Insel-Solaranlage: 12, 24 oder 48 Volt?

Beim Aufbau einer Insel-Solaranlage steht man irgendwann vor der Frage: Welche Systemspannung? 12, 24 oder 48 Volt? Gerade bei etwas größeren Anlagen wird gerne zu einer höheren Spannung gegriffen. Das hat Kostenvorteile, z.B. weil die Kabel bei gleicher Leistung dünner sein können. Die Leitungsverluste sind bei höheren Spannungen geringer als bei 12 Volt. Auch bei anderen Komponenten (Solarmodule, Laderegler) lässt sich ggf. ein wenig sparen.

Im Netz gibt es viele Diskussionen, ab welcher Anlagengröße eine Systemspannung von 24 oder sogar 48 Volt sinnvoll ist. Aus meiner Sicht hängt die Entscheidung aber ganz wesentlich davon ab, welche Verbraucher man anschließen möchte. Dazu ein paar Erfahrungen.

12, 24, 48 Volt Geräte

Wenn man die Batteriespannung direkt in 230 Volt Wechselstrom umwandelt und nur diesen verwendet, ist die Systemspannung eigentlich egal. Wechselrichter gibt es für 12, 24 oder 48 Volt, die Preise unterscheiden sich kaum.

Wie in meinem letzten Post erläutert, ist ein solcher Aufbau jedoch wenig sinnvoll und man sollte unbedingt ein paralleles Gleichstromnetz aufbauen. Dann ist jedoch die Frage wieder aktuell, welche Geräte es eigentlich für die gewählte Systemspannung gibt.

12 Volt Gleichstrom kennt man vor allem aus dem Auto. Auch Wohnmobile haben meist ein 12 Volt Bordnetz. Daher gibt es viele Geräte, die auch in einem Garten- oder Wochenendhaus nützlich sein können: Ladegeräte für Mobiltelefone und Laptop, Kühlboxen, Autoradios und sogar mobile Fernseher, DVD-Player, etc. Wir haben vom Vorbesitzer eine Solar-Inselanlage mit 24 Volt übernommen. Daher war mein erster Gedanke: schlecht, jetzt können wir alle diese Geräte nicht nutzen.

Bei meiner Recherche musste ich jedoch feststellen, dass es mindestens ebensoviele Geräte auch für 24 Volt gibt. Der Grund: Die meisten LKW haben ein 24 Volt Bordnetz und Trucker haben offenbar großes Interesse an elektronischen Gadgets, die ihnen das Leben unterwegs etwas leichter machen. Nur mit 48 Volt Systemspannung bekommt man große Probleme, hier noch passende Geräte zu finden.

Auf dieser Ebene spricht also viel für 24 Volt: Man hat eine große Auswahl an Geräten und kann das Gleichstromnetz trotzdem mit relativ dünnen und bezahlbaren Kabeln aufbauen. Dicke Kupferkabel gehen schnell richtig ins Geld, wenn man mehr als zwei oder drei Meter braucht.

Beleuchtung

Die Probleme lauern an einer anderen Ecke: 12 Volt sind auch im Haushalt sehr verbreitet, wenn es um Beleuchtung geht. Es gibt viele Lampen mit Halogenbirnen, die mit einem Trafo und 12 Volt betrieben werden. Nun sind Halogenbirnen nicht gerade genügsam im Stromverbrauch. Aber inzwischen gibt es sehr gute und auch bezahlbare LED-Birnen als Ersatz, die in die vorhandenen Fassungen (G4 oder G5,3 Stiftsockel) passen. Damit lässt sich perfekt ein energiesparendes Beleuchtungssystem für Solarbetrieb aufbauen.

Mit 24 oder gar 48 Volt ist die Auswahl hier sehr viel eingeschränkter. Eigentlich gibt es fast nichts – lediglich ein paar Birnchen für die Innebeleuchtung von LKW-Kabinen, die sich kaum für größere Räume eignen. Natürlich könnte man diese Spannungen mit entsprechenden Vorschaltgeräten auf 12 Volt umwandeln. Aber jede Umwandlung kostet Energie. Außerdem kann es mit modernen LED-Lampen dabei zu Problemen kommen (technisch gesprochen hängt man hier zwei Schaltnetzteile hintereinander, was keine so gute Idee ist).

Ich habe inzwischen Lösungen gefunden, wie sich auch moderne LEDs mit 24 Volt betreiben lassen. Das Beitragsbild zeigt unsere Außenbeleuchtung mit 2 Watt LED. Darüber werde ich mal in einem eigenen Blogpost berichten. Aber diese Lösungen erfordern in aller Regel einiges an Bastelei, die man sich ersparen sollte. Deshalb lautet mein Fazit:

Wenn irgend möglich, sollte man bei 12 Volt Systemspannung bleiben, um ein Wochenend- oder Gartenhaus mit Solarstrom zu versorgen.

Ähnliches gilt aus meiner Sicht auch für Boote oder größere Wohnmobile. Die Einsparungen bei den Kabeln machen in aller Regel die Probleme nicht wett, die man sich an anderer Stelle einhandelt – insbesondere bei der Beleuchtung. 24 Volt sind mit Einschränkungen auch noch verwendbar. Auf 48 Volt sollte nur gehen, wer damit ausschließlich einen Wechselrichter betreiben will.

2 thoughts on “Insel-Solaranlage: 12, 24 oder 48 Volt?

  1. Also ganz generell kann man einfach zwei gleiche Leuchten “in Reihe” (also hintereinander) schalten. Die jeweils 12V addieren sich dann zu 24V – bzw teilt sich die Spannung (bei gleicher Leistung des Verbrauchers) genau auf. Geht auch mit 48V – mit 4 Lampen…
    Ist das gleiche Prinzip, wie bei einer Lichterkette für den Weihnachtsbaum – da wurden auch ausreichend Lämpchen hintereinander geschaltet, bis es 220V ergab. Funktioniert also tatsächlich. (der Nachteil ist, daß wie beim Weihnachtsbaum der “Ausfall” einer Lampe die ganze Kette verlöschen läßt)

    • Bei klassischen Glühlampen (auch Halogen) geht das, da hast du Recht. Bei LEDs ist die Sache komplizierter. Wenn sie einfach nur Vorwiderstände zur Stromregulierung verwenden wie bspw. die meisten LED-Streifen, kann man sie ebenfalls problemlos in Reihe schalten. Aber viele LED-Lampen (bspw. GU5.3-Strahler für 12V) enthalten eine kleine elektronische Schaltung zur Stromregulierung. Die sollte man nicht in Reihe schalten. Manchmal mag es trotzdem funktionieren, manchmal mag auch eine einzelne, eigentlich für 12V gedachte Lampe 24V aushalten, zumindest für eine Zeit. Besonders verlässliche Lösungen sind das aber nicht.

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