(Solar)batterien

sind eigentlich Akkumulatoren und werden dazu verwandt, die von dem Solarmodul erzeugte elektrische Energie zu speichern. Schließlich wird die elektrische Energie in der Regel dann gebraucht, wenn es draußen dunkel ist und kein Strom produziert wird. Daraus ergibt sich ungefähr die "Größe"(Kapazität) einer Batterie. Diese wird in Ah(Amperestunden) angegeben. Wenn z. B. eine Lampe mit einem Ampere Strombedarf 4 Stunden am Tag an ist, werden 4 Ah verbraucht. Eine Batterie sollte so groß bemessen sein, daß man z. B. auch eine typische Schlechtwetterperiode von ca. 2 Wochen überbrücken kann. Dann ergeben sich in unserem Beispiel

4 ^Ah/_Tag x 14 Tage = 56 Ah.

Kommen noch ein Fernsehgerät und ein Radiorecorder hinzu, erreicht man schnell Werte, die einer Batteriekapazit&asuml;t von 100 Ah entsprechen. Eine solche Kapazität wird typischerweise für eine 50 Wp-Anlage im Freizeitbereich empfohlen. Sie finden auch genauere Dimensionierungsberechnungen von Solaranlage und Batteriekapazität

Solarbatterie, Starterbatterie, Gelbatterie oder Schrottbatterie?

Starterbatterien

müssen einen kurzen Moment lang sehr hohe Ströme liefern (einige 100 Ampere). Entladen werden sie dabei nur wenig und sie werden danach auch sofort wieder von der Lichtmaschine aufgeladen. Aufgrund des hohen Strombedarfes sind die Bleiplatten sehr eng benachbart angeordnet. Außerdem ist ein Pol ein sehr poröses Kohlegerüst, daß mit Blei versetzt ist. Durch die Porösität wird die aktive Oberfläche stark vergrößert. Das erhöht Strom und Kapazität der Akkumulatoren. Werden solche Batterien mehr als nur zu 10% entladen (also noch nicht mal tiefentladen) ändert sich im Lauf der Zeit die Struktur der Bleiplatten, sie schwemmen auf. Bleisulfat, daß normalerweise in der Säure gelöst vorliegt, wird in kristalliener Form an den Bleiplatten abgeschieden. Das setzt die Löcher in der Oberfläche mehr und mehr zu und die Porösität der Elektrode nimmt ab. Diesen Prozess nennt man Sulfatierung. Das vermindert die elektrisch aktive Oberfläche. Dieser "Schwamm" ist nur begrenzt regenerierbar. (siehe Batterieaktivator ) Wenn dann noch die tief liegenden Schwammschichten immer wieder von neuen Sulfatschichten bei weiteren Entladungen überdeckt werden, ist eine Desulfatierung immer unwahrscheinlicher.
Macht man diese Entladungsprozesse - wie bei Solaranlagen üblich - sehr häufig haben Starterbatterien nur noch einen Bruchteil der Kapazität wie zu Anfang. Die Batterie stirbt. Die Anzahl dieser Zyklen, die die Batterie "relativ unbeschadet" übersteht, nennt man Zyklenzahl und ist bei Starterbatterien sehr gering(ca. 100 mal). Für Solaranlagen sind solche Starterbatterien also relativ ungeeignet. Mit einer speziellen Bauweise wurden spezielle Solarbatterien entwickelt.

Solarfähige Batterie:
Hoppeckebatterie 12 V 110 Ah(c100)

Solarbatterie:
detasolar 12 V 105 Ah(c100)

Solarbatterien oder Entladungsbatterien

haben zwischen den Bleiplatten ein besonderes Vlies eingebaut, das verhindert, daß die Bleiplatten solcher Blei/Säurebatterien bei Entlade-/ladezyklen zu schnell Schaden nehmen. Dieses Vlies bewirkt aber auch, daß der Innenwiderstand einer solchen Batterie viel höher ist als bei einer Starterbatterie und deswegen kein so hoher Strom entnommen werden kann. Aber dies ist bei Solaranlagen, bei der nicht hunderte, sondern in der Regel unter 10 A benötigt werden, ok. Die Ladezyklen betragen bei 10%er Entladung viele tausend mal, bei 80%er Entladung immer noch zwischen meheren hundert und 1000 mal. Natürlich gibt es auch bei Solarbatterien Sulfatierungsprozesse, wie bei Starterbatterien, nur sind diese durch die Bauart der Batterien abgeschwächt

Lebensdauer einer Solarbatterie

Konkret heißt das für die Lebensdauer der Solarbatterie: Wenn man jeden Abend von einer 110 Ah Solarbatterie weniger als 10 Ah entnimmt(das ist schon recht viel) und am nächsten Tag wieder zulädt, könnte die Batterie tausende solcher(Sonnentage) überleben. Leider gibts da noch den Winter. Da kann ein Zyklus schon mal 7 Wolkentage dauern und die Batterie auf 80%, (bis daß der Tiefentladeschutz anspringt) entladen. Bei mindestens 200 solcher Zyklen könnte die Solarbatterie 1500 solcher Wintetage überstehen. Da es Winter und Sommer gibt, liegt die Lebensdauer einer solchen Solarbatterie irgendwo zwischen 5 und 10 Jahren. Natürlich erfordern solche Werte eine gute Behandlung (keine Einfrierungen des Elektrolyten, keine Tiefentladungen, regelmäßige Säurestandskontrollen, keine extremen mechanischen Beanspruchungen, einen richtig eingestellten Laderegler( z. B. darf die Temperaturkompensation des Ladereglers nicht dadurch ausgetrickst werden, daß Laderegler und Batterien unterschiedliche Umgebungstemperaturen haben, was leider bei fast allen Solaranlagen der Fall ist.)
Standardmäß sind folgende Solarbatterien und solarfähige Batterien im Angebot:

Batterietyp	Nenn- spannung	Kapazität/ c (Entladezeit in Stunden)	Maße in mm (lxbxh)	Zyklenzahl bei ? % Entladetiefe	Zyklenzahl bei ? % Entladetiefe	Gewicht
Hoppecke 110	12 Volt	110 Ah/ (c100)
Bayernbatterie	12 Volt	120 Ah/ (c100)
detasolar 105	12 Volt	105 Ah/ (c100)	353 x 175 x 190			24 +-5% gefüllt
akkusolar 140	12 Volt	140 Ah/ (c100)	405 x 175 x 203	500 bei 50%		19,2 Kg trocken
akkusolar 80	12 Volt	80 Ah/ (c100)	278 x 175 x 190			12,1 Kg trocken
akkusolar 50	12 Volt	50 Ah/ (c100)	210 x 175 x 190	500 bei ? %		9,4 Kg trocken

Gelbatterie der Fa Sonnenschein:
dryfitsolar 230 Ah(c100)

Gelbatterien

sind erheblich teurer als herkömmliche Blei/Säure Batterien, haben demgegenüber aber den Vorteil, daß der Elektrolyt nicht vergasen kann und daß aufgrund lokaler Gasung, die bei Ladung fast nie zu verhindern ist, diese Gase nicht sofort nach oben steigen, weil sie vom Gel daran gehindert werden, sondern größtenteils zur gegenüberliegenden Platte diffundieren und dort wieder ionisiert, sprich wieder "flüssig" gemacht werden. Solche Gelbatterien sind wartungsfrei.
Standardmäßig gibt es folgende Gel Batterien vom Hersteller "Sonnenschein":

Batterietyp	Nennspannung	Kapazität/ c (Entladezeit in Stunden)	Maße in mm(lxbxh)	Zyklenzahl bei 80 % Entladetiefe	Zyklenzahl bei 20 % Entladetiefe	Gewicht
Dryfit solar 90	12 Volt	90 Ah/ c100)	330 x 171 x 235,5	500	2300	33 kg gefüllt
Dryfit solar 130	12 Volt	130 Ah/ (c100)	284 x 267 x 230	500	2300	37 kg gefüllt
Dryfit solar 230	12 Volt	230 Ah/ (c100)	518 x 291 x 242	500	2300	70 kg gefüllt

Weitere Angebote von Starterbatterien und Gelbatterien und Blei/Säure-Solarbatterien anderer Kapazität bitte auf Nachfrage.

Reicht nicht auch eine kaputte Starterbatterie?

Da eine gute (Solar)batterie ungefähr 1/4 bis 1/3 der Kosten einer Standardphotovoltaikanlage von 50 Wp für Caravans, Bauwagen und Hütten ausmacht, ist man versucht, diese Kosten zu sparen und einfach eine alte Autobatterie zu nehmen. Die Idee ist auch gar nicht so blöd. Schließlich werden Starterbatterien oft nur weggeworfen, weil sie die Starterleistung von einigen hundert Ampere nicht mehr bringen, den typischen Photovoltaikanlagenstrombedarf von bis zu 10 Ampere jedoch mühelos schaffen. Auch wenn die angegebene Kapazität längst nicht mehr erreicht wird, ist das nicht so schlimm: Dann nimmt man eben eine größere Starterbatterie und nutzt diese solange, bis sie vollends kaputt ist. Dann holt man sich vom Schrott eine neue.

Trotzdem ist Vorsicht angebracht,
denn üblicherweise wird bei funktionierenden Batterien 10% des Ladestroms nicht in der Batterie gespeichert sondern verpufft beim Laden in sinnloser Wärmeenergie. Bei kaputten Starterbatterien kann dieser Wert auf 50% oder noch mehr steigen. Also, bevor zu dieser Billigvariante geschritten wird, sollte zunächst die Güte der Batterie gemessen werden. Dazu wird die entladene Batterie mit einem Ladegerät aufgeladen. Messe den Strom und die Zeit, bis daß die Batterie voll ist(13,8 Volt). (Achtung: der Strom ändert sich mit der Zeit. Entlade die Batterie dann über eine Lampe (bis 10,8V). Messe nun den Entladestrom(typ. 1 A) und die Entladezeit. Bilde nun die Produkte aus mittlerem Strom und Zeit (Korrekterweise muß das Integral vom Strom über die Zeit des Stromflusses gebildet werden) und vergleiche das Entladeprodukt mit dem Ladeprodukt.

Wann lohnt sich nun die Billigvariante?
Nehmen wir an, wir haben ein 50 Wp-Modul zur Verfügung, das über einen Regler eine Solarbatterie lädt. Angenommen, an einem Sommertag werden vom Modul 200 Wh erzeugt. Durch Regler(-10%) und Solarbatterie (-10%) werden von den 200 Wh tatsächlich nur 0,9 x 0,9 x200 Wh = 162 Wh gespeichert. Für Regler Modul und Zubehör werden 350 Euro fällig, für die Batterie noch mal 100,-. Wenn man eine Abschreibungszeit von Modul (regler bleibt unberücksichtigt) von 20 Jahren annimmt, werden in dieser Zeit 3 Batterien benötigt. Insgesamt fallen also 350 +3 x 100 = 650 Euro an, pro Jahr also 650/20 = 32,5 Euro pro Jahr. Pro erzeugte Watth an diesem zugrundegelegten Sommertag mu%szlig; also 32,5Euro/Jahr: 162 Wh =0,20 Euro/(WhxJahr) aufgewandt werden.

Nimmt man nun dieselbe Anlage, allerdings mit recht kaputten Starterbatterien, die anstelle der 10% gleich 50% der erzeugten Energie in Wärme umwandeln, hat man zwar Kosten gespart. Es bleibt bei 350,- Euro/20 Jahre = 17,50-/Jahr. Allerdings steht auch wesentlich weniger der an diesem Sommertag erzeugten Energie von 200 Wh zur Verfügung.Abzüglich der Verluste von Regler (-10%) und Starterbatterie(-50%) bleiben 200Wh x 0,9 x 0,5 = 90 Wh Pro erzeugt Wh mu/szlig also 17,50 Eurp/Jahr: 90 Wh= 0,19 Euro/(WhxJahr) aufgewandt werden. Dies ist also tatsächlich etwas günstiger als bei einer Investition einer Solarbatterie .

Rechnet man jedoch mit einer "Muß"amortisation von knapp 10 Jahren, weil Solaranlagen im Freizeitbereich in der Regel nicht über so lange Zeiten genutzt werden, sieht die Sache schon anders aus. Wie man leicht ausrechnet stehen sich die Stromgestehungskosten in diesem Fall von 0,31 Euro(WhxJahr) bei Nutzung einer gekauften Solarbatterie, Stromgestehungskosten von 0,39 Euro/(WhxJahr) bei der Nutzung von kaputten Starterbatterien gegenüber. Wenn man dann noch den Streß einer mindestens 2-monatlichen Kapazitätsmessung (wie oben beschrieben) der Schrottbatterie berücksichtigt und die Tatsache, daß man wohl alle halbe Jahre sich "neue"Schrottbatterien besorgen muß und diese, weil sie so geringe Kapazität haben, wegen der dann notwendigen Größe die halbe Hütte ausfüllen, ist die Entscheidung für den Kauf einer teureren Solarbatterie durchaus sinnvoll.

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