Raspberry Pi mit Sonnenenergie betreiben – Teil 1

Seit längerer Zeit überlege ich schon ob es möglich ist den Raspberry Pi ausschließlich über Sonnenenergie zu betreiben. Das ist leider gar nicht so einfach zu beantworten, da man zwar über ein Solarpanel mit der nötigen Fläche den Pi betreiben kann, aber man kann ja nicht davon ausgehen, dass dieses rund um die Uhr genug Strom liefert. Man denke nur an die Nacht. Aus diesem Grund muss man sich viele Gedanken machen und auch etwas die Theorie zur Elektrotechnik auffrischen.

Raspberry Pi mit Sonnenenergie betreiben

Will man Sonnenenergie benutzen, dann kann man nicht einfach drauf loslegen. Man muss sich zuvor Gedanken machen. Was will man erreichen? Wie viel Energie benötigt man? Welche Technologie gibt es auf dem Markt? Wie viel wird mich das kosten?

Die Theorie

Bei meinen Überlegungen spielen mehrere Punkte eine Rolle, diese sind:

• Verbrauch/Leistung des Raspberry Pi
  Der Raspberry Pi ()Raspberry Pi 1 Modell B+!) hat eine Leistung von 3,5 Watt. Die 3,5 Watt ergeben sich aus 5 V und 700 mA. Ein USB Anschluss liefert konstant 5 V, die Stromstärke kann variieren, 500 mA – 900 mA sind möglich. Diese Leistung ergibt sich bei maximaler Auslastung. Der Pi wird nie mehr benötigen. Das zeigt sich, wenn am Pi über USB weitere Geräte angesteckt sind. Externe Festplatten funktionieren oft gar nicht, da der Pi zu wenig Leistung liefert, viele Festplatten benötigen mindestens 1000 mA. Die Erfahrung zeigt, dass der Pi ohne Last nur ca. 2 Watt braucht. In mehreren Foren habe ich auch gelesen, dass der Pi auch mit ca. 200 mA laufen kann.
• Leistung Solar Panel
  Um die Sonnenenergie einzufangen benötigen wir ein Solarpanel oder auch Solarmodul genannt. Für das Solarpanel ergibt sich die Anforderung eben diesen 5 V mit einer Stromstärke von 700 mA. Das schaffen handelsübliche Panels locker laut Herstellerangabe. Diese sind aber mit Vorsicht zu genießen, da das maximal Spitzenwerte sind. Im Durchschnitt liefert so ein Solarpanel viel weniger. Bleibt dann noch das Problem mit der Nacht, dem Winter und unterschiedlichen Wetterverhältnissen. Sonnenenergie ist leider sehr unzuverlässig nutzbar.
• Batterie
  Sonnenenergie ist nicht rund um die Uhr verfügbar. Sie ist auch sehr unzuverlässig, da alle Wetterverhältnisse eine Rolle spielen. Aus diesem Grund wird Sonnenenergie auch immer zur Unterstützung verwendet. Wir benötigen also auch einen Akku, der diese Ausfälle überbrückt. Der Akku muss selber auch wieder geladen werden, weshalb das Solarpanel insgesamt noch mehr Leistung liefern muss. Man sollte also mit einer Leistung von 100-130 Watt rechnen.
• Laderegler
  Wenn man eine Solarzelle mit einem Akku verwenden will benötigt man auch einen Laderegler. Dieser verhindert, dass der Akku schaden nimmt und sich überlädt.

Kurz zusammengefasst heißt das, man braucht neben einer leistungsfähigen Solarzelle einen Laderegler und eine Stützbatterie. Im nächsten Teil gehe ich die geplanten Kosten für dieses Projekt durch.

Ich hoffe ich habe mich bei den Zahlen nicht geirrt. Bei Fehlern oder anders lautenden Erfahrungen einfach kommentieren, danke.

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