Die Funktionsweise einer Solarbatterie
Eine Solarbatterie ist ein Akkumulator (kurz „Akku“ genannt), der in der Lage ist, Strom von einer Solarstromanlage zu speichern. Hinlänglich bekannt ist die Wirkungsweise von Solarzellen: Die Sonneneinstrahlung wird dort in Energie umgewandelt. Bisher gab es aber das Problem, dass dieser Solarstrom zwar sofort verfügbar, aber nicht speicherfähig war. An sonnigen Tagen kann ein Haushalt dann von der Energie der Sonne profitieren. Nachts musste stets Elektrizität des öffentlichen Netzes verwendet werden, weil die Solaranlagen keinen Strom ansammeln können. Mittlerweile gibt es immer leistungsfähigere Batterien, die den Solarstrom speichern und somit zurückhalten können. Dieser kann dann flexibler verwendet werden, speziell an grauen Tagen oder in der Nacht. Der große Vorteil liegt darin, dass die verfügbare Energie nicht sofort verwendet werden muss und auch nicht verloren geht, wenn sie nicht konsumiert wird. Technisch ist eine Sonnenspeicherbatterie wie ein gewöhnlicher Akku aufgebaut. Die Batterie wird quasi per Solarzelle aufgeladen und kann dann bei Bedarf verwendet werden. Ein Stromspeicher im Kleinformat ist beispielsweise eine Solartaschenlampe. Weil Taschenlampen nur bei Dunkelheit Sinn machen, wäre es irrsinnig, die Kraft der Sonne direkt für die Lampe zu verwenden. Vielmehr nehmen die Solarzellen der Taschenlampe die Energie auf und speichern diese in der in der Lampe enthaltenen Batterie. Somit kann die Lampe auch bei Dunkelheit und bei jeder Witterung verwendet werden. Auf einem ähnlichen Prinzip beruhen die Solarbatterien für Solaranlagen.
Die beliebtesten Solarbatterien:
Bevor Sie einen Solarakku kaufen ist es empfehlenswert, sich ausgiebig über verschiedene Modelle zu informieren. Um nicht beim nächsten Campingurlaub oder Wohnmobil-Ausflug plötzlich im dunkeln zu stehen, sollte die Solar Batterie bestens auf das jeweilige Gerät abgestimmt sein. Nachdem man sich über verschiedene Modelle informiert hat, lohnt sich immer ein Blick auf Erfahrungsberichte oder Nutzerbewertungen. Möglicherweise gibt es bereits jemanden, der Solar Batterien getestet hat und bei der Kaufentscheidung hilfreiche Informationen einbringen kann.
Die Solarbatterien der Herstelller Winner und AMG schneiden in Tests meist sehr gut ab und werden von Kunden häufig weiterempfohlen.
Einsatzmöglichkeiten
Zwei Beispiele wurden bereits genannt. Am häufigsten finden Solar Batterien in Photovoltaikanlagen Anwendung, aber auch im Kleinformat, also z.B. bei Taschenlampen oder Taschenrechnern kommen sie zum Einsatz. Einen Namen gemacht hat sich die Solar Batterie auch im derzeit um die Welt kreisenden Solarflugzeug „Solar Impulse 2“. Dabei fungiert die Batterie sogar als eine Art Perpetuum mobile. Das ist ein Gerät, das sich selbst antreibt, ohne Kraftstoff verbrauchen zu müssen. Über den Wolken ist die Sonne nämlich immer verfügbar, sodass dem Flugzeug tagsüber niemals der „Treibstoff“ ausgehen kann. Für die Nacht lädt sich die Solar Batterie voll auf, sodass das Flugzeug auch nachts (ohne Treibstoffverbrauch) fliegen kann. Eine großer Vorteil also. Auf der Erde haben wir es leider zusätzlich mit Wolken zu tun, wobei eine gute Solaranlage auch an bedeckten Wintertagen noch etwas Strom erzeugen kann.
Besonders eignet sich die neue Technologie im Bereich Freizeit, beispielsweise für Personen mit Wohnmobilen. Durch diesen Energiespeicher kann das Wohnmobil immer mit ausreichend elektrische Energie versorgt werden. Zudem ist man unabhängiger von der Autobatterie.
Im Gegensatz zu einem normalen Akku hat eine Solarakku eine höhere Lebensdauer, außerdem ist sie gegen Tiefenentladung unempfindlicher und kann sehr oft aufgeladen werden (hoher Ladezyklus). Im Kleinen funktionieren Solar Batterien ausgezeichnet, leider gibt es bis heute Probleme, die Kapazität deutlich zu erhöhen. Das erwähnte Solarflugzeug ist dabei eine Ausnahme, doch schon für solarbetriebene Fahrzeuge reicht die Kapazität kaum aus. Dazu muss die Speichertechnologie weiter Fortschritte machen, um schließlich mit Benzinantrieben mithalten zu können. Dennoch ist die Solarbatterie für haushaltsübliche Zwecke gut geeignet und hat sich in den vergangenen Jahren stetig verbessert. Bei Photovoltaikanlagen ist diese Technik nicht mehr wegzudenken und sorgt für Strom zu jeder Tageszeit, während früher noch Strom dazugekauft werden musste.
Diese Arten finden in der Praxis ihre Anwendung
Im Handel sind verschiedene Arten von Solar Batterien erhältlich. Die am häufigsten verwendeten Batterien sind der Blei-Säure- und der Blei-Gel-Akkumulator.
Früher wurden noch NiMH- (Nickel-Metallhydrid) und NiCd-Akkus (Nickel-Cadmium) verwendet, die eine ordentliche Leistung erzeugt haben.
Welche Voltzahl sollte die Solarbatterie haben?
Die Voltzahl des Solarakkus sollte sich an der Spannung der verbauten Wechselrichter orientieren. Üblich sind 12V Systeme, aber auch 24V Batterien gelangen zunehmend in den Handel. Eine höhere Spannung bei gleicher Leistung hat einen geringeren Stromverbrauch zur Folge, wodurch die Batterie geschont wird und länger hält. Es ist empfehlenswert, einen Laderegler einzubauen, der die Batterie immer optimal auflädt und vor Überladung schützt. Ein 24V System sollte immer dort zum Einsatz kommen, wo eine hohe Leistung gefordert wird. Um die gleiche Leistung zu erzeugen, müsste eine teure 12V Solarbatterie gekauft werden.
Die Systemspannung der Photovoltaikanlage ist also abhängig von ihrer Größe und den angeschlossenen Verbrauchern. Oftmals sind an die Anlage nur kleine 12V Verbraucher angeschlossen, deshalb sollte man zur Sicherheit dabei bleiben. Um damit 230V Geräte zu betreiben, muss ein Wechselrichter eingebaut werden, weil eine Batterie Gleichstrom speichert, aus der Steckdose aber Wechselstrom kommt. Die Leistung wird mit der Formel Strom (in Ampere) x Spannung (in Volt) berechnet. Deshalb ist es unerheblich, ob man eine 12V Batterie mit 10A betreibt oder eine 24V Batterie mit 5A. Insgesamt würde in beiden Fällen eine Leistung von 120W erzeugt werden.
Möchten Sie ein leistungsfähiges 24V System aufbauen? Dann sollten zwei 12V Batterien in Reihe geschaltet werden, um die Spannung zu verdoppeln. Geräte, die eine größere Spannung benötigen, sind in der Regel langlebiger und günstiger in der Anschaffung. Außerdem gibt es aufgrund der höheren Spannung einen niedrigeren Entnahmestrom, sodass die Entladeverluste reduziert werden.
Namhafte Hersteller von Solarakkus
Solarbatterien gibt es mittlerweile wie Sand am Meer. Dabei kann der Überblick schnell verloren gehen. Alle Hersteller auf dem deutschen Markt, die das CE-Siegel tragen, sind seriös. Besonders weit verbreitet sind Solarbatterien von:
Preis und Preisentwicklung
Die Anschaffung lohnt sich in jedem Fall, wenn man seinen Eigenverbrauch deutlich erhöhen möchte. Die Lebensdauer eines Solarakkus kann viele Jahre betragen, sodass sich der Erwerb schnell auszahlt, zumal die Batterie wartungsfrei ist.
Blei-Säure-Akkus kosten nur etwa 20-25% eines Li-Ion-Akkus. Für eine Speicherkapazität von einer Kilowattstunde wird ein Preis von etwa 200 Euro fällig. Bei der Lithium-Ionen-Lösung müssen pro kWh aber 800 bis 1000 Euro berappt werden. Die Kosten für die Anschaffung eines Akkumulators werden in Zukunft sinken, weil sich die Forschung, insbesondere die Automobilindustrie, darauf konzentriert hat. Blei-Säure-, Blei-Gel- und Lithium-Ionen-Akkus werden gleichermaßen im Preis sinken, allerdings ist ungewiss um wie viel Euro und in welcher Zeit. Es ist möglich, dass Bleiakkus, die sich seit rund 150 Jahren bewährt haben, in einigen Jahren verschwinden und komplett von der Lithium-Ionen-Technologie abgelöst werden.
Darauf ist beim Kauf zu achten
Inbetriebnahme
Eine Solarbatterie ist normalerweise einfach in Betrieb zu nehmen. Allerdings können die Anschlüsse (Pole) sehr unterschiedlich aussehen, niemals dürfen Minus- und Pluspol vertauscht werden, weil der Kurzschluss die Batterie zerstören könnte. Es gibt sowohl Ausführungen mit Polklemmen, Kabelschuh-Ringen oder auch Laschen – letztere sind besonders bei asiatischen Herstellern zu finden. Die Batterie muss immer satt angeschlossen werden, überstehende Polteile können durch ein Polfett geschützt werden, damit Metallteile in der Nähe keinen Kurzschluss provozieren können.
