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Photovoltaik - Grundlagen für Inselanlagen

Photovoltaikpanel/Solarpanel

Es gibt Monokristaline und Polykristaline. Was ist der Unterschied?
Im Grund ist es egal. Ein 100W-Panel produziert 100W. Punkt. Dabei ist die Bauart egal. Der Unterschied liegt im Wirkungsgrad, der bei monokristalienen Panels etwas höher liegt. Wie aber wirkt sich dieser Wirkungsgrad überhaupt aus?
Ganz einfach, über die Fläche. Ein Panel mit schlechterem Wirkungsgrad ist einfach größer als ein Panel mit gleicher Leistung, aber besserem Wirkungsgrad. Die 100W im Beispiel liefern aber Beide!

Akku

Die gängigen Akkutypen sind Säure-, AGM- und Gel-Akkus. Alles Säureakkus mit spezifischen Vor- und Nachteilen.
AGM- und Gel-Akkus gasen nicht und sind daher für Innenräume verwendbar (im Camper beispielsweise). Allerdings verzeihen diese Fehler weniger. Normal Säureakkus brauchen zwar etwas mehr Pflege, sind dafür aber bei einem Fehler nicht so schnell kaputt.
Daneben gibt es noch verschieden Li-Akkus. Im Photovoltaikbereich meist LiFePO4. Diese sind klar besser, aber zur Zeit (2016) leider auch klar teurer als Bleiakkus.

Übrigens sind Auto-Akkus nicht geeignet!

Bei Bleiakkus gibt es einige besonders wichtige Regeln.
1. Nie weiter als 50% entladen.
2. Nach dem Entladen möglichst schnell wieder aufladen.
3. Mindestens einmal in der Woche ganz voll laden.
4. Der Lade-/Entladestrom sollte nicht über 10% der Kapazität liegen, also bei einer 200AH-Batterie nicht über 20A.

Diese Regeln waren mir leider nicht bekannt und so habe ich im ersten Winter gleich zwei Akkus ruiniert. Erst habe ich die Akkus regelmäßig bis auf 10,8V entladen, dann schaltete sich der Wechselrichter ab. Ich nahm an, dass diese Abschaltung für den Batterieschutz ist. Heute weiß ich, dass das nur so eine Art Notabschaltung für den Wechselrichter ist, weil der mit niedrigerer Spannung nicht klar kommt. Eine Bleibatterie sollte nicht unter ca. 12,1V Leerlaufspannung entladen werden (das entspricht etwa 50%).
Nach mehreren viel zu tiefen Entladungen auf 10,8V las ich dann, dass man Blei-Batterien nicht unter 12,1V/50% entladen soll. Um den Batterien noch den Rest zu geben habe ich dann zwar den ganzen Winter peinlich genau darauf geachtet die Batterien nicht weiter zu entladen, habe aber jedes bisschen Mehrladung gleich wieder verbraucht :-(. Die Batterie dümpelte also den ganzen Winter bei 50%-60% Ladung vor sich hin.
Das die beiden Batterien mit einer Gesamtkapazität von 300AH (C100) überhaupt noch einem Mucks von sich geben ist da schon fast erstaunlich. Allerdings haben sie im Sommer nach diesem Winter nur noch ca. 100AH Kapazität gehabt. Tendenz stark abnehmend.

Bei Batterien gibt es enorme Qualitätsunterschiede. Billige Batterien halten meistens nicht lange und sind daher langfristig meist sogar teurer.
Es gibt einige Kriterien, die Rückschlüsse auf die Qualität zulassen:

Kapazität

Die Kapazitätsangaben sind oft nicht direkt vergleichbar. Eine 200AH Batterie mit C10 ist viel besser als eine 200AH Batterie mit C100. Die Zahl hinter dem C gibt nämlich die Höhe des Entadestroms an, mit welchem getestet wurde. So bedeutet C10, dass die Batterie mit einem zehntel ihrer Kapazität belastet wurde. Bei einer 200AH-Batterie bedeutet das, dass die Batterie mit 200/10 -> 20A belastet wurde. Bei C100 wären das nur 200/100 -> 2A.

Zyklenzahl

Ein weiterer wichtiger Wert ist die Zyklenanzahl (man rechnet mit etwa 250 Zyklen pro Jahr). Billige Batterien haben oft nur 500 Zyklen. Teure ein Vielfaches davon.
Auch hier muss man wieder auf die genaue Angabe achten. Wird bei der Zyklenangaben 50% Entladung (DOD) angegeben, so ist das natürlich viel besser als 30% Entladung (DOD).

Gewicht

Bei Bleibatterien spielt das Gewicht eine große Rolle. Je schwerer, desto besser. Denn dickere Bleiplatten halten länger.

Begriffe

Bulk	Konstantstromladen	Laden mit konstantem Strom bei steigender Spannung (also ganz normale Ladung mit dem was von der PV-Anlage kommt, ist also nicht sooo konstant).
Absorbing	Konstantspannungsladung	Laden mit U>= 2,4V/Zelle, Gasbläschen mischen die Säure durch.
Float	Erhaltungsladung	Laden mit U=konstant = 2,25V/Zelle bei sinkendem Strom.
Equalization	Ausgleichsladung	mit über 2,5V (max. 30min) entweder vor oder nach Absorbtion zur Angleichung der Einzelzellen; nicht jedes Mal, meist ein mal im Monat.