Strom & Elektronik selbst bauen — Schaltpläne
Nur Kleinspannung (12 V / 5 V) zum Selberbauen. Alles mit Netzspannung (230 V) macht ausschließlich eine Elektrofachkraft. Das gilt auch im Krisenfall, denn im Blackout gibt es keinen Notarzt, der einen Stromunfall versorgt.
Werkzeug-Grundausstattung (vorher kaufen): Multimeter, Abisolierzange, Crimpzange + Aderendhülsen/Kabelschuhe, Lötkolben (12-V- oder Gas-Lötkolben funktionieren auch ohne Netz), Lötzinn, Schrumpfschlauch, Flachsicherungen (Kfz) 3–30 A mit Haltern für die Abgänge, MEGA-/ANL-Sicherungen (40–100 A) für die Batterie-Hauptleitungen, Kabel 1,5 / 2,5 / 6 mm², Isolierband, Kabelbinder.
Offline nachlesen (Wissenspakete, sobald mit DATEN-LADEN.bat geladen): Elektronik-Fragen & Antworten (electronics.stackexchange), energypedia (Solar/Inselanlagen), Appropedia, Low-tech Magazine (auch deutsch), iFixit (Reparaturanleitungen, deutsch). Alles über 📚 Wikipedia & Wissen auf der Startseite.
1. 12-V-Inselanlage (Solar → Batterie → Verbraucher)
Das ist das wichtigste Schaltbild. Es läuft unabhängig von der Hausinstallation (und von einer eventuell vorhandenen PV-Anlage mit Speicher) und liefert Licht, Handy, Radio, Router und ggf. ein Satelliten-Internet-Terminal.
- Reihenfolge beim Anschließen: ① Batterie an den Laderegler, ② danach das Solarmodul. Beim Abbauen umgekehrt. Sonst kann der Regler zerstört werden (bei den meisten Modellen, Handbuch prüfen).
- F1 und F2 als MEGA-, ANL- oder MRBF-Sicherung (Flachsicherungen schalten den sehr hohen Kurzschlussstrom einer LiFePO4-Batterie nicht sicher ab). Sicherung F1 so nah wie möglich am Pluspol. Ein Kurzschluss an einer Batterie ohne Sicherung bringt Kabel zum Glühen, das ist Brandgefahr. Größe: etwas über dem Regler-Nennstrom (20-A-Regler → 25-A-Sicherung).
- Wechselrichter immer direkt an die Batterie (eigene Sicherung F2), nie an den Last-Ausgang des Reglers. 300-W-Wechselrichter ≈ 30 A bei 12 V → 40-A-Sicherung, 10 mm² Kabel.
- Laderegler-Typ: MPPT holt 15–30 % mehr aus dem Modul als PWM. Er muss zur Batteriechemie passen: LiFePO4 und Blei laden unterschiedlich.
- Batterie: LiFePO4 (sicher, 3000+ Zyklen, fast ganz entladbar) ist die beste Wahl. Sie darf unter 0 °C nicht geladen werden (Batterie mit Tieftemperatur-Ladeschutz kaufen oder im Haus aufstellen). AGM/Blei nur bis 50 % entladen, sonst geht die Batterie schnell kaputt. Nie Lithium-Ionen-Zellen aus Laptops oder Rollern selbst zusammenbauen (Brandgefahr).
- Autobatterie als Notlösung: Wechselrichter mit Klemmen an die Starterbatterie, Motor läuft (Auto draußen). Ohne laufenden Motor nicht unter 12,2 V entladen, sonst springt das Auto nicht mehr an.
⚠️ Falls eine PV-Anlage auf dem Dach ist: nie daran gehen. Die Modulstränge führen 300–1000 V Gleichspannung. Das ist sofort tödlich, und ein Lichtbogen lässt sich nicht löschen. Für die Inselanlage ein eigenes kleines Modul verwenden.
Kabelquerschnitt berechnen
Querschnitt (mm²) = 2 × Länge (m) × Strom (A) ÷ (56 × 0,36). Das gilt für Kupfer bei höchstens 3 % Spannungsverlust an 12 V.
| Strom | 2 m | 5 m | 10 m |
|---|---|---|---|
| 5 A | 1,5 mm² | 2,5 mm² | 6 mm² |
| 10 A | 2,5 mm² | 6 mm² | 10 mm² |
| 20 A | 4 mm² | 10 mm² | 25 mm² |
| 30 A | 6 mm² | 16 mm² | 35 mm² |
Kurze Wege sind wichtiger als dicke Kabel: Batterie, Regler und Verteiler nah zusammen montieren.
Ladezustand an der Spannung ablesen
Messen mit dem Multimeter, nachdem die Batterie mindestens 2 Stunden ohne Last und ohne Ladung geruht hat. Die Werte sind Richtwerte bei etwa 20 °C.
| Ladezustand | Blei/AGM 12 V | LiFePO4 12 V |
|---|---|---|
| 100 % | 12,7 V | 13,4–13,6 V |
| 75 % | 12,4 V | 13,2 V |
| 50 % | 12,2 V → nicht tiefer | 13,1 V |
| 25 % | 12,0 V | 13,0 V |
| leer | 11,8 V | 12,0 V und darunter |
LiFePO4 hat eine sehr flache Kurve, deshalb zeigt die Spannung dort nur grob an. Genauer misst ein Batteriemonitor mit Shunt (etwa 30–60 €).
2. Handy laden aus 12 V
Einfachste Lösung: ein fertiger Kfz-USB-Lader (USB-C PD, 12–24 V Eingang) in einer Zigarettenanzünder-Buchse am Sicherungsverteiler (Sicherung 5 A). Das ist robust und billig, ein paar davon vorrätig halten.
Selbstbau mit Step-down-Modul (z. B. LM2596 oder XL4015, einstellbar):
- Modul ohne Handy an 12 V anschließen, Ausgang mit dem Multimeter messen.
- Mit dem Trimmpoti auf 5,1 V stellen und das Poti mit einem Tropfen Nagellack fixieren.
- Erst dann die USB-Buchse anlöten: Pin 1 = +5 V, Pin 4 = Masse. D+ und D− miteinander verbinden (Standard „Dedicated Charging Port“), sonst ziehen viele Handys nur 0,5 A. Modul für mindestens 2 A wählen.
- Eingang mit 3 A absichern, Verpolung vermeiden (rot = +).
3. LED-Licht an 12 V mit Vorwiderstand
Formel: R = (U_max − Summe der LED-Spannungen) ÷ Strom. Rechne mit der höchsten Spannung, die an der Batterie vorkommt (Blei beim Laden bis 14,4 V): (14,4 − 9,0) ÷ 0,02 = 270 Ω. Bei 12,5 V leuchtet die Lampe dann etwas schwächer, aber die LEDs werden nie überlastet.
Einfacher: fertige 12-V-LED-Leuchten oder 12-V-LED-Streifen (Widerstände eingebaut) direkt an den Sicherungsverteiler. Eine 5-W-LED-Leuchte braucht etwa 0,4 A, also 5 Ah pro Abend (12 Stunden).
4. Fahrraddynamo → USB-Ladung
Das funktioniert auch ohne Sonne und ohne Benzin, liefert aber nur etwa 3 W. Eine Stunde Fahren (Rolle/Ständer) bringt nach Verlusten rund 2 Wh, also etwa 10–15 % eines heutigen Handy-Akkus, genug für Notrufe und SMS. Das ist die letzte Reserve, nicht die Hauptquelle. Einfacher und sicherer: ein fertiger USB-Lader für Nabendynamos aus dem Fahrradhandel.
- Ohne Last erzeugt ein Nabendynamo bei schneller Fahrt weit über 6 V. Deshalb: Elko mit 63 V, Step-down-Modul LM2596HV (bis 60 V Eingang; das normale LM2596 und der XL4015 vertragen nur etwa 36–40 V) und die Schutzdiode D5 (Kathode an +).
- Die TVS-Diode fängt nur kurze Spitzen ab. Dauerhaft ohne Last würde sie durchbrennen. Deshalb immer eine Powerbank angeschlossen lassen und ohne angeschlossene Last nicht schnell fahren.
- Am besten zuerst eine Powerbank laden, nicht direkt das Handy: Beim Anhalten bricht die Spannung ein, und die Powerbank gleicht das aus.
- Elko: Minus-Streifen an Minus. Falsch herum eingebaut kann er platzen.
5. Generator ans Haus — nur Konzept, nur mit Elektriker
Der Umschalter stellt sicher, dass der Generator nie gleichzeitig mit dem Netz verbunden ist. Sonst steht die Leitung draußen unter Spannung, während Monteure daran arbeiten, und kommt der Netzstrom zurück, wird der Generator zerstört. Einbau nach den Vorschriften deines Landes (Deutschland: DIN VDE 0100-551), nur durch eine Elektrofachkraft. Bis dahin gilt: Verbraucher mit Verlängerungskabel direkt am Generator anschließen. Nie ein Stecker-Stecker-Kabel in eine Hausdose stecken.
6. Faraday-Box (Schutz vor Überspannung/EMP)
Sinnvoll für Ersatzgeräte, die im Ernstfall funktionieren müssen: Weltempfänger, Funkgeräte, ein altes Handy, Powerbank, USB-Stick mit dieser Offline-Base, Multimeter, kleiner Laderegler.
- Metallbehälter mit Metalldeckel: verzinkter Mülleimer, Munitionskiste aus Stahl, Keksdose.
- Innen komplett isolieren: Karton oder Schaumstoff, damit kein Gerät das Metall berührt.
- Deckelspalt leitend schließen: Aluklebeband rundum, sodass kein Spalt bleibt.
- Test: UKW-Radio eingeschaltet hineinlegen und schließen. Verstummt das Rauschen oder der Sender ganz, dichtet die Box gut ab. (Beim Test mit einem Handy kommt ein Anruf oft trotzdem durch, das ist ein schwacher Test.)
Ehrlich: Ob und wie stark ein nuklearer EMP Haushaltsgeräte schädigt, ist umstritten. Die Box kostet wenig und schützt zusätzlich vor Blitz-Überspannung und Feuchtigkeit.
7. Radioempfang verbessern (Kurzwelle)
- Wurfantenne: 5–15 m isolierten Draht so hoch wie möglich spannen (Baum, Dachboden), ein Ende mit einer Krokodilklemme an die Teleskopantenne des Weltempfängers. Das bringt auf Kurzwelle deutlich mehr Sender, auch ausländische, für den Abgleich wie im Regierungs-Abgleich.
- Bei Gewitter die Antenne abklemmen und nach draußen legen.
- Mittelwelle (Deutschland): In Deutschland sind die meisten Mittelwellensender abgeschaltet. Ein selbstgebauter Detektorempfänger lohnt hier deshalb kaum, besser ein Kurbel- oder Solar-Weltempfänger mit UKW, Kurzwelle und DAB+.
8. Reparieren statt wegwerfen
- Sicherungen zuerst prüfen (Multimeter auf Durchgang). Häufigster „Defekt“ in 12-V-Anlagen: lose Klemme, korrodierter Kontakt, durchgebrannte Sicherung.
- Kontakte reinigen: Glasfaserpinsel oder Schmirgel, dann Polfett.
- Anleitungen: iFixit (deutsch, offline) für Handys, Radios, Werkzeuge; Elektronik-Fragen offline in electronics.stackexchange.