Solar Akkus

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Ratgeber Solar Akkus

Wissenswertes zu Solarakkus

  • Richtige Berechnung einer Solaranlage
  • Definition Solar Akkus
  • Funktion und Aufbau eines Solarspeichers
  • Einsatzgebiete von Solar Akkus
  • Lebensdauer von Solar Akkus
  • Unser Praxistipp
  • Was ist beim Umgang mit Solar Akkus zu beachten?

Definition Solarakkus

Solarbatterien befinden sich in Photovoltaik-Anlagen, sie speichern den Solarstrom, der durch Lichteinstrahlung erzeugt wird. Außerdem werden damit kurze Spitzenbelastungen seitens der Verbraucher überbrückt.
Wenn man die Sonnenstrahlung nutzt, hat man mit einem naturgegebenen Problem zu kämpfen. Wo speichert man all die überschüssige Energie in einem Jahrhundertsommer? Und was macht man, wenn mal über längere Zeit keine Sonne scheint? Schon allein der Tag-Nacht-Rhythmus ist bei kleinen Anlagen entscheidend. Es gibt verschiedene Solarakkus mit unterschiedlichen Akkutechnologien, die als Photovoltaikspeicher dienen. Überschüssige Solarenergie wird gespeichert, und im Fall einer Unterversorgung wird sie bereitgestellt. Eine vollgeladene Solarbatterie entspricht der Kapazität eines Solarakkus, als Einheit werden die Amperestunden (Ah) verwendet. Bei einer Kapazität von 90 Amperestunden kann ein 12-Volt-Akku einen 24 Watt-Verbraucher rein rechnerisch 45 Stunden lang versorgen (24W= 12V*2A). Die Sonnenenergie wird in einen wiederaufladbaren Solar Akku eingespeist.


Funktion und Aufbau eines Solarspeichers

Solar Akku mit Blei-Gel-Technologie und Sicherheitsventil
Ein Solarakku funktioniert nach dem elektrochemischen Prinzip eines Akkus. Es kommt zu einer Elektronenwanderung zwischen verschiedenen Metallen in einem Elektrolyt, beim Ladevorgang in eine Richtung, bei der Entladung in die andere Richtung. Dabei kommt es zu einem natürlichen Verschleiß von den beteiligten Elementen, somit haben auch die Solarakkus nur eine begrenzte Lebensdauer. Als erste Wahl für viele Nutzer und als Kompromiss zwischen Preis und Leistung gilt der Solarspeicher mit der Blei-Säure-Technik. In einer einzelnen Zelle eines solchen Akkus herrscht eine Spannung von ungefähr 2 Volt (Gleichspannung). Damit wird es möglich, dass man sechs Akkuzellen (in einem Gehäuse mit zwei Außenanschlüssen) in Reihe schaltet, um die gängigen 12 V zu erreichen. Hier braucht man nicht mehr die Batterie mit destilliertem Wasser nachzufüllen, der Status Quo sind Akkumulatoren mit Blei-Vlies und Blei-Gel. Solche Solarspeicher überleben auch längere Betriebszeiten ohne Wartung problemlos. Solarakkus mit der Blei-Gel-Technologie haben geschlossene Akkus, deren Elektrolyt ein chemisch modifiziertes Gel ist. Bis zu 4000 Ladezyklen kann man hier erreichen, wenn es zu keiner Unterschreitung der festgelegten Entladetiefe kommt. Lagerbar sind solche Solar Akkus bis zu zwei Jahre, ohne dass man sie nachladen muss. Es wird so gut wie kein Gas abgegeben, so dass ein Sicherheitsventil ausreicht. Diese Solarakkus auf Blei-Gel-Basis kann man gut bei rauen Umgebungsbedingungen verwenden. Auch quasi wartungsfrei sind die Blei-Vlies-Akkus, dabei handelt es sich um die derzeit fortschrittlichste Batterietechnologie auf Bleibasis. Sie wird "Absorbent Glass Mat" (AGM) genannt: eine saugfähige Glasfasermatte dient als Elektrolyt. Dabei handelt es sich um geschlossene Akkus mit nur einem Einwegventil zur Entgasung, so können sie quasi beliebig im Betrieb angebracht werden. Diese Solarakkus erreichen ebenso Ladezyklen im mittleren vierstelligen Bereich.
Als kostspieliger gelten die Lithium-Ionen-Akkus, allerdings sinken auch da derzeit die Preise für Lithium-Ionen-Batterien. Aber die großen Vorteile sind hier, dass weder Raumlüftung, Wartungsladungen noch spezielle Wintermodi erforderlich sind. Auch stellen sie bei gleichem Akkuvolumen mehr Energie bereit, im Vergleich zur Blei-Säure-Technik. Solch eine Lithium-Ionen-Akkuzelle erreicht eine Spannung im Bereich zwischen 3,3 und 3,8 Volt, das hängt ab vom verwendeten Kathodenmaterial, und bis zu 5000 volle Ladezyklen sind möglich. Gegenüber Überladung sind diese Akkumulatoren allerdings sehr empfindlich, was sich bis zu Entzündungen äußern kann. Als Schutz dagegen werden elektronische Schaltungen verwendet, die schnellladefähig sind, sicher gegenüber Tiefentladung sind und die eine geringe Selbstentladung haben.
Die Solar Akkus werden mit der eigentlichen Solaranlage elektrisch verbunden, und je nach Kapazität und zu entnehmenden Spitzenstrom wird die Verbindung mit Schraubanschlüsse, Konuspole oder mit herkömmlichen Flachsteckern hergestellt.


Einsatzgebiete von Solarakkus

Solarakkus mit Wechselrichter sorgen für die Umwandlung der Spannung. Es wird eine zunehmende gewerblich und private Verwendung von Photovoltaikanlagen beobachtet, weil man Stromkosten senken will, und man nicht abhängig von fossilen Brennstoffen sein will. Zunehmend will man vermehrt erneuerbare Energien nutzen, auch um entlegene Orte mit Strom zu versorgen. Mit Solar Akkus wird das Stromversorgungssystem auf Solarbasis eingebunden. Es sind sogenannte Solarmodule, die die Energie des Sonnenlichts einfangen, dann wird diese Energie in Strom umgewandelt. Die Steuerelektronik (Laderegler) managt sowohl die Solarakkus als auch das Zusammenspiel mit den Solarzellen und den Verbrauchern. Für Endverbraucher ist das interessant, denn einige Anlagen verfügen über einen Wechselrichter, mit dem eine Umwandlung von Gleichspannung aus der Solaranlage zu der gängigen Netzspannung von 230 Volt Wechselstrom durchgeführt wird. Bei allen Solaranlagen sind Solarakkus als Photovoltaikapeicher in der jeweils angepassten Größe nötig.
Die Einsatzgebiete sind unbegrenzt, v.a. dort, wo es keinen Anschluss an das Niederspannungsnetz gibt, wie z.B. in entlegenen Gegenden, auf Inseln, an temporären Verkehrsleiteinrichtungen, Parkscheinautomaten oder Funknotrufsäulen. Auch kann die Photovoltaik nach dem Ausfall der Niederspannungsversorgung wichtige Not- und Fluchtwegbeleuchtungssysteme weiterhin versorgen. Privat werden kleine Solaranlagen mit den dazu passenden Solarakkus gerne bei Wohnmobilen und beim Camping genutzt, da die Nutzung hauptsächlich im (sonnigen) Sommer erfolgt.


Lebensdauer von Solarakkus

Wie lange Akkumulatoren auf Blei-Basis halten, hängt davon ab, ob die maximale zulässige Entladetiefe eingehalten wurde, und die Haltbarkeit errechnet sich aus den Ladezyklen. AGM-Batterien können eine Lebenserwartung von maximal 10 Jahren haben, Blei-Gel-Batterien bis zu 12 Jahren (bei 20 Grad Celsius). Diese Werte variieren stark in Abhängigkeit vom Lademanagement und Umgebungstemperaturen. Solarakkus auf Lithium-Ionen-Basis erreichen eine Lebensdauer zwischen 15 und 20 Jahren.

Unser Praxistipp

Der Energiebedarf des zu versorgenden Systems muss vor der Inbetriebnahme einer Photovoltaikanlage ermittelt werden, um die Größe der Solarakkus zu kennen. Es gibt eine Faustformel für den maximal zu entnehmbaren Strom: es handelt sich um das Doppelte der Kapazitätsangabe (90 Amperestunden entsprechen 180 Ampere.). Der maximal bereitzustellende Strom ergibt sich aus den Verbrauchsangaben der zu versorgenden Elektrogeräte in Kilowatt (kW).

Was ist beim Umgang mit Solar Akkus zu beachten?

Folgende Aspekte sind zu beachten, auch wenn Solarspeicher wartungsarm sind und eine lange Lebensdauer aufweisen.
  • Solar Akkus niemals kurzschließen. Neben der Zerstörung der Batterie droht Brandgefahr.
  • Verwenden Sie Ladeelektronik mit Tiefenentladungs- und Überladeschutz.
  • Die Kabel für die Verbindung mit dem Solarakku immer zuerst am Laderegler und dann erst am Akku anschließen.
  • Bei Feuchtigkeit sollten Sie die Kontakte mit Kontaktfett schützen.
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