Solargeneratoren – PV-Strom für unterwegs

Günstige Energie an jedem Ort: Mit Photovoltaik lässt sich dieses Versprechen erfüllen, vorausgesetzt die Sonne scheint. Seit einiger Zeit ist das Interesse an der Erzeugung von Solarstrom deutlich gestiegen, sowohl für die Energieversorgung im eigenen Haus als auch für unterwegs. Für mobile Anwendungen erfreuen sich sogenannte Solargeneratoren zunehmender Beliebtheit, die zum Beispiel beim Camping zum Einsatz kommen.

Solargeneratoren sind Kleinst-PV-Anlagen mit einem Batteriespeicher. Genau genommen handelt es sich dabei um Inselanlagen, da sie keine Verbindung zum öffentlichen Netz haben und somit auch keinen Strom einspeisen. Der mit einfachen, häufig flexiblen Modulen erzeugte Solarstrom wird in einen handlichen, nicht zu schweren Akku eingespeist (oftmals auch als "Powerstation" bezeichnet), der so zum Beispiel beim Camping verwendet werden kann. Anders als beim mobilen Solarpanel, das für Anwendungen mit geringen Leistungen eingesetzt werden, geht es bei Solargeneratoren darum, typische Haushaltsgeräte zu betreiben.

Gelegentlich auch nur der Akku als Solargenerator bezeichnet und dann von Solargenerator mit Solarpanel gesprochen, wenn von der Gesamtanlage die Rede ist. Das ist aber irreführend, denn der Name „Solar-Generator“ sagt ja nichts anderes, als dass die Energie aus der Sonne (solar) gewonnen (generiert) wird. Somit sind die Photovoltaikmodule bzw. Solarpanels der eigentliche Solargenerator und die Batteriespeicher nur die „Zugabe“. Allerdings gibt es einen guten Grund dafür, den Fokus auf die Akkus zu legen, denn die sind technisch wesentlich aufwändiger und teurer als die oftmals sehr einfach aufgebauten PV-Module. Daher ist auch der gelegentlich verwendete Ausdruck "Powerstation" genauer, denn ein Kraftwerk besteht auch nicht nur aus den Turbinen, sondern  auch die Steuer- und Regeltechnik wie beim Solargenerator.

Die Module

Grundsätzlich sind die Akkus der meisten Solargeneratoren so ausgelegt, dass die Solarmodule mit den Standardsteckern angeschlossen werden können. Mit anderen Worten: Die Akkus lassen sich mit ganz gewöhnlichen Solarmodulen aufladen. Allerdings sind die fürs Dach gedachten Module tendenziell eher nicht für die Anwendungszwecke geeignet, für die Solargeneratoren in der Regel eingesetzt werden. Denn „normale“ Solarmodule sind groß (ca. 1,80 x 1 m) und schwer (20 bis 25 kg), also nichts, was man so einfach mit sich herumtragen kann. Während Solargeneratoren vor allem für mobile Einsätze benötigt werden, sind Standardmodule für eine Festinstallation gedacht.

Deshalb sind die Solarpanel, die es zu den Solargeneratoren gibt, in der Regel auch kleiner, leichter und häufig flexibel. Viele Anbieter haben mit Blick auf die mobile Nutzung die Module auch faltbar gestaltet, so dass sich diese platzsparend transportieren und auch leicht tragbar sind. Dazu gibt es häufig auch noch Stative bzw. Aufständerungen, um die Module möglichst günstig nach der Sonne ausrichten zu können. Idealerweise sind alle Bestandteile der Kleinst-PV-Anlage noch in einer Tasche verpackt, damit alles seine Ordnung hat. Angeboten werden Module mit Leistungen von 100 Watt bis zu 400 Watt.

Die Batteriespeicher

Wer dauerhaft unterwegs von Solarenergie profitieren will, der kann sich nicht allein auf die Solarmodule verlassen. Um sich auch dann mit Strom versorgen zu können, wenn die Sonne mal nicht scheint, der braucht einen Stromspeicher. Bei handelsüblichen Solargeneratoren sind ist das eine handliche „Powerstation“, die nicht nur genügend Strom fürs Smartphone liefert, sondern auch für 12V- und 220-Verbraucher wie die Kühlbox, den Laptop, die Kaffeemaschine oder Kochplatten. Handlich bedeutet dabei, dass die Generatoren meist „Kisten“ mit Kantenlängen von 15 bis 30 cm sind. Das Gewicht variiert von wenigen bis über 20 kg. D.h. das Gerät lässt sich bequem von einer Person tragen, längere Wanderungen mit einem leistungsstarken Akku werden aber nur die wenigsten unternehmen.

Idealerweise verfügen die Akkus über die passenden Anschlüsse für diese Geräte, vom USB-Steckplatz über den O-Ring-Anschluss (wie wir ihn vom elektrischen Zigarettenanzünder im Auto kennen) bis hin zum Euro- oder Schukostecker. Manche Geräte ermöglichen zudem das Umschalten zwischen 110 und 220 V. Damit der für handelsübliche Haushaltsgeräte notwendige Strom aus der Steckdose kommen kann, muss der Solargenerator-Akku einen Wechselrichter enthalten. Wie jeder stationäre Stromspeicher verfügt der Solargenerator zudem über ein Batteriemanagementsystem, welches das effiziente und sichere Be- und Entladen des Akkus ermöglicht. Ein Teil der Geräte verfügt auch über einen MPPT-Laderegler zum PV-optimierten Laden.

Bei der Auswahl des Solargenerators ist entscheidend, für welche Zwecke er dienen soll. Hier stellt sich die zentrale Frage, welche Kapazität benötigt wird. Selbstverständlich müssen die Module dann dazu passen. Ein Akku mit einer hohen Kapazität erfordert logischerweise auch leistungsstärkere Module, damit der Speicher in einer sinnvollen Zeit aufgeladen werden kann. Um Probleme zu vermeiden, ist es sinnvoll, Paketlösungen zu kaufen. Wer Generator und Solarmodule separat erwirbt, sollte unbedingt darauf achten, welche Anschlüsse am Akku sind. Im Notfall können die Stecker am Modul zwar gewechselt werden, das ist jedoch eine Aufgabe, die einer Elektrofachkraft vorbehalten bleiben sollte.

Selbstverständlich kann man den Akku auch mit Netzstrom aufladen, um unterwegs Strom zur Verfügung zu haben. Wenn das über die heimische PV-Anlage geschieht, besteht kein Unterschied zum Solargenerator, außer dass der Akku schneller voll ist, wenn er von 15 oder 20 und nicht nur von einem Solarpanel geladen wird. Kommt Netzstrom zum Einsatz, dann ist das Ganze zumindest ökologisch fragwürdig, denn beim Laden und Entladen geht Energie verloren. Soll wirklich nur das Smartphone mit Strom versorgt werden, genügt eine handelsübliche Powerbank, die nur einen Bruchteil der Kapazität vom Akku des Solargenerators hat.

Solargeneratoren dienen dazu, eine gewisse energetische Autarkie zu erreichen, allerdings ist deren Maß von der Kapazität der Akkus abhängig und wie bereits erwähnt, davon, wie lange die Aufladung durch die Solarmodule dauert. Letzteres ist von deren Leistung und von der Sonneneinstrahlung abhängig. Soll zum Beispiel ein 1.000 Wh-Akku mit einem 200 Wp-Modul aufgeladen werden, sind mindestens 5 Stunden bei strahlendem Sonnenschein erforderlich, bei schlechterem Wetter wird entsprechend mehr Zeit benötigt.

Bei den derzeit angebotenen Solargeneratoren von Marken wie Jackery, Ecoflow oder Bluetti handelt es sich häufig um Lithium-Ionen- und Lithium-Eisenphosphat-Batterien. Die Modelle haben in der Regel eine Akku-Kapazität von 500 bis 2.000 Watt. Das genügt zum Beispiel, um eine 10 W-Glühbirne 50 bzw. 200 Stunden zu betreiben oder um einem Laptop (60 W) 8 bzw. 32 Stunden zu betreiben. Ein Elektroherd mit 1.500 W (was schon eine sehr geringe Leistung ist) ließe sich nur mit dem größeren Solargenerator betreiben und auch dass nur für etwa eine Stunde. Für solche Anwendungen gibt es selbstverständlich auch noch größere Akkus, allerdings sind die auch entsprechend teurer.

Ob und wie viele Geräte gleichzeitig betrieben werden können, hängt neben der Kapazität und selbstverständlich auch noch vom Ladezustand des Akkus ab. Wer seinen Solargenerator ausschließlich mit Sonnenenergie auflädt, hat morgens meist weniger Strom zur Verfügung als am Nachmittag, wenn die Module den Akku wieder aufgeladen haben. Ganz praktisch stellt sich noch die Frage, wie viele und welche Anschlüsse vorhanden sind und welche Leistung alle angeschlossenen Verbraucher zusammen beanspruchen. Wenn der Föhn betrieben wird, sollte ein zusätzliches Smartphone kein Problem darstellen. Den Herd zuzuschalten, ist aber sicher keine gute Idee.

Vor dem Kauf sollte geklärt werden, wofür der Solargenerator benötigt wird und welche Geräte damit betrieben werden sollen. Dafür ist es erforderlich, die Leistung dieser Geräte zu kennen. In der Regel sind Spannung und Stromstärke auf dem Gehäuse der elektrischen Haushaltsgeräte angegeben. Die Spannung muss innerhalb des zulässigen Bereichs des Akkus liegen.

In diesem Zusammenhang ist es wichtig zu überlegen, welche Art von Geräten betrieben werden soll. Viele für den Outdoor-Gebrauch entwickelte Geräte sind dafür ausgelegt, über die Autobatterie betrieben zu werden, d.h. sie arbeiten mit 12V-Gleichstrom. Sind diese Geräte bereits vorhanden, genügt ein in der Regel günstigerer Akku, der Gleichstrom liefert. Sollen 220V-Haushaltsgeräte betrieben werden, muss der Akku entsprechenden Wechselstrom liefern.

Wie bei allen technischen Geräten lohnt sich beim direkten Vergleich ein Blick auf die Kennzahlen. Bei den Solarmodulen ist das noch verhältnismäßig einfach. Da sind zum einen die Abmaße, die sich zwischen den verschiedenen Anbietern nicht dramatisch unterscheiden. Viel wichtiger ist der Blick auf die Leistung der Module, die nicht zu gering sein sollte. Selbstverständlich sollte sie auch mit der Leistung der Module zur Kapazität des Akkus passen, damit die Ladezeit nicht zu hoch ausfällt. Die Leistungsangaben der Module (80 W, 100 W etc.) sind übrigens unter Standard-Testbedingungen ermittelte Werte, die einen Vergleich ermöglichen. Reale Leistungen sind, abhängig von der eingestrahlten Sonnenenergie meist geringer.

Nicht unwesentlich ist auch die Angabe Ausgangsleistung für den Akku der Powerstation, anhand derer sich einschätzen lässt, welche Geräte betrieben werden können. Geräte mit einem höheren Verbrauch als die Ausgangsspitzenleistung sind ungeeignet.

Das Thema Anschlüsse wurde bereits mehrfach erwähnt – am Akku sollten genügend davon und vom gewünschten Typ vorhanden sein. Während es im Allgemeinen unproblematisch ist, mehrere mobilen Geräte gleichzeitig per USB aufzuladen, empfiehlt es sich, Haushaltsgeräten eher nacheinander einzusetzen, auch wenn mehrere Steckdosen vorhanden sind. So vermeidet man eine Überlastung des Akkus. Vom Anschluss eines Verteilers ist aus gleichem Grund dringend abzuraten.

Wie bei allen Batterien ist es sinnvoll, wenn der Akku über eine Ladestandsanzeige verfügt. Diese gehört auch bei den Solargeneratoren zum Standard, die in der Regel über ein Display verfügen. Darüber hinaus ist eine Anzeige der eingespeisten und der entnommenen Leistung sinnvoll. Bei manchen Geräten ist das Display auch als Touchscreen ausgeführt, über den sich die Anzeige umschalten aber auch Einstellungen am Gerät vornehmen lassen. So können z.B. die benötigten Anschlüsse aktiviert werden.

In der Regel können Solargeneratoren während des Aufladens auch entladen werden, das heißt, es können gleichzeitig Stromverbraucher angeschlossen werden. Allerdings gibt es auch Ausnahmen und deshalb ist es sinnvoll, dies beim Kauf explizit zu erfragen und im Handbuch nachzuschlagen. Auch wenn gleichzeitiges Be- und Entladen möglich ist: Bei niedrigem Ladezustand (10 % und weniger) empfiehlt es sich nicht, den Solargenerator-Akku in diesem Modus zu betreiben. Es besteht die Gefahr einer für das Batteriesystem schädlichen Tiefenentladung, wenn die angeschlossenen Geräte mehr Strom verbrauchen als produziert wird.

Die Module sind in der Regel robust, sollten aber jedoch vor Gewalteinwirkung geschützt werden. Auch empfiehlt es sich nicht, schwere Gegenstände auf den Modulen zu lagern. Vor Anschluss an den Akku ist es sinnvoll, zu prüfen, ob die Stecker und Kabel keine Beschädigungen ausweisen.

Für die Akkus der Solargeneratoren gilt das Gleiche wie für alle Batterien: Sie mögen weder zu viel Wärme noch übermäßige Kälte und vor allem keine Feuchtigkeit. Wer den Solargenerator im Sommer beim Camping nutzt, sollte darauf achten, dass der Generator möglichst im Schatten steht. Das Gerät wird bereits im Betrieb warm, direkte Sonneneinstrahlung kann zu einer Überhitzung führen.

Auch ist es keine gute Idee, den Solargenerator-Akku über Nacht vor dem Zelt stehen zu lassen, so dass sich darauf am Morgen das Tauwasser sammelt. Besser der Generator wird ins (kühl stehende) Auto gestellt oder anderweitig geschützt.

Wird der Solargenerator längere Zeit nicht benutzt, sollte er in einem Ladezustand von 30 bis 70 % kühl (aber frostfrei) und trocken gelagert werden.

Bei einem typischen Haushalt geht man von einem Bedarf von 3 bis 5 kW aus. Als Notstromaggregate kommen bisher vor allem Diesel- oder Benzinmotoren zum Einsatz, um Strom zu erzeugen. Die Geräte sind häufig laut und insbesondere beim Diesel geruchsintensiv. Die Vorstellung, Solargeneratoren für die Notstromversorgung zu nutzen, ist also attraktiv. Herkömmliche Notstromaggregate für Haushalte gibt es ab 1 kW, nach oben hin wird die Leistung nur durch die Bereitschaft, Geld auszugeben, begrenzt. Kleinere Solargeneratoren können hier preislich noch mithalten, größere Solargeneratoren sind im Verhältnis teurer als herkömmliche Notstromaggregate. 

Wird nur wenig Energie benötigt, stellen die umweltfreundlichen Geräte jedoch eine gute Alternative dar, immer vorausgesetzt, es scheint die Sonne bzw. der Akku wurde rechtzeitig aufgeladen. Ist diese Voraussetzung erfüllt, steht einer Notstromversorgung nichts im Wege – auch wenn es einen entscheidenden Nachteil gibt. Während man Diesel oder Benzin beim Notstromaggregat einfach nachfüllen kann, wenn diese zur Neige gehen, dauert das Aufladen des Solargenerator-Akkus eine Weile.

Am bequemsten wäre es, wenn der Strom direkt ins Hausnetz eingespeist werden könnte, aber das ist in der Regel nicht ohne zusätzliche Hardware möglich. Deshalb empfiehlt es sich, die benötigten Geräte direkt an den Akku des Solargenerators anzuschließen. Wichtig dabei ist, sich vorab Gedanken darüber zu machen, welche Haushaltsgeräte unbedingt mit Strom versorgt werden müssen, wie viel Leistung diese benötigen und wie lange sie betrieben werden sollen. Fragen, die beim Kauf des Solargenerators berücksichtigt werden müssen.

Ein mehr an Kapazität geht bei einer Batterie immer auch mit einer Zunahme hinsichtlich Größe und Gewicht einher. Eine Powerstation ist in der Regel für mobile Anwendungen gedacht – deshalb ist die Kapazität vergleichsweise eher gering. Ein ganzer Haushalt lässt sich darüber nicht versorgen. Zwar gibt es Solargenerator-Akkus, deren Kapazität sich durch Zusammenschluss vergrößern lässt, allerdings ist es fraglich, ob das ökonomisch sinnvoll ist. Für den Stromausfall im eigenen Heim ist ein Batteriespeicher wie es ihn zu Photovoltaikanlagen gibt, eindeutig die sinnvollere Option. Allerdings verfügen auch diese Solarspeicher nicht zwangsläufig über eine Notstromfunktion, die meist zum Gerät dazugekauft werden muss. Unabhängig davon kann der Solargenerator für einige wichtige Anwendungen Strom zur Verfügung stellen, so für die Kommunikationstechnik, um auf dem Laufenden zu bleiben, oder für den Kühlschrank, damit die Lebensmittel nicht verderben.

Im Zuge der gegenwärtigen Preisentwicklungen für Energie ist die Nachfrage nach Photovoltaik-Lösungen und damit auch nach Solargeneratoren deutlich angestiegen. Wenig verwunderlich, dass eine große Zahl an Herstellern Produkte anbietet, die sich zum Teil deutlich unterscheiden. So kostet der beliebte Jackery Explorer 1000 - ein Generator mit 1.002 Wh Speicherkapazität und 2 kW Maximalleistung ca. 1.000 €, ohne Solarpanel. Der EcoFlow DELTA Pro mit 2016 kWh und einer Maximallleistung von 4.6000 Watt kostet inklusive eines 400 Watt Solarpanels über 3.000 €. Das Beispiel zeigt: Es ist essentiell, sich vor einer intensiven Recherche darüber klar zu werden, wozu genau der Solargenerator dienen soll. Eine Überdimensionierung wird teuer, eine Unterdimensionierung führt dazu, dass die gestellten Erwartungen nicht erfüllt werden.

Test zu Solar-Generatoren finden Sie unter anderem bei

• Home & Smart
• Techstage
• Chip.de
• Vergleich Ecoflow Delta 2 mit Jackery Explorer 1000 Pro