Mit den Solarzellen erging es mir so ähnlich wie mit den
Batterien:
Monokristallin, amorph, polykristallin, Whd, Wp...
Nichts als Fremdwörter.
Amorph war schlecht, erfuhr ich aus der Fachliteratur, die es wie
Sand am Meer gibt, und machte mich daran, wieder mein bewährtes
Excelsystem anzuwenden und eine Liste in den Computer zu tippen, der
mir ausrechnete, wieviel für eine bestimmte Solarzelle ein Watt
Leistung kostete.
Allerdings konnte ich nicht einfach die Zelle mit dem günstigsten
Verhältnis nehmen, man musste ja schließlich auch die Abmessungen
berücksichtigen.
Solarzellen vergleicht man entweder nach dem Wert "Whd"
(Wattstunden pro Tag) oder nach dem Wert "Wp". Das ist die
Spitzenleistung in Watt, ein Wert der aber in der Praxis nie
erreicht wird, da die Hersteller davon ausgehen, dass die Sonne
senkrecht über der Zelle steht und dabei eine Temperatur von 25 Grad
Celsius herrscht. Dieses Naturereignis wird man nicht sehr oft
antreffen.
Solarzellen sind gut, aber leider immer noch unverhältnismäßig
teuer. Sollen sie auf einem Boot eingesetzt werden, vergisst man am
besten alles, was man in der Fachliteratur darüber gelesen hat, vor
allem sollte man auch die technischen Daten in Bezug auf
Leistungsstärken vergessen.
Auf keinen Fall darf man Büchern glauben, in denen so schlaue
Sätze stehen wie: "Wenn Sie eine Solarzelle mit 100 Watt benützen,
so können Sie damit 5 Stunden ein Gerät mit 20 Watt betreiben."
Die angegebene Leistung wird nur unter Bedingungen erreicht, wie
sie am Äquator herrschen und die haben wir in Europa nicht. Mangels
einer senkrecht am Himmel stehenden Sonne müssen die Solarzellen zur
Sonne geneigt werden um eine optimale Ausbeute zu erzielen und das
ist auf einem Boot meistens unmöglich.
Um einen guten Kompromiss zu erzielen, montiert man die Zellen
meist waagerecht und das bedeutet, dass eine gute Sonneneinstrahlung
nur in den Mittagsstunden besteht, mit dem Optimum zwischen 12 und
15 Uhr. Wobei das Optimum aber weit entfernt ist von theoretisch
errechenbaren Stromstärken.
Pro Grad Abweichung von der Senkrechten muss man mit etwa 0,5%
Leistungsverlust rechnen. Falls man mit seinem Boot mehr liegt als
fährt, kann eine verstellbare Halterung für die Zellen durchaus von
Vorteil sein. Im Sommer sollte die Neigung etwa 20 Grad betragen, im
Herbst 40 Grad und im Winter 70 Grad. Die richtige Neigung zur Sonne
hin erhöht die Stromausbeute um bis zu 30 Prozent.
Wie und wo man die Zellen am Boot anbringt ist natürlich von den
äußeren Gegebenheiten abhängig. Man sollte darauf achten dass sie
von unten gut belüftet sind und nicht beschattet werden. Außer bei
den ganz teuren Zellen führt schon eine kleine Teilbeschattung zu
einem drastischen Leistungsverlust.
Eine schicke Sache und vor allem diebstahlssicher sind flexible
Solarzellen zum Aufkleben auf Deck oder Dach. Ich habe zwar keine
Erfahrung damit, aber es ist bestimmt eine gute Sache, den Händler
zu fragen, ob "begehbar" oder "trittfest" auch "sprungfest"
bedeutet.
Die Zellen werden nicht direkt mit der Batterie oder dem
Verbraucher verbunden, es gehört ein Laderegler dazwischen, der dem
Ladezustand der Batterie entsprechend den fließenden Strom
reguliert. Laderegler gibt es in den unterschiedlichsten Formen, ich
hatte mich für einen FOX 350 der Firma SunWare entschieden. Er ist
problemlos anzuschließen, versorgt unabhängig zwei Batterien oder
Batteriebänke, hat einen Tiefentladeschutz und gibt auf einem
Display Auskunft über den Ladezustand der Batterien, dem von den
Solarzellen gelieferten Strom und den Bedarf der angeschlossenen
Verbraucher.
Ein Akku soll in der Regel mit einer Spannung in Höhe von 10%
seiner Kapazität geladen werden, d.h. für einen Akku mit 60 AH
brauchen die Zellen nicht mehr als 6 Ampere zu liefern. Dies werden
sie aber nicht den ganzen Tag über gleichmäßig tun. Keine Zelle
bringt in unseren Breiten schon um sieben Uhr morgens ihre volle
Leistung.
Ich hatte zwei Zellen vom Typ Solara SM 300 S á 75 Wp parallel
geschaltet - eine theoretische Maximalleistung von 150 Watt,
entsprechend 12,5 Ampere bei 12 Volt. Natürlich bei geneigten,
senkrecht zur Sonne stehenden Zellen, was ich aber nicht hatte. Im
August bei wolkenlosem Himmel in Berlin erhielt ich abhängig von der
Uhrzeit folgende Ausbeute:
Uhrzeit, Ampere
- 6.00 0,1
- 7.00 1,0
- 8.00 2,4
- 9.00 4,2
- 10.00 5,5
- 11.00 6,1
- 12.00 8,4
- 13.00 8,7
- 14.00 9,0
- 15.00 7,2
- 16.00 6,5
- 17.00 4,4
- 18.00 2,5
- 19.00 1,2
- 20.00 0,2
Das entspricht einem durchschnittlichen Strom von etwa 4,5 Ampere
über den Tag verteilt. Um einen Akku mit 100 AH voll zu laden,
benötigte ich also 100/4,5 = 22 Stunden, das entsprach etwa zwei
wolkenlosen Sommertagen. Nach drei bis vier Stunden Fahrzeit mit
meinem 600 Watt Elektromotor war der Akku dann wieder leer, ich war
etwa 5 Kilometer vorangekommen und musste auf zwei neue Sonnentage
hoffen.
Eine komplette Abhandlung über Solartechnik zu schreiben, würde
ein eigenes Buch füllen und hier zu weit führen. Außerdem gibt es
solche Bücher schon, meist unter dem Titel "Solarstrom für Camping
und Boot", deren Lektüre ganz nützlich ist, wenn man an Bord mit
Solartechnik arbeitet.