Das Grundlagen-Handbuch

Transkript

1 Das Grundlagen-Handbuch Autor: Martin Golob Auflage: 3/2010

2 Inhaltsverzeichnis Copyright 2010, Martin Golob Alle Rechte vorbehalten. Dieses Buch darf auch auszugsweise nicht ohne schriftliche Zustimmung des Autors kopiert werden. Der Käufer hat keine Wiederverkaufsrechte für dieses ebook und kein Recht zur Weitergabe an Dritte. Verstöße werden sofort abgemahnt, und wird Schadensersatz eingeklagt. Haftungsausschluss. Die Inhalte dieser Publikation wurden sorgfältig recherchiert, dennoch haftet der Autor nicht für die Folgen von Irrtümern, mit denen der vorliegende Text behaftet sein könnte.

3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung Begriffsdefinition Der Anfang von allem: Energie sparen Wie funktioniert Solar Energie Bauen sie Ihre eigene Solaranlage Mobiles Solarsystem Stromnetz speisendes Solarsystem ohne Batterie Stromnetz speisendes Solarsystem mit Batterie Autarkes Solarsystem Erklärung der einzelnen Komponenten und ihre Verwendung Solarmodule Schaltkasten für Module Laderegler Batterie Fernanzeiger Hauptschalter Inverter Generator Wechselstrom- Sicherungskasten Stromzähler Stromnetz Verbraucher Wie Sie zu gratis Solarmodulen kommen können Bauen Sie Ihre eigenen Solarmodule Günstiger Einkauf von Solarzellen Erklärung der Einzelnen Elemente des Moduls Wartung der Solarmodule... 34

4 Inhaltsverzeichnis 9. Schaltungsvarianten der Solarmodule und Batterien Serienschaltung Parallelschaltung Wie viel Strom Sie für Ihren Haushalt benötigen? Dimensionierung der Solaranlage Die richtige Wahl des Inverters Die richtige Spannung - Zusammenschalten der Batterien Wie stark müssen die Kabel sein? - Bestimmung des Leitungsquerschnittes Dimensionierung des Solar Systems - Ermittlung des Verbrauchers Verwendung von Batterien ja oder nein Wie viele Batterien werden nun benötigt Glossary... 49

5 Solarmodule selber bauen und installieren Wechselstromsicherungskasten Verbraucher BErklärung der einzelnen Komponenten und ihre Verwendung BSolarmodule Solarmodule oder auch Fotovoltaikmodule, sind das Herzstück ihrer Solaranlage. Solarmodule sind dafür verantwortlich die Sonnenenergie in elektrische Energie, die Sie in Form von Strom verwenden können, umzuwandeln. Je mehr Solarmodule sie besitzen umso mehr Energie können sie produzieren. Solarmodule lassen sich ergänzen, sodaß sie ihr System nach und nach erweitern können. Die Leistung der Solarmodule wird in Watt angegeben. Dieser Wert beschreibt die maximale Leistung die produziert werden kann unter optimalen Bedingungen (Sonneneinstrahlung und Temperatur). Wenn Sie den Strombedarf ihres Haushalts ermittelt haben, dann können Sie sich die Anzahl der notwendigen Solarmodule errechnen. Dazu müssen Sie nur wissen welche Leistung von einem Modul produziert wird. Sie können die errechnete Anzahl an Modulen dann Seite 16 von 50

6 Solarmodule selber bauen und installieren zugute kommt. Bitte beachten Sie den momentan gültigen Währungskurs. Einen Link zu den Angeboten bei ebay.com finden Sie im Downloadbereich BErklärung der Einzelnen Elemente des Moduls Bodenplatte: die Bodenplatte eines Solarmoduls kann aus einer Sperrholzplatte oder Kunststoff beziehungsweise einer Blechplatte gefertigt werden. Achten Sie bei einer Blechplatte darauf, dass diese nicht die darauf liegenden Zellen kurzschließt. Auf dieser Bodenplatte werden die einzelnen Solarzellen aufgebracht. Die Sperrholzplatte sollte zwischen 10 und 15 mm stark sein. Holzrahmen: Rund um die Bodenplatte wird ein Holzrahmen gebaut. Diese schützt die Zellen seitlich und dient zur Stabilisierung der Glasplatte. Der Holzrahmen kann aus Holzleisten gebaut werden. Diese sollten nicht zu dünn sein da sie dem Modul zusätzlich Stabilität geben. Frontplatte: Glasplatte oder Plexiglasplatte. Durch die Glas oder Plexiglasplatte wird der Holzkasten nach oben hin abgeschlossen. Es schützt die Solarzellen vor Witterungsseinsflüssen. Die Plexiglasplatte hat den Vorteil das sie nicht bricht jedoch ist sie Lichtundurchlässiger als eine Glasplatte. Die Platte aus Glas kann leichter brechen und muss daher aus bruchsicherem Glas sein. Das ist dann ein wenig teurer. Die Plexiglasplatte sollte 5-10 mm stark sein. Die Glasplatte sollte eine Stärke von mindestens 10mm haben und aus bruchsicherem Glas sein? Seite 30 von 50

7 Solarmodule selber bauen und installieren Besorgen sie die Glasplatte erst nachdem sie den Holzkasten gebaut haben, da sie dann die genauen Abmessungen bestimmen können. Zinnbeschichteter Flachdraht: zur Verbindung der einzelnen Zellen wird flacher Zinndraht verwendet. Dieses Silberglänzende Draht ist mit Zinn bedeckt welches schmilzt sobald es erhitzt wird. Zum Erhitzen wird ein Lötkolben verwendet. Das Zinn schmilzt und verbindet den flachen Draht mit der Kontaktfläche auf den Solarzellen. Dimension der beiden Flachdrähte: Dünner Flachdraht zum verbinden der Zellen (1 Zoll = 25,4 mm) Stärke Breite Zoll 0.08 Zoll Dicker Flachdraht zum Verbinden von Zellreihen Stärke Breite Zoll Zoll Seite 31 von 50

8 Solarmodule selber bauen und installieren Spannung zwar gleich aber der Strom summiert sich. Wenn Sie zum Beispiel Module die 15 Volt produzieren haben, und 12 V Batterien laden wollen dann können sie diese parallel schalten, da die Spannung ausreicht. Der Last (z.b. Laderegler oder Inverter) steht dann mehr Strom zur Verfügung. Batterien können so schneller geladen werden oder es können einfach mehr Verbraucher betreiben werden. Abbildung 6 Parallelschaltung von vier Solarmodulen. Kombination aus Serien und Parallelschaltung Für diese Schaltung benötigen Sie mindestens vier Solarmodule. Dann können Sie zwei Module in Serie und weitere zwei Module parallel schalten. Sie erhalten dann doppelten Strom sowie doppelte Spannung. Seite 37 von 50

9 Die Insider Anleitung 3. Aufbauanleitung des Solarmoduls Wir beginnen mit der Herstellung der Bodenplatte. Die Bodenplatte sollte aus einem stabilen Material hergestellt werden. Kunststoff, Metall aber auch Glas eignen sich dafür. Die Größe der Bodenplatte hängt davon ab, wie viele Solarzellen sie pro Modul haben werden. Das wiederum beeinflusst die Ausgangsleistung des Moduls. Eine durchschnittliche Zelle produziert z.b. 2 W. Wenn Sie also 50 Solarzellen verwenden, um ein Modul zu bauen, dann erzeugen sie eine Leistung von 100 Watt. Das wäre zum Beispiel eine Standardgröße für ein Modul. Um mehr Leistung zu erzeugen brauchen Sie einfach mehrere Module zusammenzuschalten. Sie brauchen also nicht ein riesiges Modul bauen. Details dazu finden Sie im Allgemeinen Teil des Solar-Baukastens. Ein Beispiel zur Veranschaulichung: Die von mir verwendeten Solarzellen haben eine Größe von 3 Zoll mal 6 Zoll. Ein Zoll entspricht 2,54 cm. Das bedeutet eine Zelle ist 7,62 cm x 15,24 cm groß. Seite 14 von 29

10 Die Insider Anleitung Abbildung 5 : Anordnung der Zellen Wenn sie nun 5 Zellen der Breite nach anordnen und 10 Zellen der Höhe nach, dann haben sie 50 Zellen. Die Abmessungen ihrer Bodenplatte sind dann: Breite: 5 x 15,24 cm = 76,2 cm Länge: 10 x 7,62 cm = 76,2 cm Sie benötigen also eine quadratische Bodenplatte mit den Abmessungen 76,2 cm x 76,2 cm, um 50 Zellen wie oben beschrieben anzuordnen. Zusätzlich Berücksichtigen Sie einen Rand von 1,5 cm um die Glasplatte mit der Rückplatte zu verkleben. Das endgültige Maß beträgt dann: 79,2 cm x 79,2 cm. Sie können ruhig auf 80 cm aufrunden, damit Sie mehr Spielraum beim Aufbringen der Solar-Zellen haben. Seite 15 von 29

11 Die Insider Anleitung 3.1. Elektrische Verbindung der Solarzellen Legen Sie die Solarzellen mit der Vorderseite nach unten auf eine saubere ebene Arbeitsfläche. Auf der Rückseite der Solarzellen sehen Sie kleine quadratische Flächen. Dies sind die elektrischen Anschlüsse der Zelle. Auf diese Flächen müssen Sie mit dem Lötkolben Lötzinn aufbringen. Das Lötzinn wird benötigt um die Kontaktflächen später mit Draht zu verbinden. Nutzen Sie dazu einen Stablötkolben wie Sie ihn hier sehen. In den nachfolgenden Abbildungen sehen Sie, wie eine Solarzelle von vorne beziehungsweise von hinten aussieht. Abbildung 6 : Ansicht der Solarzelle von vorne (links) und hinten (rechts). Seite 16 von 29

12 Die Insider Anleitung Abbildung 13 : Aufsetzen der Glasplatte auf den Modulrahmen. Achten Sie darauf, dass die Löcher durch die Bodenplatten gut mit Kleber versehen sind. Das verhindert Eindringen von Feuchtigkeit. Wenn sie eine Anschlussdose an der Außenseite verwenden, sollte diese großflächig mit Kleber versehen und angeklebt werden. Seite 25 von 29