Wie funktioniert ein Solargenerator?

Was ist ein Solargenerator?

Ein Solargenerator wandelt Sonnenenergie in elektrischen Strom um. Bei einem Solargenerator handelt es sich somit um ein kleines Kraftwerk, das mithilfe von Solarzellen, die sich auf Solarmodulen befinden, Strom aus erneuerbarer Energie herstellt.

Ein Solargenerator ist ein kompaktes Gerät, das aus vier Hauptkomponenten besteht.

• portierbare Solarpaneele
• Batterie (Akku) mit hoher Kapazität
• Laderegler
• Wechselrichter oder Inverter

Über Solarpaneele erzeugt der Solargenerator Energie und speichert sie in seiner eingebauten Batterie. Dafür kommen Akkus mit hoher Kapazität zur Anwendung, um möglichst viel Energie speichern zu können. Als Ersatz für Diesel- oder Benzin-Generatoren sind Solargeneratoren eine perfekte und kostengünstige Lösung für Leute, die über den negativen Einfluss von Verbrenner-Technologien auf die Umwelt besorgt sind. Dank der Verwendung von erneuerbaren Energien von Solargeneratoren entstehen für die Umwelt keine belastenden Emissionen bei der Verwendung einer solchen Technologie.

Solargeneratoren gibt es in verschiedenen Ausführungen und Bauweisen, sowie in unterschiedlichsten Größen und Dimensionierungen. Mobile Solargeneratoren eignen sich beispielsweise zum Mitnehmen, etwa auf seinen Wander- oder Campingausflug. Auch für eine Bootstour oder für eine Reise mit dem Wohnmobil ist er geeignet. Ein mobiler Solargenerator hat einen hohen Grad an Autarkie. Das bedeutet, dass er unabhängig von einem Stromnetz Energie liefern und speichern kann.

An einen Solargenerator werden die zugehörigen Solarmodule angeschlossen, welche durch Sonneneinstrahlung eine Gleichspannung produzieren. Die Solarmodule, oder auch Solarpaneele genannt, werden entweder in Reihe oder parallel geschaltet. Ein Modul besteht aus Solarzellen, welche das Licht der Sonne in elektrische Energie umwandeln. Solarmodule gibt es als starre oder auch als flexible Ausführung.

Der Solargenerator hat grundsätzlich mehrere Aufgaben zu erledigen. Einerseits muss die Gleichspannung in eine Wechselspannung umgewandelt werden. Andererseits ist auch eine Speicherung der Energie in einem Akku notwendig, um Sonnen-arme Zeiten zu überbrücken und auch in solchen Phasen genügend Energie zur Verfügung zu haben.

Moderne Solargeneratoren haben außerdem meist Zusatzfunktionen zu bieten. Dazu zählt etwa das sogenannte MPPT ("Maximum Power Point Tracking"), wodurch die Solarleistung der Solarmodule optimal genutzt wird.

Viele Solargeneratoren haben neben Wechselstromstreckdosen zudem eine Reihe von USB-Anschlüssen, an denen man seine Geräte wie Smartphones oder Tablets direkt laden kann. Auch 12V-Ausgänge sind bei einigen Modellen zu finden. Ein Display mit einer Ladezustandsanzeige der Batterie ist bei Solargeneratoren ebenfalls üblich. Obendrein gibt es bei den meisten Solargeneratoren noch ein Menü, in dem man Einstellungen am Gerät vornehmen und verschiedene Statusinformationen erhalten kann.

Auch größere Photovoltaik-Anlagen mit all ihren Komponenten werden üblicherweise als Solargenerator bezeichnet. Solargeneratoren für solche Anlagen sind von der Bauweise eher größer und haben mehr Leistung.

Arten von Solargeneratoren

Es gibt verschiedenen Arten und Bauweisen von Solargeneratoren. Sie unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Größe, Bauform, Leistung und vor allem auch bezüglich ihres Einsatzgebietes.

Es gibt mobile Systeme, die man überall hin mitnehmen kann, wo man gerade eine autarke Stromversorgung benötigt. Solche Systeme sind besonders klein und extra für diesen Zweck konzipiert, jedoch hinsichtlich der Leistung sehr limitiert.

Man kann einen Solargenerator aber auch zu Hause betreiben und diesen dort fest installieren. Dies hat den Vorteil, dass man sein Solarsystem größer dimensionieren kann, sodass man einen leistungsfähigeren Solargenerator hat. Außerdem hat man bei einem fest installierten System die Möglichkeit, die Batterie entsprechend groß zu dimensionieren, wodurch man eine lange Zeit ohne Sonnenstrahlen am Himmel mit seiner selbst produzierten Energie über die Runden kommt.

"Solar Backup Generator"

Ein „Solar Backup Generator“ ist eine gute Lösung, wenn man in einem Gebiet wohnt, wo die Stromversorgung nicht oder nur unzureichend ausgebaut ist und der Einsatz eines benzin- oder dieselbetriebenen Generators aufgrund der Abgelegenheit und fehlenden Infrastruktur nicht möglich ist. Aber auch in Gegenden mit guter Infrastruktur ist es eine Überlegung wert, einen Solargenerator für zuhause als Schutz vor einem Blackout zu betreiben. Ein Notstromaggregat sollte in Zeiten wie diesen ohnehin jeder zu Hause haben, um im Falle eines Blackouts bestens gerüstet zu sein.

"Portable solar power“-Generatoren

Ein mobiler Solargenerator hat den Vorteil, überall hin mitgenommen werden zu können - ob bei seinen Ausflügen in seinem Camper oder zu Urlauben im Zelt. Ein mobiler Solargenerator versorgt einen überall, wo die Sonne scheint und wo man Strom benötigt, mit Energie. Mobile Solargeneratoren sind in ihrer Bauweise sehr leicht und haben einen Tragegriff, sodass man sie bequem von Ort zu Ort transportieren kann.

Man kann auch sein Wohnmobil mit Solarmodulen ausrüsten, damit man bei seinem Urlaub nur mehr den Generator zum Wohnwagen anschließen muss. Dazu eignen sich auch besonders flexible Solarmodule. Allerdings muss man darauf achten, dass die Dimensionierung der Solarmodule zur Leistung des Solargenerators passt.

Wie funktioniert ein Solargenerator?

Ein Solargenerator ist ein kompaktes Gerät, in dem vier Hauptkomponenten zusammenspielen:

• Portierbare Solarpaneele
• Batterie (Akku)
• Laderegler
• Wechselrichter oder Inverter

Ein Solargenerator hat zum einen die Aufgabe, den Gleichstrom, der von den Solarmodulen produziert wird, in Wechselstrom umzuwandeln. Dafür ist ein Wechselrichter im Solargenerator zuständig. Dieser wird auch oft Inverter genannt und ist notwendig, damit haushaltsübliche Geräte, welche mit Wechselstrom funktionieren, am Solargenerator betrieben werden können.
Außerdem ist es notwendig, die Energie in einer Batterie zwischenzuspeichern. Damit ist es möglich, Zeiten, in denen nur schwaches Sonnenlicht zur Verfügung steht, zu überbrücken, um dauerhaft Energie zur Verfügung zu haben.
Um eine elektrische Spannung vom Solarmodul zu erhalten, benötigt es Sonnenlicht, das auf die Module strahlt. Das Sonnenlicht verursacht dabei in den Solarzellen eine elektrische Spannung, welche an der Oberfläche abgenommen wird. Um auf eine bestimmte Spannung zu kommen, werden mehrere Solarzellen in einem Solarmodul elektrisch verschaltet.

Ein Laderegler im Solargenerator, der zwischen den Solarmodulen und der Batterie liegt, ist für die Ladung des Akkus verantwortlich. Er schützt die Batterie vor Tief- und Überladung als auch vor Kurzschlüssen. Der Laderegler verlängert dadurch die Lebensdauer der Batterie erheblich.

Der Wechselrichter eines Solargenerators, welcher die Gleichspannung der Solarmodule bzw. der Batterie in Wechselstrom umwandelt, besteht zumindest aus einem Magneten und einer Spule. Die Funktionsweise besteht darin, dass der Gleichstrom in regelmäßiger Weise unterbrochen und umgekehrt wird. Es gibt hauptsächlich drei verschiedene Arten von Wechselrichtern:

• reiner Sinus-Wechselrichter
• modifizierter Sinus-Wechselrichter
• Rechteckwechselrichter

Bei Solargenerator kommen reine Sinus-Wechselrichter zum Einsatz.
Gute Wechselrichter haben eine Funktion namens „Maximum Power Point Tracking“ integriert. Dadurch wird sichergestellt, dass der Gesamtwirkungsgrad der Anlage möglichst hoch ist, indem dafür gesorgt wird, dass trotz externer Einflussfaktoren die Anlage auf dem Leistungsmaximum arbeitet. Externe Einflussfaktoren kann beispielsweise ein Schatten sein, der auf ein Solarmodul fällt.

Was sind die Vor- und Nachteile eines Solargenerators?

Ein Solargenerator hat einige Vor- und Nachteile, die im Folgenden nun beleuchtet werden.

Zu den Vorteilen gehören ohne Zweifel, dass ein Solargenerator kostenlose Energie aus der Sonne erzeugt. Es handelt sich hierbei um erneuerbare und reine Energie, die keine Emissionen in der Umwelt hinterlässt und einen kleinen CO₂-Fußabdruck hinterlässt.

Im Betrieb ist ein Solargenerator sehr leise, wodurch im Gegensatz zu Windkraftanlagen oder Verbrenner-Generatoren keine Störgeräusche in der Umgebung wahrnehmbar sind. Ein entscheidender Vorteil ist auch, dass ein Solargenerator geringe Wartungskosten sowohl in finanzieller als auch in zeitlicher Hinsicht verursacht. Die hochwertigen Batterien mit hoher Kapazität haben eine Lebensdauer von vielen Jahren, wodurch man sie erst nach langer Zeit tauschen muss. Somit läuft das System eigenständig mehrere Jahre ohne großen Wartungsaufwand.

Ein Nachteil dagegen ist, dass man einen größeren Investitionsaufwand für das Solarsystem am Anfang hat. Auch beim Tausch der Batterien fallen wieder Kosten an. Bei kleineren Solargeneratoren hat man es außerdem mit einer limitierten Leistung zu tun. Diese hängt von der Anzahl der Watt ab, die einerseits die Solarpaneele leisten können, und andererseits wie viel Watt der Solargenerator imstande ist, umzusetzen.

Fällt die Leistung der Solarmodule eher gering aus, hat man es zusätzlich mit einer langsamen Ladeleistung der Batterie zu tun. Diese ist ohnehin durch die Kapazität des Speichers limitiert.

Hier finden Sie die Vor- und Nachteile noch einmal übersichtlich zusammengefasst:

Vorteile	Nachteile
Kostenlose Energie aus der Sonne	hohe Investitionskosten
reine Energie	Limitierung in der Leistung (Wattzahl)
leise, wenig Störgeräusche beim Betrieb	langsame Ladung der Batterie
geringe Wartungskosten
hat eine Betriebsdauer von mehreren Jahren ohne Wartung

 

Was ist beim Kauf eines solarbetriebenen Generators zu beachten?

Beim Kauf eines solarbetriebenen Generators sollten Sie sich zunächst im Klaren sein, welche Art von Generator Sie benötigen. Soll es ein mobiler Generator sein, oder soll er fest an Ihrem Standort als Backup-Lösung verwendet werden?

Dann müssen Sie darauf schauen, dass die Spannung bzw. die Leistung der Solarmodule zu ihrem Generator passt. Sollte Ihnen das zu kompliziert sein, können Sie sich für ein Set entscheiden, in dem die Solarpaneele bereits im Preis inkludiert sind. Als Nächstes wählen Sie einen Solargenerator, der zu Ihren Anforderungen passt. Benötigen Sie auch Gleichstrom-Ausgänge, etwa USB- oder 12V-Ausgänge, grenzen Sie damit die Auswahl der Solargeneratoren ein.
Sollte Mobilität eine große Rolle beim Kauf eines Solargenerators spielen, ist das Gewicht des Gerätes ein wichtiger Punkt, den man beim Kauf eines Solargenerators beachten sollte. Er soll nicht zu schwer sein, damit ein Wechsel des Standorts problemlos möglich ist.

Sehr wichtig ist neben der Leistung auch die Batterie des Solargenerators. Dabei sollten Sie auf die maximalen Ladezyklen und auf die Kapazität der Batterie achten. Diese beiden Parameter sollten möglichst hoch sein. Die Kapazität entscheidet, wie viel Energie Sie zwischenspeichern können. Die Ladezyklen geben die Lebensdauer der Batterie an. Umso mehr Ladezyklen sie aushält, desto später müssen Sie sie durch eine neue Batterie ersetzen. Außerdem sollten Sie auch auf die Kosten der Ersatzbatterie ein Auge werfen. Die Batterie sollte leicht austauschbar und am besten durch einen universellen Akku ersetzbar sein.

Bei den Batterien oder Akkus gibt es verschiedene Arten, die ihre Vor- und Nachteile haben. Manche Speicher kommen beispielsweise besser mit Kälte zurecht, als andere.

Gerne werden heutzutage Lithium-Ionen-Batterien oder Lithium-Eisenphosphat-Batterien eingesetzt, die sich besonders als Solarbatterien eignen.

Die Qualität der Solarmodule als auch die des Ladereglers ist ebenfalls ein wichtiger Aspekt, den man beim Kauf eines Solargenerators berücksichtigen sollte.

Bei den Solarmodulen gibt es grundsätzlich zwei verschiedene Arten:

• Polykristalline Solarmodule
• Monokristalline Solarmodule

Betrachtet man den Wirkungsgrad der Solarpaneele, sind monokristalline Solarmodule den polykristallinen Modulen klar zu favorisieren, da sie deutlich effektiver sind. Monokristalline Module schaffen einen Wirkungsgrad von bis zu 22 Prozent, hingegen polykristalline durchschnittlich lediglich 15-20 Prozent.

Besonders wertvoll ist es, wenn der Solargenerator ein „Maximum Power Point Tracker“-Feature besitzt. Damit ist ein möglichst hoher Wirkungsgrad des Solargenerators sichergestellt. Das heißt, dass die verwendbare Energie im Vergleich zur Verlustenergie möglichst hoch ist.

Im Folgenden finden Sie die Aspekte, die beim Kauf eines Solargenerators beachtet werden sollten, in einer Checkliste nochmals zusammengefasst:

• Art des Solargenerators: "Portable solar power“ oder "Solar-Backup-Generator“
• Gewicht des Solargenerators
• Passende Leistung der Solarmodule und des Solargenerators
• Gleichspannungsausgänge wie USB, 12V, etc. notwendig?
• Art der Batterie
• hohe Kapazität der Batterie
• hohe Ladezyklen der Batterie
• Qualität des Ladereglers
• Qualität des Wechselrichters
• Qualität der Solarpaneele: Monokristallin vs. Polykristallin
• Kosten der Ersatzbatterie beachten
• Möglichkeit eines einfachen Ersetzens der Batterie
• MPPT (Maximum Power Point Tracker)