Autarke Stromversorgung

Die autarke Stromversorgung ist für mich ein sehr wichtiger Punkt, denn der ganze Irrsinn um die Stromindustrie zum Einen ist für mich nicht nachvollziehbar, deshalb auch völlig unmöglich zu unterstützen und zum Anderen ist Strom, mindestens in Form eines Kühlschranks im Sommer der pure Luxus. 2017 haben wir das erste Mal autark im Garten verbracht und es klappte! Schon mit 600W Photovoltaikmodulen kann man mehr als nur das nötigste versorgen. Daher möchte ich meine Recherchen und Erfahrungen zum Thema unter dem Aspekt der Selbstversorgung mit Strom, ausdrücklich nicht zur Einspeisung und zum Geldverdienen, hier systematisch aufbereitet erklären, sodass der Einstieg in diese Thematik ohne Fehlplanung, oder Fehlkäufe beginnen kann.

Grundlagen

Begriffe

AC – „Alternating Current“, man liest es häufig, aber es ist ganz unkompliziert: es handelt sich einfach um Wechselspannung, womit die meisten größeren elektrischen Geräte betrieben werden, wie zum Beispiel Kühlschränke, Waschmaschinen, etc.

DC – „Direct Current“, darum wird es hier primär gehen, den Gleichstrom, wie er aus den Solarzellen kommt, oder aus den Batterien.

DC-DC Wandler – eine interessante Sache um aus 12, oder 24V zum Beispiel 6V zu machen, das sind sehr praktische, kleine Geräte, womit man allerlei batteriebetriebene Technik direkt an das hauseigene Gleichspannungsnetz anschließen kann.

Physik

Strom – Unser unklarer Begriff Strom, der einfach und immer aus der Leitung kommt, ist das, was uns bei allem hier am meisten interessiert. Dieser diffuse Elektronenfluß im Leiter, den wir nicht sehen, riechen, hören, hat ganz praktische Anwendungen: Sind die Leitungen im Haus ausreichend dimensioniert? Denn auch längere Leitungen verlangen nach größeren Querschnitten! Ein zu hoher Stromfluß lässt die Leiter schnell erhitzen. Sind die Batterien ausreichend groß um meinen Strombedarf zu decken? Eine zu schnelle Entnahme von viel Strom aus der Batterie sorgt nämlich für einen Spannungseinbruch, damit funktioniert dann nichts mehr.

Spannung – Die Spannung wird häufig mit einem Wasserbecken verglichen, ist es ganz voll, kommt das Wasser mit einem hohen Druck durch das Rohr und es fließt auch mehr Wasser pro Zeit heraus. Ist das Becken fast leer, kommt nur noch ein geringer Wasserfluß zustande und es fließt sehr wenig Wasser in der gleichen Zeit heraus. Die Spannung ist DER wichtige Punkt bei dem die gesamte Planung beginnt. Was möchte man anschließen? Es gibt sehr viel Technik aus dem KFZ-Bereich, die meist an 12V Autobatterien angeschlossen werden. Das fängt an bei 12V Beleuchtung und geht bis zu Kühlschränken, Gefriertruhen und Waschmaschinen. Es hat natürlich Vorteile diese Geräte ohne Spannungswandler direkt anschließen zu können, aber auch Nachteile. Zum Beispiel müssen die Kabel deutlich dicker werden.

Leistung –

Vorüberlegung

Was benötige ich?

Möchte ich erweitern?

Photovoltaikmodule

Laderegler

PWM Regler

MPPT Regler

Batterien

Spannungswandler

Windräder

Kaufempfehlungen

Solar-Powerbank – Unterwegs und im Notfall immer einsatzbereit

Nicht nur unterwegs sind die hier aufgeführten Solarlösungen eine interessante Sache, denn die sind ohne weitere Installation/Konfiguration sofort einsatzbereit, während die meisten stationären Solarzellen spezielle Laderegler benötigen um damit mobile Technik zu laden. Ich überlegte mir, dass wir den Urlaub auch weitgehend autark verbringen und nicht ständig auf Campingplätze fahren und dort Atomstrom kaufen wollen.

Powerbank, Solarakkus, Test der Solarzellen

Mit dem guten Vorsatz etwas für die Ewigkeit zu kaufen habe ich mich auf die guten Bewertungen bei Amazon verlassen und wurde sehr enttäuscht. Die Solarzellen zeigten keinerlei Wirkung und nach dem Urlaub schrieb ich dem Verkäufer, welcher mir antwortete, dass die Solarzellen nur für den Notfall seien und man doch die Akkus nur voll geladen mitnehmen sollte, denn die Solarzellen an dem besagten Produkt haben nur einen Wirkungsgrad von 8%, was einem Drittel des aktuell üblichen Wirkungsgrades bei Solarzellen entspricht. Das war jedoch vorher nicht ersichtlich und wurde erst in die Beschreibung aufgenommen, als ich mich beschwerte. Das war für mich der Grund diese Solarakkus zu testen um zu sehen, ob es überhaupt etwas brauchbares gibt und anderen diese Fehlkäufe zu ersparen.

Für mich spielen nicht alle Eigenschaften die gleiche Rolle, denn ich habe mir die Akkus für den Urlaub gekauft und möchte sie einfach in der Sonne liegenlassen können um am Ende des Tages Strom, bzw. im Notfall auch immer ein Minimum an Strom zur Verfügung zu haben. Eine dieser untergeordneten Eigenschaften ist zum Beispiel die Ladegeschwindigkeit am Netz. Diese sind bei allen Geräten vergleichbar, nicht auf die Minute genau, aber auch keine großen Unterschiede, daher werde ich darauf nicht eingehen. Wichtig ist für mich die tatsächlich nutzbare Kapazität, nicht was ich reinstecke, sondern das, was ich entnehmen kann und so habe ich auch nur mit meinem Telefon (4000mAh Akku) die Anzahl der Ladungen in % gemessen. Der andere wichtige Punkt ist die Leistung der Solarzellen. Dazu habe ich im Winter an einem bewölkten Tag alle Akkus nebeneinander auf den Balkon gelegt und am Ende des Tages wieder mein Telefon geladen. Ich habe mit bedacht den bewölkten Wintertag dafür gewählt um den Test unter den schlechtesten Bedingungen durchzuführen. Einen zweiten Test unter sommerlichen Bedingungen führte ich auch durch, aber darauf gehe ich nicht näher ein, denn die guten Akkus sind so nicht mehr leer zu bekommen, während die negativen Beispiele auch keine erkennbare Wirkung haben.

Kaufempfehlungen

RAVPower 15000mAh (bei Amazon unter folgendem Link zu finden: http://amzn.to/2tmOAOM)

Der Akku von RAVPower 15000mAh ist mein persönlicher Favorit. Die Kapazität liegt auch hinter den Herstellerangaben zurück, aber mit fast 10000mAh weit weniger drastisch als bei den anderen. Die Solarzellen sind sogar die besten, nach einem bewölkten Wintertag konnte ich 240mAh entnehmen. Das ist absolut gesehen nicht viel, reicht aber um kurz Kartenmaterial zu überprüfen, ein paar Anrufe zu tätigen, oder um Nachrichten zu schreiben.

Floureon 10000mAh (bei Amazon unter folgendem Link zu finden: http://amzn.to/2FZZz3n)

Kurzfassung:

  • gute Solarzellen
  • wenig Kapazität
  • akzeptable Lampe

Der Floureon 10000mAh fällt ein wenig aus der Reihe, denn er besteht aus vier aufklappbaren Solarpanels, er hat somit eine wesentlich größere Fläche um Licht in Strom zu verwandeln und das tut er auch besser als alle anderen Akkus. Nach einem bewölkten Wintertag konnte ich aus dem Akku 760mAh entnehmen. Das ist eine sehr gute Leistung und reicht zum Navigieren, Telefonieren und Nachrichten schreiben sehr gut aus. Leider wurde bei der angegebenen Kapazität äußerst optimistisch aufgerundet, denn die tatsächlich entnehmbare Kapazität beträgt 4800mAh, reicht also unter Umständen nur für etwas mehr als eine Akkuladung. Für alle, die nur eine Kleinigkeit für Strom zusätzlich einpacken wollen ist dieser Akku damit trotzdem absolut zu empfehlen, denn das Packmaß ist sehr klein.

Soweiek Solar Bluetooth Lautsprecher (bei Amazon unter folgendem Link zu finden: http://amzn.to/2p7dywf)

Diese Lautsprecher laufen außerhalb der Wertung, denn sie haben eine recht kleine Kapazität von 4000mAh bei 3,7V, was bei einem Smartphone Akku von 5V 2900mAh entspricht. Das reicht um die meisten Smartphones für mindestens einen kompletten Tag mit Strom zu versorgen, deshalb auch außer der Wertung, da der primäre Sinn ja Musik abspielen ist und das können die richtig gut. Ich habe seit Oktober 2017 reichlich Musik gehört und kein einziges Mal die Steckdose gebraucht und für den Notfall habe ich immer Strom zur Hand, das Gerät ist also sicher eine Überlegung wert. Mir jedenfalls gefällt es sehr gut und steht deswegen als Kaufempfehlung hier.

Reichlich Fehlschläge

Bei Amazon gibt es leider unmengen von unehrlichen Angeboten. Das beginnt schon damit, dass bei vielen Solarbatterien 3,8V Akkus verwendet werden und die Kapazität eins zu eins übernommen wird, da der USB Standard aber 5V hat, ist eine Umwandlung nötig, welche mit Leistungsverlusten einhergeht und dann sind im Idealfall trotzdem nur 76% der angegebenen Kapazität verfügbar. Für mich ist das eine Täuschung am Kunden. Denn wenn ich eine Kapazität lese, erwarte ich, dass ich diese Kapazität entnehmen kann, nicht, dass das die theoretische maximale Kapazität ist, die die Akkus aufnehmen können. Woher soll denn der Kunde wissen, wie gut die Technik ist und welche Kapazität tatsächlich entnommen werden kann. Ich möchte nochmal betonen, dass folgende Amazon-Artikel definitiv keine Kaufempfehlung verdienen!

Olebr 24000mAh (bei Amazon unter folgendem Link zu finden: http://amzn.to/2oSPWv2)

Kurzfassung:

  • sehr schlechte Solarzellen
  • sehr wenig Kapazität
  • sehr dunkle Lampe
  • äußerst unangenehmer Geruch

Dieser Akku hat mich wahnsinnig enttäuscht und war der Grund für diesen ausführlichen Test, denn der Akku sollte mich durch meinen Mittelmeer-Urlaub bringen. Die Bewertungen auf Amazon sind extrem gut, daher verwunderte mich besonders, was ich bekam. Die Nutzbare Kapazität liegt lediglich bei 8000mAh, hier muss man nochmal die weit überdurchschnittlich abweichenden Angaben des Verkäufers von 24000mAh hervorheben. Die Solarzellen haben selbst in der starken Mittelmeersonne bei 11h Tageslicht keine Leistung abgegeben. Nach meinem Urlaub schrieb ich den Verkäufer an, der erklärte mir, dass die Solarzellen nur für den absoluten Notfall sind und man doch lieber den Akku am Netz laden sollte, denn der Wirkungsgrad der Zellen liegt nur bei 8%, zum Vergleich muss man erwähnen, dass vernünftige Solarzellen einen Wirkungsgrad von mehr als 22% erreichen, ohne extrem teuer zu sein. Für mich ist dieser Akku damit vollkommen unbrauchbar und für keine Situation zu empfehlen, denn er wird in allen belangen übertroffen.

Gusspower Ultrathin 20000mAh (bei Amazon unter folgendem Link zu finden: http://amzn.to/2G0Nj2C)

Dieses Gerät fällt mit in die Kategorie absolut nicht zu gebrauchen. Hier erkennt man auf Anhieb die äußerst schlechten Solarzellen. Über 50% sind einfach nur unnütz! Lediglich die blauen Flächen können Strom erzeugen, aber auch nur extrem schlecht! Schon nach kurzer Nutzung löste sich das Solarpanel. Darunter kamen zwei kleine Streifen doppelseitigen Klebebands zum Vorschein. Das hielt alles zusammen. Der Akku wurde nur hineingeschoben und durch das Panel fixiert. Nachdem das nun ab war, offenbarte sich der Blick auf den Grund für ein äußerst schlechten ersten Eindruck, nämlich eine nutzbare Kapazität von 4160mAh. Die folgenden Bilder sind mit Bedacht nochmal groß verlinkt um die Details zu zeigen, u.a. die Seriennummer des Akkus, die Kapazität ist wohl mit Bedacht nicht aufgedruckt. Der verbaute Akku hat nämlich bei einer Spannung von 3,7V nur eine Kapazität von 7000mAh. Bei diesen Werten 20.000 mAh darauf zu schreiben ist der reine Betrug. Als ich den Verkäufer damit konfrontierte bekam ich die Antwort, dass ich es doch weiterverkaufen könne, denn eine Rücksendung nach China würde mich mehr kosten, als der Akkus selbst.

X-DNENG 12000mAh (hier bei Amazon unter folgendem Link zu finden: http://amzn.to/2FuKclC)

Kurzfassung:

  • sehr schlechte Solarzellen
  • wenig Kapazität
  • sehr dunkle Lampe

Das Lesen der Eigenschaften des X-DNENG 12000mAh kann man sich eigentlich sparen. Die nutzbare Kapazität ist mit 5200mAh schlecht und die Solarzellen sogar extrem schlecht. Nach einem bewölkten Wintertag konnten lediglich 80mAh entnommen werden, das sind nur 2% Akkukapazität.