Mesh-Knoten mit Solarmodul: Energiebilanz, Akku, Gehäuse

Der Aufbau: eine kleine Insel mit Kleinspannung

Ein Knoten mit Solarversorgung besteht aus vier Teilen. Das Solarmodul liefert bei Licht Strom, der Laderegler lädt damit den Akku so, wie es dessen Typ verträgt, der Akku puffert Nacht und trübe Tage, und der Knoten hängt am Akku. Das ist dasselbe Prinzip wie bei einer größeren Solarinsel, nur viel kleiner; die Grundlagen stehen im Artikel Inselnetz: eigener Strom ohne öffentliches Netz.

Ob dein Gerät Laderegler und Akkuhalter schon mitbringt, steht in seinen Unterlagen. Alles bleibt Kleinspannung: kein Wechselrichter, keine Steckdose, keine Verbindung zur Hausinstallation. Warum, erklärt der Inselnetz-Artikel; alles an der festen Installation ist Sache einer Elektrofachkraft.

Erst messen: Wie viel Strom braucht dein Knoten?

Die wichtigste Zahl ist der Tagesverbrauch deines Knotens. Meshtastic rät in einer Anleitung vom September 2026, ihn vor der Wahl von Modul und Akku zu messen. Ein einzelner Stromwert reicht nicht, weil ein Knoten die meiste Zeit zuhört und beim Senden mehr Strom zieht.

Die Rechnung ist einfach. Leistung ist Spannung mal Strom; das Beispiel der Anleitung sind 5 Volt mal 50 Milliampere, also 250 Milliwatt. Läuft ein Knoten 24 Stunden mit dieser Leistung, braucht er 6 Wattstunden (Wh) am Tag. Diesen Wert nehmen wir unten als Rechenbeispiel. Er ist kein Messwert eines bestimmten Geräts, deiner kann deutlich darüber oder darunter liegen.

• Messgerät: eines, das Wattstunden oder Amperestunden über die Zeit aufsummiert. Die meisten Handmultimeter zeigen laut Meshtastic nur den Augenblickswert, manche runden kleine Ströme auf null.
• Dauer: mindestens eine Stunde, besser zwei bis sechs Stunden mit ähnlichem Funkverkehr wie später am Standort.
• Einstellungen: Rolle, Region, Funkvoreinstellung und Energieeinstellungen so wie im Einsatz.
• Auswertung: die mittlere Leistung mal 24 Stunden nehmen – das ist dein Tagesverbrauch.

Modulgröße: Der Dezember entscheidet

Ein Solarmodul wird mit seiner Nennleistung in Watt-Peak (Wp) verkauft. Gemessen wird sie laut dem Photovoltaik-Informationssystem PVGIS der EU-Kommission unter Normbedingungen: bei 1.000 Watt Sonnenstrahlung pro Quadratmeter und 25 °C Modultemperatur. Das ist etwa die Strahlung mittags an einem sonnigen Tag, wenn das Modul zur Sonne zeigt. Bei schwachem Licht arbeiten die meisten Module laut PVGIS schlechter als im Labor.

Wie viel Sonne ankommt, hängt stark von der Jahreszeit ab. Nach dem Deutschen Wetterdienst (DWD) liegt die mittlere Monatssumme der Globalstrahlung in Deutschland im Zeitraum 1991 bis 2020 im Dezember unter 20 kWh pro Quadratmeter, im Juni und Juli über 160 kWh. Gemeint ist die Strahlung auf eine waagerechte Fläche. Auf den Tag umgerechnet sind das im Dezember weniger als 0,65 kWh pro Quadratmeter – so viel, als schiene die Sonne weniger als 0,65 Stunden mit voller Normstärke. Das ist ein Mittel für ganz Deutschland: Übers Jahr kommen laut DWD im Norden mit knapp über 1.000 kWh pro Quadratmeter weniger an als im Deutschland-Mittel von 1.086 kWh, im Süden fast 200 kWh mehr als im Norden.

Daraus folgt eine Überschlagsrechnung für ein waagerecht liegendes Modul: Jedes Watt-Peak liefert dann im Dezember im Mittel weniger als 0,65 Wh am Tag, und das noch vor allen Verlusten. Für ein geneigtes Modul gilt diese Grenze nicht. Module werden laut PVGIS meist schräg montiert, um mehr Strahlung aufzufangen, und die Werte für die waagerechte Fläche geben die Strahlung auf dem Modul dann nicht wieder. Für ein nach Süden geneigtes Modul rechnest du deshalb mit dem Inselrechner von PVGIS, siehe unten. Die Tabelle rechnet den waagerechten Fall für das Beispiel von 6 Wh am Tag durch. Die Hälfte als Verlust ist unsere Annahme, kein Messwert: Laderegler, Laden und Entladen des Akkus, Schwachlicht, Schmutz und Ausrichtung kosten Energie.

Schnee senkt den Ertrag laut PVGIS stark, auch wenn er das Modul nur teilweise bedeckt, ebenso teilweiser Schatten. Genauer rechnet der Online-Rechner PVGIS für deinen Standort: Er rechnet Inselanlagen mit Akku Stunde für Stunde über mehrere Jahre durch und zählt die Tage, an denen der Akku leer wird. Den Schatten von Häusern und Bäumen in der Nähe berücksichtigt er laut eigener Beschreibung nicht.

Akku: Nächte und trübe Tage überbrücken

Das Modul holt den Verbrauch im Mittel wieder herein, der Akku überbrückt Nächte und Tage mit wenig Licht. Eine feste Zahl, wie viele trübe Tage am Stück du einplanen solltest, haben wir in keiner Primärquelle gefunden. Die Rechnung ist einfach: Tagesverbrauch mal Zahl der Tage.

Nimmst du als Beispiel 6 Wh am Tag und fünf Tage ohne nennenswerten Ertrag an, braucht der Akku 30 Wh. Die Energie eines Akkus ist Spannung mal Kapazität. Die gebräuchlichste Lithium-Rundzelle, 18 mm dick und 65 mm hoch, hat nach der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) eine Nennspannung von 3,2 bis 3,7 Volt und 2 bis 3 Amperestunden. Eine solche Zelle speichert also rund 6,4 bis 11,1 Wh; 30 Wh entsprechen drei bis fünf Zellen.

Plane Reserve ein: Lithium-Akkus dürfen laut DGUV nicht zu tief entladen werden. Am sichersten ist ein fertiger Akku mit eigener Schutzschaltung oder ein Gerät, dessen Hersteller Akku, Halter und Laderegler aufeinander abgestimmt hat. Einen Akku aus losen Zellen selbst zu bauen, beschreibt dieser Artikel nicht; warum, erklärt der Artikel Lithium-Akkus aus Altgeräten.

Laderegler und Temperatur: wann der Akku nicht laden darf

Nimm nur einen Laderegler, den der Hersteller des Akkus oder des Geräts dafür empfiehlt. Die DGUV sagt es deutlich: Zum Laden nur vom Hersteller empfohlene Ladegeräte verwenden, denn deren Ladekennlinie ist auf den Akku abgestimmt. Schon eine geringfügig zu hohe Ladespannung kann den Akku erwärmen und einen Brand auslösen. Eine Schutzschaltung, das Batteriemanagementsystem im Akku oder im Ladegerät, regelt laut DGUV Ströme, Spannungen und Temperatur und verhindert Tiefentladung, zu hohe Ladung und das Laden bei zu kalten oder zu heißen Zellen.

Beim Solarknoten ist die Temperatur der heikle Punkt. Die DGUV nennt als Regel, sofern der Hersteller nichts anderes vorgibt: Die Umgebungstemperatur beim Laden soll nicht unter 0 °C liegen, und der Akku soll vor dem Laden nicht kalt sein. Nach einer Frostnacht scheint aber oft die Sonne aufs Modul, und der Regler würde sofort laden. Prüf deshalb in den Datenblättern von Akku und Laderegler, bei welchen Temperaturen geladen werden darf und ob die Schaltung bei Kälte das Laden sperrt.

Auch Hitze schadet. Hohe Temperaturen und Sonneneinstrahlung zählt die DGUV zu den Einwirkungen, die einen Akku beschädigen können; am wenigsten altert er laut DGUV, wenn er kühl zwischen 0 und 45 °C gelagert wird. Ein geschlossenes Gehäuse in praller Sommersonne kann nach unserer Einschätzung deutlich wärmer werden als die Luft. Setz den Akku deshalb möglichst in den Schatten, etwa unter das Modul.

Gehäuse und Montage: Regen, Wärme, Kondenswasser

Ob der ganze Knoten nach draußen gehört oder nur die Antenne und was die Schutzarten IP65 und IP66 bedeuten, steht im Artikel zur Geräteauswahl. Dicht heißt aber nicht trocken: Kühlt feuchte Luft im Gehäuse nachts unter ihren Taupunkt ab, schlägt sich Wasser an den kältesten Stellen nieder. Lithium-Akkus gehören laut DGUV unbedingt ins Trockene.

Für die Reichweite zählt Höhe mit freier Sicht; warum, erklärt der Artikel LoRa-Mesh-Reichweite. Für die Energie zählt Sonne ohne Schatten. Im Winter steht die Sonne tief, prüf deshalb im Dezember zur Mittagszeit, ob Bäume, Dächer oder Nachbarhäuser Schatten aufs Modul werfen.

Antenne und Modul außen am Haus betreffen auch den Blitz- und Überspannungsschutz. Allgemeingültige Regeln dazu haben wir nicht belegt; ob und wie ein Knoten geerdet oder in einen Blitzschutz einbezogen werden muss, klärt eine Elektrofachkraft. Die folgenden Punkte sind unsere Empfehlungen, keine Vorgaben der Projekte.

• Kabel von unten ins Gehäuse führen, damit kein Wasser an ihnen hineinläuft.
• Trockenmittelbeutel ins Gehäuse legen und bei jeder Wartung tauschen.
• Nach dem ersten Winter hineinsehen: Feuchtigkeit, Rost, Zustand des Akkus.
• Auf Dach und Leiter nie allein und nicht bei Nässe, Wind oder Gewitter; im Zweifel einen Fachbetrieb beauftragen.

Erlaubnis: Vermieter und Eigentümergemeinschaft

Die Funkregeln bestimmen nur, wie du senden darfst; Bau-, Miet- und Eigentümerrecht bleiben unberührt, wie der Artikel zum Rechtlichen in dieser Reihe erklärt.

In einer Eigentümergemeinschaft können Maßnahmen, die über die Erhaltung des gemeinschaftlichen Eigentums hinausgehen, nach § 20 des Wohnungseigentumsgesetzes (WEG) beschlossen oder einem Eigentümer durch Beschluss gestattet werden. Einen Anspruch darauf gibt das Gesetz für bestimmte Zwecke, etwa Einbruchsschutz, den Anschluss an ein Telekommunikationsnetz mit sehr hoher Kapazität und Steckersolargeräte; ein Funkknoten steht nicht in der Liste. Verlangen kannst du eine Gestattung außerdem, wenn alle Eigentümer einverstanden sind, deren Rechte über das unvermeidliche Maß hinaus beeinträchtigt werden.

Als Mieter kannst du nach § 554 des Bürgerlichen Gesetzbuchs (BGB) verlangen, dass der Vermieter bauliche Veränderungen erlaubt, die Menschen mit Behinderungen, dem Laden von Elektrofahrzeugen, dem Einbruchsschutz oder Steckersolargeräten dienen. Ein Mesh-Knoten ist dort nicht genannt. Ob ein kleiner Solarknoten als Steckersolargerät zählt, sagt das Gesetz nicht; nach unserer Lesart eher nicht, weil er keinen Strom fürs Haus erzeugt.

Ob dein Knoten überhaupt eine bauliche Veränderung ist, hängt vom Einzelfall und vom Mietvertrag ab – das können wir nicht allgemein beantworten. Frag deshalb vorher, am besten schriftlich, und beschreib Größe, Befestigung und dass nur Kleinspannung im Spiel ist. Bei Zweifeln hilft eine Rechtsberatung.