Erstellt von Marcus Rönz | 27.09.2019
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Schon mehrere Fragen erreichten mich, welche Spannung denn die sinnvollste für eine kleine Insel-Solaranlage wäre. Darauf gehe ich in diesem Artikel genauer ein und zeige außerdem, welche Angaben dazu vom Laderegler wichtig sind.

Inhaltsverzeichnis:Je nach Nutzung und Größe der eigenen Insel-Anlage ergibt sich die ideal dafür geeignete Spannung. Hier möchte ich alle gängigen Spannung für unsere kleinen und großen Insel-Solaranlagen mal genauer Hinterleuchten. Vor allem, für wen sich welche Spannung empfiehlt.

Hinweis: die im Beitrag genannten Akkus sind natürlich 12V Blei Akkus. Auch als Solarakkus oder Kfz. Versorgungsbatterie bekannt.

Unterschiede der einzelnen Photovoltaikanlagen

Die Spannung der Anlage ergibt sich daraus, wie du deine Akkus zusammenschaltest. Reihenschaltung oder Parallelschaltung bzw. die Kombination.
Um über 12V zu kommen ist es in der Regel notwendig, mehrere Akkus in Serie (Reihenschaltung) zu schalten.
Zusammengefasst kann man vorab schonmal sagen, dass die Leitungsverluste und Kabelquerschnitte (in der Regel) kleiner werden, je mehr Spannung wir nutzen.
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Viele Verbraucher aus dem Bereich Kfz. und Campingbedarf sind auf das 12V ausgelegt. Die Palette der Geräte ist groß. Verwendest du eine höhere Spannung, muss ggf. runter geregelt werden.
Eine hohe Spannung eignet sich hingegen zum Übertragen längerer Wege ohne die hohen Verluste, zudem mit dünneren Kabeln bei gleicher Wattzahl.
Das System ist also abhängig davon, was du betreiben möchtest.


Kurzes Beispiel meiner Insel-Solaranlagen:
Meine kleine Inselanlagen in der Garage ist 12V, da LED-Leisten, Minikühlschrank und (Kfz-) Radio direkt angeschlossen werden können. Die Anlage im Garten, die auch mit der Wohnung verbunden ist, sitzt längere Kabelwege. Da habe ich mich für 24V entschieden.


Mehr Spannung als 48V?
Auch das ist natürlich möglich. Die Verluste und Leitungsquerschnitte verringern sich dadurch weiter. Nachteilig ist die Reihenschaltung mehrerer Speicherakkus und auch die dafür benötigte, oft sehr teure, Hardware. Laderegler für ab 48V kosten meist 200 Euro und mehr. Ähnliches gilt auch für die Wechselrichter.


Das Problem von hoher Spannung:
Jede Photovoltaikanlage wurde für einen bestimmten Zweck gebaut. Je höher die Systemspannung ist, desto geringer sind Verluste - auch die Kabel können oft dünner sein als bei einer niedrigen Systemspannung (bspw. 12V).
Die Kosten der Komponenten steigt jedoch. Kleinverbraucher wie LEDs oder Geräte aus dem Campingbedarf, benötigen zum Anschließen erst ein Spannungswandler zum Heruntersetzen der Spannung. Diese werden auch StepDown genannt. Ebenfalls gibt es z.b. kleine Umwandler von 24V auf 12V, 48V auf 12V oder auch umgedreht 12V auf 24V.

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Berechnungsformel Watt und Kabelquerschnitt:
Merke dir die Formel des Ohmschen Gesetzes (U = R x I)
I (Stromstärke in Ampere) = U (Spannung in Volt) geteilt durch R (Widerstand in Ohm).
Der Leitungsquerschnitt berechnet sich aus Stromstärke (Ampere), Spannung, Material und Länge des Kabels. Mit steigender Spannung wird die Stromstärke geringer. Der Widerstand steigt mit der Kabellänge und Temperatur.

Beispiel: 50 Watt Gerät: Bei 12V fließen 4,16 Ampere
Beispiel: 50 Watt Gerät: Bei 24V fließen 2,08 Ampere

Hier ein Beitrag, um den Kabelquerschnitt zu berechnen.

Das 12V Insel-Solaranlage System

Mein absoluter Favorit für Kleinstanlagen, ohne oder mit kleinem 230V Wechselrichter.
Dem 12V System kommen die geringen Anschaffungskosten zugute. Auch gibt es eine sehr große Auswahl an Verbrauchern, die wir direkt anschließen können. Zu finden im Kfz- und Camping-Bereich.

Dazu habe ich hier einen Artikel verfasst: Solar-Autakt: Geräte für 12V und 24V

Die Schaltung eines 12V Systems ist ebenfalls sehr simpel. Einen Kfz- oder Solarakku ist ausreichend. Weitere Akkus können Parallel geschaltet werden, um die Kapazität zu erhöhen.

Auch kannst du mehrere Laderegler für mehrere Solarmodule nutzen, dabei trotzdem einen gemeinsamen Akku laden.

Parallelschalten von Batterien:
Der Pluspol der einen Batterie, an den Pluspol der anderen. Minuspol der einen an Minuspol der anderen.

12V Solar Anlage Schaltung Zwei mögliche Schaltung für das 12V Solaranlage - System. Gegenüber 24V, 36V oder 48V werden nur mindestens 1 Akku benötigt. © Wohnen-Heimwerken.de

12V Solar Anlage Schaltung
Zwei mögliche Schaltung für das 12V Solaranlage - System. Gegenüber 24V, 36V oder 48V werden nur mindestens 1 Akku benötigt.

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Vorteile der 12V Solaranlage:
  • Viele Geräte für 12V System
  • einfach und kostengünstige Anschaffung
  • lediglich min. 1 Kfz.- / Solarakku benötigt
Nachteile des 12V Solaranlage:
  • Hohe Verluste bei längeren Übertragungswegen
  • Dickere Kabel benötigt

Das 24V Insel-Solaranlage System

Und auch bei 24V stehen noch einige geeignete Geräte zur Verfügung. Es werden aber mindestens zwei Akkus benötigt.
Das 24V System eignet sich am ehesten für einen stärkeren 230V Wechselrichter.

24V Solar Anlage Schaltung Die 24V Solaranlage benötigt doppelt so viele Akkus wie beim 12V System. © Wohnen-Heimwerken.de

24V Solar Anlage Schaltung
Die 24V Solaranlage benötigt doppelt so viele Akkus wie beim 12V System.

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Reihenschaltung von Batterien:
Der Pluspol der einen Batterie, an den Minuspol der anderen. Die beiden offenen Enden sind das 24V Plus/Minus.

Vorteile der 24V Solaranlage:
  • Einige Geräte für 24V System
  • einfach und kostengünstige Anschaffung
  • min. 2 Kfz.- / Solarakku (je 12V) benötigt
Nachteile des 24V Solaranlage:
  • Noch immer recht hohe Verluste bei längeren Übertragungswegen
  • Recht dicke Kabel benötigt
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Das 48V Insel-Solaranlage System

Für das 48V System sind mir keine direkten Verbraucher bekannt. Außer spontan E-Bike Akkus mit 48V.
Es eignet sich eher zur Verwendung mit 230V Wechselrichter. Die Verluste über Kabel sind geringer und können deutlich dünner ausfallen als bei dem 12V oder 24V System.
Der Aufwand mit 12V Akkus ist hingegen schon erheblicher. Es werden viermal so viele Akkus wie beim 12V System benötigt.
Beachte: nur gleiche Akkus mit gleicher Kapazität, Lebenszeit und Zustand zu nutzen! Ein defekter Akku kann alle anderen in die Knie zwingen. Ggf. müssen auch mehrere Laderegler genutzt werden.

48V Akku-Schaltung Gegnüber des 12V Systems werden vier mal so viele Akkus benötigt. Für dieses 48V System stehen kaum direkte Verbraucher zur Verfügung, ist noch am kostengünstigsten und ideal, wenn man mit Welchselrichter arbeiten und die Leitungsquerschnitte gering halten möchte. © Wohnen-Heimwerken.de

48V Akku-Schaltung
Gegnüber des 12V Systems werden vier mal so viele Akkus benötigt. Für dieses 48V System stehen kaum direkte Verbraucher zur Verfügung, ist noch am kostengünstigsten und ideal, wenn man mit Welchselrichter arbeiten und die Leitungsquerschnitte gering halten möchte.

Vorteile der 48V Solaranlage:
  • Kostengünstig, da die Technik dafür recht günstig ist
  • Ideal für Wechselrichter-Nutzung
  • Leitungsquerschnitte geringer als bei den anderen oben genannten Solaranlagen
Nachteile des 48V Solaranlage:
  • Womöglich keine direkten Verbraucher nutzbar
  • Reihenschaltung von mind. Vier 12V Akkus
  • Akkus sollten hin und wieder überwacht werden, um bei einem Ausfall die restlichen zu schützen
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Laderegler Angaben

Jeder Laderegler hat verschiedene technische Spezifikationen, was du damit maximal machen kannst. Die meisten günstigen sind für 12V, 24V und 48V ausgelegt. Für 36V, was recht unüblich ist, sind nur einige der günstigen geeignet.
Ebenfalls sind die weiteren beiden Angaben wichtig. Die maximale Ausgabe-Leistung in Ampere, sowie die maximale Spannung der Solarmodul. Dazu gab es einen umfangreichen Beitrag, um den richtigen Laderegler für die Photovoltaikanlage zu finden.

Laderegler defekt? Sicherung tauschen.. Viele Geräte, die defekt scheinen, sind mit ein paar Cent für Bauteile und einem Lötkolben schnell wieder repariert. Das spart Geld und Frust. © Wohnen-Heimwerken.de

Laderegler defekt? Sicherung tauschen..
Viele Geräte, die defekt scheinen, sind mit ein paar Cent für Bauteile und einem Lötkolben schnell wieder repariert. Das spart Geld und Frust.

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Bei den günstigen China-Ladereglern stehen die Angaben oft nicht direkt auf dem Laderegler. Wenn dann in der Bedienungsanleitung - die oft aber nicht mitgeliefert oder als PDF-Dokument übers Internet heruntergeladen werden kann. Bei Amazon sind aber bei allen mir bekannten günstigen Ladereglern die Angaben ordentlich auf der Amazon-Produktseite aufgelistet.

Nun bist du dran!

Welche Spannung nutzt du und warum? Oder benötigst du mehr Informationen? Hinterlasse einen Kommentar unter diesem Artikel.
Nach bestem Wissen und Gewissen.
Sonnige Grüße, dein

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Neuste Kommentare erscheinen oben. Kommentare sind Meinungen der Nutzer.
Beat Vogel am 22.11.2020#9
Deine wertvollen Tipps schaue ich dann bei Amazon od. auch Alibaba nach, die Preise sind interessant, aber die liefern alle nach Serbien, wo neu seit 14. Okt. wohne (mit meiner serbischen Frau) kannst Du mir einen Hinweis geben, was ich tun kann ? VD im Voraus u. beste Grüsse B. Vogel
Ja und eine kleine Solaranlage möchte ich als Erstlingswerk demnächst anpacken. Akku selber bauen ist mein derzeitiges Vorhaben.
Hüttengeist am 16.07.2020#8
So wie beschrieben habe, ich auch angefangen. Inzwischen ist die PV weiter gewachsen auf 100St. 1,2V/Zelle Hoppecke FNC Traktion Akkus auf 12 V zusammengeschloßen mit 1040 Ah und 1500W Inverter. Meine Glas - Glas Panele sind jetzt 40Jahre alt und liefern immer noch. Jetzt schwächeln nach 17 Jahren die Akkus. Sind NiCd`s, also problematisch für PV, weil Memory, höhere Ladeentspannung, Konstantstromladung mit bei mir z.B bis 1000 A laut Hoppecke Datenblatt, krieg ich nicht hin. Meine Absicherung , Schmelzsicherungen, 12V seitig zum Inverter 300A. Das waren die dicksten Anlasserkabel( für Schweren Dieselmotoren), die ich kriegen konnte und die dicksten Sicherungen. Die Verlegung ist Schlosserarbeit. Für die Elektronik mußte ich, als Stromtrottel, experimentieren. Läuft heute noch ohne Mängel.
Hab auch die Bekanntschaft mit zwei explodierenden Zellen eines 160 AH Bleiakkus erlebt. Mit viel Glück keine bleibende Schäden erlitten. Ist nicht lustig! Es muss sich um einen Plattenschluss gehandelt haben. Das waren nur zwei Zellen in einem! von 4 Stapler-Akkus. Wäre der ganze Akku hochgegangen, wären diese Zeilen leer. Also überdenkt den Einsatz von Schwefelsäure-Akkus. Meine Brille und sofort viel Wasser hat mir mein Augenlicht gerettet. Den blauen Blitz sehe ich auch nach 20 Jahren vor dem inneren Auge. Die Klamotten waren von der Säure total zerfressen.
Heute werde ich mir LiFePo4 Akkus holen, die sind einfacher im Handling. Für jede PV-Anlage gilt: nur eine langlebige PV lohnt sich. Qualität zahlt sich aus.
P.S. wer sagt schon nein, wenn er 100St., mit Verbindern, NiCd-Akkus(neu),1040Ah für 250 Euro kriegt? Ok, es hat nicht jeder Platz für 700kg Akkus. Das Experiment hat sich gelohnt, aus heutiger Sicht, wenn ich an die Lebensdauer eines Bleiakkus denke, und eine Ah kostet min. 1 Euro.
Vorschläge für eine Neuanlage willkommen und immer eine Handvoll Sonne
Bli
Michael Heim am 19.02.2020#7
Ich benutze 12 Volt System in mein Garten. der Vorteil ist für mich gleich am frühen Morgen ist die Spannung da zum Laden der Akkus habe vier Solarmodule knapp 85 Volt und es hat einen Vorteil ich kann mehrere Batterien parallel schalten dass die Kapazität erhöht wird das ist für mich der Vorteil sehr gut und es gibt viele Geräte die mit 12 Volt funktionieren da ist dass mir auch egal dass ich ein höheren Querschnitt nehmen muss für die Kabel habe 5,82 Ampere für die vier Module habe auch die Möglichkeit ein Modul Brill zu schalten noch dazu dass ich auf 11,64 Ampere komme das ist optimal das heißt fünf Module
Bodo am 26.09.2019#6
Hallo Markus.
Oben steht. Reihenschaltung Plus an Plus- Minus an Minus.
Solltest du mal ändern.
Gruß Bodo.
Marcus am 27.04.2019#5
Danke Holger!
Die 12V Panels haben in der Regel um die 21V. Je höher die Spannung ist, mit der ein MPPT Laderegler arbeiten kann, desto effektiver läuft das dann auch bei Wolken. Kein Laderegler kann die Spannung hochsetzen (Stepup), daher wird meist 1V mehr als die Akkuspannung benötigt, damit geladen wird. Schaue dir dazu mal die Themen zum Laderegler etc an. Oben über die Suchfunktion.
Es stimmt nicht unbedingt, das die 36V Panels besser bei diffusen Lichtverhältnissen sind, lediglich die Spannung ist zum arbeiten besser. Es kommt auf dein System an.. ich nehme an du hast 24V, dann würde ich lieber 2x21V Panels in Reihe schalten, beim 12V System 2x36V parallel.

Wünsche dir einen fantastischen Tag und gutes gelingen! Vielleicht schreibst du später noch, wie du es für dein Wohnmobil gelöst hast :).
Holger am 27.04.2019#4
Hallo Marcus.

Wichtige Sachverhalte gut erklärt! Danke.

Für eine Solaranlage auf dem Wohnmobil habe ich zwei Angebote erhalten. Einmal mit 12V Panels, ein anderes Mal mit 36V Panels.

1: Welche würdest Du bevorzugen bei einem ganzjährigen Solarbedarf??
2. Stimmt es, daß die 36V Panels bei schlechten Lichtverhältnissen/Abschattung mehr Ertrag als die 12V Panels liefern??

Solarregler und Kabeldicke können wir einmal außer Acht lassen.

Danke für Dein Feedback,
Holger
Marcus am 10.02.2019#3
Hallo Günther, ich habe dir dir entsprechenden Wandler oben im Beitrag verlinkt.
Ich empfehle welche mit Gehäuse zu nutzen. Beachte die maximale Leistung.

Falls du keine 24V Geräte hast, dann ist es beim Tiny House und auch bei Wohnwagen doch ideal, 12V zu nutzen. Geringere Verluste hast du auch durch Verwendung dickere Kabel. 12V Systeme sind meiner Meinung nach jedoch begrenzt. Mehr als 3000 Watt würde sich vom Leitungsdurchmesser wohl kaum rechnen und dann ist 24, 36 oder 48V wohl eine bessere Wahl.
Berichte doch gern mehr über das Tiny House, das ist ein sehr spannendes Thema!

lf, Marcus
Günther S. am 10.02.2019#2
Hallo Marcus,
vielen Dank für Deinen fundierten Beitrag. Ich erwäge den Einbau eines 24 V Systems in ein Tiny-House.
Was mir auch nach Deinem Beitrag nicht klar wurde ist, auf welchem Wege sich an einem 24 V System (für geringere Leitungsverluste) letztlich "normale" 12V - Geräte betreiben lassen. Dies müsste doch eigentlich möglich sein, oder?
Matheo S. am 29.07.2018#1
Hallo Marcus. Für meine Solaranlage nutze ich 12V. Verluste sind nach einigen Metern deutlich messbar und überlege auf 24V umzustellen. Man findet dazu im Internet fast nichts und ich muss etwas testen.
Danke für dieses Thema!
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