Eine Solaranlage ist in den meisten Fällen die Energiequelle mit dem größten Ertrag an Bord von Segelyachten. Soll nicht immer zum Laden der Batterien die Maschine laufen, so sind Solarpanele das Mittel der Wahl. Im Folgenden zeigen wir, worauf beim Kauf und der Montage einer Solaranlage geachtet werden sollte.
Inhalt
Kenne deinen Energiebedarf
Wie im etwas allgemeineren Beitrag zum Thema Energiemanagement auf Segelyachten bereits beschrieben ist es für eine sinnvolle Planung unerlässlich, den eigenen Energiebedarf zu kennen. Wer wie wir mit einem Backautomaten Brot an Bord backen möchte wird einen höheren Bedarf haben als einer, der als größten Verbraucher den Kühlschrank an Bord hat.
Die richtigen Solarpanele
Oraktisch alle am Markt verfügbaren Solarpanele erfüllen irgendwie die Aufgabe, Strom zu liefern. Da wir auf Segelyachten jedoch mit begrenzten Ressourcen (Platz!) zu tun haben lohnt es sich sehr, in die hochwertigsten Module am Markt zurückzugreifen. Diese sollten folgende Punkte erfüllen:
- Wirkungsgrad >=24%
- Monokristalline Zellen
- Günstiger Wirkungsgrad auch bei geringem Lichteinfallswinkel und bei Verschmutzung
- Geringer Leistungsverlust auch bei Erwärmung der Panele
Nach ausführlicher Recherche haben wir uns für die „black tiger“ Solarpanele von tigerexped entschieden. Wir haben von den Modulen mit 180 Wp zwei Panele auf unserem Geräteträger montiert bekommen. Interessanterweise nehmen diese jetzt den Platz ein, den vorher ein einziges Panel mit 170 Wp gebraucht hat. Wir haben also unsere Energieausbeute mit dem Upgrade in etwa verdoppelt.
Solarregler – MPPT oder einfacher PWM-Regler
Die in der Solaranlage erzeugte Spannung hängt stark von der jeweiligen Sonneneinstrahlung sowie bei mehreren Modulen von der Montageart (in Reihe oder parallel geschaltet) ab. Die Ausgangsspannung kann dabei schnell ein Vielfaches der Spannung der Bordbatterie erreichen. Somit ist der Einsatz eines Solarreglers unbedingt notwendig. Dieser regelt die Ausgangsspannung der Solaranlage auf ein für die Batterien verträgliches Niveau herunter. Dabei gibt es zwei alternative Technologien:
PWM-Regler
Die mittlerweile als veraltet geltenden PWM-Regler (PWM = Pulse width modulation) sind, vereinfacht gesagt, Regler, welche bei passender Ausgangsspannung der Solaranlage diese mit der Batterie verbinden. Dabei bricht die Modulspannung der Solaranlage auf das Niveau der Batterien ein. Liegt die Spannung zu hoch, was bei fast vollständiger Ladung der Batterien der Fall ist, trennt der Regler die die Anlage in kurzen Abständen immer wieder von der Batterie, um diese vor Überladung zu schützen. Klingt soweit eigentlich simpel und gut- aber: da der Strom, welcher durch das Modul erzeugt ist, immer konstant ist, wird signifikant Leistung verschenkt, indem der Einbruch der Spannung in Kauf genommen wird.
Klingt zu technisch und „ich verstehe nur Bahnhof“? Dann sehr verkürzt: PWM ist ok und verhindert, dass die Batterien zu schaden kommen. Um das Potenzial der Solaranlage voll zu nutzen ist aber ein MPPT-Regler dringend zu empfehlen (und unwesentlich teurer).
MPPT-Regler
MPPT-Regler sind eine besondere Form der DC-DC-Regler (DC steht hier für Gleichspannung – sowohl auf der Eingangsseite Richtung Solarmodul sowie auf der Ausgangsseite Richtung Batterie liegt hier Gleichspannung an). Der Vorteil des MPPT-Reglers liegt nun unter anderem darin, dass er die Leistung maximiert, indem er eingangsseitig mit deutlich höherer Spannung arbeitet als ausgangsseitig. Bei konstantem Strom auf der Eingangsseite steigt automatisch die Leistung. Durch DC-DC-Wandlung auf die für die Batterie ideale Spannung wird eine perfekte Ladung mit passend für den Batterietypen wählbarer Kennlinie ermöglicht.
Fazit: da der Preisunterschied marginal ist, die Energieausbeute durch den Effizienzgewinn aber deutlich höher ausfällt, ist ein MPPT-Regler dringend zu empfehlen.
Wir haben uns für das Model SmartSolar 75/15 von Victron Energy entschieden, da es nahtlos in unser Victron Batteriemanagement passt und sich auch per Bluetooth überwachen lässt. Da die Modulspannung bei ca. 48V liegt benötigen wir je Modul einen Regler.
Wo die Solaranlage montieren?
Der Ort, an welchem die Solaranlage montiert wird, sollte folgende Kriterien erfüllen:
- Geringe Abschattung (da bereits eine teilweise Abschattung die Leistung massiv negativ beeinflusst)
- Keine mechanische Belastung (Flächen an Deck, die regelmäßig begangen werden, sind nicht geeignet)
- Sicherheit bei schwerem Wetter
Bei Booten mit Geräteträger am Heck bietet sich dieser oft als Installationsort an (so auch bei uns). Alternativ wird bei Booten mit Decksalon oder Dodger auch die Fläche auf dem Dach zur Installation von Solarmodulen verwendet. Auch die Seereling wird zunehmend als Installationsort verwendet – insbesondere in Kombination mit Aufstell-Mechanismen, um die Solarmodule je nach Sonnenstand besser auszurichten.
