Selbstbauanleitung Inselanlage mit 12 Volt

Am Ende steht eine kleine Solaranlage ohne Netzanschluss: ein Solarmodul auf dem Dach von Gartenhaus, Werkstatt oder Schuppen, ein Laderegler, eine Batterie und ein Sicherungskasten, an dem Sie Licht und Ladebuchsen mit 12 Volt anschließen. In der Batterie stecken rund 1,3 Kilowattstunden. Das reicht für mehrere Abende Licht und das Laden von Handy und Akkus. Für Kaffeemaschine, Heizlüfter oder Wasserkocher reicht es nicht, dafür ist diese Anlage nicht gedacht.

Sie brauchen keine Vorkenntnisse in Elektrik. Alles in dieser Anleitung arbeitet mit 12 Volt, das ist Kleinspannung. Ein Stromschlag ist damit praktisch ausgeschlossen. Die eigentliche Gefahr ist ein Kurzschluss: Eine volle Batterie liefert dabei so viel Strom, dass sich Kabel erhitzen und Brände entstehen können. Deshalb stehen Sicherungen und die Reihenfolge der Handgriffe im Mittelpunkt dieser Anleitung.

Der Ablauf im Überblick

Was Sie selbst machen dürfen und was nicht

Zur Anmeldung: Das Marktstammdatenregister nennt Inselanlagen ausdrücklich als Ausnahme. Sie müssen und können nicht eingetragen werden, wenn Einspeisung und Strombezug aus dem Netz dauerhaft ausgeschlossen sind. Bei einem Gartenhaus mit eigener Batterie und ohne Kabel zum Haus ist das der Normalfall.

Sechs Begriffe, die in der Anleitung vorkommen

• Wp (Watt Peak): die Höchstleistung des Moduls bei Idealbedingungen. Ihr Modul hat 200 Wp, an einem normalen Sommertag bringt es meist deutlich weniger.
• Voc: die Spannung des Moduls im Leerlauf. Sie steht im Datenblatt und muss unter der Eingangsgrenze des Reglers bleiben. Der Regler in dieser Anleitung verträgt 100 Volt. Ein 12-Volt-Modul liegt weit darunter.
• MPPT-Regler: ein Laderegler, der das Modul immer in seinem besten Arbeitspunkt hält und die Batterie sicher lädt. Er ist teurer als ein einfacher Regler, holt aber mehr aus dem Modul, vor allem bei trübem Licht.
• Ah und Wh: Ampere-Stunden und Wattstunden sind zwei Arten, den Inhalt einer Batterie zu messen. 100 Ah bei 12,8 Volt sind 1.280 Wh, also 1,28 kWh.
• LiFePO4: Lithium-Eisenphosphat, die robuste Bauart von Lithium-Batterien. Sie hält viele Ladezyklen aus und gast nicht aus. Ein eingebautes Batteriemanagement (BMS) schaltet sie bei Gefahr ab.
• ANL-Sicherung: eine kräftige Sicherung für Batteriekabel. Sie sitzt direkt an der Batterie und trennt bei einem Kurzschluss, bevor das Kabel heiß wird.

Drei Regeln, bevor Sie anfangen

Phase 1: Rechnen und Platz festlegen

Schritt 1: Verbrauch aufschreiben

Nehmen Sie Zettel und Stift. Notieren Sie für jedes Gerät die Leistung in Watt (steht auf dem Gerät oder in der Verpackung) und die Stunden pro Tag, die es läuft. Mal gerechnet ergibt das Wattstunden pro Tag. Ein Beispiel für ein Gartenhaus:

Die Batterie fasst 1.280 Wh. Im Beispiel reicht eine volle Ladung also rechnerisch für 15 Tage. Auch bei wenig Sonne kommen Sie damit gut durch. Zehn bis zwanzig Prozent der Kapazität gehen durch Verluste in der Technik ab, rechnen Sie also mit etwa 1.000 Wh nutzbar.

Schritt 2: Prüfen, ob das Modul genug liefert

Den Jahresertrag für Ihren Ort rechnen Sie mit dem Solarrechner. Als grobe Richtwerte liefert ein Modul mit 200 Wp an einem sonnigen Sommertag rund 700 bis 1.000 Wh, im Dezember oft nur 50 bis 150 Wh. Im Beispiel (85 Wh) trägt es also im Sommer alles, im Winter bleibt der Betrieb knapp. Wer das Gartenhaus nur von April bis Oktober nutzt, hat kein Problem.

Schritt 3: Platz für das Modul festlegen

1. Richtung bestimmen. Öffnen Sie die Kompass-App Ihres Handys und stellen Sie sich dorthin, wo das Modul liegen soll. Süden ist 180 Grad. Von Südost bis Südwest ist der Ertrag gut.
2. Schatten prüfen. Fotografieren Sie die Fläche um 9, 12 und 15 Uhr. Ein Baum, ein Schornstein oder ein Nachbardach, das auch nur einen Teil des Moduls beschattet, kann den Ertrag deutlich senken.
3. Neigung wählen. Ein Winkel von 30 bis 45 Grad ist gut. Je steiler, desto besser im Winter. Ein flach liegendes Modul bringt im Sommer genug und sammelt im Winter wenig.
4. Dach beurteilen. Die Unterkonstruktion muss das Gewicht des Moduls und den Wind tragen. Modul-Gewicht und Abmessungen stehen im Datenblatt (ein Modul dieser Klasse wiegt etwa 11 bis 12 kg). Dachpappe, Wellblech und Holz sind üblich. Bei Zweifeln lassen Sie einen Zimmermann draufsehen.

Schritt 4: Platz für die Technik festlegen

Batterie, Laderegler, Schalter und Sicherungskasten gehören dicht zusammen, am besten auf ein Brett oder an eine Wand im Innenraum. Die Kabel zwischen Batterie und Regler sollen höchstens einen Meter lang sein, denn kurze Leitungen verlieren weniger Spannung und sind weniger anfällig. Der Ort soll trocken sein und möglichst frostfrei. Die Batterie darf nicht im Regen oder im Wasser stehen.

Phase 2: Anfragen vor dem Kauf

• Eigentümer oder Vermieter. Ein Modul auf dem Dach ist eine bauliche Änderung. Fragen Sie schriftlich nach, bevor Sie bestellen.
• Versicherung. Fragen Sie Ihre Gebäude- oder Hausratversicherung, ob eine Solaranlage mit Batterie im Gartenhaus mitversichert ist und ob der Versicherer Bedingungen stellt, etwa zur Anbringung der Sicherungen.
• Bauordnung. Für Nebengebäude gelten je nach Bundesland und Gemeinde unterschiedliche Vorgaben. Fragen Sie im Zweifel bei Ihrer Gemeinde nach.

Phase 3: Einkauf

Die folgende Liste enthält alles, was für eine funktionierende Anlage gebraucht wird. Die Auswahl passt zusammen: Regler, Kabelquerschnitte und Sicherungen sind aufeinander abgestimmt. Tauschen Sie nicht einzelne Teile gegen schwächere aus.

Zusätzlich brauchen Sie aus dem Baumarkt Aderendhülsen für 6 mm², damit die Kabel in die Klemmen des Reglers passen, Dübel und Schrauben für die Technik an der Wand und für die Verbraucher 12-Volt-Leuchten und USB-Ladebuchsen mit passenden Sicherungen (je Kreis 5 bis 10 A).

Zwei Teile zur Erweiterung, nicht nötig für den Start

• Batteriewächter. Der Victron SmartShunt zeigt den Ladestand genauer als die Spannung allein. Er sitzt am Minuspol der Batterie, und alle Minuskabel laufen über ihn.
• Wechselrichter für 230-Volt-Geräte. Der Victron Phoenix 12/500 liefert reinen Sinus für ein einzelnes Gerät am Gerät. Für ihn brauchen Sie eine eigene Sicherung am Pluspol, dicker als die 40 A des Sicherungskastens, die Größe steht im Datenblatt. Nutzen Sie ihn nur, um ein Gerät direkt einzustecken. Eine feste 230-Volt-Leitung im Haus bleibt Sache eines Elektrobetriebs.

Phase 4: Der Aufbautag

Am Vortag

Prüfen Sie die Lieferung auf Vollständigkeit. Laden Sie die Apps „VictronConnect“ und die App der Batterie auf das Handy. Legen Sie ein Brett (etwa 60 × 40 cm) bereit, auf dem die Technik montiert wird. Wählen Sie einen trockenen Tag und planen Sie das Dach für den Vormittag.

Schritt 1: Modul montieren

1. Legen Sie das Modul mit der Glasseite nach unten auf eine weiche Decke und lesen Sie im Datenblatt, an welchen Stellen es befestigt werden darf. Das sind meist die langen Rahmenseiten.
2. Befestigen Sie die Z-Halter am Dach und schrauben Sie sie in tragfähiges Holz oder in die Unterkonstruktion. In Dachpappe allein halten Schrauben nicht. Dichten Sie jedes Loch mit Dichtmasse ab.
3. Heben Sie das Modul zu zweit auf das Dach, schieben Sie es in die Halter und ziehen Sie die Schrauben fest. Es darf nicht wackeln.
4. Decken Sie das Modul sofort ab, bis es angeschlossen ist.

Schritt 2: Technik auf dem Brett anordnen

Legen Sie Batterie, Laderegler, Hauptschalter, Sicherungskasten und die Sicherungshalter so auf das Brett, wie sie später sitzen. Die Reihenfolge von links nach rechts: Batterie, Regler, Sicherungskasten. Die Batterie liegt am Boden oder steht fest im Regal, die anderen Teile hängen an der Wand. Halten Sie zwischen den Teilen einen Abstand, der kürzer ist als die Kabel. Markieren Sie die Bohrlöcher, schrauben Sie den Regler und den Sicherungskasten fest. Die Sicherungshalter kommen später direkt auf die Pole.

Schritt 3: Kabel anfertigen

1. Länge messen. Messen Sie den Weg zwischen den Teilen und rechnen Sie 10 cm Reserve dazu. Zu lange Kabel sind unnötige Verluste, zu kurze Kabel stehen unter Zug.
2. Abisolieren. Entfernen Sie am Kabelende so viel Isolierung, wie der Kabelschuh lang ist. Verdrillen Sie die Kupferlitzen nicht, drücken Sie sie in den Schuh.
3. Kabelschuh aufschieben, crimpen. Schieben Sie vorher ein Stück Schrumpfschlauch auf das Kabel. Setzen Sie den Kabelschuh auf, legen Sie die Crimpzange an und drücken Sie bis zum Anschlag. Eine zweite Crimpung dicht daneben macht die Verbindung sicherer.
4. Zugprobe. Ziehen Sie kräftig am Kabel. Hält der Schuh, ist die Verbindung gut. Löst er sich, schneiden Sie ihn ab und beginnen Sie neu.
5. Schrumpfschlauch. Schieben Sie ihn über den Schuh und erwärmen Sie ihn mit einem Heißluftföhn, bis er anliegt.

Legen Sie fertige Kabel nach Verwendung getrennt zurück und beschriften Sie sie mit Klebeband („Regler Plus“, „Kasten Minus“ und so weiter).

Schritt 4: Batterie und Regler verbinden

Der Regler braucht zuerst die Batterie, erst danach darf das Modul an ihn. Alle Sicherungen sind noch draußen.

1. Prüfen Sie, dass die Batterie ausgeschaltet ist und der Regler noch nicht angeschlossen ist.
2. Schrauben Sie den Halter der 40-A-Sicherung direkt an den Pluspol der Batterie. Setzen Sie die Sicherung noch nicht ein.
3. Verbinden Sie den zweiten Anschluss des Halters mit dem Batterieeingang des Reglers (Pluskabel, rot).
4. Verbinden Sie den Minuspol der Batterie mit dem Minusanschluss am Regler (schwarz).
5. Prüfen Sie jeden Anschluss, ob er fest sitzt. Rot ist immer Plus, Schwarz immer Minus. Vertauschte Pole beschädigen den Regler.
6. Messen Sie mit dem Multimeter die Spannung an den Batteriepolen. Sie liegt bei etwa 13 Volt. Zeigt das Gerät ein Minuszeichen, haben Sie die Messspitzen vertauscht: Rot gehört an Plus.
7. Setzen Sie jetzt die 40-A-Sicherung ein. Die Leuchte am Regler geht an, und er meldet sich in der App.

Schritt 5: Regler einrichten

1. Öffnen Sie „VictronConnect“ und verbinden Sie sich über Bluetooth mit dem Regler. Ändern Sie als Erstes die PIN, damit Fremde nicht eingreifen können.
2. Stellen Sie den Batterietyp auf „Lithium“ oder „LiFePO4“.
3. Vergleichen Sie die Ladespannungen mit dem Datenblatt der Batterie. Der Hersteller nennt die Spannung für „Absorption“ und „Erhaltung“. Passen die Werte der App nicht, tragen Sie die des Batterieherstellers ein.
4. Installieren Sie angebotene Updates für den Regler.

Schritt 6: Verbraucherseite anschließen

1. Der Hauptschalter bleibt ausgeschaltet. Schrauben Sie den Halter der 40-A-Sicherung ebenfalls an den Pluspol der Batterie, auf den Halter der ersten Sicherung oder daneben, je nach Platz am Pol. Setzen Sie die Sicherung noch nicht ein.
2. Führen Sie das Pluskabel vom Sicherungshalter zum Hauptschalter und vom Hauptschalter zum Pluseingang des Sicherungskastens.
3. Verbinden Sie den Minuspol der Batterie mit der Minus-Sammelschiene im Sicherungskasten.
4. Lassen Sie die Sicherungen im Kasten noch draußen.
5. Setzen Sie die 40-A-Sicherung ein, schalten Sie den Hauptschalter ein und messen Sie am Sicherungskasten die Spannung: etwa 13 Volt. Schalten Sie wieder aus.

Schritt 7: Modul an den Regler anschließen

1. Verlegen Sie das Solarkabel vom Modul zum Regler. Lassen Sie am Eingang zum Gebäude eine Schlaufe nach unten hängen, damit Regenwasser abtropft und nicht ins Haus läuft. Befestigen Sie das Kabel alle 40 bis 50 cm mit UV-festen Kabelbindern.
2. Schneiden Sie am Reglerende den Stecker ab, isolieren Sie die Enden ab und setzen Sie Aderendhülsen auf. Achten Sie darauf, dass Plus (rot) und Minus (schwarz) sich nie berühren.
3. Prüfen Sie die Polarität: Nehmen Sie die Abdeckung kurz vom Modul, halten Sie die rote Messspitze des Multimeters an das rote Kabelende und die schwarze an das schwarze. Das Display zeigt eine positive Spannung, deutlich über 10 Volt. Zeigt es ein Minuszeichen, sind die Kabel vertauscht. Decken Sie das Modul sofort wieder ab.
4. Schrauben Sie das Kabel an die PV-Anschlüsse des Reglers. Plus an Plus, Minus an Minus, die Klemmschrauben fest anziehen und an jedem Kabel ziehen.
5. Stecken Sie die Stecker am Modul zusammen. Nehmen Sie die Abdeckung vom Modul ab. Nach wenigen Sekunden beginnt der Regler zu laden.

Schritt 8: Verbraucher anschließen

1. Setzen Sie in den Sicherungskasten für jeden Kreis eine passende Sicherung ein (5 bis 10 A genügt für Licht und Ladebuchsen). Sicherung und Leitung müssen zusammenpassen: Die Sicherung darf nie größer sein als die Belastbarkeit des Kabels.
2. Schließen Sie Leuchten und Ladebuchsen an. Rot an Plus, Schwarz an Minus, Verbraucher einzeln anschließen und jeden sofort testen.
3. Schalten Sie den Hauptschalter ein.

Schritt 9: Abnahme

Die ersten Wochen

• Sehen Sie nach einer Woche in der App nach, wie hoch der Ladestrom an sonnigen Tagen war und wie weit die Batterie abends entladen ist. Sinkt sie unter 20 Prozent, brauchen Sie mehr Modul oder weniger Verbrauch.
• Ziehen Sie nach vier Wochen alle Schraubverbindungen noch einmal nach. Kabel setzen sich, und Verbindungen lockern sich.

Pflege und Winter

• Prüfen Sie zweimal im Jahr die Kabel, die Crimpungen und die Halter am Dach. Entfernen Sie Laub und Schmutz vom Modul.
• Die gewählte Batterie sperrt das Laden bei Frost, um die Zellen zu schützen. Bei längerem Frost bleibt sie daher ungeladen.
• Wenn Sie die Anlage im Winter nicht benutzen, lassen Sie die Batterie bei etwa halber Ladung stehen, schalten Sie den Hauptschalter aus und nehmen Sie die Sicherung des Reglers heraus.

Wenn etwas nicht klappt

Quellen

• Marktstammdatenregister: Welche Anlagen bzw. Einheiten müssen registriert werden (Ausnahme für Inselanlagen)
• Technische Daten des Reglers: Herstellerangaben zum Victron SmartSolar MPPT 100/20 (maximale PV-Leistung 290 W bei 12 V, Leerlaufspannung bis 100 V, Ladestrom 20 A), wiedergegeben von der Händlerseite Wattuneed. Maßgeblich ist das Datenblatt des Herstellers.

Diese Anleitung ersetzt keine Beratung durch eine Elektrofachkraft. Prüfen Sie Datenblätter und Herstellerangaben vor dem Kauf und vor dem Anschluss.

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