c) Kombination aus Reihen- und Parallelschaltung (Leistungssteigerung)
• Die beste und effektivste Art der Verschaltung ist eine Kombination aus Reihen- und Parallelschaltung.
Dabei werden mehrere Serienmodule mit weiteren Parallelmodulen zusammengeschaltet. Dies hat den
Vorteil beider Methoden: Erhöhung der Spannung und des Stroms = Erhöhung der Leistung.
Alle modernen Solarmodule verwenden eine Kombination aus diesen beiden Schaltungsarten.
• In der Praxis werden Solarmodule meist in Kombination mit einem Energiespeicher wie NiMH- oder
Bleiakkus eingesetzt. Dadurch werden die Leistungsschwankungen, die durch Lichtveränderungen
(Wolken, schlechtes Wetter, Dunkelheit usw.) verursacht werden, ausgeglichen.
• Zum Laden von Akkus werden Solarzellen als Energiequelle verwendet.
Für Bleiakkus (Pb) rechnet man mit 6 Solarzellen pro Akku-Zelle (2 V).
Für rundzellige Akkus (1,2 V), wie z.B. NiMH, werden 4 - 5 Solarzellen verwendet.
Wird eine Rückspeiseschutzdiode verwendet, muss der Spannungsabfall an der Diode durch weitere
1 - 2 Solarzellen ausgeglichen werden.
• Für einen Ladeanschluss bei Akkus wird überschlägig die folgende Anzahl von Solarzellen benötigt:
1 NiMH-Akku
5 Solarzellen
6 NiMH-Akkus
24 Solarzellen
2 NiMH-Akkus
8 Solarzellen
10 NiMH-Akkus
32 Solarzellen
3 NiMH-Akkus
12 Solarzellen
1 Blei-Akku
6 V 18 Solarzellen
4 NiMH-Akkus
16 Solarzellen
1 Blei-Akku
12 V 36 Solarzellen
5 NiMH-Akkus
20 Solarzellen
Müssen Zeiten mit geringer Lichtintensität überbrückt werden, sind weitere Solarzellen einzupla-
nen. Ein Laderegler ist jedoch immer zu empfehlen.
d) Größe und Leistung
Die Leistung von Solarzellen ist von ihrer Größe abhängig. Bruchteile von Solarzellen sind nicht defekt, sie
haben nur eine geringere Leistung. Die folgende Tabelle zeigt die Größe und den möglichen Durchschnitts-
strom für Silizium-Solarzellen:
Rechteckig
50 x 50 mm
440 mA
70 x 70 mm
1,2 A
100 x 100 mm
1,4 A
Rund (Durchmesser)
50 mm
400 mA
76 mm
2 A
100 mm
2,1 A
Montage und Anschluss
• Die einzelnen Solarzellen werden durch Lötstellen miteinander verbunden. Flexible Kupferleiter sind
dafür bestens geeignet.
Silizium ist jedoch sehr hitzeempfindlich und wird durch zu starke Erwärmung zerstört. Das Löten sollte
daher nur mit einer Hochleistungslötspitze (>50 W) schnell und zügig durchgeführt werden.
Die maximale Löttemperatur beträgt 250 °C!
Sollte die Verbindung nicht auf Anhieb gelingen, lassen Sie die Solarzelle abkühlen, bevor Sie einen
weiteren Lötversuch unternehmen.
Der Rand von Solarzellen darf nicht verlötet werden, da hier die beiden P-N-Schichten sehr
nahe beieinander liegen und leicht ein Kurzschluss entstehen kann. Verwenden Sie grundsätz-
lich die vorbereiteten Lötstellen auf den Zellen.
• Kratzer auf der lichtreaktiven Schicht müssen unbedingt vermieden werden.
• Verzinnen Sie zunächst die Lötpunkte auf der Solarzelle und dem Anschlussdraht. Halten Sie den An-
schlussdraht mit dem Kupferbit vorsichtig an die Lötstelle auf der Solarzelle, bis sich das Lot verflüssigt
hat. Der Lötvorgang muss zügig durchgeführt werden, da sich die Metallkontakte auf der Solarzelle
innerhalb kurzer Zeit im Lot auflösen können.
• Versuchen Sie, beim Löten keinen Druck auf die Solarzelle auszuüben, da diese leicht brechen kann.
Unflexible Anschlussleitungen oder externe Montageteile, wie Rückspeiseschutzdioden, sollten nicht
direkt auf die Solarzelle gelötet werden. Es besteht die Gefahr, dass sie schon bei sehr geringer mecha-
nischer Belastung bricht.
Verwendungsbeispiele
Die folgenden Anschlussbeispiele zeigen die gängigsten Anwendungen für kleine Solarzellen.
a) Lichtabhängiger Betrieb ohne Akku
Viele Anwendungen benötigen keine Energiespeicherung. Diese werden meist zur Dekoration oder nur dann
eingesetzt, wenn die Sonne scheint. Das sind beispielsweise Mini-Solardrehbühnen oder kleine Ventilatoren
mit speziellen Solarmotoren. Die Motoren werden nur dann mit Spannung versorgt, wenn ausreichend Licht
auf das Solarmodul fällt. Das Solarmodul muss jedoch entsprechend dem Leistungsbedarf des Geräts aus-
gelegt sein. Das Gerät wird direkt am Solarmodul angeschlossen.
Das Anschlussprinzip ist wie folgt:
b) Lichtabhängiger Betrieb mit Akku
• Die meisten Anwendungen nutzen die Sonnenenergie, um netzunabhängige Geräte und Anlagen mit in-
tegrierten Akkus zu laden und zu puffern. Der Vorteil dieser Installationen ist ihre Betriebssicherheit auch
bei Dunkelheit. Um jedoch die integrierten Akkus über die Solarmodule zuverlässig und sicher laden zu
können, sind weitere Montageteile zum Schutz des Akkus notwendig.
• Unterschiede gibt es bei der Verwendung mit herkömmlichen NiMH-Rundzellen, wie sie in kleineren
Geräten, wie beispielsweise Solar-Gartenleuchten eingebaut werden, und den leistungsfähigeren Blei-
akkus für Solarlaternen oder Baustellenbeleuchtung.
Bei der Verwendung von Bleiakkus ist die wartungsfreie Blei-Gel-Variante zu bevorzugen, da sie
einfacher und weniger gefährlich zu handhaben ist. Außerdem wird der Einsatz eines Solarlade-
reglers empfohlen.
c) Ladeanschluss für NiMH-Rundzellen
• Zur Begrenzung der Spannung und des Stroms sind eine Diode
(z. B. 1N4148 max. 100 mA) und ein entsprechender Multiplikator
erforderlich. NiMH-Akkus reagieren empfindlich auf einen zu ho
-
hen Ladestrom, sodass dieser begrenzt werden muss.
• Der Akku puffert die Stromversorgung des Geräts bei unzurei-
chendem Licht und speichert die überschüssige Solarenergie bei
guten Lichtverhältnissen (Laden).
d) Ladeanschluss für Bleiakkus (Pb)
• Als Rückstromsicherung ist eine Diode (z. B. 1N4001 bis max. 1 A
oder 1N5400 bis 3 A) erforderlich.
•
Bleiakkus sind empfindlich gegenüber zu hohen Ladeströmen.
Diese werden jedoch durch die Anzahl der Zellen im Solarmodul
bestimmt.
• Der Akku puffert die Stromversorgung des Geräts bei unzurei-
chendem Licht und speichert die überschüssige Solarenergie bei
guten Lichtverhältnissen (Laden).
Installationhinweise
• Für die Montage einzelner Solarzellen eignet sich am besten doppelseitig klebendes Soft-Tape. Die
Solarzellen sind so anzuordnen, dass sie sich nicht gegenseitig berühren.
• Im Außenbereich ist eine Schutzabdeckung erforderlich, da die Solarzellen durch Schmutzregen ver-
schmutzt werden können, was zu Leistungseinbußen führt.
• Das Solarmodul sollte in einem Winkel von 90 Grad zur Sonne ausgerichtet werden, um die beste Leis-
tung zu erzielen. Eine Sonnenausrichtung ermöglicht eine längere Nutzung der Sonnenenergie.
Pflege und Reinigung
•
Reinigen Sie regelmäßig die Oberfläche bzw. die Schutzabdeckung der Solarzelle, um eine optimale
Leistung zu gewährleisten.
• Verwenden Sie keine scheuernden, chemischen oder aggressiven Reinigungsmittel wie Benzol, Alko-
hol oder ähnliches. Diese könnten die Oberfläche beschädigen. Die dabei entstehenden Dämpfe sind
zudem gesundheitsschädlich und sorgen für eine explosionsfähige Atmosphäre. Sehen Sie außerdem
davon ab, scharfkantige Werkzeuge, Schraubenzieher, Metallbürsten oder Ähnliches zur Reinigung zu
verwenden.
•
Verwenden Sie eine weiche, antistatische trockene Bürste, um die Oberfläche zu reinigen.
Entsorgung
Elektronische Geräte sind Wertstoffe und gehören nicht in den Hausmüll. Entsorgen Sie das Pro-
dukt am Ende seiner Lebensdauer gemäß den geltenden gesetzlichen Bestimmungen.
Sie erfüllen damit die gesetzlichen Verpflichtungen und leisten Ihren Beitrag zum Umweltschutz.
Technische Daten
Solarmodul ....................................................max. 400 mA/0,45 V/DC
Abmessungen des Paneels (B x H) ...............95 x 65 mm
Gewicht ..........................................................36 g
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