Solar auf dem Dach – was brauche ich dafür?

Zuletzt aktualisiert am 18. Juli 2020 by Christa

Solar für das Wohnmobil oder den Wohnwagen bedeutet mehr Freiheit in der Auswahl von Übernachtungs- und Stellplätzen. Egal, ob ich damit Camping- und Stellplätze ohne Stromanschluss nutzen kann oder komplett frei stehe, die Unabhängigkeit von der Steckdose ist verlockend.

Zuerst stellt sich natürlich die Frage, was man neben Solarmodulen noch für eine funktionierende Solar-Energie Anlage benötigt. Der Markt ist schier unendlich groß und die Meinungen im Netz gehen weit auseinander, wenn es darum geht, was denn nun wirklich „richtig“ ist. Wer nicht gerade viel mit Elektrik und Elektronik zu tun hat, ist hier schnell überfragt.

Bevor man den Schritt zum Händler oder Berater macht, sollte man allerdings für sich einige Fragen klären, die der Berater mit Sicherheit auch stellen wird. Dann ist man auch auf seine Fragen vorbereitet uns weiß, wovon er spricht.

Welche Solarmodule kaufe ich?

Flexible Module, feste Module, begehbare Module, mono- oder polykristalline Module, 80 Watt oder doch lieber 150? Wer sich mit dem Thema auseinandersetzen möchte wird schon bei der Suche nach einer passenden Solar Zellen Modulform von der Auswahl erschlagen. Sich in alles einlesen bei all dem Fachchinesisch? Dafür reicht oft die Zeit und die Geduld nicht und der Gedanke an Solar Panels stirbt. Dabei ist das Ganze gar nicht so schwierig. Man muss nur einen Schritt nach dem anderen gehen.

Prinzipiell raten wir zu monokristallinen Solarmodulen. Sie sind zwar etwas teurer als polykristalline Module, haben aber dafür einen besseren Wirkungsgrad und sind alterungsbeständiger.

Viel oder wenig Dachfläche? Eben oder nicht?

Bevor du loslegst, schau dir erstmal deine Dachfläche an. Dein Dach macht nämlich die Regeln.

Wenn du viel freie Fläche hast, kannst du ganz entspannt mehrere Solarmodule auf das Dach packen. Feste Solarmodule, die mit einem Halter auf dem Dach befestigt werden, sind in der Regel leistungsstärker als flexible Module. Allerdings sind sie dann nicht begehbar. Flexible Module werden direkt auf das Dach geklebt und viele Varianten können begangen werden. Ob das dauerhaft von Vorteil ist, ist dennoch fraglich. 

Hast du eher wenig freie Fläche zur Verfügung, sind mehrere kleinere und dafür leistungsstärkere Module mit einer höheren Wattzahl sinnvoll. 

Das Ganze erübrigt sich aber, wenn du gar keine ebene Fläche hast, weil du beispielsweise nur am gewölbten Alkoven noch etwas Platz übrig hast oder zwingend begehbare Module brauchst. Dann kommst du um flexible Module nicht herum.

Maß nehmen

Am Besten misst du also zuerst die freien Flächen des Dachs aus. Wir haben sie dann maßstabsgetreu aufgezeichnet und mit verschiedenen „Modulschablonen“ herumprobiert, was am besten passt und wie wir auf die höchste Wattzahl kommen.

In unserem Fall hatten wir ein großes, ebenes Dach zur Verfügung. Deshalb hatten wir uns für hochwertige, rückseitig kontaktierte, monokristalline Solarmodule von der Firma preVent mit Halter entschieden.

Besonderheit: aufstellbare Module

Manche besorgen sich spezielle Halter, damit man die Solarmodule schräg hochklappen kann. Vor allem im Winter erhöht das den Solarertrag enorm. Das heißt aber auch, man muss jedes Mal aufs Dach und die Module hochklappen oder das ganze irgendwie elektrisch lösen. Wer hauptsächlich in „hellen“ Jahreszeiten vom späteren Frühling bis Herbst unterwegs ist, kann sich das meistens sparen. Wintercamper sollten sich darüber ernsthafte Gedanken machen.

Gut zu wissen

Etwa 10 Stunden Tageslicht in Deutschland entsprechen in den Sommermonaten (Mai bis September) ca. drei Stunden Maximalleistung des Solarmoduls. In den Wintermonaten sind 0,8 bis höchstens zwei Stunden Maximalleistung des Solarmoduls zu erreichen. In Deutschland haben wir aber im Sommer im Schnitt nur 7 Stunden Sonne und im Winter 1,5.

Achtung – (Teil-)Abschattung beachten!

Wenn du schon auf dem Dach die Maße nimmst, solltest du unbedingt auch den Rest deines Daches im Auge behalten. Hast du einen Kamin oder Dachhauben? Eine Dachreling? Das ist wichtig zu wissen, denn diese Aufbauten können im ungünstigsten Fall deine Solarmodule komplett oder teilweise abschatten.

Wie weiter oben schon beschrieben, gibt es auf dem Markt unzählige Typen von Solarmodulen. Steht man immer auf einem Sonnenplatz und hat keine Abschattungen, reichen auch einfache Solarzellen aus.

Wir haben in unserem Fall Solarzellen gewählt die auch bei Teilverschattung noch gute Werte liefert. Da die ursprünglich verbauten Solarmodule nicht mehr erhältlich sind, haben wir hier Solarmodule ausgewählt, die auch bei einer Teilverschattung noch gute Werte liefern.

Was passiert aber bei einer (Teil-)Abschattung (egal ob Baum, Dachluke, Dachreling oder Gebäude)? Hier haben die einfachen Solarzellen einen erheblichen Nachteil. Im schlimmsten Fall reicht der Schatten einer Dachluke aus, um den Ladevorgang komplett abrechen zu lassen. Denn durch die Reihenverschaltung innerhalb der Solarzellen eines Moduls und der Module auf dem Dach bestimmt immer die schwächste Zelle der Reihe die Leistungsabgabe.

Deshalb sollte man, je häufiger auch mit Schatten zu rechnen ist, zu besseren Solarzellen greifen, die aus möglichst vielen Solarzellen bestehen. Die von uns ausgewählten Module beispielsweise bestehen aus 88 Solarzellen. Dadurch haben wir auch bei einem kleinen Schatten noch ausreichend Stromfluss.  

Es gibt verschiedene Techniken, die Abschattungsproblematik zu umgehen. Jeder Hersteller hat hierfür auch noch mal verschiedene Werbebegriffe, deshalb ist es nicht so einfach, das passende zu finden. Im Prinzip gilt aber, je mehr Solarzellen das Modul besitzt, desto besserer reagiert es bei Teilabschattung.

Aber es gibt noch andere Techniken um den Wirkungsgrad zu verbessern. Dies geschieht zum Beispiel durch die Erhöhung der Busbars (Stromschienen) auf 5 Stück. Durch die erhöhte Anzahl der Busbars verringert sich der Weg zur Stromabnahme und somit auch der elektrische Widerstand. Der dadurch niedrigere Zellenwiderstand erhöht die Belastbarkeit der Solarzellen enorm. Besonders bei flachliegenden Solarmodulen (wie z. B. auf Wohnmobilen, Wohnwagen und Caravans) wird der Ertrag dadurch deutlich mehr.

Trotzdem gibt es nicht DAS Optimale. Die Fachleute streiten sich immer wieder in den Foren darüber was wirklich besser ist. Am einfachsten lässt man sich hier tatsächlich von jemandem beraten, der bereits sehr viel Erfahrung in diesem Bereich hat.

Wie viel Watt brauche ich für meine Solaranlage?

Bist du in der glücklichen Lage, viel Platz zu haben, stellt sich die Frage, wie viele Solarmodule bzw. wie viel Watt du brauchst.

Um zu ermitteln, wie hoch dein Stromverbrauch ist, gibt es im Netz zahlreiche Hilfstabellen. Und trotzdem scheitern viele schon an dieser Frage. Warum? Weil das genaue Ermitteln gar nicht so einfach ist.

Aber das exakte Ermitteln des Verbrauchs ist gar nicht so wichtig. Viel wichtiger ist eine Grundeinteilung der aktuellen Geräte in drei Kategorien: hoher Verbrauch, mittlerer Verbrauch und geringer Verbrauch, das Nutzungsverhalten der Geräte und auch die vorhandene Speicherkapazität (Ah) deiner Batterien.

Vielleicht möchtest du dir irgendwann neue elektrische Geräte anschaffen und mit auf Reise nehmen? Das solltest du in deine Überlegungen mit einbeziehen. Zwar brauchen neue elektrische Geräte oft weniger Strom als alte, aber wir führen auch immer mehr elektrische Geräte in unseren Tagesablauf ein.

Die Grundeinteilung deiner Geräte

Welche Geräte besitzt du aktuell bzw. was wirst du wahrscheinlich irgendwann besitzen?

Geräte mit niedrigem Verbrauch (kleiner 100 W)

USB Ladegeräte, Laptop, Handy, elektrische Zahnbürste, Kapselkaffeemaschine (Achtung: variiert je nach Typ)

Geräte mit mittlerem Verbrauch oder sehr kurzzeitiger Nutzung (bis 300 W)

Reiseföhn (bis 750W für max. 20 Min), Absorberkühlschrank im Gasbetrieb, Waschmaschine ohne Erwärmung des Wassers, Kapselkaffeemaschine (Achtung: variiert je nach Typ), Fernseher

Geräte mit hohem Verbrauch (bis 2.000 W)

Ladegrät für E-Bikes, elektrische Kochplatte, elektrischer Wasserkocher, haushaltsüblicher Föhn/Lockenstab/Glätteisen, Mikrowelle, Kompressorkühlschrank, Kompressorkühlbox, Heizdecke, Spülmaschine, Waschmaschine mit Erwärmung des Wassers, Stabmixer, Handrührgerät, Thermomix, elektrisches Kochfeld

Nicht mit einer reinen Solaranlage realisierbar

Gleichzeitige Nutzung mehrerer Geräte der Rubrik „hoher Verbrauch“ bzw. unter sehr häufiger (langer) Benutzung, Klimaanlage, Heizlüfter, elektrisches Mehrplattenkochfeld

Andere Geräte?

Wenn du Geräte hast, die hier nicht aufgelistet sind und du dir unsicher bist, in welche Kategorie deine Geräte gehören, gilt die Faustregel: alles, was warm macht oder gegen einen Widerstand arbeiten muss, verbraucht viel Strom.

Alles, was mit 5 V (USB) oder 12 V läuft und ein dünnes Kabel hat, verbraucht eher wenig Strom.

Was mit 12 V läuft, ein dickeres Kabel hat und über längere Zeiträume läuft, gehört in die Gruppe der mittleren Verbraucher.

Was mit 12 V oder 230 V läuft und ein dickes Kabel hat und fast den ganzen Tag läuft, gehört in die Gruppe der hohen Verbraucher.

Außerdem brauchst du für die 230 V-Geräte erst einen Wechselrichter, um diese betreiben zu können.

Wir haben im laufe der letzten 25Jahre sehr viele verschiedene Wechselrichter verbaut und getestet. Es kommt hier drauf an, dass der Wechselrichter eine saubere Sinusspannung erzeugt (keine Sinus ähnliche Spannung). Klar kann man einen guten aber teuren Victron Wechselrichter nehmen, wir haben hier die deutlich günstigeren Varianten von ECTIVE und Novopal bevorzugt und sind damit sehr gut gefahren. Im direkten Preisvergleich kosten diese 1/3 von einem Victron Wandler und machen genau das was wir brauchen.

Das Nutzungsverhalten der Geräte

Nachdem du eine Übersicht deiner Geräte hast, solltest du dir jede Gruppe nochmal anschauen. Alles was in der Gruppe der niedrigen Verbraucher ist, kann bedenkenlos den ganzen Tag laufen. Diese Verbraucher ziehen wenig Energie aus den Boardbatterien und die Solaranlage kann dieses Defizit schnell füllen. Hat man kaum andere Verbraucher, reichen 200 Watt Solar aus, um die Batterien wieder zu laden.

Geräte aus der Stufe der mittleren Verbraucher können bei häufiger Nutzung schnell die Batterien entleeren. Oft sind das aber Geräte, die nicht den ganzen Tag laufen. Hier sollte man seinem Nutzungsverhalten erhöhte Aufmerksamkeit schenken. Wenn die Geräte eher selten laufen, kann man damit rechnen ca. 300 – 500 Watt Solar auf das Dach packen zu müssen.

Wer Geräte in der Kategorie der hohen Verbraucher hat, oder die der mittleren Verbraucher sehr häufig nutzt, der wird um eine Wattzahl von ca. 500 – 800 Watt auf dem Dach nicht herumkommen.

Wichtig ist zu wissen, dass durch den niedrigen Stand der Sonne und die kürzeren Tage im Winter die Solarmodule deutlich weniger Strom erzeugen. Wer also im Winter ebenfalls häufiger unterwegs ist, der sollte eine höhere Wattzahl einplanen als jemand, der sein Wohnmobil oder Wohnwagen nur im Sommer nutzt.

Reihen- oder Parallelschaltung?

Bevor du dir Gedanken über die übrigen Komponenten machst, solltest du dir überlegen, wie du die Solarmodule anschließen möchtest. Ob in Reihen- oder Parallelschaltung.

Was ist der Unterschied?

Eine Parallelschaltung bringt Vorbeile bei einer Teilverschattung.

Je nach den technischen Daten des Solarmoduls (die sehr unterschiedlich sein können), muss auch der Laderegler für eine Reihen- oder Parallelschaltung entsprechend ausgelegt sein.

Bei einer Reihenschaltung müssen die Spannungswerte (Volt) zusammengezählt werden. Diese dürfen die maximale Eingangsspannung vom Laderegler nicht überschreiten.

Bei einer Parallelschaltung müssen die Stromstärken (Ampere) zusammengezählt werden, auch hier darf man nicht über die maximale Stromstärke vom Laderegler kommen. Das ist auch die Art der Verschaltung, die wir für uns gewählt haben.

Auch gibt es noch die Möglichkeit 2 Laderegler parallel zu betreiben, dadurch ist man auch besser vor einer Teilverschatung geschützt und hat eine Ausfallsicherheit (Redundanz) eingebaut. Wir haben bei unserem Mobil einmal 3 Module und einmal 2 Module jeweils zusammengeführt.

Sperrdiode bei einer Parallelschaltung einbauen?

Weil uns die Frage erreichte, möchte ich hier kurz drauf eingehen, ob eine Sperrdiode nicht sinnvoll ist, um zu verhindern, dass der Strom bei einer Parallelschaltung von einem Modul in das andere fließt.

Eine Diode ist normal nicht erforderlich. Ein Rückstrom kann bei gleichen Modulen, die parallel geschaltet sind, auch nicht bei einer Beschattung eines Moduls fließen. Denn auch im Schatten ist immer noch etwas Licht vorhanden, dies reicht aus um die unbelastete Spannung des Moduls aufrecht zu halten.

Sollte das eine Modul zu 100% abgedeckt sein, und das andere volle Sonne abbekommen, so gilt hier immer noch: Der Rückstrom müsste größer sein, wie die Rückstromfestigkeit des Moduls.
Auf diese Werte achten normal auch immer die Hersteller.

Als Beispiel: Unser Modul kann maximal 5,88A liefern, aber die Rückstromfestigkeit beträgt 6,35A.
Natürlich könnte dies, wenn man verschiedene Module nutzt, ein Problem ergeben.
Hier müsste man die Datenblätter vergleichen, bzw. den Modulhersteller befragen.

Was brauche ich neben den Solarmodulen noch?

Klar, die Solarmodule alleine reichen nicht. Was du noch brauchst: Laderegler, die passenden Kabel und Sicherungen sowie eine geeignete Batteriekapazität. Auch ein Batteriemonitor, der dir den aktuellen Ladezustand deiner Batterien exakt anzeigt ist nicht das verkehrteste. Doch immer der Reihe nach.

Der Laderegler

Ein Solarladeregler ist das Bindeglied zwischen den Solarmodulen und der Batterie. Er wandelt den stetig schwankenden Ladestrom, der von den Modulen kommt, um und sorgt dafür, dass bestimmte Grenzspannungen innerhalb des Systems eingehalten werden. Das schützt die Batterie und verlängert ihre Lebensdauer.

Wie bei fast allem, gibt es hier verschiedene Möglichkeiten und Modelle. In unserem Fall haben wir uns für einen Solar Laderegler MPPT-Regler von Victronic entschieden. Oder besser gesagt, für zwei, weil wir uns ein redundantes System gebaut haben und uns so hoffentlich vor einem Totalausfall schützen. Wichtig ist, dass der Laderegler zu der Wattzahl der Solarmodule auf dem Dach passt.

Über Bluetooth kann man diesen mit dem Handy oder Tablet verbinden und sich beispielsweise anzeigen lassen, wie viel Energie die Solarmodule gerade bereitstellen. Was es mit dem redundanten System auf sich hat, ist in unserem Einbaubericht zu lesen.

Die passenden Kabel und Absicherungen

Jeder, der mit Elektrik schon mal was zu schaffen hatte, der weiß, dass auch das Kabel eine große Rolle spielt. Ist es zu dünn, werden die Kabel zu heiß und ein Kabelbrand kann entstehen. Auch die Isolierung spielt eine Rolle. Sind die Kabel nicht UV-Beständig, sollten sie in einem Kabelkanal verlegt werden.

Wir haben von den Solarzellen zum Laderegler diese Kabel verlegt: Solarkabel 2x6mm
Vom Laderegler zur Batterie haben wir diese Kabel verwendet: Fahrzeugleitung 10mm

Um die Solarmodule miteinander zu verbinden benötigt man Solar-Steckverbinder.

Auch die richtige Sicherung ist wichtig und gehört hinter jeden Laderegler, bevor die Kabel zur Batterie geführt werden. Wir haben hinter jedem MPPT-Laderegler eine 40A Sicherung gesetzt.

Die Dachdurchführung

Die Solarmodule werden mit einem Kabel verbunden. Und das Kabel muss irgendwie ins Innere des Mobils zu den Ladereglern und schließlich zur Batterie geführt werden. Damit du kein undichtes Dach riskierst, gibt es spezielle Dachdurchführungen. Diese werden über dein Loch im Dach geklebt und führen die Kabel über Wasserdichte PG-Verschraubungen ins Innere. Achtung, du musst darauf achten, dass die Verschraubungen auch für deinen Kabeldurchmesser geeignet sind.

Alles im Blick – der Batteriemonitor

Um eine bessere Übersicht über den Ladezustand unserer Batterie zu bekommen, haben wir uns noch einen Batteriemonitor eingebaut. Das von uns eingebaute Modell ermöglicht das Abfragen und Anzeigen des Batteriestatuses via Bluetooth auf das Handy.

Ein Batteriemonitor ist kein Muss. Trotzdem empfiehlt es sich, weil man sonst keinen Überblick über die Ladung der Batterien bekommt.

Die passenden Batterien/Akkus

Wenn du deine Solaranlage planst, benötigst du auch ein passendes Speichermedium (Solar Speicher) für den erzeugten Strom. Hier gibt es unterschiedliche Akkutypen. Es nützt schließlich nichts, wenn du 700 Watt auf dem Dach hast, die vom Solar erzeugte Energie aber nirgendwo speichern kannst.

Litium-Akkus haben den Vorteil, dass man sie weiter entladen kann, als herkömmliche AGM-Gelbakkus, ohne sie zu schädigen. Somit benötigt man eine geringeren Ah-Wert, als bei herkömmlichen Batterien, um gleich lange damit auszukommen. Dafür sind sie aber auch deutlich teurer. Man sollte sich also darüber informieren, wie weit die Akkus entladen werden dürfen, ohne dass sie Schaden nehmen und wie viel Ah dann wirklich genutzt werden können.

Wie hoch deine Akkuleistung sein muss, ist gesondert zu betrachten. Als Faustformel kann man sagen, dass man etwa die Hälfte der Wattzahl auf dem Dach an Ah-Leistung in den Akkus benötigt.

Hast du aber manchmal sehr hohe Verbraucher laufen, kann es sein, dass die Ah-Zahl auch etwas nach oben angepasst werden sollte, damit diese auch die gewünschte Zeit benutzt werden können. Was die Verbraucher an Ah benötigen, kannst du errechnen:

Wattzahl des Geräts W x Dauer (in Stunden) der Nutzung h = Wh
Wh : Voltzahl (meistens 12 V) = benötigte Ah

Die richtige Beratung

Es ist mit etwas Vorkenntnis kein Hexenwerk das einzubauen und anzuschließen. Solltest du allerdings unsicher sein, so empfehlen wir dir fachmännischen Rat einzuholen oder das Projekt komplett von einer Fachfirma durchführen zu lassen: Bisher haben wir sehr gute Erfahrung mit der Firma Fraron gemacht. Natürlich müssen hierzu auch dort die Produkte gekauft werden.

Nice to have – Werkzeug und Kleinmaterial

Wer eine Solaranlage selbst installieren möchte, der braucht natürlich neben den oben genannten Komponenten auch das passende Werkzeug und Kleinmaterial.

Zuerst einmal sollte gesagt sein, dass man Solarmodule heute nicht mehr auf dem Dach anschraubt, sondern klebt. Es gibt Klebstoffe, die sind deutlich besser geeignet als jede Schraube und verhindern somit auch, dass man durch Unachtsamkeit Undichtigkeiten im Dach bekommt.

Um die Solarhalterungen anzukleben, empfehlen wir das Set mit Dekasyl MS-5 und dem Primer von Dekalin. Da man doch recht viel kleben muss, ist eine gute Kartuschenpresse mit genügend Hebelübersetzung ratsam, sonst hast du bei der ganzen Kleberei wenig Spaß.

Um die Kabel vorzubereiten, empfiehlt es sich, eine Abisolier- und eine Crimpzange sowie die passenden Kabelschuhe und Aderendhülsen zur Hand zu haben. Für die dicken Kabel waren wir übrigens für unsere Hydraulische Crimpzange mehr als dankbar. Auch brauchst du für die dicken Kabel, die zur Batterie gehen, entsprechend große Kabelschuhe.

Und am Ende brauchst du vor allem eins: Genug Mut, Löcher in dein Dach zu bohren – das finde ich  (Christa) nämlich immer irgendwie grausam.

Hier unsere Einkaufsliste hierzu: