Wie gut funktioniert das Solar-Aufladen, wenn man es am Rucksack festschnallt?

Diese Antwort empfiehlt Solarzellen zum Aufladen von Batterien . Dies funktioniert jedoch wahrscheinlich am besten während eines Aufenthaltstages. Die habe ich normalerweise nicht. Wie gut funktioniert es in einer Nice-to-have- Situation, eine Solarzelle/ein Solarpanel am Rucksack zu befestigen, um einen Satz Batterien aufzuladen? Beim Gehen wird das Panel nicht optimal zur Sonne ausgerichtet. Kann ich einen Satz von 2 wiederaufladbaren AA-Batterien während einer ganztägigen Wanderung in den Bergen an einem sonnigen Tag bei 50-55°N im September aufladen? Was ist mit einem bewölkten Tag?

Ich denke, dass dies je nach Marke, Modell, Größe usw. der Solarmodule erheblich variieren wird.

Antworten (1)

Die Antwort wird für verschiedene Arten von Solarmodulen sehr unterschiedlich sein. Einige sind beispielsweise nicht für die Verwendung beim Gehen geeignet oder können nur über USB geladen werden.

Allgemeine Überlegungen

Solarzellen haben die höchste Leistung, je senkrechter die Sonnenstrahlen auf sie treffen. Bei etwa 50° N liegt das Optimum bei etwa 30-40° zwischen Sonnenkollektor und Horizont, wobei es im Sommer flacher und im Winter steiler ist. Die besten (feste Paneele) hätten auch eine Ausrichtung direkt nach Süden.

Der Jahresdurchschnitt (und damit einschließlich Winter und bewölkter Tage) Energieertrag für Solaranlagen (hauptsächlich auf Dächern) in Deutschland (ca. 50° N) beträgt 700 - 1000 kWh (Kilowattstunden) pro kW (Kilowatt) Spitzenleistung.
kWh ist die gesammelte Energiemenge, normiert auf die Leistung des Generators: kW peak. (Die Leistung von Solargeneratoren ist nicht konstant, sie hängt von der Sonneneinstrahlung ab. Sie ist jedoch begrenzt, sie hat ein Maximum für jedes Gerät. Dies ist die Spitzenleistung des Panels/Ladegeräts).
Diese Zahl bedeutet, dass Sie an einem ganz durchschnittlichen Tag wahrscheinlich etwa 2-3 Wh pro W Spitzenleistung ernten könnten. Ein Ladegerät mit 10 W Leistung würde also etwa 20-30 Wh Energie erzeugen. An einem bewölkten Tag könnten Sie darunter liegen. Je höher die Temperatur, desto geringer ist die Effizienz der Paneele. Kalte sonnige Tage sind die besten.

Die Kapazität von AA-Batterien hängt auch vom konkreten Modell ab. In meinem Land sind AA-Batterien normalerweise LR6 mit einer Spannung von 1,5 V und einer Kapazität/Energie von bis zu 2500 mAh/4 Wh. Um zwei davon an dem oben erwähnten „perfekten Standardtag“ zu laden, bräuchte man ein Ladegerät mit etwa 4 Watt Leistung.

Wahres Leben

Nun, an einem nicht standardmäßigen Tag mit einem Rucksack herumzulaufen, wird eine andere Geschichte sein. Ich habe diesen Solargenerator gefunden, der ein gutes Beispiel sein kann - er lädt vier AA-Batterien (nur zwei zu laden ist nicht einfach, vermute ich) und scheint mehr oder weniger auf einem Rucksack montierbar zu sein. In der deutschen Beschreibung wird behauptet, die vier mitgelieferten NiMH-AA-Akkus mit 2300 mAh in vier Stunden bei guter Sonneneinstrahlung zu laden.

Ich vermute, dass es an sonnigen Tagen problemlos möglich sein wird, zwei AA-Batterien mit allem über 6-7 Watt zu laden, solange die Solarzellen nicht ständig im Schatten stehen. Dass sie nicht die richtige Neigung und Ausrichtung haben, ist natürlich nicht perfekt, sollte aber kein großes Problem darstellen. Noch kritischer ist Schatten, von Bäumen, Felsen oder Ihrem Kopf/Hut. Wenn Ihr Kopf Schatten auf die Solarzelle wirft, könnten Sie an Tagen, an denen Sie hauptsächlich in den Süden fahren, möglicherweise Probleme bekommen.

Für bewölkte Tage ist eine Vorhersage noch weniger möglich. Es gibt zu viele Unbekannte, zum Beispiel wie dick die Wolken sind, ob es den ganzen Tag bewölkt ist oder nur ein paar Schauer durchziehen - letzteres wird Ihre Energieernte nicht allzu sehr beeinträchtigen.

Außerdem müssen Sie sich fragen, ob Sie sie jeden Tag vollständig laden müssen. Sie können das Ladegerät jeden Tag verwenden und verhindern, dass es leer wird, da Sie es immer mindestens ein wenig aufladen.

Sie können Ihre Energieausbeute verbessern, indem Sie jede kurze Pause nutzen, um das Panel so auszurichten und zu neigen, dass die Strahlen senkrecht auftreffen. Sie könnten Ihre 2 AA-Batterien mit einem 8-W-Ladegerät und 1 Stunde gegen Mittag bei perfekter Ausrichtung und Wetter laden. Morgens vor der Abreise und abends nach der Ankunft kann dies ebenfalls einen schönen Beitrag leisten.

Bitte beachten Sie, dass dies theoretische Überlegungen sind, die auf der Grundlage von Forschungsergebnissen für Dachpaneele und nach bestem Wissen gemacht wurden. Vor allem der Effekt des Herumtragens kann Ihre Ergebnisse stark verändern, so dass Sie in diesem Punkt einige Erfahrungen sammeln müssen. Bitte zögern Sie nicht, sie zu teilen!

TL;DR: Kaufen Sie ein Ladegerät mit mindestens 6, besser 8 Watt. Dann werden Sie wahrscheinlich, wenn Sie ein wenig darauf achten, nicht zu viel Schatten darauf zu werfen, auch an bewölkten Tagen in der Lage sein, einen Teil der Batteriekapazität nachzufüllen und sie an sonnigen Tagen vollständig zu füllen. Stellen Sie sicher, dass Ihr Ladegerät in der Lage ist, die Art von Energiespeicher aufzuladen, die Sie verwenden möchten, viele von ihnen verwenden keine AA-Batterien!

Entschuldigung für den komplizierten Stil, ich habe manchmal Probleme mit meinem Englisch.

Ich kämpfe mit einigen der oben genannten Akronyme. Könnten Sie bitte "kWh pro kW Spitzenleistung" und "2-3 Wh pro W Spitzenleistung" erläutern?
Ich werde es versuchen.
Zwei Ergänzungen zu Ihrer sehr umfassenden Antwort: Ein leicht bewölkter Tag mit viel Streulicht ist möglicherweise besser als ein wolkenloser Tag, da die Ausrichtung des Panels viel weniger Einfluss hat. Eine andere Sache, um Ihren Ertrag zu optimieren, ist, Ihre Pausen zu nutzen: Immer wenn Sie lange genug anhalten, um Ihren Rucksack abzunehmen, stellen Sie ihn mit dem Panel so optimal wie möglich in die Sonne.
Danke @BenediktBauer für die völlig wahre Ergänzung zu den leicht bewölkten Tagen. Den zweiten Punkt habe ich versucht, im 5. Absatz vom Ende anzusprechen.