 40 mm Aluprofil. Daran werden die Solarmodule mit normalen Modulklemmen befestigt. Die beiden Schienen sind ausreichend lang, damit ich bei der nächsten Erweiterung nicht wieder eine neue Aufständerung auf das Dach kleben muss. Diese Lösung ist die flexibelste und einfachste, aber auch deutlich günstiger als alles, was in dieser Zeit kaufen konnte.
2022: 1.440 Watt Peak (1,4 kWp) – Repowering
Im Laufe des Jahres kommen nach und nach noch 2 Solarmodule mit 14o Watt Leistung, 2 mit 150 Watt Leistung und eins mit 200 Watt Leistung auf das Dach. Die Belegung der drei Aufständerungen wird neu sortiert und sieht danach so aus:
Vom Dach gehen jetzt 4 Leitungen von den unterschiedlichen zusammengeschalteten Solarmodulen in die Verteilung im Keller. Folgende Leistungen stehen damit zur Verfügung:
- 550 Watt
- 410 Watt
- 280 Watt
- 200 Watt
Für die 4 Strings benötige ich natürlich auch einen vierten Laderegler. Zum Einsatz kommt hier wieder ein Epever-Tracer 2210AN. Die Akkus sind inzwischen im Sommer so schnell voll, dass ich wieder etwas mit der überschüssigen Leistung anfangen muss. Dafür bietet sich die Einspeisung ins normale Stromnetz an. Inzwischen ist das als Balkonkraftwerk auch relativ einfach und ohne großen bürokratischen Aufwand möglich. So lange man die technischen Vorgaben erfüllt und unter 600 VA Einspeiseleistung bleibt, ist ein vereinfachtes Verfahren möglich. Also flugs die Anmeldung beim Marktstammdatenregister gemacht und eine Anmeldung an den Versorgungsnetzbetreiber geschickt, den bestellten Wechselrichter (AP-Systems YC-600) angeschlossen und los gehts. Ab jetzt wirken die Solarmodule auf dem Dach meinem Stromverbrauch entgegen, wenn die Akkus voll sind.
2023: 1.640 Watt Peak (1,4 kWp) – der Balkon kommt ins Spiel
Auf meinem Balkon ist ein kleines Stück Wand in Südwest-Richtung, auf dem zwar der Lüfterausgang der KWL angebracht ist, aber noch etwas Platz übrig ist. Nach einigem Suchen im Internet finde ich zwei genau passende Solarmodule. Ein 50-Watt-Modul für den Platz über dem Lüfterausgang und ein 150-Watt-Solarmodul, das darunter passt. Mit dem Ertrag werden die Akkus direkt geladen, es bleibt also mehr Solarertrag für das Einspeisen übrig.
Da ich die Verbrauchsseite des Hauses schon länger optimiert habe (alle Leuchtmittel sind effiziente LEDs und die meisten Elektrogeräte gehen inzwischen alle äußerst sparsam mit elektrischer Leistung um), wird im Sommer häufig recht viel der mühsam erzeugten Solarleistung nicht durch mich genutzt. Das verdrängt natürlich auch nicht so ökologisch wertvollen Strom aus dem Netz, ich würde den Ertrag aber lieber selbst nutzen. Naheliegend wäre, den Verbrauch auf der 12-Volt-Seite zu erhöhen. Das ist ausschließlich mit mehr Niederspannungsbeleuchtung schwer möglich. Außerdem müsste dafür auch noch ein paar Leitungen quer durch das Haus ziehen.
Wie ich die zuviel erzeugte Energie sinnvoll genutzt habe erfahrt ihr hier. Hier geht es weiter