Inselanlage planen: Hütte und Tiny House ganzjährig autark

Ganzjährig ohne Netz scheitert selten am Akku. Es scheitert an der Dezembersonne. Für eine Hütte mit rund 600 Wattstunden am Tag genügen 800 Watt Module an einer festen 24-Volt-Anlage. Ein Tiny House mit 1,5 Kilowattstunden täglich braucht schon rund 3.200 Watt Module. Das schafft keine der hier verglichenen Stationen allein. Eine Hauptempfehlung sprechen wir nicht aus, denn für keinen dieser Bausteine liegt uns eine unabhängige Messung vor. Wir ordnen nach Einsatzfall ein, die Gerätedaten sind Angaben von Herstellern und Händlern.

Was muss wirklich laufen, wenn draußen Winter ist?

Beginnen Sie mit einer Liste, nicht mit einem Warenkorb. Unsere Annahme für eine Hütte: Kühlschrank mit 150 Kilowattstunden im Jahr, also etwa 410 Wattstunden am Tag, dazu 60 für LED-Licht und 130 für Laptop und Handys. Macht 600. Im bewohnten Tiny House kommen eine halbe Stunde Kochen mit 1.200 Watt und rund 300 Wattstunden für Pumpe, Router und Kleinkram dazu, zusammen 1.500.

Zwei Posten fehlen gern. Der Wechselrichter läuft auch dann, wenn nichts angeschlossen ist. Bei angenommenen 15 Watt Leerlauf frisst er 360 Wattstunden am Tag, mehr als der halbe Hüttenbedarf. Schalten Sie ihn also ab, wenn niemand da ist. Und die Heizung: Ein Heizlüfter mit 2.000 Watt verbraucht in einer Stunde mehr als das Tiny House am ganzen Tag. Warum das an Akkus nicht aufgeht, rechnet der Ratgeber zu Heizlüfter und Powerstation vor. Wärme kommt in einer Inselanlage aus Holz oder Gas.

Der Dezember bestimmt die Modulfläche

Wir haben das Tiny House mit dem Inselrechner von PVGIS durchgespielt, dem Solarwerkzeug der Europäischen Kommission. Annahmen: Frankfurt, Module nach Süden, 60 Grad steil, 5 Kilowattstunden Akku, von denen 10 Prozent als Reserve stehen bleiben, 1.500 Wattstunden Bedarf am Tag. Was im Dezember ankommt:

• 800 Watt Module: rund 730 Wattstunden am Tag, an neun von zehn Tagen läuft der Akku leer
• 1.600 Watt: rund 1.280 Wattstunden, leer an 38 Prozent der Tage
• 3.200 Watt: rund 1.500 Wattstunden, leer an knapp 4 Prozent der Tage
• 3.200 Watt in Hamburg: rund 1.410 Wattstunden, leer an 16 Prozent der Tage

Mehr Fläche schlägt mehr Akku, das zeigt der Gegenversuch. Verdoppeln Sie bei 1.600 Watt die Batterie auf 10 Kilowattstunden, sinkt der Anteil leerer Dezembertage von 38 auf 18 Prozent. Verdoppeln Sie stattdessen die Module, landen Sie bei knapp 4 Prozent. Rechnen Sie also erst die Fläche, dann die Batterie.

Die Hütte kommt besser weg. Mit 800 Watt, 2,56 Kilowattstunden Akku und 600 Wattstunden Bedarf meldet PVGIS für Frankfurt im Dezember 570 Wattstunden am Tag und an 12 Prozent der Tage einen leeren Speicher. Damit lässt sich leben, wenn der Kühlschrank im Notfall aus bleiben darf.

Einen Kompromiss müssen Sie akzeptieren. Eine Anlage, die für Dezember gebaut ist, regelt im Sommer oft schon mittags ab, weil nichts mehr hineinpasst. Bei den 3.200 Watt bleiben im Jahresmittel rund 80 Prozent des möglichen Ertrags ungenutzt. Das ist kein Planungsfehler, sondern die Natur der Insel. Bäume fehlen übrigens in dieser Rechnung. Steht im Süden Wald oder ein Hang, wird es schlechter, und zwar gerade dann, wenn die Sonne tief steht. Prüfen Sie Ihren Standort im selben Werkzeug, bevor Sie bestellen. Bleibt eine Lücke, deckt sie ein Stromerzeuger für die dunklen Wochen; die Abwägung steht im Vergleich Powerstation oder Stromerzeuger.

Frost trennt Station und feste Batterie

Hier entscheidet eine einzige Zeile im Datenblatt. Die Lithiumbatterien von Victron dürfen laut Hersteller nur zwischen plus 5 und plus 50 Grad geladen werden. Darunter nimmt die Zelle dauerhaft Schaden, das Batteriemanagement sperrt deshalb die Ladung. In der ungeheizten Hütte heißt das: Im Januar scheint die Sonne, die Module liefern, und die Batterie nimmt nichts an. Entladen geht bis minus 20 Grad, mit Einbußen. Von 100 Amperestunden bleiben bei 0 Grad noch 80, bei minus 20 Grad 50.

Wer dauerhaft heizt, hat damit kein Problem. Im Tiny House steht die Batterie im Warmen. Für die unbeheizte Wochenendhütte sieht die Sache anders aus: Der Jackery Explorer 3600 Plus lädt laut Händler bis minus 20 Grad. Ein Datenblatt dazu liegt uns nicht vor, die Angabe stammt vom autorisierten Händler GreenDrive. Fragen Sie vor dem Kauf nach, wenn Ihr Plan daran hängt.

Fünf Bausteine für Hütte und Tiny House

Angaben laut Hersteller, bei Jackery laut autorisiertem Händler GreenDrive; die Wattzahl am Laderegler ist unsere Rechnung aus 30 Ampere und 25,6 Volt.

Victron LiFePO4 Smart 25,6 V 100 Ah

Laut Datenblatt speichert die Batterie 2.560 Wattstunden, zwei davon parallel ergeben die 5 Kilowattstunden aus unserer Rechnung. Victron nennt 2.500 Zyklen bei 80 Prozent Entladetiefe und 5.000 bei 50 Prozent, jeweils bis 80 Prozent Restkapazität. Ein Nachteil überrascht viele: Sie läuft nicht allein, sondern verlangt ein externes Batteriemanagement, das Ladegeräte und Verbraucher abschaltet. Dazu wiegt sie 28 Kilogramm und ist 65 Zentimeter breit. Das ist Technik für Leute, die einen Schaltplan lesen oder einen Fachbetrieb bezahlen. Eine unabhängige Prüfung dieser Werte kennen wir nicht.

Victron SmartSolar MPPT 100/30

Der Laderegler passt zur Hütte. An 24 Volt kommen rechnerisch rund 800 Watt durch, mit Bluetooth und anpassbarer Ladekennlinie. Für die 3.200 Watt des Tiny House ist er zu klein. Dort greifen Sie zu den stärkeren Reihen 150 oder 250 oder schalten mehrere Regler parallel, was Victron ausdrücklich vorsieht. Die höchste Modulspannung muss auch im Frost unter 100 Volt bleiben. Reihenschaltungen von Modulen also vorher nachrechnen.

Jackery Explorer 3600 Plus

Akku, Laderegler und Wechselrichter stecken in einem Gehäuse, Sie brauchen kein Schaltbild. Bis zu fünf Batteriepacks erweitern ihn auf 21,5 Kilowattstunden. Die Grenze ist der Solareingang: 1.000 Watt, mehr geht nicht. Mit 1.000 Watt fest montierten Modulen und 1 Kilowattstunde Bedarf am Tag ergibt PVGIS für Frankfurt von März bis Oktober kaum Lücken, im Dezember aber 830 Wattstunden täglich und an 42 Prozent der Tage einen leeren Speicher. Für das Wochenende reicht das, weil der Akku unter der Woche voll wird. Für den Dauerbetrieb im Winter nicht. Eine 12-Volt-Buchse fehlt ihm, und 35 Kilogramm tragen Sie nicht allein auf die Alm. Was die Station sonst kann, steht im Ratgeber zur großen Powerstation.

Jackery Explorer 3000 v2

Acht Kilogramm leichter und mit 12-Volt-Buchse, dafür lädt er erst ab 0 Grad, lässt sich nicht erweitern und kommt laut Händler auf 4.000 statt 6.000 Zyklen. Für eine Hütte, die von April bis Oktober genutzt wird, spielt keine dieser Schwächen eine große Rolle. Im Sommer liegt das Problem ohnehin beim Überschuss.

BLUETTI AC200L

Mit 1.200 Watt nimmt er laut BLUETTI mehr Modulleistung auf als beide Jackery-Stationen, und Zusatzakkus erweitern ihn bis 8.192 Wattstunden. Das spricht für einen festen Platz mit großer Fläche. Eine belastbare Angabe zum Laden bei Frost haben wir nicht gefunden, stellen Sie ihn also ins Warme.

Welcher Baustein zu welchem Einsatz passt

• Bewohntes Tiny House, geheizt: feste Anlage mit etwa 3.200 Watt und rund 5 Kilowattstunden Speicher, etwa zwei Victron LiFePO4 Smart 25,6 V 100 Ah, Regler aus der stärkeren Reihe und ein Plan für die Lücke im Dezember.
• Hütte mit Dauerbetrieb um 600 Wattstunden, frostfreier Platz: 800 Watt, eine Victron-Batterie, Victron SmartSolar MPPT 100/30.
• Unbeheizte Hütte, nur am Wochenende: Jackery Explorer 3600 Plus mit fest montierten Modulen.
• Nutzung nur im Sommerhalbjahr: Jackery Explorer 3000 v2 genügt.

Faltmodule gehören in keinen dieser Fälle dauerhaft aufs Grundstück, das erklärt der Ratgeber zum Solargenerator-Set. Für die Gartenlaube mit gelegentlichem Bedarf ist das alles zu groß, dort genügt der Plan aus Strom im Gartenhaus. Feste 230-Volt-Leitungen im Gebäude legt ein Elektrofachbetrieb. Ob ein Tiny House ohne Netzanschluss überhaupt genehmigt wird, klären Sie vorher mit der Bauaufsicht Ihrer Gemeinde.

Quellen

• Europäische Kommission: PVGIS, Inselrechner (eigene Berechnung für Frankfurt und Hamburg)
• Victron Energy: Datenblatt Lithium Battery Smart (PDF)
• Victron Energy: Handbuch Lithium Battery Smart (PDF)
• Victron Energy: Übersicht MPPT-Laderegler (PDF)
• GreenDrive: Explorer 3600 Plus (Händlerangaben)
• GreenDrive: Explorer 3000 v2 (Händlerangaben)
• Zajadacz: Jackery E3000V2
• BLUETTI: AC200L