Elektrik - Solarstrom - Haus und Garten:
Solarbetriebene Pumpen und Motoren
Für die Solartechnik eignen sich zwar am besten spezielle energiesparende Solarmotoren, aber verwenden lassen sich alle Gleichstrommotoren. Diese werden entweder als selbstständige Motoren oder als Bestandteil eines bestehenden Gebrauchsgutes - wie z. B. einer Pumpe, eines Ventilators usw. eingesetzt.
von Bo Hanus / Ulrich E. Stempel
Betreiben kann man diese Motoren entweder direkt vom Solarzellenmodul oder über einen Akku als Zwischenspeicher. Verständlicherweise eignet sich der direkte Betrieb nur für den Fall, dass die erbrachte Leistung auch direkt benutzt werden kann: bei einem Kinderfahrzeug, einer Weiherfontäne, Bewässerungspumpe, Umlaufpumpe einer solarthermischen Anlage usw.
Auch Einphasen-Wechselstrommotoren lassen sich mit Solarstrom betreiben, allerdings nur über einen zusätzlichen Wechselrichter, der eine 12 V- oder 24 VSolarspannung (Autoakku-Spannung) in eine 230 V-Wechselspannung unwandelt.
Solche Wechselrichter sind viel einfacher und preiswerter als die Wechselrichter für netzgekoppelte Anlagen, weil hier keine besonderen Ansprüche an die Qualität der Wechselspannung gestellt werden.
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Gleichstrommotoren gibt es standardmäßig für Spannungen von etwa 0,3 Volt bis 80 Volt und für Leistungen von einigen Milliwatt bis zu etwa 8 kW.
Die meisten Gleichstrommotoren arbeiten in einem breiten Spannungsbereich, wie auch aus der Tabelle (2. Spalte) hervorgeht. Aus der Gewichtsangabe in der Tabelle geht hervor, dass es sich um Motoren für kleinere Leistungen handelt. Damit Sie sich eine konkrete Vorstellung über die Leistung machen können: die Typen RS 540 (wovon es mehrere Varianten gibt) werden u. a. in sehr vielen Akku-Schraubern eingesetzt.
Hier kann man sich die Leistung eines solchen Motors etwas genauer vorstellen oder am Akku-Schrauber ausprobieren, was so ein Motor bewältigen kann, bzw. wie lange er unter Belastung dreht, bevor sein kleiner Akku leer ist.
Wer einen derartigen Motor in eine eigene Konstruktion einsetzen möchte, kann auch einen kompakten Akkuschrauber als Solarmotor „mit Getriebe" benutzen. Dieser Motor kann ein Kinderfahrzeug fortbewegen, eine Markise ausfahren, eine Pumpe antreiben usw. Möchte man die Betriebsdauer verlängern, kann der ursprüngliche kleine Akku (der oft nur für einen Betrieb von ca. 12 Minuten ausreicht) durch einen größeren Akku ersetzt werden.
Auch Gleichstrommotoren aus dem Kfz-Zubehör (Antriebe von Scheibenwischern, Fenstern, Stühlen und Dächern) können ähnlich verwendet werden. Bei allen diesen Motoren, die nicht ausgesprochen als Solarmotoren für den direkten Antrieb durch Solarzellen konzipiert wurden, gibt es ein Problem: sie können bei Dauerbetrieb zerstört werden.
Sobald die Spannung (durch zu wenig Sonne) derartig sinkt, dass der Motor zu drehen aufhört, wird er von der Solarspannung weiter nur noch aufgeheizt. Der eine Motor mehr, der andere weniger. Das hängt besonders von seiner Belastung ab.
Ein Ventilatormotor ist beispielsweise wenig belastet, und wenn die Spannung so weit gesunken ist, dass er nicht mehr drehen kann, heizt er sich mit dem Reststrom meistens nicht mehr gefährlich auf. Ein Motor, der über ein Getriebe eine größere Belastung bewältigen muss, hört dagegen mit dem Drehen viel eher auf. Zu diesem Zeitpunkt kann der Solarstrom noch ziemlich hoch sein und den Motor beschädigen bzw. zerstören.
Abhilfe: nur echte Solarmotoren nehmen oder einen Zwischenspeicher benutzen - es sei denn, man setzt zwischen das Solarmodul und den Motor eine kleine Abschaltelektronik (Tiefentladeschutz) ein, die bei einer zu niedrigen Spannung den Motor vom Solarmodul einfach abschaltet.
Alle in dieser Hinsicht angesprochenen Maßnahmen können entfallen, wenn der Gleichstrommotor - ähnlich wie bei einem Akkuschrauber - nur unter Aufsicht einund ausgeschaltet werden kann. Ansonsten kommen für den direkten Betrieb (ohne Zwischenspeicher) ohnehin nur echte „Solarpumpen" in Frage, von denen es bereits eine genügende Auswahl gibt.
Sie haben üblicherweise einen ausgezeichneten Wirkungsgrad, eine hohe Lebensdauer und sind bzgl. der Versorgungsspannung sehr strapazierfähig.
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