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Solarstrom für den Garten
Unsere Vision war es, den Garten komplett mit Solarstrom zu versorgen und keinen externen Strom zu benötigen. Im Sommer scheint die Sonne und diese kann über Solarmodule Strom produzieren. Gerade dann, wenn wir im Garten einen höheren Stromverbrauch haben, wollten wir diesen mit der Kraft der Sonne stillen. Die Idee war geboren und die Einkaufsliste wurde geschrieben. Da wir den Strom nicht direkt aus der Solaranlage nutzen können, brauchen wir neben dem Solarmodul noch weitere Zubehör. Diese Dinge haben wir benötigt um uns eine Solaranlage selber zu bauen:
- 2 x 100 Watt Solarmodul
- 1 x Speicherbatterie 96 Ah
- 1 x Laderegler
- 1 x Spannungswandler (500 Watt Dauerleistung / 1000 Watt Peak)
- 15 Meter dickes Kabel (min. 4 mm²)
Die Einkaufsliste sieht überschaubar aus, ist sie auch. Wir haben uns für eine 200 Watt Anlage entschlossen. Bei dem Laderegler haben wir darauf geachtet, dass dieser wesentlich mehr Strom, als auch eine höhere Spannung verträgt. So haben wir später die Möglichkeit, weitere Solarmodule zu ergänzen. Der Laderegler kann dabei mit maximal 60 Ampere Strom betrieben werden. Dies würde in unserem Fall ~ 10 Solarmodule entsprechen. Bindet man die Module per Parallelschaltung ein, so addiert sich der Strom (Ampere steigt). Ein Modul macht 5,56 A Peak. Schalten wir jeweils 2 Module in Reihe (Dies geht nur, da unser Laderegler bis 60 A ausgelegt ist, können wir auf 20 Module aufstocken. So erhalten wir die doppelte Spannung bei einem maximalen Strom von 55,6 Ampere (Rechnerische Größen ohne Verluste etc. – Rechenbeispiel).
Montage der Bauteile – Solaranlage für den Garten
Als alle Bauteile geliefert wurden, ging es um den Zusammenbau der einzelnen Komponenten. Wir haben die Solaranlage für den Garten nicht final montiert. Wir haben uns für die Solarmodule erst einmal einen provisorischen Platz gesucht. Beim Kabel haben wir zuerst kein Solarkabel genutzt, jedoch darauf geachtet, dass es mindestens 4 mm² im Querschnitt ist. Dies ist nötig, da hier mit hohen Strömen gearbeitet wird. Besser jedoch 6 mm².
Hinweis: Da es sich bei uns zuerst um einen Versuchsaufbau gehandelt hat, haben wir zwar provisorisch, jedoch mit der nötigen Sorgfalt gearbeitet. Es ist unbedingt darauf zu achten, dass alle Verbindungen fest und sicher verbunden sind. Defekte Bauteile sollten nicht verbaut werden.
Der Aufbau läuft dabei wie folgt ab:
- Verbindung der Solarmodule, in unserem Fall mit einer Reihenschaltung
- Anschluss der Solarmodule an den Laderegler (Achtung, Polung beachten!)
- Anschluss des Speichers (alte Autobatterie zum Testen) an den Laderegler (Achtung, Polung beachten)
- Anschluss des Spannungswandlers (230 Volt Ausgangsspannung / 12/24 Volt Eingangsspannung)
Wir haben die Solarmodule bei unserem Versuchsaufbau gegen die Hauswand gelehnt und zur Sonne ausgerichtet. Der Laderegler hat sich nicht lange bitten lassen und hat uns einen Ladestrom von 3.8 Ampere angezeigt. Unsere Batterie wird jetzt geladen. Die Batterie benötigen wir, da die Sonne nicht konstant scheint und wir die Energie auch am Abend abrufen können. Unser Spannungswandler liefert die benötigten 230 Volt für unsere Gartengeräte. Dabei sollte unbedingt darauf geachtet werden, dass der Verbraucher (Gartenpumpe, Heckenschere, Lampen etc.) nicht mehr Watt hat, als der Spannungswandler als Dauerlast verträgt. In unserem Fall 500 Watt.
Der Spannungswandler – Herzstück der Stromversorgung
Je größer die Dauerleistung des Spannungswandlers, umso größer kann die Leistung des Verbrauchers sein. Dies bedeutet jedoch auch, umso schneller wird der Speicher entleert. Je mehr Leistung der Spannungswandler hat, umso teurer ist dieser in der Anschaffung. Je nachdem welche Geräte betrieben werden sollen, z.B. Fernseher, Laptops etc., sollte der Spannungswandler keine modifizierte Sinuswelle ausgeben. Dies können diese Geräte nicht gut vertragen. Unsere Empfehlung, eine saubere Sinuswelle. Diesen Hinweis findet man bei den technischen Daten des Spannungswandlers.
Was wir mit unserem Versuchsaufbau betreiben konnten
Unsere Batterie hat eine Kapazität von 96 Ah unser Spannungswandler macht maximal 500 Watt Dauerleistung, dies ergibt eine maximale Gerätelaufzeit von 138.24 Minuten (gerundet). In diesem Fall wäre die Batterie voll entladen. Das möchten wir vermeiden, der Wandler hat dazu einen Tiefenentladungsschutz und schaltet vorher ab. Sagen wir also wir können ein Gartengerät mit 500 Watt, 120 Minuten betreiben.
- Ladegerät für unseren Akku Rasenmäher
- Ladegerät für unseren Akku Rasentrimmer
- Ladegerät für unseren Rasenmäher Roboter
- Regenfasspumpe von Gardena (500 Watt max.)
- Lichterkette mit LED-Lampen
- E-Bike Ladestation
- Gartenlampen mit LED
Wir mussten lediglich die Regenfasspumpe separat betreiben. Bei den Ladegeräten konnten wir 2 parallel laufen lassen, hier hatte ein Ladegerät ca. 120 Watt. Ebenfalls konnte die LED Gartenbeleuchtung mit der Garten Solaranlage betrieben werden.
Grenzen der Garten Solaranlage
Ein solches System auch seine Grenzen. Möchte man einen Elektro-Rasenmäher mit einem solchen System betreiben, sollte der Spannungswandler 1,5 – 2,5 KW Dauerleistung bringen. Ein solcher Wandler ist sehr teuer. Auch ist die Batterie bei einem so hohen Verbrauch sehr schnell leer. Unsere 96 Ah Batterie (Akku) könnte einen Rasenmäher mit 1,5 KW Leistung (1500 Watt) ca. 46 Minuten betreiben (Rechnerisch bis 0 % Akku-Leistung). Realistisch wäre daher eine Dauer von 35 Minuten.
Der Solarstrom aus dem Garten kann nicht in das normale Hausnetz eingespeist werden. Er kann mit den handelsüblichen Bauteilen nur für den Eigenbedarf verwendet werden.
Einsatzgebiet für den Solarstrom aus dem Garten
In Kleingartenanlagen oder an abgelegenen Teichen ist eine kleine Solaranlage optimal für eine autarke Stromversorgung. Auch in Gartenhütten oder in Gewächshäusern kann der Solarstrom wunderbar genutzt werden. Das Betreiben eines kleinen Kühlschranks (ca. 80 Watt bis 100 Watt) ist mit einem 500 Watt Wandler kein Problem, sofern die Sonne tagsüber scheint und die Batterie geladen wird.
Radios, kleinere Musikanlagen oder Lichterketten können ebenfalls problemlos damit betrieben werden. Achtet man bei der Anschaffung direkt darauf, dass der Spannungswandler groß genug ist, kann auch eine Gartenpumpe oder ein Hauswasserwerk mit der Solaranlage für den Garten betrieben werden. Wie oben bereits erwähnt, Akku-Gartengeräte sind absolut problemlos zu laden. Auch der Rasenmäher Roboter oder das E-Bike können geladen werden. Die fertigen Solar-Sets werden oft im Campingbereich eingesetzt und haben sich z.B. auf Wohnmobilen oder Wohnwagen etabliert.
Achtung, bei diesem Versuchsaufbau fließen hohe Ströme. Bitte lassen Sie einen Aufbau vom Fachmann durchführen.
