200 Wp auf dem Solarmodul – und trotzdem kommen auf dem Dach oft deutlich weniger Watt an. Selbst bei strahlendem Sonnenschein kann die Leistung überraschend niedrig ausfallen. Denn Hitze, Ausrichtung und ein kleiner Schatten können die Solarzellen kräftig ausbremsen. Manchmal liefert sogar ein kühler, leicht wolkiger Tag höhere Spitzenwerte als ein heißer Sommertag.
Warum die Prospektangabe im Camping-Alltag selten erreicht wird und was tatsächlich bei der Batterie ankommt, erklärt Solarexperte Marc Schifferle von ten Haaft im Interview. Außerdem verrät er, worauf Sie bei der Montage achten sollten – und ob ein mobiles Solarmodul wirklich mehr bringt als eines auf dem Dach.
Hier gibt es ein häufiges Missverständnis: "Wp" (Watt Peak) beziehungsweise "Pmax" ist die nominale Spitzenleistung eines Moduls – und zwar unter genau definierten Idealbedingungen. Dass diese Bedingungen in der Praxis gleichzeitig eintreten, ist aber sehr selten.
Im Wesentlichen drei Punkte: Erstens muss die Sonne im rechten Winkel auf das Panel treffen. Zweitens brauchen wir eine Strahlungsintensität von 1.000 W/m² – das wird in Deutschland praktisch nur bei einem klaren, tiefblauen Himmel erreicht. Und drittens darf die Zelltemperatur im Modul höchstens 25 Grad Celsius betragen. In der Realität sind diese drei Voraussetzungen nur sehr selten gleichzeitig erfüllt.
Genau. Ein Solarpanel liegt auf dem Caravan-Dach waagerecht – damit steht es nur in Ausnahmefällen wirklich rechtwinklig zur Sonne. Bei einem mobilen, neben dem Fahrzeug aufstellbaren Modul gelingt die Ausrichtung naturgemäß deutlich besser.
Marc Schifferle ist bei ten Haaft unter anderem für interne Tests und Versuche zuständig.
Je heißer die kristallinen Zellen unter der Deckschicht werden, desto stärker sinkt die Ausgangsspannung – und damit die Leistung. Erwärmt sich ein Modul auf 65 Grad, liegt es 40 Grad über der Referenztemperatur von 25 Grad. Allein dadurch verliert es rechnerisch rund 14 Prozent seiner Leistung. Umgekehrt kann schon leichter Wind helfen, weil er das Modul kühlt und den Ertrag verbessert.
Semiflexible Module werden meist direkt aufs Dach geklebt. Starre Standardmodule sitzen häufig mit Abstand auf Spoilern. Den Hinterlüftungseffekt sollte man aber nicht überschätzen: Selbst wenn ein hinterlüftetes Panel 20 °C kühler bliebe, wären das bei einem Temperaturkoeffizienten von etwa –0,35 % pro Grad am Ende nur rund 7 Prozent Unterschied. Außerdem bezweifle ich, dass diese Temperaturdifferenz auf dem flachen Wohnwagendach in der Praxis wirklich so groß ist – anders als auf dem Hausdach fehlt oft ein "Kamineffekt", der auch bei Windstille für Luftaustausch sorgt.
Hinterlüftung hält bei Dachmontage die Temperaturen niedriger. Riesig ist der Effekt aber nicht.
Nicht unbedingt. Solarzellen erzeugen Leistung aus Sonnenstrahlung, genauer: aus Photonen – nicht aus Wärme. Hohe Temperaturen sind für die elektrische Leistung eher nachteilig. Dazu kommt die Atmosphäre: Trockene Luft lässt viel direkte Strahlung durch. Ein dunstiger Sommerhimmel kann die für Photovoltaik relevante Strahlung teilweise absorbieren oder in weniger nutzbares Streulicht umwandeln.
Ja. An einem durchgehend sonnigen Tag ist bei unseren Tests zwar der Gesamtertrag in Wattstunden höher, die maximale Momentanleistung fällt wegen der hohen Modultemperatur aber niedriger aus. Das zeigt gut, warum man Leistung (W) und Ertrag (Wh) unterscheiden muss.
Über standardisierte Labormessungen. Bei den Standard-Test-Conditions (STC) wird das Modul auf 25 °C gebracht und dann mit einem Lichtimpuls von 1.000 W/m² bestrahlt; Winkel und weitere Bedingungen sind festgelegt. Gemessen wird so schnell, dass sich das Modul dabei praktisch nicht erwärmt. Die so ermittelte Leistung wird als Wp- bzw. Pmax-Wert angegeben – ein Vergleichswert ähnlich wie eine Verbrauchsangabe im Fahrzeugprospekt. Unter realen Bedingungen in Mitteleuropa erreicht ein Panel im besten Fall grob 80 Prozent seiner angegebenen Spitzenleistung.
Richtig. Auch ein Solarregler – meist ein MPPT-Regler – arbeitet nicht mit 100 Prozent Wirkungsgrad. Je nach Auslastung und Temperatur liegt er typischerweise zwischen 90 und 98 Prozent.
Wenn wir 80 Prozent der Modulleistung ansetzen und beim MPPT-Regler mit 95 Prozent Wirkungsgrad rechnen, bleiben am Ende rund 76 Prozent der Nennleistung. Bei 210 Wp wären das rechnerisch 159,6 Watt. In unserem Realversuch am heißen Sommertag haben wir 164 Watt gemessen – das passt erstaunlich gut.
Es gibt nur wenige Stellschrauben: Einfallswinkel, Erwärmung, Abschattung, die Verschaltung mehrerer Module – und natürlich der Solar-Laderegler. Bei festen Dachinstallationen ist der Winkel praktisch vorgegeben, weil die Module waagerecht liegen. Mobile Solaranlagen lassen sich gezielt zur Sonne ausrichten und sind durch die freie Aufstellung meist besser gekühlt.
Moderne Laderegler haben über 90 Prozent Wirkungsgrad – trotzdem reduzieren sie den Ertrag.
Theoretisch kann ein mobiles Modul deutlich mehr bringen – wenn man es konsequent nachführt, also den Winkel über den Tag regelmäßig anpasst. Dafür müsste man aber schon bei Sonnenaufgang starten und dann etwa alle halbe Stunde korrigieren. In der Praxis lässt kaum jemand ein mobiles Modul unbeaufsichtigt stehen, während man unterwegs ist oder am Strand liegt – und genau dann wäre die ertragsreichste Zeit. Eine fest installierte Anlage erreicht zwar seltener die Spitzenleistung, liefert aber zuverlässig von morgens bis abends, sogar bei Regen. Als zusätzlicher Booster mit separatem Laderegler sind mobile Module trotzdem eine sehr gute Idee.
Der größte Feind ist Abschattung. Liegt ein Modul nur zu 10 Prozent im Schatten, bricht die Leistung nicht um 10 Prozent ein, sondern oft um 30 bis 80 Prozent – abhängig von Hersteller und Moduldesign. Es gibt konstruktive und materialtechnische Maßnahmen, die Teilverschattung besser abfangen; deshalb können sich nominell gleich starke Module je nach Preisklasse deutlich unterscheiden. Der wichtigste Tipp bleibt aber: Platzieren Sie Module möglichst nicht direkt neben Aufbauten. Eine Dachklimaanlage oder eine Markise kann bis in den Vormittag hinein Schatten werfen. Und selbst ein Blatt oder ein Vogelschiss auf der Oberfläche kann die Leistung spürbar reduzieren.
Wegen des inneren Aufbaus. Ein Modul besteht aus vielen einzelnen Zellen – bei größeren Modulen oft deutlich über 100. Zur Spannungserhöhung sind sie meist in Reihe verschaltet. Das bedeutet: Der Strom muss nacheinander durch alle Zellen fließen. Abgeschattete Zellen liefern nicht nur weniger Energie – sie bremsen den Stromfluss des ganzen Strangs. Wie ein Wasserschlauch, der sich über die ganze Modulfläche windet: Wenn jemand an einer Stelle auf den Schlauch tritt, kommt insgesamt kaum noch Wasser durch.
