Eine kleine Solar-Anlage selbst Bauen, Anleitung und Tipps

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Eine eigene kleine Solaranlage aufbauen um „gratis“ Energie zu gewinnen oder Energie an Orten zu erhalten wo keine Stromleitungen vorhanden sind, kann durchaus ein interessantes Projekt sein.

Aber wie baut man sich seine eigene kleine Solaranlage, wie viel bringt diese und was kostet der Spaß?

Vielleicht habt Ihr auch schon mal mit solch einem Projekt geliebäugelt, wusstet aber nicht so recht was man braucht und wie man das Ganze angeht.

Ich kann Euch natürlich keine Anleitung bieten wie man eine professionelle Solaranlage aufbaut mit der man Strom ins Netz einspeisen kann. Aber eine kleine Solaranlage aufbauen mit der man separat einen Fernseher, einen Computer, Notebook usw. betreiben kann, ist an sich eine recht unproblematische Angelegenheit.

Wollen wir uns in diesem kleinen Bericht ansehen wie das Ganze funktioniert!

Was ist das Ziel?

Was ist überhaupt unser Ziel mit diesem Projekt? Sollte es Euch ums reine Geld gehen wird sich solch eine Solar-Anlage wie wir sie hier bauen kaum bis gar nicht lohnen. Wir können mit dieser Solaranlage NICHT einspeisen, also auf diesem Wege kein Strom in Geld umwandeln.

Was wir machen können ist einen parallelen Stromkreislauf aufbauen, wo wir dann natürlich keine Stromkosten zahlen. Solltet ihr diese Anlage wirklich ausgiebig nutzen, ist es möglich, dass sich diese in X Jahren wirklich rechnet, sofern nicht vorher der Akku ausgetauscht werden muss.

Dies sollte aber nicht der Anspruch sein. Baut solch eine „mini“ Solar-Anlage lieber aus anderen Gründen. Beispielsweise Ihr wollt ein Garten Haus /Garten Laube mit Strom versorgen, Ihr wollt ein Garten- Beleuchtungssystem das unabhängig vom Netz ist oder Ihr wollt einfach etwas basteln und dabei über Solarenergie lernen.

Meine kleine Anleitung betrachtet eher als Basis auf der Ihr Euer eigenes Projekt aufbauen könnt. Nicht alles was ich hier mache ist die beste Art dies zu machen! Aber es funktioniert und ist recht günstig und funktional.

Wichtig!

Wie bei vielen DIY Projekten gilt etwas Vorsicht. Ich übernehme selbstverständlich keine Haftung für Probleme oder Schäden.

Auch ist diese Anleitung für eine Solar-Anlage im kleinen Style gedacht, als Hobby Bastelprojekt oder für ein Gartenhaus usw.

Die Basis Komponenten

Beginnen wir mit dem Wichtigsten den Komponenten. Hier gibt es drei Basis Komponenten, das Solar Panel, den Akku und den Ladecontroller.

Grundsätzlich seid Ihr hier recht frei was die genaue Auswahl dieser Komponenten und der Größe dieser betrifft.

Starten wir beim Solarpanel. Diese gibt es in allen möglichen Größen. Erfahrungsgemäß sind die 100W Panels was die Preis/Leistung betriff am besten. Es lohnt sich meiner Erfahrung auch nicht auf „Luxus“ Panels zu setzen.

Die günstigen China Solarpanels die man bei Amazon oder eBay bekommt sind zwar teilweise etwas beschönigt (aus einem 100W Panel werdet Ihr meiner Erfahrung nach maximal 60-80W bekommen), es macht aber keinen Sinn „Made in Germany“ Solarpanels zu kaufen. Diese lohnen nun wenn Ihr wirklich das Maximum an Energie auf kleinster möglicher Fläche wollt.

Ein 100W monokristallines Panel wird im deutschen Sommer (pralle Sonne) so um die 70-80W bieten. Bei Bewölkung oder Schatten sinkt die Stromausbeute auf ca. 5-20W.

Wollt Ihr also glatt 100W Leistung kauft besser ein 150W Panel usw.

Zudem gibt es zwei Typen Solarpanels, Monokristalline und Polykristalline. Monokristalline Panels sind etwas hochwertiger und besitzen eine höhere Energieausbeute auf gleicher Fläche wie polykristalline Panels.

Polykristalline Panels sind dafür natürlich günstiger. Habt Ihr genug Platz bieten polykristalline Panels eine bessere Preis/Leistung.

Ein 100W polykristallines Solarpanel kostet rund 90-100€, ein 100W Monokristallines Solarpanel 110-130€. Ein monokristallines Panel besitzt eine ca. 4-8% bessere Effizienz.

Achtet zu guter Letzt auf die Spannung! Wir wollen ein 12V System bauen. Die meisten Solarpanels haben auch 12V, aber es gibt durchaus Exoten.

Neben dem Solarpanel ist auch der Akku sehr wichtig. Zwar geht der Trend zu Lithium Ionen Akkus, aber nicht bei unserer Solaranlage. Normale Versorgungsbatterien sind einfach von der Preis/Leistung und auch der Einfachheit ungeschlagen.

Eine 12V 100Ah Versorgungsbatterie kostet zwischen 110€ und 180€. Für eine vergleichbare Kapazität bräuchten wir um die 100 gute 18650 Lithium-ion Zellen, welche gut und gerne 500-600€ kosten. Sofern Ihr also nicht eine super günstige Methode habt an Lithium-ion Zellen zu kommen ist dies nur bedingt praktikabel.

Für eine einfache Solaranlage wären also Blei-Gel-Akkus oder Blei-Säure-Batterien vermutlich die beste Wahl. Achtet aber darauf wenn möglich keine „normalen“ Autobatterien zu nutzen. Warum?

Normale Autobatterien sind meist nur „Starter“ Batterien. Diese sind also nicht gemacht entladen zu werden, sondern sollen nur kurzzeitig Euer Auto bzw. die Bordelektronik am Leben halten, auch wenn grundsätzlich genug Kapazität vorhanden wäre.

Es gibt spezielle „Versorungsbatterien“ für Solaranlagen oder auch Wohnmobile, die eine höhere Zyklen Festigkeit bieten. Erfahrungsgemäß halten zwar selbst die „optimierten“ Batterien nicht ewig, aber länger als normale Batterien.

Zu guter Letzt haben wir den Ladecontroller bzw. Laderegler. Dieser ist extrem wichtig um nicht Euren Akku kaputt zu machen. Solar Ladecontroller gibt es in diversen Formen und Farben. Die günstigen Modelle aus China sind für bereits ab 20€ erhältlich. Ja diese funktionieren!

Achtet natürlich auf die passende Größe für Euere Anlage. Allerdings selbst die günstigen Modelle schaffen meist schon 20A+ (was 240W entspricht). Es gibt hier im Großen und Ganzen zwei Typen, PWM oder MPPT.

PWM sind die günstigen und einfachen Geräte. MPPT Laderegler sind meist deutlich teurer (100€+) aber bei schlechten Lichtverhältnissen auch deutlich effizienter. Bei praller Sonne ist allerdings der Unterschied gering, hier rechen wir von +-10%. Entscheidet selbst, braucht Ihr auch bei bedecktem Himmel noch das Maximum an möglicher Energie? Dann wählt ein MPPT Modell. Reicht Euch eine gute Ausbeute bei praller Sonne, dann reicht auch ein PWM Modell.

Folgende Komponenten nutze ich für meine Solaranlage:

1. Offgridtec Mono Solarpanel – Solarmodul Solarzelle Photovoltaik, 100 W, 12 V
2. Victron Energy Set BlueSolar MPPT 75/15
3. Solarbatterie 100Ah C100 12V

Beim Laderegler habe ich zugegeben die Luxus Version gewählt. Dieser Laderegler ist sehr effizient und bietet eine Bluetooth Anbindung. Dieser loggt mit wie viel Energie pro Tag generiert wird, wie viel verbraucht usw. und kann Euch diese Informationen via Bluetooth mitteilen.

Alternativ kann auch solch ein billiger Laderegler bereits taugen ALLPOWERS 20A Solar Ladegerät Controller Solar Panel Batterie intelligente Regler mit USB Port Display 12V/24V

Beim Solarpanel und Akku habe ich schon preis/leistungseffiziente Komponenten gewählt.  Sollte Euer Budget kleiner sein oder eventuell größer wählt einfach ein größeres/kleineres Solarpanel (bzw. mehrere) oder Akku.

Achtet aber auf die Spannung! Alles sollte mit einer Spannung von 12V arbeiten. Ihr könntet auch ein 24V System erstellen, dann müssen aber alle Komponenten 24V bieten.

Zusätzliche Komponenten

Neben diesen Basis Komponenten braucht es natürlich auch Kabel, Anschlüsse und sonstiges. Es gibt spezielle Solarpanel Stecker und Kabel. Diese sind allerdings vergleichsweise teuer. Wollt Ihr es natürlich richtig machen verwendet solche Kabel.

Allerdings wenn Ihr nur eine Solaranlage mit 100W, 200W oder vielleicht auch 300W baut braucht es solche Kabel nicht zwingend!

Wie bereits angekündigt übernehme ich natürlich keine Haftung für meine „Tipps“ aber für kleine Solaranlagen reicht meiner Erfahrung nach stumpfes Lautsprecherkabel.

2,5mm Querschnitt, reines Kupfer Kabel sollte für 100-200W Anlagen mehr als ausreichen. 20 Meter Kabel bekommt man hier für rund 20€.

Habt Ihr eine große Batterie gekauft, empfehlen sich hier spezielle Klemmen um das Kabel an der Batterie zu befestigen. Grundsätzlich geht es auch sicher mit Klebeband, aber solche Klemmen würde ich doch sehr empfehlen.

Was das Werkzeug betrifft reicht ein einfacher Schraubendreher (Schlitz für die Anschlussklemmen) aus. Ich würde allerdings auch einen Lötkolben empfehlen für beispielsweise die Verbindungen zum Solarpanel und auch ein Multimeter kann Gold wert sein!

Solltet Ihr kein Multimeter haben, die günstigen 10-20€ Dinger bei eBay oder Amazon sind für solche Niederspannungsarbeiten mehr als ausreichend.

Sehr praktisch sind auch ein paar Wago Verbindungsklemmen.

Zusammengefasst

• 2,5mm Lautsprecherkabel (auf reines Kupfer achten!)
• Batterieklemme (falls Ihr eine große Autobatterie nutzt)
• Lötkolben, Schraubendreher und Multimeter
• Wago Verbindungsklemmen (optional)

Der Verbraucher

Wenn Ihr so ein Projekt angehen wollt habt Ihr vermutlich bereits einen bzw. mehrere Verbraucher im Hinterkopf die Ihr betreiben wollt.

Ich sehe hier drei Möglichkeiten:

1. 12V Geräte
2. 5V Geräte
3. 230V AC Geräte

12V Geräte wie Pumpen (für den Gartenteich) irgendwelche portablen Kühlschränke usw. könnt Ihr größtenteils direkt an den Lastausgang des Ladereglers hängen.

Letztendlich hängt ja alles an einer Autobatterie. Mein Tipp für solche Geräte, kauft Euch einen KFZ „Verteiler“, schneidet das Anschlusskabel ab, hängt dieses an den Laderegler und Ihr habt drei  Zigarettenanzünderanschlüsse.

Beispielsweise so ein Verteiler würde taugen mumbi Auto Ladegerät Steckdose – Multifunktion KFZ 3-fach Verteiler

Hier könntet Ihr für das Laden von Smartphone und Co. auch einfach normale KFZ USB Ladegeräte kaufen und über diesen Adapter anschließen.

Alternativ wären solche Adapter DC 9V 12V 18V 20V auf 5V 30W 6A Step Down 4-Port-USB-Step-down Power Module auch nutzbar. Auch wenn Sie vielleicht was „billig“ aussehen liefern diese kleinen Module eine extrem Stabile und gute 5V Spannung mit einer Leistung von bis zu 30W! Allerdings ist das Ladetempo mangels Smart Chip usw. oftmals dennoch schlechter als bei einem normalen KFZ Ladegerät.

Wollt Ihr normale 230V Geräte an Eurer Solaranlage betreiben kauft einen normalen 12V KFZ Wechselrichter. Achtet allerdings hier auf die maximale Leistung, nicht nur des Wechselrichters, sondern auch von Eurem Laderegler und Akku.

Der Zusammenbau

Beginnen wir beim Solarpanel, denn hier sind die Anschlüsse oftmals am problematischsten. Habt Ihr die richtigen Solarkabel und Anschlüsse gekauft ist das Ganze natürlich kinderleicht! Einfach anstecken und fertig.

Nutzt Ihr das Lautsprecherkabel System wie ich, gibt es zwei Möglichkeiten. Option a Ihr isoliert das Kabel das am Panel vorhanden ist ab und verdrillt, verlötet oder klemmt einfach das Lautsprecherkabel an.

Option b Ihr öffnet die Box auf der Rückseite des Panels und lötet das neue Kabel einfach direkt an die Kontakte.

Option b ist ganz klar zu empfehlen wenn Ihr einen Lötkolben habt! Wir müssen zwar nicht auf einen besonderen Wasserschutz achten (1. Bei Regel gibt’s eh nicht viel Strom, 2. Ein Kurzschluss ist für das Solarpanel nicht problematisch), aber dennoch sollte man das ganze so wassergeschützt wie möglich aufbauen.

Habt Ihr das Kabel am Solarpanel angeschlossen geht zum Ladecontroller. Hier verbindet die Kabel in folgender Reihenfolge:

1. Die Kabel zur Last
2. Die Kabel zum Akku
3. Die Kabel zum Solarpanel

Achtet darauf nicht Plus und Minus zu vertauschen! Dies könnte Akku oder Ladecontroller permanent beschädigen! Falls Ihr Euch nicht sicher seid, nutzt ein Multimeter.

Sofern alles richtig angeschlossen wurde sollte der Controller anspringen und das gesamte System arbeiten! Fertig!

Habt Ihr mehrere Solarpanels achtet darauf diese bei einem 12V System parallel zu schalten! Zwei in Reihe geschaltete Solarpanels mit jeweils 12V würden 24V ergeben. Habt Ihr nur einen 12V Akku wäre dies ungünstig.

Zwei parallel geschaltete 12V Solarpanels bleiben 12V Panels. Ähnliches gilt auch für den Fall das Ihr mehrere Akkus habt.

Leistung

Wie viel Leistung kann man nun von solch einer Solaranlage erwarten? Dies ist teils gar nicht so einfach zu bestimmen. Gerade im aktuellen Sommer hatte ich viele Momente (fast täglich) wo einfach so viel Energie produziert wurde, dass der Akku innerhalb weniger Stunden gefüllt ist und ich kaum die Energie aufbrauchen könnte die überschüssig ist.

Man kann mein Ladecontroller nur die Energie sehen die auch wirklich abgeführt wird.

Zudem hängt die Maximale extrem vom Sonnenstand ab. Habt Ihr Euer Panel nur flach auf dem Boden liegen wird dieses immer ca. 20-30% weniger Strom produzieren als wenn dieses zur Sonne gewinkelt ist.

Mit passender Winkelung konnte ich Maximalleistungen von rund 87W bei meinen 100W Panel erreichen.

Über den Tag hinweg konnten so rund 500-900Wh generiert werden. Selbstverständlich an einem perfekten Sommertag.

Dies hängt aber auch stark vom Winkel und der Positionierung des Solarpanels ab.

Der Victron Energy Set BlueSolar MPPT 75/15

Der Victron Energy Set BlueSolar MPPT 75/15 Laderegler hat noch ein Ass im Ärmel. Für diesen gibt es ein optionales Bluetooth Modul. Hierdurch ist es möglich sein Smartphone mit dem Laderegler zu verbinden.

In der Victron App könnt Ihr daraufhin die aktuelle Leistung der Solarpanels, die Spannung der Solarpanels, die Spannung und Ladestand des Akkus, den aktuellen Verbrauch der Lasten usw. sehen.

Auch sind Statistiken verfügbar über die generierte Solarleistung über x Tage hinweg. Ihr könnt also sehr genau verfolgen wie viel Strom (in Wh) jeden Tag generiert wurden und auch wie viel Ihr verbraucht habt.

Dabei ist die App erfreulich gut aufgebaut und gemacht! Visuell gibt es hier keinerlei Grund zu klagen. Kurzum die Bluetooth Anbindung ist aus meiner Sicht ein großer Mehrwert!

Fazit

Ich hoffe dieser kleine Artikel konnte Euch zu mindestens etwas weiterhelfen eine eigene kleine Solaranlage aufzubauen.

Solltet Ihr Fragen oder Anregungen haben immer her damit. Ich werde versuchen diese so gut wie möglich zu beantworten!

Hier nochmal meine Basis Komponentenliste: 

1. Offgridtec Mono Solarpanel – Solarmodul Solarzelle Photovoltaik, 100 W, 12 V
2. Victron Energy Set BlueSolar MPPT 75/15
3. Solarbatterie 100Ah C100 12V
4. 2,5mm Lautsprecherkabel (auf reines Kupfer achten!)
5. DC 9V 12V 18V 20V auf 5V 30W 6A Step Down 4-Port-USB-Step-down Power Module

Update 2022: Eine neue Version dieses Artikels findest du hier: https://techtest.org/diy-off-grid-solaranlage-moeglichst-einfach-und-guenstig-selbst-bauen-wie-ich-es-gemacht-habe/