Jürgen Vielmeier
Die Idee mag nahe liegen: Lädst du deinen E-Bike-Akku direkt an einem mobilen Solarpanel auf, lebst du ökologisch wertvoll. Es käme also nur Strom in den Akku deines Gefährts, den du selbst produziert hast. Lässt du dabei einen Solargenerator, wie eine Powerstation, auch noch weg, kannst du damit sogar ein paar hundert Euro sparen. So die Theorie. In der Praxis empfiehlt sich dringend ein Gerät, das du zwischen Solarmodul und Akku schaltest.
E-Bike-Akku am Solarpanel aufladen: Ein Beispiel-Setup
Jede Technik ist natürlich anders, jeder E-Bike-Akku, jedes Solarladepanel und jeder Solargenerator. Als Beispiel seien die Eckdaten der von mir verwendeten Technik genannt:
- Kapazität E-Bike-Akku (Continental): 610 Wh
- Ladeleistung Ladegerät: 160 W
- Ladeleistung Solarpanel (EcoFlow): bis 160 W
- Kapazität Solargenerator (EcoFlow): 720 Wh
Hier also die Milchmädchen-Rechnung: Wenn das Solarpanel 160 Watt liefert und der E-Bike-Akku beim Aufladen 160 Watt zieht, dann muss eigentlich nur das Wetter gut sein, schon lädt der Akku auf. Richtig?
E-Bike-Akku mit Solarstrom laden: Misslungene Versuche
In der Praxis sieht es anders aus. Ich sage es gleich vorweg: Es kann gelingen, aber dazu musst du dich mit der Technik sehr gut auskennen.
In mehreren Tests kam in meinem Versuchsaufbau schlicht nicht genug Strom an, damit das Ladegerät sich bewegte.
Ich verband die MC4-Stecker des Solarpanels mit einer KFZ-Ladebuchse (weiblich), in die ich einen Wechselrichter fürs Auto mit einem KFZ-Anschluss (männlich) steckte. Hieran schloss ich das Ladegerät und daran den E-Bike-Akku an.
Bei bewölktem Wetter, an dem hin und wieder die Wolken durchblitzten, meldete mein Stromzähler bis zu 60 Watt an der Solarzelle. Der Wechselrichter bekam Strom! Sein Lüfter lief deutlich hörbar. Allerdings blieb die LED des Ladegeräts aus und auch beim Akku kam nichts an.
Dann muss es am Wetter liegen, dachte ich, und wiederholte den Versuch wenig später bei strahlendem Sonnenschein. Nun meldete der Strommesser am Solarpanel immerhin 100-110 Watt von 160 möglichen. Der Wechselrichter lief auf Hochtouren, das Ladegerät verweigerte dennoch den Betrieb und lud den Akku nicht.
Über die Verkabelung und den Wandel von Gleich- in Wechselstrom geht immer ein wenig Energie verloren (genauer gesagt wird sie in Wärme umgewandelt). Und ein Solarpanel liefert seltenst die höchstmögliche Leistung. So kam beim Ladegerät also wohl einfach zu wenig Strom an, als dass sich dieses in Bewegung setzen würde.
Probiert, damit ihr es nicht müsst: Wechselrichter zerstört
Wenn es am Wetter nicht liegt und auch nicht an der Verkabelung, dann ist die Lösung einfach: Mehr Leistung muss her! Ich konnte es nicht lassen und versuchte es entgegen aller Vernunft mit einem zweiten Solarpanel eines anderen Herstellers mit ebenfalls 160 Watt. Beide Panels wollte ich über ihre MC4-Kabel in Reihe schalten und daran den Wechselrichter anschließen.
Kaum hatte ich das getan, hörte ich es leise, aber deutlich hörbar im Wechselrichter knacken. Danach lief nichts mehr. Kurzschluss? Überspannung? Auf jeden Fall war es das Ende des Wechselrichters…
Und das ist die Moral von der Geschicht: Wenn der Versuchsaufbau zu experimentell wird, geht auch schon mal etwas schief. Um einen 30-Euro-Wechselrichter ist es nicht schade, um ein deutlich teureres Solarpanel oder – im allerschlimmsten Fall – euer Leben hingegen schon. Besser also, ihr lasst es bleiben und greift gleich zur vernünftigeren Lösung.
Powerstation zwischen E-Bike-Akku und Solarpanel
Dabei ist die Lösung im Grunde einfach: Ein Solargenerator – auch Powerstation genannt – kann als Mittler dienen. An ein entsprechend ausgestattetes Gerät könnt ihr gleichzeitig ein Solarpanel und ein Ladegerät mit Schuco-Stecker anschließen Die Powerstation verfügt über einen Laderegler und gibt stets die notwendige Leistung an das Ladegerät ab. Gleichzeitig wird sie vom Solarmodul geladen.
In meinem Test lief das denn auch problemlos. Das Ladegerät zog seine 160 Watt, der E-Bike-Akku lud in 4-5 Stunden voll auf. Das Solarpanel brachte in der Zeit zwischen 40 und 110 Watt Leistung. Der Akkustand der Powerstation sank von etwa 90 auf 25 Prozent. Seine 720 Wh dürften gerade so eben ausreichen, um die 610 Wh Kapazität des E-Bike-Akkus zu laden. Rechnet damit, dass durch die Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom immer etwas Energie verloren geht. Dass am Ende trotzdem noch 25 Prozent Restakku übrig waren, dürfte der Tatsache geschuldet sein, dass das Solarpanel die Powerstation gleichzeitig auflud.
E-Bike-Akku mit Solarpanel laden: die Voraussetzungen
Wenn du deinen E-Bike-Akku mit Solarstrom laden willst, brauchst du also das:
- Starkes Solarpanel: 100 Watt oder mehr sollten es schon sein.
- Powerstation/Solargenerator: Kapazität sollte die deines E-Bike-Akkus übersteigen. Es muss über eine Wechselstromsteckdose verfügen, die mindestens 200 Watt liefern kann.
- Gutes Wetter, am besten wolkenloser Himmel
- Ein paar Stunden Zeit
Wie viel Zeit genau, kannst du dir ungefähr ausrechnen. Ermittle die Leistung des Ladegeräts für deinen E-Bike-Akku und setze die ins Verhältnis zur Kapazität:
x Wh Kapazität deines E-Bike-Akkus / y Leistung des Ladegeräts in W = Ladedauer in h.
Die Werte findest du auf den Stickern an E-Bike-Akku und Ladegerät. Sie sehen in etwa so aus:
In meinem Falle lautet die Rechnung:
610 Wh Kapazität / 166 W Ladeleistung = 3,7h.
Hier gehen wir von Idealbedingungen aus, dass das Ladegerät immer mit voller Leistung lädt (tut es nicht) und die Technik auch in der Lage ist, die Leistung die ganze Ladedauer über bereitzustellen. In der Praxis dauert es sicher einen kleinen Moment länger. Ich kann in meinem Falle von 4-5 Stunden Ladezeit ausgehen.
Fazit: Reiner Solarstrom mit kleinem Umweg
Das direkte Aufladen eines E-Bike-Akkus über ein mobiles Solarpanel ist nicht empfehlenswert. Möglich ist es unter Einsatz eines starken Solarmoduls, einem Laderegler und einem Wechselrichter. Oder einem mobilen Solargenerator mit eingebauter Wechelstromsteckdose. Und das ist die bessere Lösung. Denn hier kann der Generator (Riesenakku) auch noch Strom zuschießen, wenn das Wetter nicht gut genug ist oder das Solarpanel nicht leistungsfähig genug.
Ein Set, das dazu in der Lage ist, ist das von uns getestete EcoFlow River Pro mit einem 160-Watt-Solarpanel.
In meinem Falle hat es funktioniert: Die Powerstation, die ich alleine mit Solarstrom geladen habe, hat meinen E-Bike-Akku voll aufgeladen. Und mehr wollte ich ja eigentlich nicht. Mein Experiment ist trotz einiger Umwege und Verluste unterwegs am Ende also geglückt.
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Probieren geht über studieren. 😜
Guter Beitrag mit interessanten Erkenntnissen!
Danke!
„dazu musst du dich mit der Technik sehr gut auskennen“ – was sicher nicht für jemanden zutrifft, der einfach mal seine PV-Module in serie schaltet, ohne das Datenblatt des WR zu lesen!
Ich würde das ganz ohne den Umweg über Wechselstrom machen, dazu müßte man natürlich die Ladeparameter des Akkus kennen!
Zeig uns doch deine Konstruktion! Imgur-Link o.ä.
Gute Idee, schwirrt mir auch im Kopf rum.
Danke für den Test – man lernt viel wenn andere Ihre Experimente bereitstellen. Gute Entscheidungen kommen durch das lernen von den Ergebnissen schlechter Entscheidungen.
Ich hätte wie Robert meinte auch versucht auf die Platine des Ladegeräts zu gehen, da diese u.U. ein Gleichrichter sowie ein Festspannungsregler besitzt und die 230v ac wieder in dc – schätzungsweise 3.3 oder 5v für die logik und 36v für den akku umwandelt. Ob die „günstigen“ Festspannungsregler für solche Leistungen funktionieren weiß ich aus dem stehgreif allerdings auch nicht.
Gestern beim e-Bikefahren ist mir ein sportlicher – Technikwettbewerb zu diesem Thema eingefallen. Zum Beispiel von München an die Adria ohne Steckdose fahren. Technisch dazu folgende Gedanken: Während der Fahrt z.B. jeweils ein Panel waagerecht – wegen Luftwiderstand und Beobachtungsmöglichkeit über dem Vorderrad und über dem Hinterrad montiert lädt einen LiPoFe Zwischenspeicher mit möglichst vielen Zellen. Weil jede Zelle nur ca. 4V kann, braucht es für den 36V Akku 9 davon in Reihenschaltung. Spontane Idee: Über einen Umschalter liegen die Zellen während der Ladung parallel am Solarmodul, Während der Pausen gibt es einen „Schuss“ mit Reihenschaltung. Die Idee von Robert auf der Platine des Ladegerätes „nach der 220V Umwandlung“ einzusteigen würde die teuren e-Bike Akkus schützen. Der Risikobereich liegt beim Zwischenspeicher.
Ist trotzdem nicht ökologisch und schlau einen Akku mit einem Akku zu laden.
Allein die Ladeverluste sind verhältnismäßig groß und die Batterien der PS
unterliegen ganz einfach einem Verschleiß.