Solar Batterien

Was ist eine Solarbatterie?

Bei Solarbatterien handelt es sich um Versorgungsbatterien, die für die dauerhafte Abgabe geringer Strommengen konzipiert sind. Sie werden von der Photovoltaikanlage auf dem Dach geladen.

Abgrenzung zu Auto- und Starterbatterie

Solarbatterien unterscheiden sich in ihrem Aufbau grundsätzlich von den in Fahrzeugen verwendeten Starterbatterien, die für einen kurzen Zeitraum sehr hohe Ströme bereitstellen müssen. Um dies zu gewährleisten, haben die Blei-Akkumulatoren große Plattenflächen. Die Zellen integrieren zudem viele dünne und parallel geschaltete Elektroden. Ständiges Entladen von mehr als 50 Prozent der Nominalkapazität führt zu vorzeitigem Verschleiß. Autobatterien eignen sich daher nicht als Zweitbatterie im Wohnwagen.

Solarbatterien vertragen die dauerhafte Abgabe geringer Strommengen und tiefere Entladungen besser, die Hersteller optimieren die Speicher für diese Art der Anwendung. Die nutzbare Kapazität ist höher. Sogenannte Deep-Cycle-Batterien können Sie bis zu 70 Prozent entladen, ohne dass dies die Lebenszeit verkürzt. Zum Schutz vor einer schädlichen Tiefentladung integriert der Solarladeregler einen Tiefentladeschutz.

Anforderungen an Batterien für Solar

Die Solarbatterien dienen als Zwischenspeicher der elektrischen Energie, sie geben ständig Strom an die angeschlossenen Verbraucher ab. Wichtige Eigenschaften sind deshalb:

• ausreichend hohe Ladungsaufnahme
• hohe Zyklenfestigkeit
• geringe Selbstentladung
• wartungsarmer Betrieb

Die Vorteile der unterschiedlichen Batterietechnologien für Solarbatterien

Markenhersteller wie VARTA, Exide, ECTIVE und Accurat bieten die Speicher als Nassbatterie, Gel-Batterie und AGM-Batterie an. Für höchste Ansprüche gibt es die extrem leistungsstarken und langlebigen Lithium-Solarbatterien. Unterschiede sind unter anderem die nutzbare Speicherkapazität (Ah) und die Zyklenfestigkeit.

Nassbatterie, EFB & SMF

• Eigenschaften: für den gelegentlichen Einsatz
• Zyklen bei 50 % DOD*: circa 400
• Energiedichte: +
• Preisklasse: sehr günstig

Gel (VRLA)

• Eigenschaften: minimale Selbstentladung, ideal für den saisonalen Einsatz
• Zyklen bei 50 % DOD*: 400-800
• Energiedichte: ++
• Preisklasse: günstig

AGM (VRLA)

• Eigenschaften: liefert auch stärkere Ströme für anspruchsvolle Anwendungen
• Zyklen bei 50 % DOD*: 400-1.000
• Energiedichte: +++
• Preisklasse: mittel

LiFePO4

• Eigenschaften: das Nonplusultra mit maximaler Leistung und Langlebigkeit
• Zyklen bei 50 % DOD*: bis zu 6.500
• Energiedichte: ++++
• Preisklasse: teuer

* 50 % DOD (engl. depth of discharge): Die Zyklenzahl gibt an, wie viele Entladungen bis 50 Prozent der Kapazität mit anschließender vollständiger Aufladung möglich sind. In den Produktbeschreibungen finden Sie weitere Angaben zu den Zyklen bei 30 % DOD, 50 % DOD, 80 % und 100 % DOD.

Nassbatterien, EFB- und SMF-Akkus als Speicher der Sonnenenergie

Die Blei-Akkus mit flüssigen Elektrolyten wurden ständig weiterentwickelt und sind heute für unterschiedliche Einsatzgebiete optimiert. Als Versorgungsbatterie konzipierte Nassbatterien mit besonders dicken Bleiplatten liefern selbst bei Entladetiefen bis 75 Prozent zuverlässig Energie. Es gibt Dual-Purpose-Akkus, die Sie als Starter- und Versorgerbatterie nutzen können. 

Die Weiterentwicklung der klassischen Blei-Säure-Batterien sind die EFB-Akkus (enhanced flooded battery). Sie integrieren ein Polyvlies-Material. Modelle mit Deep-Cycle-Technologie vertragen hohe zyklische Anwendungen besser. Dank zuverlässiger Leistungen bei geringem Ladezustand eignen sie sich gut für die Nutzung von erneuerbaren Energien.

Außerdem gibt es wartungsfreie SMF-Solarbatterien (sealed maintenance free) mit Calcium-Technologie, die aufgrund der speziellen Plattenkonstruktion sehr widerstandsfähig sind. Sie sind eine günstige Wahl für den Betrieb mit Solar, Wechselrichtern und als Zweitbatterie im Fahrzeug.

VRLA-Batterien als Speicher für Solarstrom

VRLA-Batterien (valve-regulated lead-acid) haben ein verschlossenes Gehäuse und integrieren ein Überdruckventil. Sie gasen nicht und eignen sich für den Einsatz in geschlossenen Räumen, wie zum Beispiel im Wohnmobil oder Boot. Die Wasserzersetzung wird intern wieder rückgängig gemacht, das Nachfüllen mit destilliertem Wasser entfällt. VRLA-Batterien können nicht auslaufen, sind in Schräglage nutzbar und sicher. Bei starker Überladung löst das Überdruckventil aus und der Speicher ist defekt.

Blei-Gel-Batterie (VRLA)

Im Blei-Gel-Akkumulator bindet Kieselerde den Elektrolyten, der nicht mehr flüssig, sondern gelartig ist. Ein großer Vorteil ist die sehr geringe Selbstentladung, weshalb sich Gel-Akkus hervorragend für die saisonale und gelegentliche Verwendung lohnen. Der Innenwiderstand ist relativ hoch, darum ist eine Solarbatterie mit Gel nicht für die kurzzeitige Abgabe starker Ströme geeignet. Im Solarbereich sind Modelle wie die Exide Equipment Gel und andere Blei-Gel-Batterien eine beliebte Wahl.

Blei-AGM-Batterie (VRLA): Speicher mit Vlies für Solar

Im Akku mit AGM-Technologie (absorbent glass mat) bindet Glasfaservlies den Elektrolyten. Aufgrund des geringen Innenwiderstands können die Solar-Akkus auch starke Ströme bereitstellen. Zahlreiche Dual-Purpose-Varianten stehen zur Auswahl, die Sie für den Motorstart des Fahrzeugs und die dauerhafte Versorgung kleiner Verbraucher nutzen können. Dank der starken Leistung können Sie auch einen Wechselrichter anschließen.

Longlife-Deep-Cycle-Batterien sind weiterentwickelte AGM-Akkus, die bei 50 Prozent DOD bis zu 1.000 Ladezyklen verkraften. Diese Solarspeicher überstehen Entladungen bis 80 Prozent besser, Sie können also ohne negative Auswirkungen auf die Lebensdauer mehr Strom entnehmen.

LiFePO4 (Lithium-Eisenphosphat)

Die LiFePO4-Akkus übertreffen die Blei-Säure-Batterien mit extrem hoher Zyklenfestigkeit, höchster Energiedichte und minimalem Gewicht. Bei regelmäßiger Batterieentladung von 50 Prozent DOD und anschließender vollständiger Aufladung sind mit den Lithium-Batterien bis zu 6.500 Ladezyklen möglich. Die Mehrinvestition macht sich daher auf lange Sicht bezahlt, das Preis-Leistungs-Verhältnis bleibt einfach ungeschlagen. Für den Dauereinsatz als Solar-Akkus sind sie die erste Wahl. 

Welche Kapazität (Ah) braucht meine Solarbatterie?

Die richtige Größe des Solarspeichers ermitteln Sie, indem Sie eine Energiebilanz der angeschlossenen Geräte aufstellen. Auf diese Weise berechnen Sie den täglichen Stromverbrauch (in Wh), den der Speicher bereitstellen muss.

Für die Berechnung wird der Stromverbrauch der Verbraucher wie Licht, Wasserpumpe, TV, Kühlschrank und Spannungswandler mit der voraussichtlichen Nutzungsdauer addiert. 

Wichtig: Denken Sie daran, dass die Solarbatterien für die optimale Haltbarkeit je nach Modell nur zu 50 Prozent entladen werden sollten.

Beispielrechnung für den Stromverbrauch

Die folgenden Werte sind Beispiele. Informationen zum tatsächlichen Verbrauch finden Sie in den Handbüchern der elektronischen Geräte.

Kompressor-Kühlschrank: 40 Watt * 8 Stunden = 320 Wh
Licht: 10 Watt * 4 Stunden = 40 Wh
Laptop: 50 Watt * 2 Stunden = 100 Wh
Gesamt: 460 Wh / 12 Volt = 38 Ah täglicher Strombedarf

Erforderliche Kapazität: Soll der Solar-Akku für eine maximale Lebensdauer nur zu 50 Prozent entladen werden, muss der Batteriespeicher also mindestens eine Kapazität von 76 Ah haben. Da die Sonne nicht täglich optimal scheint, benötigen Sie eine Schlechtwetter-Reserve. Für drei Tage Unabhängigkeit von Steckdose und Sonnenschein brauchen Sie eine Solarbatterie mit 12 V und einer Kapazität von 230 Ah. Wenn Sie in einen LiFePO4-Akku investieren, reicht eine Kapazität von etwa 135 Ah, da Sie diesen ohne Beschädigung deutlich tiefer entladen können.

Eine klassische Solarbatterie mit 280 Ah ist zum Beispiel in größeren Wohnmobilen eine beliebte Wahl, im kompakten Camper reicht meist eine Solarbatterie mit 120 Ah.

Benötigte Leistung der Solarmodule

Die Solaranlage muss entsprechend so dimensioniert sein, dass sie den Batteriespeicher bei halbwegs sonnigem Wetter wieder vollständig auflädt. Die Leistungsabgabe der Solarmodule ist in Watt Peak (Wp) angegeben und steht für die maximale Leistungsabgabe.

Als grober Richtwert empfiehlt sich für die Bleibatterien eine 1,25-fache Solarleistung der Batteriekapazität. Für das obige Beispiel einer Batterie für die Solaranlage mit 230 Ah sollte die Solarleistung also mindestens 230 x 1,25 = 288 Wp betragen. Mehr Leistung ist besser und erhöht Ihre Unabhängigkeit. Häufig empfiehlt es sich, in eine doppelt so große Solarleistung zu investieren. 

Zusammenfassung

• Schließen Sie nur gelegentlich Verbraucher an die Batterie für Solar an und sind selten mit dem Wohnmobil unterwegs, eignen sich die günstigen Nassbatterien mit relativ wenigen Zyklen.
• Gel-Solarbatterien vertragen mehr Zyklen und benötigen dank minimaler Selbstentladung weniger Pflege.
• AGM-Batterien liefern auch für anspruchsvolle Anwendungen hohe Ströme und sind als Batterie für die Solaranlage die bevorzugte Wahl.
• Wenn Sie das ganze Jahr über mit dem Wohnmobil oder Boot unterwegs sind und die Batterie täglich entladen und laden, lohnt sich die Investition in eine LiFePO4-Solarbatterie.

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