Eine Garten-Solaranlage  


Die Anlage besteht schon seit 2006. In der Vergangenheit wurde sie des öfteren erweitert. Die vorliegende Beschreibung gibt den Stand vom Sommer 2020 wieder.

Trotz ihrer bescheidenen Leistung von gut 50Wp liefert die Anlage rund um das Jahr genug Energie für die LED-Beleuchtung in Hof und Garten und versorgt während der Garten-Saison außerden noch einen Camping-Fernseher, das Radio und den Hochspannungsgenerator, der den Starkasten vor dem Waschbären schützt. Aufgrund der stärkeren Sonneneinstrahlung fällt dann auch noch genug Strom ab, um den Akku der Lisbett zu laden.

Das Blockschaltbild zeigt verständlicherweise nix Neues.

  

Die Zentrale der Reglerschaltung ist ein PWM LCD .... Das ist ein preiswerter Laderegler für Bleiakkus. Es ergeben sich daraus zwei Ungereimtheiten:

1.
Mein Solarakku ist ein LiFePo4-Akku (6Ah). Der Kontroller lädt jedoch mit einer Ladekennlinie für Bleiakkus. Der Akkuhändler meines Vertrauens schlägt explizit diese Kombination vor (Blei-Kontroller an LiFePo4-Akku). Offensichtlich hat sein Akku damit kein Problem. Das Ganze ist außerdem eine Preisfrage.

Nachtrag 2022: Der LiFePo4-Akku hängt nun seit 2 Jahren am Regler für Blei-Akkus. Es gab bisher keine Probleme!
(Ein reiner LiFePo4-Regler ist etwa so teuer, wie zwei LiFePo4-Akkus.)

2.
Der Ladestrom könnte für den relativ kleinen Akku zu hoch werden. Dagegen hilft der Umax-Schalter. Mehr dazu weiter unten.

  

Die Beleuchtung in Hof und Garten wird mittels mehrerer Bewegungsmelder mit integriertem Zeitschalter an- und ausgeknipst. So muss kein Lichtschalter bemüht werden und niemand kann vergessen, am Ende das Licht wieder auszuschalten. Ganz nebenbei fällt dabei eine simple Alarmanlage ab, denn die Bewegungsmelder erkennen auch jeden unerwünschten Spitzbuben.



  

Wie das Schaltbild zeigt, sind alle Lichtquellen parallel geschaltet. Gleiches gilt für die Sensoren. Das heißt, wenn nur ein Sensor reagiert, gehen alle Lichter an. Und finster wird's, wenn der letzte Zeitschalter einschläft.

Gelegentlich geht Nachbars Katze in unserm Garten auf Pirsch. Das Licht schaltet sich dann nur sehr selten ein. Die Infrarot-Signatur der Mietzekatze ist offensichtlich nicht sonderlich groß.

Probleme haben sich bisher nur in extrem heißen Nächten gezeigt: Bei Temperaturen von 25°C und mehr haben die Infrarot-Sensoren Mühe, Personen zu erkennen. Vermutlich hebt sich in diesem Fall das Infrarotbild einer Person zu wenig von der Umgebung ab. Mal sehen, wie sich das im Zuge der Erderwärmung entwickeln wird.



Umax-Schalter

Der Kontroller lädt den Akku mit der Stromstärke, die das Solarpanel hergibt. Das sind bei normaler Wetterlage weniger als 1A, selten im Hochsommer einige wenige Ampere. Alles im grünen Bereich für den Akku. Wenn die Akkuspannung 14,4V erreicht, schaltet der Kontroller auf Erhaltungsladung um. Nun weiß der Kontroller aber nicht, dass da so'n relativ kleiner Akku dranhängt und lädt im Erhaltungsmodus ggf. mit zu hohem Strom.

Da kommt der Umax-Schalter ins Spiel. Er klemmt das Solarpanel bei 14,2V ab und knipst erst wieder an, wenn die Akkuspannung auf 13V gesunken ist. Welches die optmalen Werte sind, muss ich erst noch testen.

Der Umax-Schalter ist ein vergewaltigter Tief-Entlade-Schutz (also ursprünglich ein Umin-Schalter). Das Relais am Ausgang hatte nur einen Schließkontakt. Deshalb hab ich es entfernt und durch ein Relais mit Öffner ersetzt. So schützt der Schalter nicht mehr vor Tief-Entladung, sondern vor Über-Ladung.

  

Die Ein- und Ausschaltspannungen des Umax-Schalters sind in weitem Bereich programmierbar; und die eingestetllten Werte bleiben gespeichert, auch wenn keine Stromversorgung anliegt. So ist das Teil schon ein kleines Kunstwerk, das überdies nur ein paar Euro kostet.



Sensoren

  

Die Solaranlage funktioniert schon viele Jahre fehlerfrei. Relais-Schaltstufen am Ausgang der Bewegungsmelder sorgten dafür, dass die Sensoren problemlos parallel geschaltet werden konnten. Nun sind zwei Sensoren verstorben und mussten ersetzt werden. Und siehe da: Die Evolution macht auch vor der Technik nicht Halt. Die neuen Sensoren sehen aus, wie die alten, sie haben aber kein Relais, stattdssen einen elektronischen Schalter am Ausgang. Um die Lichtanlage nicht komplett umeseln zu müssen, hab ich notgedrungen jedem Ausgang ein Relais nachgeschaltet.