Installieren und vergessen: Solarmodule sind vergleichsweise leicht montiert, sind quasi wartungsfrei, verursachen keinerlei Betriebskosten und produzieren fleißig und geräuschlos Strom zum Laden aller Batterien an Bord, ganz automatisch und selbstständig. Kurzum: Solarpanels sind für jeden Overlander und Reisemobilisten, der auch mal gerne fernab des Landstroms unterwegs ist, schlicht unentbehrlich.
Ein anderer Aspekt, der viele Camper über Solarpanels nachdenken lässt: Campingplätze erhöhen nicht nur ihre Preise für Stellplätze, auch die Kilowatt- oder Pauschalpreise für Strom ziehen permanent spürbar an. Wohl dem, der sich auf seine eigene Stromgewinnung verlassen kann. Ob der Aspekt für die Aufrüstung der Solarpanels alleine schon reicht? Das muss jeder für sich individuell einmal durchrechnen. Für viele, die häufig auch einmal autark stehen wollen – für die gehören Solarpanels zum Basis-Setup.
Vor der Zusammenstellung einer auf individuelle Ansprüche angepassten Solarinstallation müssen jedoch erst einmal eine ganze Palette essenzieller Fragen abgearbeitet werden. Zunächst einmal gilt es den individuellen Bedarf an Solarstrom zu klären. Wer meist am Landstrom steht, benötigt wenig bis überhaupt keine Unterstützung der Sonnenkraft, wer gewaltige Bordbatterien und weitere leistungsfähige Energiequellen in Form von Lade-Booster, Ladegerät und/oder Brennstoffzelle hat, kann das Thema Energienachschub sehr viel entspannter und differenzierter betrachten und benötigt wahrscheinlich eher kleinere Panels.
Ein zweckmäßiges Energiemanagement wird eine raffinierte Abstimmung aller Komponenten und ein vernünftiges Verbraucherverhalten des Campers beinhalten müssen. Um Ihnen bei diesen Überlegungen professionelle Starthilfe zu geben, haben wir Ihnen wertvolle Informationen in der Bedarfsanalyse in Form einer Tabelle zusammengefasst. Wenn einmal der Blick auf die gewünschte Leistungsfähigkeit der Solaranlage geschärft ist, haben Sie schon eine ziemlich klare Vorstellung, welche Solarleistung Sie angepasst auf Ihr Reiseverhalten tatsächlich benötigen.
Der Campingbusfahrer mit der Kompressorkühlbox als einzigen nennenswerten Stromverbraucher kommt mit einem 120-Watt-Panel in Kombination mit einer 100-Ah-LiFePO4-Batterie aus, ebenso der Reisemobilist mit Teilintegriertem, der seine Urlaube meist auf dem Campingplatz mit Landstrom verbringt. Ganz anders sieht die Situation für Camper aus, die häufig unabhängig unterwegs sein wollen: Mit jedem Tag gewünschter Autarkie und mit jedem „Stromfresser“ an Bord steigen die Ansprüche an die Elektroinstallation und damit zwangsläufig an die Leistungsfähigkeit der Solaranlage. Wer von morgens bis abends vor TV oder Computer sitzt, wer gerne sein Induktionskochfeld, Föhn oder Klimaanlage via Wechselrichter und somit Bordbatterien betreibt, der muss ein wachsames Auge auf seine Verbraucher und Energieressourcen haben. Denn diese sind, ganz ohne Frage, endlich.
Und hiermit kommen wir zum wichtigsten Mitstreiter der Solarpanels: den Bordbatterien. Sie bilden stets die Basis eines cleveren Energiemanagements. Zum einen muss der produzierte Strom ja irgendwo gespeichert werden, zum anderen möchte man auch bei wolkenverhangenem Himmel, zumindest zwei, drei Tage, autark Campen können – ohne sich auf den Weg an einen Landstromanschluss machen zu müssen oder bei laufendem Motor via Lichtmaschine die Batterie zu laden. Auch zu diesem Aspekt finden Sie wichtige Infos in der Bedarfsanalyse.
Und noch zwei Tipps für den Betrieb Ihrer Panels: Ein Solar- oder Batteriecomputer hilft Ihnen, die Leistung und den Ertrag im Blick zu halten – und eine regelmäßige Reinigung der Panels garantiert deren maximale Leistungsfähigkeit. Last but not least: Solarpanels übernehmen in Kombination mit einem Stand-by-Lader (z. B. von Büttner) parallel die Ladung der Starterbatterie und sichern deren Pflege und Startfreude, sollte die Batterie mal nicht mehr so frisch sein. In diesem Sinne: Viel Spaß mit dem Solar-Spezial.
PLANUNG: Wichtige Tipps für die optimale Solarinstallation
Leistung ist bekanntlich nichts ohne Kontrolle: Die Solar-Fernanzeige MT iQ Solar Pro von Büttner informiert über den aktuellen Ladestrom, Spannung und den Ertrag in Ah, ausgehend vom letzten Reset. Der kleine Computer ist kinderleicht installiert: Zwischen Laderegler und Bordbatterie einfach alle Pluskabel durch den Hall-Sensor (ringförmig) ziehen. Wer differenzierte Infos zu verschiedenen Panels benötigt, muss mehrere Computer installieren. Kostenpunkt: 245 Euro.
BEDARFSANALYSE
Der Stromverbrauch elektrischer Verbraucher an Bord eines Reisemobils wird in Watt (W) angegeben. Im Camper müssen wir diesen Verbrauch in Bezug zur Batteriekapazität bringen, um besser einschätzen zu können, wie sich Verbrauch und verfügbare Energie gegenüberstehen. Daher müssen wir den Verbrauch in Watt (W) in Ampere (A) umrechnen, indem wir Watt durch die Bordspannung von 12 Volt teilen. Beispiel: Ein mittelgroßer LED-Fernseher benötigt etwa 60 Watt/12 Volt = 5,0 Ampere. In drei Betriebsstunden saugt der Fernseher also beachtliche 15 Ah aus der Batterie. Der minimale Stromverbrauch moderner LED-Leuchten nimmt relativ wenig Einfluss auf die Gesamtkalkulation – allerdings macht hier die schiere Menge im Fahrzeug den Ausschlag. Wer also Strom sparen möchte, muss darauf verzichten, in allen Ecken seine Ambiente-Beleuchtung, Lichtbänder und Spots anzuschalten. Wie unsere Bedarfsanalyse zeigt: Sobald Großverbraucher via Wechselrichter ins Spiel kommen, summiert sich der Tagesverbrauch extrem. Diese Variablen können und müssen beim Autark-Campen selbstverständlich reduziert werden, um zu einer realistischen Einschätzung der nötigen Solarleistung zu kommen.
WIE LEISTUNGSFÄHIG SOLLTEN DIE SOLARPANELS SEIN?
Bedarf analysiert? Dann multiplizieren Sie nun den errechneten Tagesbedarf in Ah x 3, um die nötige Solarleistung in Wp zu erhalten – wenn Sie meist Reiseziele in sonnigen Ländern ansteuern. In unserem Beispiel oben würden wir bei üppigen 720 Wp landen – was auf großen Fahrzeugen durchaus montiert wird – sich aber durch die schon angesprochenen Sparmaßnahmen noch deutlich reduzieren lässt. Geht’s häufiger in den Norden – dann müssen Sie die nötige Solarleistung um weitere 25 Prozent erhöhen. Auf den Punkt gedacht: Eine hundertprozentige Abdeckung des Energiebedarfs für alle Eventualitäten und Wetterbedingungen wird Ihnen a) nicht gelingen und wäre b) auch wenig sinnvoll. Wenn das Wetter einmal nicht mitspielt, die Sonne sich länger nicht sehen lässt – dann muss eben kurzfristig auf eine andere Energiequelle zurückgegriffen werden. Das kann durch das Ansteuern eines Landstromanschlusses geschehen oder eben schon durch eine längere Motorlaufzeit/Fahrzeit. Dann übernimmt der Booster mit 40, 60 oder noch mehr Ampere die Ladeleistung.
SOLAR UND BORDBATTERIEN – DIE RICHTIGE KOMBINATION
Hat man über eine Bedarfsanalyse seinen Tagesbedarf an Energie einmal grob umrissen, sollte man diesen, so Erfahrungswerte aus der Praxis vieler Fernreisender, mal drei rechnen, um die nötige Batteriekapazität zu bestimmen. Die Bedarfsanalyse ergibt einen Tagesbedarf von 80 Ah? Dann sollten Sie LiFePO4-Akkus mit 240 Ah Kapazität (die ist quasi voll verfügbar) an Bord haben. Oder Bleibatterien mit 480 Ah, da Sie bei AGM- oder Gel-Batterien nur maximal 50 Prozent der nominalen Kapazität entnehmen dürfen.
Semiflexible Flach- vs. Rahmenmodule
MONTAGE-TIPPS: Semiflexible Flach- vs. Rahmenmodule
Grundsätzlich gilt: Ein Solarmodul wird niemals mit Schrauben im Dach fixiert – Module oder Modulhalter werden professionell verklebt.
RAHMENMODULE: Montage via Solarhaltern
Beim Verkleben von Solarhaltern für Rahmenmodule sind die Spielregeln klar definiert. Wichtigster Punkt: Der Kleber muss unbedingt zum Material des Solarhalters ausgewählt werden. Daher gilt: Unbedingt den Vorgaben von Klebstoffhersteller und Hersteller des Solarhalters folgen. Letzterer kennt keine eindeutigen Vorgaben und Empfehlungen? Dann Finger weg vom Produkt. Nach wie vor bietet Büttner Elektronik als einziger Hersteller ein Klebeset an, das in Kombination mit den Solarhaltern von Büttner geprüft wurde.
Wer hier zugreift und sich an den strikten Ablauf der Montageempfehlungen hält, ist auf der sicheren Seite und muss nicht befürchten, dass das Solarpanel auf der Autobahn davonfliegt. Experten von Büttner empfehlen zudem: Normalerweise reicht bei der Montage ein Eckprofil-Set zur Befestigung aus, Reisemobil International empfiehlt aber bei größeren Modulen (ab 130 Watt) – vor allem, wenn sie quer zur Fahrtrichtung aufgebaut werden – je Längsseite mittig ein Profil zur Unterstützung zu verkleben. Womit effektiv ein Schwingen des Panels und Schäden vermieden werden.
SEMIFLEXIBLE FLACHMODULE: Flächige oder offene Verklebung?
Beim Verkleben von Flachmodulen betritt man unsicheres Terrain. Einzig bei der Montage auf einem Blech- oder GfK-Dach eines Campingbusses à la VW Bulli oder VW Grand California sind sich die (meisten) Experten einig – hier sollte vollflächig verklebt werden. Ganz anders sieht es bei der Verklebung auf GfK- oder Alu-Sandwichdächern von Reisemobilen oder Expeditionsmobilen aus. Eine vollflächige Verklebung wird hier beispielsweise von Büttner Elektronik empfohlen, Solara empfiehlt bei allen Modulen eine offene Verklebung, um zugunsten besserer Unterlüftung die Effizienz des Moduls zu erhöhen.
Tatsächlich ist es so, dass bei einer geschlossenen Verklebung die Unterlüftung fehlt und sich Panels stark erwärmen. Der Hersteller von Wand- und Dach-Sandwichplatten Paneeltec weist daher darauf hin, dass XPS-Schaum (häufig als Kern bei Kabinenbauteilen verwendet) nur bis 70 Grad hitzebeständig ist. Im Extremfall trennt er sich bei höheren Temperaturen vom GfK – die Schichten delaminieren sich. Wer hingegen ein Dach aus PU-Schaum hat, das zudem mit einem PU-Kleber mit den GfK-Schichten verklebt ist, muss nicht mit Schwierigkeiten bei der Verklebung von Flachmodulen rechnen.
Anders sieht es auch aus, wenn Schaum und GfK-Deckschicht im sogenannten Hotmelt-Verfahren verklebt werden. Hierbei wird der Klebstoff geschmolzen, flüssig aufgebracht und verbindet die Bauteile dann beim Abkühlen. Solch eine Verbindung kann sich beim erneuten Erhitzen wieder trennen, Dach oder im Extremfall auch (dunkel lackierte) Wände Blasen werfen. Ein anderer Nachteil starker Erhitzung des Panels: Die Spannung nimmt durch die Hitze ab, der Ertrag geht zurück – insbesondere bei Billigmodulen. Bei Highend-Panels präsentiert sich der „Einbruch“ weniger dramatisch.
SOLARMODULE: Parallel- oder Reihenschaltung?
Die CDS-Power-Line-Module sind laut Hersteller Büttner mit den leistungsfähigsten monokristallinen Zellen aufgebaut, die aktuell am Markt verfügbar sind. Sie sollen maximalen Flächenertrag und bestmögliche Leistung bei Teilabschattung garantieren. Als Komplettanlage inklusive Kabel, MPP-Laderegler, Dachdurchführung sowie Montagematerial kommt das CDS 130 auf rund 1.100 Euro, das CDS 210 auf 1.750 Euro. In vielen Internetforen wird die Reihenschaltung von Solarmodulen angepriesen.
Für die allermeisten Installationen bei Campern macht sie allerdings nur wenig Sinn. Schnell übersteigt die Spannung 60 Volt, die Installation fällt rechtlich nicht mehr in den Niedervoltbereich. Auch viele gängige Solarregler sind nur für maximal 60 Volt ausgelegt. Zudem: Die Parallelschaltung macht am Ende doch vieles einfacher und bietet zudem, insbesondere auf dem Camper, attraktive Vorteile. Ein Blick auf beide Varianten. Grundsätzlich gilt: Module mit ungleicher Leistung und ungleicher Leerlaufspannung benötigen jedes für sich einen individuell passenden Solarregler. Der Idealfall, mit Blick auf einen maximalen Ertrag der Solarmodule: eine Parallelschaltung von möglichst hochzelligen Glasmodulen in Kombination mit einem MPPT-Solarregler.
| DIE PARALLELSCHALTUNG VON SOLARMODULEN | DIE REIHENSCHALTUNG VON SOLARMODULEN |
|---|---|
| Bei der Parallelschaltung von Solarpanels gilt: Der Strom addiert sich, die Spannung bleibt gleich. Bei der Montage werden Plus- mit Plus- und Minus- mit Minuskontakten verbunden. | Die Idee hinter der Reihenschaltung: Die Spannung der Module erhöht sich, die Stromstärke bleibt niedrig. Somit können dünnere Kabel verlegt werden – allerdings müssen Plus und Minus dann gesondert verlegt und durchs Dach geführt werden. Bei der Reihenschaltung verbindet man Plus des einen Moduls mit Minus des nächsten. Die Hoffnung: Bei Streulicht, morgens oder abends, dennoch eine höhere Spannung zu genieren. Allerdings, und das macht diese Hoffnung etwas zunichte: Hohe Erträge benötigen auch eine hohe Lichtintensität. |
| + grundsätzlich lassen sich Module gleicher Leerlaufspannung (Uoc) parallel schalten. Diese findet man im Datenblatt des Moduls. Das können dann durchaus Module unterschiedlicher Leistung sein | + mehr Leistung bei flach stehender Sonne (schnellerer Spannungsanstieg) |
| + ein mobiles Modul gleicher Leerlaufspannung lässt sich auf denselben Regler schalten, wenn dessen Gesamtleistung ausreicht | + dünnere Kabel möglich |
| + bei größerer Teilabschattung auf dem Dach (offene Dachluke, Sat-Anlage, Antennen) bleibt insgesamt mehr Ertrag übrig als bei der Reihenschaltung. Diese ist nur im Vorteil, wenn minimale Flächen in einem Modul beschattet sind | + etwas weniger Aufwand beim Verkabeln |
| + nur eine Dachdurchführung für das zweiadrige Kabel nötig | + MPPT-Regler arbeiten mit höherer Effizienz bei höherer Spannung |
| + Installation bleibt im Niedervoltsystem (< 60 Volt) und muss nicht speziell abgesichert werden | − es können nur Module mit gleicher Stromstärke verschaltet werden |
| +/− Achtung: Es gibt auch Solar-Module ohne Dioden – diese dürfen nur parallel angeschlossen werden! | − Solarregler für höhere Spannungen sind sehr teuer |
| − bei großen Modulen/hohen Stromstärken größerer Kabelquerschnitt nötig | − mehr Kabel bei Dachdurchführung |
| − steigt die Spannung über 60 Volt, muss die Installation besonderen Berührungsschutz garantieren |
PRAXISTEST: Leistungsabfall vollverklebter Flachmodule bei Hitze
Ein Solarmodul soll auf möglichst kleiner Fläche einen maximalen Stromertrag erzielen. Um den Idealfall zu arrangieren, muss die Lichtintensität maximal sein (senkrechte Sonneneinstrahlung), das Modul sollte sich nicht weit über 25 Grad erhitzen. Daher wird die bewährte Installation von Rahmenmodulen mit kühlender Unterlüftung vielfach favorisiert.
Ganz anders sieht das bei semiflexiblen Flachmodulen aus. Sie werden häufig geschlossen verklebt, auch wenn das jegliche Unterlüftung verhindert. Doch wie heiß werden Ober- und Rückseite eines Moduls tatsächlich? Und wie stark nimmt der Stromertrag ab?
Wir testen ein 120-Watt-Modul der Power-M-Serie von Solara. Entgegen billiger Flachmodule mit Kunststoffbasis und wenig Zellen, rangiert das hochzellige Solara-Modul allerdings in der Oberklasse in dieser Produktgruppe. Der Test wurde in Kombination mit einem MPPT-Regler durchgeführt. Für den Test verklebte 4×4 Camper das Panel vollflächig auf einer 50-Millimeter-GfK-Sandwichplatte, ein gängiges Bauteil für Reisemobil- Dächer. Ein zuvor durchs Dach geführter Thermofühler erfasste die Temperatur an der Unterseite des Panels, ein Datenlogger erfasste im Sekundentakt den Ladestrom des Solarpanels.
Am Testtag (19. Juli 2022) herrschten selbst für Süddeutschland ungewöhnlich hohe Temperaturen. Die maximale Leistung des Solarpanels gibt Solara für Idealverhältnisse mit 5,8 Ampere an.
Fazit: Trotz einer Paneltemperatur von bis zu 83 Grad und einer maximalen Temperatur von fast 70 Grad an der Unterseite des Panels, stieg die Ladeleistung auf stattliche 5,4 Ampere und blieb damit selbst bei extremer Hitze nur 0,4 Ampere hinter dem maximalen Output zurück.
Rahmenmodul ganz leicht?
Greenakku bietet mit der LightAir-Serie Rahmenmodule mit einem sensationell geringen Gewicht an. Die 25 Millimeter hohen Solarpanels von wahlweise 60 bis 160 Wp wiegen schlanke 2,75 bis 4,9 Kilogramm. Montiert werden die Rahmenmodule auf handelsüblichen Solarhaltern, die mit dem Fahrzeugdach verklebt werden. Die ETFE-Beschichtung der Module soll laut Hersteller zwar grundsätzlich langlebig und auch salzwasserbeständig sein – in puncto Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Belastung, beispielsweise Äste, können sie es jedoch nicht mit den deutlich robusteren Glasrahmenmodulen aufnehmen. Wer also häufig im Wald unterwegs ist, greift besser zu semiflexiblen Modulen. Dafür stimmen die Unterlüftung und das minimale Gewicht der LightAir-Rahmenmodule. Die Fotovoltaik-Zellen mit überlappender Schindeltechnologie sollen außerdem einen hohen Flächenertrag garantieren. Das 100-Wp-Rahmenmodul kostet rund 175 Euro, das 160-Wp- Rahmenmodul erstaunlich günstige 260 Euro bei fünf Jahren Garantie auf Material und Verarbeitung.
Interview mit Mirko Held Geschäftsführer von Solara
RMI: Wer seine Energieversorgung im Camper optimieren möchte, wird ein oder mehrere Solarpanels montieren müssen. Welche Frage sollte man sich zuerst stellen?
Mirko Held: Muss ich auf Gewicht oder Höhe achten? Diese Frage klärt meist schon, ob ich eher zu gerahmten Glas- oder flexiblen Flachmodulen tendiere. Und natürlich die Frage nach dem Budget. Gute Flachmodule sind vergleichsweise teuer.
RMI: Dann kommt im Anschluss direkt die Frage: Wie viel Gesamtleistung brauche ich auf dem Dach?
Mirko Held: Richtig. Hier gilt wie immer: Eine ehrliche Verbrauchsanalyse muss erstellt werden. Welche Verbraucher laufen wie lange pro Tag? Daraus ergibt sich das Bedarfsmodul. Über den Daumen gepeilt zeigt unsere Erfahrung: 100 bis 200 Wp sind es meist für Campingbus oder Kastenwagen, größere Wohnmobile benötigen 200 bis 400 Wp als Basis-Setup.
RMI: Grundsätzlich wäre auch eine Kombination von Glas und semiflexiblen Flachmodulen möglich?
Mirko Held: Ja, absolut. Viele Kunden ergänzen Glas- durch semiflexible oder durch ein mobiles Faltmodul, wenn weitere Glasmodule zu groß wären.
RMI: Welche Kombinationen wären dennoch kritisch?
Mirko Held: Module verschiedener Hersteller oder Module anderer Größe, also mit anderer Ausgangsspannung, zu kombinieren. Auch ein 100er und ein 150er vom gleichen Hersteller sollten nicht unbedingt auf einen Regler gelegt werden.
RMI: Besser ein großer als mehrere kleine Laderegler?
Mirko Held: Ja, schon aus Gründen der Redundanz – besser mehrere kleine, insbesondere wenn verschiedene Module verbaut sind.
RMI: Ein Blick auf aktuelle Probleme?
Mirko Held: Fahrer von Kastenwagen setzen stark auf semiflexible Flachmodule. Sehen schick aus, sparen Gewicht. Allerdings sind viele ungeeignete Produkte im Markt, extrem viele fallen aus, die aufwendig demontiert werden müssen. Teils werden Biegeradien überschritten, teils brechen verlötete Zellverbinder durch hohe thermische Schwankungen. Solara setzt auf aufwendig verlötete, flexible Zellverbinder und eine Alu- Sandwichträgerplatte als Basis, um Hitze besser abzuleiten und eine Überbiegung verhindern zu können. Wer Module vollflächig verklebt, muss wissen, dass durch diese stets etwas Wasser diffundieren kann. Erhöhte Feuchtigkeit unterm Modul kann gefrieren, Frostsprengung die Zellen zerstören.
Infobox
KLEINES SOLAR-LEXIKON
MPP: Abkürzung für Maximum Power Point. Hier erreicht die PV-Anlage das Leistungsmaximum.
MPPT-Regler: MPPT-Regler werden insbesondere bei Panels mit höherer Ausgangsspannung oder bei Panels in Kombination mit LiFePO4-Batterien empfohlen, um den Ertrag zu steigern. Sie sind rund 50 Prozent teurer als „normale“ Regler. Lohnen sich nur bei hochzelligen Modulen oder, bei weniger Zellen, bei Modulen ab 150 Watt. Da bei Hitze der Strom ansteigt und die Spannung sinkt, optimiert der MPPT dieses Verhältnis.
Solarbatterie: Ein irreführender Begriff. Alle Batterietypen eignen sich zum Speichern von Solarstrom. LiFePO4-Batterien „saugen“ Solarstrom aber besonders effektiv, da sie bis zur kompletten Vollladung quasi den höchstmöglichen Solarertrag aufnehmen. Kurzum: Solarstrom und LiFePO4-Batterie – eine perfekte Kombination.
Solarhalter: Auch Haltespoiler oder Halteprofil genannt. Sollten stets mit geprüftem Klebstoff montiert werden. Halter aus PU sind UV-stabil und solchen aus ABS vorzuziehen. Wenn ABS, dann besser in Weiß. Schwarz versprödet schneller.
Leerlaufspannung (Uoc): Die Spannung in Volt eines Fotovoltaik-Moduls, wenn kein Verbraucher angeschlossen ist.
