Solarpanel defekt – Starre Module ungeeignet für Offroad Wohnmobil?

SabineWerkstatt

Nach nur einem Jahr Betrieb haben zwei Solarpanele auf dem Dach unseres Wohnmobils den Geist aufgegeben – 0 Watt Ertrag. Wie das passieren konnte und welche Schlüsse wir aus  dieser Erfahrung ziehen …

Um es vorweg zu nehmen: Wir können bis heute nicht mit 100% Sicherheit sagen, welche Ursache genau zum Ausfall der Solarpanels geführt hat. Es gibt allerdings genügend Indizien, um daraus wertvolle Schlüsse zu ziehen und Empfehlungen abzuleiten. Wahrscheinlich ist es ein Zusammenspiel mehrerer kleiner Dinge die zusammengewirkt haben. Im Verlaufe dieses Erfahrungsberichts werden wir auf diese Kleinigkeiten stoßen und setzen sie am Ende zu unserem Gesamteindruck zur Ursache zusammen.

Wir persönlich haben zuvor nie von defekten Solarpanels auf Wohnmobilen gehört, doch Du hast das vielleicht auch schon mal festgestellt: Wenn man auf etwas nicht achtet, sieht man es auch nie – sobald man jedoch erst einmal seine Aufmerksamkeit darauf richtet, stellt man fest, dass man damit wohl bei Weitem nicht alleine ist. 

Aus diesem Grund wollen wir diese Erfahrung mit unserer Solaranlage heute einmal an Dich weitergeben. Vielleicht hast Du die gleiche Ausgangssituation wie wir und kannst Dir den Ärger und die damit verbundenen Kosten so ersparen. 

Aber von vorne. Was war unsere Ausgangssituation:

Welche Solarpanele hatten wir auf dem Wohnmobil montiert

Im Sommer 2019 entscheiden wir uns beim Bau unseres zweiten Exmos für drei Module von Victron Energy mit je 330 Wp. Die Abmessungen betragen pro Panel betragen ziemlich genau 1 x 2 m.

Martin von tigerexped berechnete die Solaranlage und die Zusammenstellung aller Komponenten für uns. Wir selbst sind keine Elektrik-Experten und froh, dass er uns geholfen hat (*Anmerkung: Damals hatten wir noch einen Youtube-Kanal, die Hilfe war also von Vorteil für beide Seiten und inzwischen haben wir viel über Elektrik gelernt, weil wir angefangen haben, als Angestellte für die Firma zu arbeiten. :D)

Der Griff zu den monokristallinen BlueSolar Modulen von Victron Energy hatte für niemanden von uns etwas Zweifelhaftes. Victron ist ein namhafter Hersteller und keine günstige Option um Geld zu sparen. 

Auch MPPT Laderegler und andere Komponenten unserer elektrischen Anlage, wie die LiFePo4 Batterien, kommen von Victron. Damit haben wir bereits gute Erfahrungen in unserem vorherigen Wohn-LKW gemacht und Qualität ist uns auch super wichtig, denn wenn man rund ums Jahr im Fahrzeug lebt und arbeitet, muss es einfach funzen.

Montage

Das Dach unserer Wohnkabine besteht aus mehreren Aluminiumplatten, die in eine Art Fachwerkgerüst eingelassen und verklebt sind. 

Als Halterungen nutzten wir zunächst die auf Wohnmobilen gängigen 6-teiligen Plastikecken-Sets (zur Veranschaulichung: diese hier*, inklusive der seitlichen Stützen, damit die Panels nicht in der Mitte „durchhängen“ und bei der Fahrt zu sehr ins Schwingen kommen). Solche Plastikecken waren bereits auf unserem alten LKW verbaut und es gab keinerlei Grund zur Beanstandung. Der einzige Unterschied: Wir haben diesmal zu den Halterungen in schwarzer statt weißer Farbe gegriffen – Geschmackssache einfach. 

Allerdings mussten wir feststellen, dass trotz aller Sorgfalt beim Kleben und der genauen Befolgung der Herstellervorgaben, diesmal einige der Kunststoffteile keine feste Verbindung mit dem Kleber eingingen. Vom Aludach konnte das verwendete Sikaflex währeddessen nur noch mit der rohen Gewalt des Multitools* vom entfernt werden. Aus Sicherheitsgründen tauschten wir direkt alle Kunststoffecken gegen Aluminiumwinkel aus.

Erste Reise – Solaranlage läuft wie ein Lottchen

Nach der Fertigstellung unseres neuen Fahrzeugs läuft die Anlage auf Hochtouren. Das freut uns natürlich riesig, denn als Vollzeit im Wohnmobil arbeitende, sind wir auf guten Stromertrag und Stromspeicherung zwingend angewiesen. Nichts anderes haben wir ehrlich gesagt aber auch erwartet – schließlich wissen wir, wo wir die Anlage haben berechnen und zusammenstellen lassen. 

Unter anderem führt uns unsere Reise nach Marokko. Wir wollen testen, wie viel mehr an Offroad-Fähigkeit wir durch den neuen LKW gegenüber dem alten Steyr 680 gewonnen haben. Zwar haben wir den LKW bereits durch die Tunesische Sahara gejagt, damals aber noch mit völlig leerer Kabine, also super leichtem Gewicht, was die Sache natürlich einfacher macht. 

Jetzt sind wir um einiges schwerer (wissen aber noch nicht wie schwer genau, weil wir vor der Abfahrt nicht gewogen haben) und machen uns auf den Weg zu bekannten Pisten im südlichen Marokko. Wir kennen die Strecken dort, denn mit unserem 51 Jahre alten Steyr haben wir dort ein halbes Jahr lang alle Wege abgeklappert, die uns unterkamen. Wie viel besser wird sich der neue LKW im fertigen Zustand wohl dort schlagen, wo man mit dem Steyr an seine Grenzen kam? Wir wollen es wissen und schenken der Karre auf den Pisten deswegen auch ganz schön ein.

Dabei stellen wir fest, dass die hinteren Federn dringend ersetzt werden müssen und obwohl es sich anhört, als ob ich völlig vom Thema dieses Artikels abschweife: Auch für unsere Solarpaneele scheint dies kein unrelevanter Aspekt gewesen zu sein.

Marokko mit dem Expeditionsmobil
Treffen mit Freunden in der unglaublichen Landschaft Marokkos

Nebeninfo LKW-Gewicht

Aber noch eine Anmerkung am Rande, weil wir gerade über das Gewicht gesprochen haben: Natürlich haben wir das Wiegen des LKW inzwischen nachgeholt und wir werden sehr oft gefragt, ob wir unser Ziel, unter 7,5t zu bleiben, nun geschafft haben. Nein, haben wir nicht.

Obwohl wir extra eine superleichte Aluminiumkabine gebaut haben, sind wir (bei voller Beladung und mit gefüllten Tanks von 300 L Wasser und 600 L Diesel) leider weit über diesem sportlich ambitionierten Ziel gelandet.

Für uns persönlich nicht weiter tragisch, da “der große” LKW Führerschein sowieso vorhanden war und der LKW einfach auf sein ursprünglich zulässiges Gesamtgewicht von 9 Tonnen angemeldet werden konnte.

Wenn dies bei Dir nicht der Fall ist, hier unsere klare Empfehlung: Versuche es bei einem LKW Fahrgestell mit den 7,5t erst gar nicht. Die aufwändigen und auch teuren Leichtbau-Bemühungen sind tatsächlich nur in ganz wenigen Ausnahmefällen (etwa beim MB 911, weil das Fahrgestell ultraleicht ist) zielführend – zumal man bei Fahrgestellen die technisch nicht viel mehr Gewicht können, dann fürs Offroadfahren zu nah an die Belastungsgrenze kommt. Aber dazu ein andermal mehr…

Plötzlicher Einbruch des Solarertrags

Während man in den Nachrichten zum ersten Mal hört, dass es im weit entfernten China ein neues Virus zu geben scheint, beschließen wir, innerhalb kürzest möglicher Zeit nach Deutschland zurückzufahren. Wir wollen die Verschiffung nach Kanada vorbereiten. 

Wie nun bekannt ist, nimmt das Virus jedoch seinen Lauf und unsere Verschiffung rückt in weite Ferne, als wir einen Einbruch des Solarertrags feststellen. Haben wir etwa blöd unter Bäumen geparkt und die Solarpaneele mehr beschattet als gedacht?

Als die Leistung auch bei ganz bestimmt 100% Sonne im Keller bleibt, begeben wir uns auf Fehlersuche. 

Schneckenspuren auf Solarpanelen

Eine mögliche Ursache kann natürlich eine Verschmutzung der Solarpanele sein. Durch Dreck kann kein Licht auf die Zellen dringen und so lässt es sich auch schlecht in Strom umwandeln. 

Beim Reinigen der Solarpanels fallen uns längliche, braune Verfärbungen unter der Glasoberfläche auf. Zum ersten Mal hören wir etwas von sogenannten Schneckenspuren auf Solarpanelen. 

Solarpanel Wohnmobil defekt - Schneckenspuren als äußerliches Anzeichen für Mikrorisse der Solarzelle
Sogenannte Schneckenspur auf Solarpanel als äußerliches Zeichen für Mikrorisse

Inzwischen wissen wir, dass es sich hierbei um Mikrorisse in den Zellen handelt. Und obwohl man weiß, dass Mikrorisse sehr wohl zu Problemen und Leistungseinbußen bei Solaranlagen führen können, wird das Problem von den Herstellern nur „optisch kaschiert“. Die äußerlich sichtbaren Verfärbungen als Zeichen für Mikrorisse, werden durch den Einsatz von Folien die sich nicht mehr verfärben, vermieden (lies z.B. hier: photovoltaik.eu).

Solarmodule testen

Wir wollen also wissen, was jedes einzelne Modul an Leistung bringt. Auf der Victron App, die uns den Solarertrag anzeigt, sehen wir natürlich immer nur die Gesamtleistung, da unsere Module parallel geschaltet auf einen gemeinsamen Laderegler laufen. 

Also positionieren wir uns an einem sonnigen Tag so, dass keines der drei Panels Schatten abbekommt und klettern mit ein paar großen Decken bewaffnet aufs Dach unseres Wohnmobils. Alle Solarpanele werden komplett eingehüllt, sodass wir sie nacheinander einzeln aufdecken und die Leistung auf dem Monitor beobachten können. 

Das Ergebnis: Ein Solarpanel bringt die zu erwartende volle Leistung – die beiden anderen bringen genau 0 Watt.  

Ob das nun an den Modulen selbst liegt, oder ob Verkabelung und / oder Laderegler Schuld an diesem Ergebnis haben, testen wir durch die Umbelegung der Panels auf andere Steckplätze des Solarladereglers.

Die beiden nicht funktionierenden Module schließen wir auf den Platz, an dem zuvor das eine, funktionierende Panel steckte. Auch dort erbringen sie keine Leistung. 

Umgekehrt schließen wir das Kabel des funktionierenden Solarpanels an die beiden anderen Steckplätze an – wo es auch funktioniert. Es liegt also nicht am Wechselrichter oder der Verkabelung, es sind tatsächlich die Panels, die irgendwie Schaden genommen haben.

Leerlaufspannung messen

Da wir wie bereits erwähnt keine Elektrik-Experten sind, wenden wir uns an Martin. Telefonisch leitet er uns an, die Leerlaufspannung unserer Solarmodule durchzumessen. Diesen und noch weitere Messversuche (von denen ich als Elektro-Unwissende lieber nicht ausführlicher berichte um keine falschen Anleitungen zu geben), führt der Elektro-Ingenieur bei einem persönlichen Besuch auch noch selbst auf unserem Dach durch – es liegt also auch nicht nur an unserem Unvermögen :D. 

Das Ergebnis: Leerlaufspannung bei allen Modulen da. Sobald jedoch Leistung abgerufen werden soll, knicken die beiden fraglichen Module sofort komplett ein. Sie sind also wirklich einfach defekt.

Was kann zu dem Defekt geführt haben

Es muss festgehalten werden, dass es sich hierbei nicht um einen Schaden handelt, der ständig vorkommt. Wir stellen anhand der Faktoren, die Einfluss auf unsere Solarpanele hatten, also Vermutungen auf, die sehr wahrscheinlich die Ursache sein KÖNNEN. 

Naheliegend ist: Die Größe (Maßgeblich die große Länge) der Solarpanele und die Steifigkeit der Verbindung mit dem Wohnmobildach in Kombination mit einer möglichen Verwindung der Kabine beim Offroadfahren, können zu kleinen Rissen in den Modulen geführt haben, die im schlechtesten Fall zu einem Totalausfall des Moduls führen können.

Möglicherweise spielt auch die Beschaffenheit des Dachs eine Rolle, denn Aluminium hat eine sehr starke Längenausdehnung bei Hitze. Um die Beweglichkeit der Platten in ihrem Fachwerk zu gewährleisten, haben wir die umlaufende Klebefuge absichtlich breit gewählt. Allerdings verläuft auch zumindest eines der beiden Solarpanels über eine solche Fuge, was natürlich zu Spannungen im Modul führen könnte. 

Wir gehen also davon aus, dass man zumindest bei Dächern auf denen Bewegung zu erwarten ist, ein großes Solarpanel minimal beweglich lagern sollte, um auftretende Spannungen auszugleichen. Mit Bewegung meinen wir vor allem Offroadfahrten (durch Stöße und Verwindung), sowie Materialien, die in sich eine Bewegung vollziehen, wie Aluminium durch die starke Veränderung der Längenausdehung bei Temperaturschwankungen.

Wie wir solche Schäden in Zukunft vermeiden wollen

Wir werden zwei Dinge ändern:

  1. Andere Solarpanele verbauen,
  2. Sie so befestigen, dass sie minimal beweglich bleiben und dadurch auftretende Spannungen ausgeglichen werden können. 

Kleinere Solarpanele mit größerer Sicherheit vor Totalausfällen

Wir setzen zunächst auf flächenmäßig kleinere Solarpanele. Sie sollen weniger schwingen und weniger anfällig für Verwindung sein – klar: je länger, desto mehr Verdrehung oder unter den Panelen arbeitende Oberfläche.

Für uns mit am wichtigsten ist nach dieser Erfahrung: Eine vollflächige Kontaktierung mittels Kupferschicht und eine schlaue Verschaltung mit Trenndioden. Diese beiden Punkte sorgen für eine große Sicherheit vor Totalausfall eines Panels. Sollte eine Zelle oder gar ein ganzer Zellbereich von einem Schaden betroffen sein, können andere Bereiche immer noch weiterarbeiten und Strom generieren.

(Als schöner Nebeneffekt, sorgt eine intelligente Trenndiodenverschaltung zudem für eine bessere Stromausbeute bei Teilverschattung des Moduls).

Wir achten darauf, dass die Module auch über einen großen Wirkungsgrad verfügen, sowie über einen günstigen Temperaturkoeffizienten, um aus weniger Solarfläche mehr Strom herauszuholen.

Flexible Lagerung

Aluminiumwinkel kommen als Befestigung auch diesmal wieder zum Einsatz. Einen großen Unterschied wird es aber geben: Die Befestigung der Solarmodule soll diesmal “schwimmend” erfolgen. Ohne zu schlackern oder durch Windzug zu unruhig zu werden, sollen sie die Möglichkeit haben, sich minimal zu bewegen, um Schäden durch Spannungen vorzubeugen. 

Gemeinsam mit Technikern wurde eine Konstruktion mit Schwingungsdämpfern erdacht.

Schwingungsdämpfer

UPDATE:

Inzwischen sind wir mit den so gelagerten Modulen von Deutschland zum Finnischen Polarkreis und zurück, sowie quer durch den Nordamerikanischen Kontinent in Kanada und den Westen der USA gefahren. Die Lagerung hat sich absolut bewährt. Unsere Befürchtungen, dass die Module durch den Fahrtwind und die Vibration bei der Fahrt an sich zu sehr ins Schwingen geraten könnten, haben sich nicht bestätigt. Auch echte Stürme wurden damit sehr gut überstanden.

Wir können die Vorgehensweise bisher nur weiterempfehlen. Sobald sich noch ein Nachteil herausstellen sollte, wird es hier ein neues Update geben.

TIPP 1 dazu: Solltest du ebenfalls so eine flexible Lagerung bauen wollen: Nimm nicht die von uns verwendeten und im Foto oben abgebildeten Gummipuffer mit Außengewinde auf beiden Seiten. Nimm diese hier* mit einmal Außen- und einmal Innengewinde, dann kriegst du sie bei Bedarf auch mal wieder ab (so ein Solarmodul kann ja auch durch Hagelschaden oder andere Einflüsse kaputt gehen). Leider waren die zu dem Zeitpunkt als wir sie brauchten einfach gerade nicht zu bekommen, weshalb wir auf zwei mal Außengewinde als Alternative zurückgegriffen haben.

Tipp 2: Bisher können wir keine hierdurch verursachten Probleme feststellen, aber es kann nicht schaden, die Gummilagerung vor der dauerhaften UV-Einstrahlung zu schützen. Klebe sie zum Beispiel einfach ab.

Flexible Solarmodulhalterung – Unsere Lösung

Solarmodule flexibel befestigen
Die kleineren Solarmodule mit je 180 Wp sind verwindungs- und schwingungsunanfälliger, flexibel gelagert und haben durch ihren technischen Aufbau eine größere Ausfallsicherheit.

Fazit

Vor diesem Schaden haben wir uns nie Gedanken über Risse in Solarpanelen gemacht. Doch auch wenn es nicht so oft vorkommt: Ein paar Faktoren können offenbar sehr wohl zu Ausfällen führen, die in unserem Falle übrigens nicht vom Hersteller Victron als Garantieschaden anerkannt wurden, auch mit Kulanz war da nichts zu machen.

Sich Gedanken um eine optimale Lagerung der Solarpanele zu machen und bei der Auswahl auf höchste Ausfallsicherheit zu achten, kann viel Ärger und langfristig Geld einsparen.

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Letzte Aktualisierung am 27.03.2023 / Affiliate Links / Bilder von der Amazon Product Advertising API