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Stromversorgung unterwegs 3 - Solar auf Tour

Unterwegs beim Wandern oder Trekking gibt es mehrere Möglichkeiten die Stromversorgung von Navi, Kamera, Smartphone, Lampe und so weiter sicher zu stellen. Zum einen ist es möglich für jedes Gerät Ersatzakkumulatoren mit zu nehmen. Andererseits gibt es auch von all diesen Geräten Modelle, welche sich über USB Laden lassen. In diesem Falle müsste die Versorgung auf Tour nur von einer Steckdose als Auflademöglichkeit zur nächsten Steckdose gesichert werden. Durch eine Powerbank lässt sich der benötigte zeitliche Abstand zum Stromnetz verlängern. Dies ist beim Trekking und besonders beim Ultraleichttrekking die am häufigsten gewählte Methode. Dennoch gibt es mit Solarpanels eine weitere Option unabhängig des Stromnetzes.

Ich habe mit Solarstrom auf Tour einige Versuche hinter mir,  welche mehr oder weniger von Erfolg gekrönt waren. 2015 in Schweden hat die Art der Stromversorgung für vierPersonen mit einem Solarpanel super funktioniert, während es sich 2016 in Madeira mit zwei Personen als Katastrophe herausstellte.
Folgend einmal die Solarpanel, welche ich in der letzten Zeit getestet habe. Das XTPower Panel hat eine neue Hülle aus leichterem SilPoly Stoff bekommen und dadurch viel Gewicht eingespart. Das China A5 Panel wurde etwas mit der Schere zurechtgeschnitten und hat mit einem Dremel noch zwei weitere Löcher zur Befestigung bekommen.

A₁ - Gibt die Leistung in Ampere bei ausgerichtetem Solarpanel an
A₂ - Gibt die Leistung in Ampere bei nicht ausgerichtetem Solarpanel an
A₃ - Gibt die Leistung in Ampere bei diffusem Sonnenlicht an

Daten bei Sonnenschein im norddeutschen November

Handy Einstellungen

Solarpanels haben einen entschiedenen Nachteil gegenüber dem Laden über Steckdose. Die Stromversorgung während des Ladens ist alles andere als konstant. Durch Wolken/ Blattwerk und ähnliche äußere Einflüsse bricht die Leistung ein. Apple Smartphones hören nachdem dieses passiert ist mit dem Laden komplett auf und fangen erst nach erneutem Einstecken des Solarpanels wieder mit dem Laden an. Daher empfiehlt es sich bei Apple Geräten erst eine Powerbank über das Panel zu laden und dann mittels dieser das Telefon zu laden. Im Gegensatz zu den Apple Telefonen fangen die meisten Android Telefone zwar mit dem Laden direkt wieder an, doch auch hier gibt es Fallstricke.
In der Regel sind bei den Smartphones die Einstellungen im Hinblick auf das Laden mit Solarpanels suboptimal gewählt.
Zum einen gibt es dabei die Einstellung „Beim Einstecken aufwecken“. Diese Einstellung besagt, wenn das Telefon geladen wird, soll das Display als Signal angehen. Displays sind aber einer der größten Stromfresser bei aktuellen Geräten. Somit wird immer nachdem ein Blatt im Wald einen Schatten auf das Solarpanel geworfen hat und die Leistung verringert, das Telefon aus dem Standby geholt und das Display angeschaltet. Bei meinem LG G4 benötigt ein angeschaltetes Display rund 600mA an Strom, welche, wenn sie nicht über das Solarpanel kommen, aus dem Akku geholt werden.
Dadurch kommt es häufig vor, dass das Telefon mehr Strom beim Solarladen verbraucht, als es durch das Solarpanel generiert.
Die nächste Funktion, welche ausgeschaltet werden sollte ist die „Daydream“ Funktion. Durch sie wird beim Laden eine bestimmte Animation auf dem Display dargestellt. So entstehen die selben Probleme, denn das Display ist beim Laden eingeschaltet und es wird unnötigerweise viel Leistung verbraucht.

Variablen

Die Performance eines Solarpanels ist abhängig von verschiedenen Variablen. Folgend beschreibe ich jene, welche sich für mich als die wichtig herausgestellt haben. Variablen mit nur einem geringen Einfluss auf die Performance habe ich der Übersicht halber aus der Betrachtung herausgestrichen.

• Leistung des ausgerichteten Panels

Solarpanels sollten so ausgerichtet werden, dass die Sonnenstrahlen im rechten Winkel auf das Panel treffen. So wird der maximal mögliche Ertrag an Energie aus den Sonnenstrahlen in Strom umgewandelt. In weiteren Berechnungen gehe ich davon aus, dass dieser Wert für eine Stunde bei genügend Sonnenlicht während Pausen erreicht wird.

• Leistung des nicht ausgerichteten Panels

Dieser Wert gibt an, welche Leistung des Solarpanels möglich ist, wenn es nicht direkt zur Sonne ausgerichtet wird. Das ist beispielsweise der Fall, wenn das Panel auf dem Rucksack montiert ist.

• Leistung bei diffusem Licht

Dieser Wert gibt die Leistung unter einer Wolkendecke oder bei Nebel an. Dieser Wert ist nur ein Bruchteil von dem des ausgerichteten Panels. Die Menge an erzeugtem Strom ist leider unzureichend. Dies ist meiner Freundin und mir auf Madeira zum Verhängnis geworden. Um die geringe Energieausbeute zu speichern, empfiehlt sich eine Powerbank, welche mit geringen Strömen geladen werden kann.

• Sonnenstunden

Die Anzahl der Sonnenstunden ist maßgeblich für die erzeugte Energie vorhanden. In Deutschland sind es im Schnitt 5.3 Sonnenstunden pro Tag. Für weitere Berechnungen habe ich die die Sonnenstunden-Werte von einer zweiwöchigen Schlechtwetterphase vom Brocken im Harz genommen.

• Powerbank

Um eine über mehrere Tage sonnenarme Zeit zu überbrücken, ist es nötig, den gewonnen Strom zwischenzuspeichern. Je größer die Powerbank ist, umso größer ist der Schlechtwetter-Zeitraum, der überbrückt werden kann.

• Verbrauch

Der Verbrauch ist und bleibt essentiell. Jemand, der 500mAh Strom am Tag verbraucht, benötigt ein kleineres Panel und eine kleinere Powerbank, als jemand, der 2000mAh Strom am Tag verbraucht. Ich habe meinen Verbrauch durch Abschalten unnötiger Funktionen.

Modell

Ich habe die Stromerzeugung mit den verschiedenen Variablen in ein Excel-Modell gegossen. Dieses Modell ist nicht perfekt, sondern dient eher als Einschätzungshilfe, ob ein Trip über Solar machbar ist. Aktuell ist das Modell auf 14 Tage limitiert. Die primäre Fragestellung bei dem Modell lautet, ob es möglich ist einen Zeitraum X mit gegebenen Variablen und einem Solarpanel zu überbrücken. Im Modell gibt es noch kleinere Fehler die nicht berücksichtigt sind. Beispielsweise kann mehr Strom im Akku gespeichert werden, als Kapazität vorhanden ist und ein Akku kann ebenfalls negative Kapazität haben. Für die Fragestellung ist das jedoch ausreichend. Das Modell gibt es ebenfalls zum Download als Microsoft Excel Dokument.

Folgend einmal ein paar Beispiele:

Schlechtwetter Brocken 14 Tage, 66% Akkuverbrauch beim LG G4 pro Tag, China A5 Panel
Schlechtwetter Brocken 14 Tage, 66% Akkuverbrauch beim LG G4 pro Tag, Kolumb Panel
Schlechtwetter Brocken 14 Tage, 66% Akkuverbrauch beim LG G4 pro Tag, XTPower SP13 Panel
Gutes Wetter, 5.3 Sonnenstunden pro Tag (deutscher durchschnitt) 14 Tage, 66% Akkuverbrauch beim LG G4 pro Tag, China A5 Panel
Gutes Wetter, 5.3 Sonnenstunden pro Tag (deutscher durchschnitt) 14 Tage, 66% Akkuverbrauch beim LG G4 pro Tag, Kolunb Panel
Gutes Wetter, 5.3 Sonnenstunden pro Tag (deutscher durchschnitt) 14 Tage, 66% Akkuverbrauch beim LG G4 pro Tag, XTPower Panel

Viel Spaß damit in dem Modell ein wenig zu testen. Die Blau hinterlegten Zeilen sind die Variablen.
Für mich sieht das Setup auf den Solo Touren, mit drei oder mehr Tagen, in Zukunft folgendermaßen aus:
Frühling und Herbst:  10W Panel + MYOG Powerbank
Hochsommer: Versuch mit dem 5W Panel + MYOG Powerbank

Bei Touren zu zweit mit drei oder mehr Tagen:
13W Panel + MYOG Powerbank

Fazit

Meine Möglichkeiten mit Solarenergie auf Tour zu sein, sind mittlerweile brauchbar. Bei meinen Variablen lohnt es sich das Panel mit zu nehmen ab einer Zeitspanne von 5-6 Tagen zwischen den Steckdosen. Es war für mich ein wenig faszinierend, dass für mich schon zwischen 5W-10W ausreichen.  Ebenso spannend ist, dass ein größeres Solarpanel gewichtstechnisch nicht leichter wird pro Watt. Somit lohnt es sich wenig, ein großes Panel für mehrere Leute mitzunehmen. Gewichtstechnisch steht man mit kleinen Insellösungen bei mehreren Personen besser dar. Neben den Nachteilen der Wetterabhängigkeit hat man aber auch einen großen Vorteil. Schließlich kann man mit solch einer Methode zur Stromerzeugung bei einigermaßen gutem Wetter die Zeit zwischen der Zivilisation deutlich ausdehnen.

Am meisten hat mich das China A5 Solar Panel überrascht. Nicht nur, weil es gewichtstechnisch und preislich in einer anderen Liga spielt, als die größeren Panels, sondern auch, weil es mit bei gutem Wetter im Dezember binnen vier Stunden mein LG G4 Smartphone komplett geladen hat. Ein Panel beim Trekking über mehrere Stunden am Tag ausgerichtet zu haben, ist meiner Meinung nach zwar ein wenig unrealistisch, ein Viertel der Zeit hingegen ist schon sehr viel wahrscheinlicher. Somit sollte es bei einem täglichen Stromverbrauch von unter 1000mAh wunderbar funktionieren. Dies ist für mich mit dem aktuellen Smartphone zwar weit außerhalb des normalen Rahmens, dazu bräuchte ich ein sehr sparsames Smartphone (mit weiterhin guter Kamera). Vielleicht gibt es in Zukunft solch ein Gerät auf dem Markt, schauen wir mal!

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