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Solartechnik

Energie von der Sonne

Aufbau und Funktion von Photovoltaikanlagen in Wohnmobilen

Sonnenaufgang über Carnac, Bretagne

Elektrische Energie, direkt von der Sonne, ohne Lärm, Gestank und bis auf die Investition umsonst!
Wir möchten Euch hier über den Aufbau und die Wirkungsweise von Photovoltaikanlagen speziell im Wohnmobilbereich aufklären.

Zunächst stellt sich die Frage warum die Solartechnik im Wohnmobilbereich noch nicht weiter verbreitet ist?
Es sind wohl an erster Stelle die recht hohen Investitionskosten und zum anderen die doch etwas aufwendigere Installation solcher Anlagen.
Gerade für die optimale Nutzung solcher Anlagen sollte man an Qualitätsprodukten nicht sparen, da diese wirklich das Letzte aus den Photovoltaikanlagen herausholen.

Eine kleine Begriffskunde:

  1. Solaranlagen
  2. Solarmodule
  3. Solarladeregler
  4. Akkumulatoren
  5. Elektrische Installation
  6. Berechnungsbeispiele

Solaranlagen

      Solarkollektoranlagen

        Sie dienen zur Warmwasserbereitung und finden fast ausschließlich im Haushalt Anwendung.

      Photovoltaikanlagen

        Sie dienen der Gewinnung elektrischer Energie aus der Sonneneinstrahlung.
        Im Wohnmobilbereich ausschließlich im “Inselbetrieb”, daher werden zur Speicherung Bleiakkumulatoren benötigt.
        Sie bestehen aus Solamodul, Solarregler und Akkumulator.


Solarmodule

Solarmodule bezeichnet man die Zusammenfassung einzelner Solarzellen zu einem Verband, meist zwischen zwei Glasplatten mit Metallrahmen, oder zum aufkleben zwischen zwei Kunsstofffolien.

      Polykristallin
      älteres Polykristallines Siemens Modul

        Sie sind wohl die bekanntesten Zellen mit ihrer hübschen blau-kristallinen Farbe.

      Monokristallin
      Monokristallines Modul Deutsche Aerospace

        Einheitlich dunkelblau, haben etwas mehr Leistung als die Polykristllinen. Da sie aufwendiger herzustellen sind haben sie eine etwas höhere Energierückgewinnungszeit.

      Tripelzellen

        Neuste Entwicklung. Vorteile bei schlechter Sonneneinstrahlung, günstig bei Teilabschattung, preisgünstig.

      Dünnschicht-oder Amorphe Zellen

        Auf Folien oder Glasplatten aufgedampft. Vorwiegend in Kleingeräten wie Solartaschenrechner usw.

Was ist denn eigentlich der Unterschied zwischen einem Solarmodul und einer Solarzelle?

Hier findet Ihr einige Antworten: Solarzellen und Solarmodule, technisches rund um Siliziumzellen.


Solarladeregler

    Solarladeregler sollen ein überladen der Solarakkus verhindern, den RückstromProzeda Solarladeregler zu den Solarmodulen unterbinden und sie so schnell und so voll wie möglich laden. Gute Solarladeregler bieten, neben der Ladeüberwachung, außerdem Tiefentladeschutz, Überstromauslösung und Überspannungsschutz.

      Ein-Aus-Regler(Zweipunktregler)

        Bei diesen Reglern wird die Ladung bei ca. 14 Volt unterbrochen darufhin sinkt die Akkuspannung wieder. Bei einem Schwellenwert (13,2 V) schaltet der Solarstrom wieder voll zu. Es sind die einfachsten Regler (wie beim KFZ), die aber niemals die volle Akkukapazität laden können.

      Ladegerät nach W-KennlinieW - Kennlinie

        Die einfachsten Ladegeräte arbeiten nach der W-Kennlinie, sie sollten auf die Akkukapazität abgestimmt sein und 1/10 Ladestrom der Akkukapazität betragen. b.B.: 200AH = max. 20A Ladestrom. Die Akkus sollten dann nach 10 Stunden (20A x 10h = 200AH) vom Ladegerät getrennt werden.

      IU-ReglerIU - Kennlinie

        2-Stufenregler. Bei leerem Akku wird mit der I-Kennlinie gefahren, das bedeutet maximaler Ladestrom. Bei erreichen der Gasungsspannung wird in der U-Kennlinie weitergefahren. Die Spannung wird also konstant gehalten und der Strom durch den Akku geregelt bis die Erhaltungsladung eintritt. Bei diesen Ladegeräten (Schnellader) kann Anfangs mit einem Vielfachen des 1/10 Wertes geladen werden.

    Hochwertige Microprozessorgesteuerte Ladegeräte

      Erweiterte IU-Kennlinien Solarladereglermod. IU - Kennlinie

        Hier gibt es eine relativ große Auswahl an Ladereglern.
        Die einfachen Solarladeregler arbeiten nach der IU-Kennlinie, zusätzlich fahren sie knapp unterhalb der Gasungsspannung weiter, bis die Erhaltungsladung einsetzt

      PPT-Regler (PowerPointTracking)

        Diese Regler sollen bei entladenem Akku die Ladung erhöhen, was aber nur etwas bringt wenn die Akkus ziemlich leer sind. Ansonsten schon recht gute Laderegler.

      PWM-Regler (Pulsweitenmodulation)

        Mikroprozessorgesteuerte Laderegler die knapp unter der Gasungsschwelle weiterarbeiten und so die Akkus zu 100% laden. Solche Regler überwachen außerdem die Akkutemperatur und verhindern ein Sulfatieren durch Spannungsspitzen.


Akkumulatoren

    Leider kommen wir um ein elektrisches Speichermedium (Akku) im Wohnmobil nicht herum.
    Warum leider?
    Akkus senken grundsätzlich den Gesamtwirkungsgrad, erhöhen die Systemkosten, sind umwelttechnisch bedenklich, von rel. kurzer Lebensdauer und haben ein hohes Gewicht.

    Im Fahrzeugbereich werden üblicherweise Bleiakkumulatoren eingesetzt.

    Bleiakkumulatoren

        Starterakkumulatoren

          Starterakkus sind speziell für den Kfz-Bereich entwickelt worden und dienen in erster Linie zum Starten des Fahrzeuges, müssen also kurzfristig eine hohe Leistung abgeben können, haben aber eine hohe Selbstentladung und eine niedrige Zyklenzahl, etwa 200 (Entlade-Ladevorgänge).
          Durch die große Fertigungszahl sind diese Akkus am preiswertesten.

        Solarakkumulatoren

          Spezielle Akkus mit niedriger Selbstentladung, hohen Ladzyklen (etwa 500) und nicht so tiefentladegefährdet als Starterakkus.

            Blei-Säureakkumulatoren

              Sie haben als Elektrolyt verdünnte Schwefelsäure und besitzen zum Gasen in der Regel einen Entlüftungsschlauch.

            Blei-Gelakkumulatoren

              Die Kostspieligste Variante.
              Dies Akkus besitzen keinen flüssigen Elektrolyten, sondern ein Gel.
              Einsatzgebiete sind stark bewegte Objekte (Schiffe) und Räumlichkeiten in denen kein Wasserstoff durch Gasen freigesetzt werden darf.
              Sie sind nahezu tiefentladesicher und Wartungsfrei.


Installation

Wir benötigen zur Komplettmontage

.........geht bald weiter!

SolarmodulSolarmodulbefestigung

    Da die Solarmodule auf dem Wohnmobildach den Witterungseinflüssen, hier vor allem Wind ausgesetzt sind, ist eine gute Befestigung unabdingbar. Wie diese ausgeführt wird ist von der Konstruktion des Daches abhängig. So gibt es als Zubehör Kunststoffwinkel, oder man fertigt sich selber welche aus Profilaluminium an, das in vielen verschiedenen Maßen angeboten wird. Wichtig ist das zwischen Dach und Modul, zumSolarmodulanschlußkasten hinterlüften, genügend Platz bleibt um das aufheizen zu reduzieren (Leistungsverlust).
    Gute Module haben einen großen Anschlußkasten mit einer Wasserdichten Verschraubung. Große Aufmerksamkeit verlangt die Dachdurchführung. Es darf kein Wasser eindringen und dieSolarmodulklemme Kabel dürfen keineswegs irgendwo an scharkantigem Metall liegen. Zum zusätzlichen Abdichten hat sich Sikaflex am besten bewährt, wobei aber zu sagen ist das Sika UV-emfindlich ist und durch eine Lackierung vor Sonneneinstrahlung geschützt werden muß.

     

SolarladereglerAnschlüsse Solarladeregler

    Solarladeregler besitzen in der Regel 3 Anschlüsse mit je 2 Klemmen und evtl noch einen Anschluß für einen Temperatursensor.
    Es sind jeweils zwei Klemmen für:
    Solarmodul
    Akkumulator
    Verbraucher

    Wichtig bei der Verdrahtung ist das die Minusleiter absolut getrennt geführt werden sollte um eine richtige Messung zu gewährleisten.
    Außerdem, und das kann nicht oft genug wiederholt werden, ist eine Absicherung unbedingt erforderlich. Wenn ein Solarladeregler für 15A ausgelegt ist also bitte auch 15A Sicherungen einsetzen. Bitte nie vergessen: Mit Akkumulatoren kann man schweißen! Dazu gehört selbstverständlich der geieignet Leiterquerschnitt, nicht nur aus Sicherheitsgründen, sondern auch weil in Niedervoltanlagen die Verluste wesentlich höher liegen als zu Hause im 230V Netz!

    Bei dem Anschluß ist unbedingt folgende Reihenfolge einzuhalten:
    1. Verbraucher
    2. Akkumulator
    3. Abgedeckte Solarmodule.

    Hier aus gegebenen Anlaß: Niemals Netzladegeräte an den Moduleingang klemmen! Viele Solarladeregler schließen bei vollen Akkus die Solarmodule kurz!


Berechnungsbeispiele

Hier fehlt noch was!

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