Solarladestation für RC Modelle, die 1te

Motivation

Im Laufe des Jahres 2011 kam bei einigen meiner Modellbaukollegen kam der Wunsch auf, dass doch so eine Solarladestation am Platz eine tolle Idee wäre. Immer mehr nutzen die Möglichkeit ihre Modelle elektrisch zu betreiben. Doch ist es immer lästig, die Akkus an der eigenen Autobatterie zu laden. Nicht zu vergessen, wenn jemand 2x 6S Lipo's mehrfach lädt! Dann kam es schon mal vor, dass der Anlasser nach einem schönenen Modellflugtag die Mitarbeit verweigerte und der Automotor nicht mehr zum Laufen kam.

Recherche

Aber was braucht man nun alles um so eine Solarladestation aufzubauen und was soll es den Kosten? Wieviel Kapazität braucht man denn in den Speicher-Akkus und wie viele Solarmodule braucht man denn??

Ich bat einen Modellbaukollegen, der auch in einem anderen Verein (in Burglengenfeld) aktiv ist, deren Konfiguration zukommen zu lassen (die wohl mittlerweile schon überholt ist):

  • Solarmodule mit zusammen ca. 200Wp Leistung
  • Blei-Säure Batterien mit zusammen ca. 360 Ah Speicherkapazität
  • Steca Solarladeregler

 

Konzeption der Solaranlage

Da die Solaranlage "standalone", sprich ohne Anschluss an das öffentliche Stromnetz betrieben wird, spricht man hier von einer Inselanlage.
Unsere Anlage sollte dabei folgende Anforderungen erfüllen:

  • Betrieb mit 12V, damit praktisch alle handelsüblichen RC Ladegeräte betrieben werden können
  • Genügend Speicherkapazität, um auch große Akkupaks (2x 6S, 5000 mAh) mehrmals an einem Tag laden zu können
  • Unterspannungsüberwachung, damit der Stromentnahmezweig abgeschaltet wird, falls die Batteriespannung zu weit abfällt
  • Visuelle Anzeige, dass der Stromentnahmezweig noch eingeschaltet ist
  • Option, die Anlage später auf 24V umzurüsten (besser für die Großverbraucher mit 2x 6S Lipo's)
  • Dauerstrom ca. 150 - 200A, da eine Ladung von 2x 6S Lipo's mit je 10A Ladestrom am Eingang des Robbe Powerpeak Twin ca, 40 - 50A Stromaufnahme zur Folge hat (bei 12V Eingangspannung!)

Daraus ergab sich für mich während meiner Recherche folgende Punkte zur Konfiguraiton der Anlage:

  • Solarmodule mit 17V Leerlaufspannung
  • Leistung der Solarmodule ca. 90 - 100Wp (zum Zeitpunkt der Recherche bestes Preis/Leistungsverhältnis und 17V Leerlaufspannung)
  • Steca Laderegler mit ca. 30 - 40A maximalem Modulstrom und 12V als auch 24V Betrieb und Reservekapazitäten im Modulstrom für eventuellen Ausbau
  • Unterspannungswächter mit Schaltausgang für ein externes Leistungsrelais
  • Schaltrelais mit einer Belastung von mindestens 200A Dauerstrombelastung und 12V Erregerkreis
  • Hauptschalter für Gleichstrom-Solaranlagen mit mindestens 200A Dauerbelastung
  • Digitale Spannungsanzeige der aktuellen Akkuspannung
  • ca. 300 - 400Ah Batteriekappazität, geeignet für lange Stromentnahmen (Antriebsbatterien, keine Starterbatterien!)

 

Konfiguration der Anlage

Für die Ermittlung der Kosten der Anlage hatte ich dann folgende Konfiguration zu Grunde gelegt:

  • 3x Solarmodul, 90Wp je Modul, Leerlaufspannung 17V
  • 1x Steca Tarom 45
  • 2x Energy Bull 230Ah
  • 1x Gleichstrom Sicherungsautomat 150A
  • 1x Gleichstrom Batterieschalter 200A
  • einige Meter Batteriekabel 22qmm Querschnitt
  • Rohrkabelschuhe für Batteriekabel 22qmm
  • Batteriewächter (Bauser, 12V)

 

Kosten einer Solar-Inselanlage

Nachdem ich mit der obigen Konfiguration mehrere Shops im Internet abgeklopft hatte, kam ich auf etwa folgende Kosten

  • 3x Solarmodule, 1x Solarladeregler, Montagematerial für die Module, Solarkabel und Steckverbinder
    • ca. 1.000,00 EUR
  • 2x Energy Bull 230Ah
    • ca. 600,00 EUR
  • Sicherungsautomat, Batterieschalter, Batteriekabel, Rohrkabelschuhe
    • ca. 150,00 EUR

Damit waren erst einmal ca. 1.750,00 EUR für die Anlage veranschlagt.
Nicht zu unterschätzen ist jedoch der weitere "Kleinkram" für die Unterbringung der Akkus und weiteres Montagematerial. Damit kamen nochmal round about 500,00 EUR dazu!

Der Abriff des Strom erfolgt einfach über Kupferrohre aus dem Baumarkt. Durch Einlöten von 4mm Goldbuchsen (durchbohren und einlöten) kann sowohl mit Klemmen als auch mit Bananenstecker der Strom zum Laden der RC Akkus abgezapft werden.

 

Einige Kennzahlen der Solaranlage

Zwar erfolgt noch kein kontinuierliches Logging der Daten, jedoch konnte ich im Laufe des Jahres 2012 einige Daten aus dem Laderegler auslesen. Dabei konnte ich folgende Zahlen ablesen:

  • maximaler Modulstrom (an einem sonnigen Sommertag)
    • ca. 20A
  • maximale Amperestunden pro Tag
    • ca. 100 - 120Ah
  • maximale Amperestunden pro Woche
    • ca. 400 - 550Ah
  • durchschnittlicher Prozentsatz Ladestrom zu Modulstrom (also wieviel des angebotenen Stroms wurde in die Akkus geladen)
    • ca. 40 - 70%

Aus der letzten Zahl lässt sich ablesen, dass wir im Schnitt mehr Strom aus den Modulen bekamen, als in die Akkus geladen werden konnte.

Rechnet man noch die Amperstunden in kWh um (einfach mit 12V multiplizieren und durch 1.000 dividieren), so ergeben sich folgende Werte:

  • maximale Energie pro Tag
    • ca. 1,2 - 1,4 kWh
  • maximale Energie pro Woche
    • ca. 4,8 - 6,6 kWh

 

Aufbau der Anlage

Das nachfolgende Bild zeigt den schematischen Aufbau der Anlage.

Schema Solaranlage 12V

 

Bezugsquellen

>> ohne hier irgendeine Empfehlung auszusprechen! <<

 

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