DIY emergency power system – a field report

The storm disaster in NRW and Rhineland-Palatinate has shown that the fears of many scientists can quickly become reality. Within just a few hours, entire regions were cut off from the outside world. I myself was in the crisis area, as my parents and many friends from my school days live there. It is impossible to describe the picture on the ground. The same just happend in the US.

Update 26.08.2021: The project is in constant development and we welcome your comments. We have therefore expanded the article. You are welcome to send me a DM at Twitter


We as a society are used to everything working. We are dependent on functioning infrastructures. This fact is known as the vulnerability paradox and is considered the main argument for protecting critical infrastructures in particular. There are several laws to ensure the safety and availability of these infrastructures. However, natural disasters can be unpredictable and devastating.

The areas I was in were relatively unsupported by german THW and the fire brigade, especially in the beginning, because first the dams and flooded areas had to be supplied. There was often no electricity, no clean water and no communication on site. Due to the failure of the mobile phone network, the battery of many mobile phones ran out much faster than usual, because mobile phones in these situations search for available networks with maximum power. Even when the mobile phone networks were partially working again, many were still not able to make phone calls due to the empty mobile phone batteries and the lack of power supply and were, for example, not able to organise help or inform their relatives and friends that they are okay and what exactly they need as support. Moreover, without electricity, there were other problems as well. Young parents could not, for example, heat the porridge or milk for their babies for lack of alternative cooking facilities.

This project therefore aims to show how to prepare for such situations and how to set up a small substitute supply with existing local resources. Normal generators require fuel and maintenance. Moreover, according to Murphy’s Law, without regular test runs they „naturally“ do not work, especially in an emergency. Depending on the need, there are very many options available on the market. A USB power bank can be enough or a large uninterruptible power supply (UPS) in the cellar. There are also corresponding systems for caravans. However, these cost over 1,000 euros.

Since I already work a lot with electricity and photovoltaic systems as a hobby, I came up with the idea of a mobile emergency power supply based on photovoltaics with a battery buffer. The system should have a battery storage, support the charging of USB devices and have a 230V AC (Changeable to 110V) system for everyday things (bottle warmer, light, etc.) as well as a 12V output for chargers. Ready-made solutions are of course available for purchase. These also cost accordingly.

A key question was the choice of battery. Purchased solutions almost invariably rely on lithium-polymer accumulators (also called LiPo). However, these were excluded in this project because the use of LiPos is not entirely trivial and certainly not suitable for every craftsman. In addition, there are extreme differences in quality that can quickly end in a fire. Therefore, normal car batteries were used. A car battery is available everywhere and, in the worst case, can also be removed from a defective vehicle on site. Of course, these are not suitable for continuous use, as they are not cycle-resistant. However, we are talking about an emergency system that is only to be used a few times. LiFePO4 batteries are another but still very expensive alternative.

To remain mobile, only a small photovoltaic panel should be used. The normal panels for houses usually have dimensions of 1 metre by 1.8 metres. This does not really fit well in a car or cargo bike. Basically, the choice of technology is a matter of price and taste. To get more out of a small area, a monocrystalline module should be used because it has a better energy yield. It works just as well with the cheaper polycrystalline modules.

The last technical question was about the PV inverter. This serves as a link between the PV panel and the battery. There are two typical methods; PWM (pulse width modulation) charge controllers are the simpler devices compared to MPPT (maximum power point tracking) controllers. In terms of cost, the PWM devices are cheaper and are perfectly adequate for the application. The ultimate goal was to build a low-cost module.


The construction

First of all, it should be pointed out that the finished system also works with alternating voltage (AC). This is new territory for the normal maker. Work on these systems may only be carried out by a qualified electrician. As long as the sine wave inverter for the 230V systems has a ready-made protective mains plug , this should not be a problem. But even with 12V you can produce nice arcs at high amperage.

Assembly is relatively easy and can be done in two hours. The cost is about 320 euros. If certain things are adjusted, the targeted 250 euros can also be achieved.

  • To prevent the battery from slipping, a precisely fitting base plate is cut out of chipboard. This has a recess for the battery so that it can no longer slip. The recess must of course be cut to fit the box.
  • The next step is to connect the electricity. The fuses should not be plugged in yet! There is a risk of short circuits. All cables are already included in the PV set I used. If you use your own cables, please make sure that the cable cross-sections (6-10mm) and fuses are suitable (maximum 15 cm away from the battery).
  • First, connect the cable to the solar panel. Plus to plus, minus to minus. Since high currents flow, please tighten them firmly. The PV panel is not yet connected.
  • Then connect the battery. A 20A fuse must be installed in the plus line. Again, plus to plus, minus to minus.
  • The 230V inverter must not be connected directly to the solar inverter because it requires too much power. It must be connected directly to the battery. My inverter came with 2 cables that could not be connected directly. I shortened them, crimped them again and then connected them directly to the battery. Here, too, a fuse is installed directly in the positive cable of the battery, which is also not yet plugged in.
  • A standard 12V car socket is connected to the load output of the solar inverter. A fuse is also installed in the socket here. Only small consumers should be connected to the 12V output (chargers or smaller 12V consumers such as LED lights).
  • After wiring, the inside of the box is lined with wood and everything is connected with wood glue. The wooden panel is only placed over the battery and can be opened for maintenance purposes.
  • For the final test, the PV panel is connected and the fuses are installed. The system switches on automatically. As I use a wet battery, I have set this in the PV inverter. Therefore, please check your inverter to see which types are supported. Then connect the 12V socket to the laptop and check whether charging takes place. If everything works, the cables can still be laid nicely and the battery can be fully charged initially.

When closed, it fits together with the solar panel in the boot of a car or even in a cargo bike. Thanks to the 6-metre cable, the module can be placed exactly where the sun is.

What is the Box capable of?

Since one should never draw full power from lead-acid batteries (maximum 50%), a 27Ah output can be roughly achieved, which allows the 300W inverter to run for one hour at maximum load. Of course, the inverter rarely uses full power and therefore the battery will usually last a day in field operation. In addition, the battery is charged by the solar panel during operation. Depending on the budget and size of the box, larger batteries can of course be used. However, this also increases the weight. The battery can also be quickly exchanged for another battery with quick-release battery clamps. Therefore, enough cables should be available in the box to be able to quickly connect an external battery. The selection is therefore very variable.

As a planned improvement, an update of the solar inverter to a 30A version is planned, to which the modules of an existing PV system can also be connected directly. For test purposes, a 600W balcony power plant was mounted on the garden house, but this was only designed as an island solution. Several batteries can also be charged here and installed in the mobile system if required. Care was taken to ensure that all PV panels on site (roof, garden, mobile) had MC4 adapters so that they could be interchanged. It is important to ensure that the PV inverters can cope with the power of the modules. Another warning: The PV system on the roof often has DC voltages of over 500V. Please never disconnect the connections under load and make sure in general that the system is switched off and in the best case shaded.

The small box is regularly used for outdoor activities and will also be present at the next CCC camps or the Dutch counterpart.


  • Car battery (in my case a starter battery, 12V, 45Ah, 400A)
  • 12V to 230V inverter
  • 12V socket (a cigarette lighter from the car supply)
  • Solar inverter (as a set with solar panel and cable, e.g. from Offgrid Tec. Note: The sets are in great demand and may be sold out at the moment. Many DIY stores also have them on sale, at least in germany)
  • PV panel (may be included in the set)
  • Connection cable (may be included in the set)
  • Tools (jigsaw, side cutters, wood glue, crimping pliers are advantageous)
  • Chipboard 1cm
  • Box for installation (Here I use a Stanley/DeWalt TSTAK, as I organise all my tools with this)
  • Desire to make things 🙂


DIY Notstromanlage – ein Erfahrungsbericht

Die Unwetterkatastrophe in NRW und Rheinland-Pfalz hat gezeigt, dass die Befürchtungen vieler Wissenschaftler schnell Realität werden können. Innerhalb von nur wenigen Stunden waren ganze Landstriche von der Außenwelt abgeschnitten. Ich selbst war mit im Krisengebiet, da meine Eltern und viele Freunde aus der Schulzeit dort wohnen. Das Bild vor Ort kann man nicht beschreiben.

Update 26.08.2021: Das Projekt ist in der stetigen Weiterentwicklung und wir freuen uns über eure Kommentare. Wir haben daher den Artikel erweitert. Ihr könnt mir gerne eine DM zukommen lassen auf Twitter


Wir als Gesellschaft sind gewohnt, dass alles funktioniert. Wir sind abhängig von funktionierenden Infrastrukturen. Diese Tatsache ist als Verletzlichkeitsparadoxon bekannt und gilt gerade für kritische Infrastrukturen als Hauptargument, um diese zu schützen. Es gibt mehrere Gesetze, um die Sicherheit und Verfügbarkeit dieser Infrastrukturen zu gewährleisten. Naturkatastrophen können jedoch unberechenbar und verheerend sein.

Die Gebiete, in denen ich war, wurden gerade am Anfang relativ wenig von THW und Feuerwehr unterstützt, da erst einmal die Dämme und überflutete Gebiete versorgt werden mussten. Es gab vor Ort oft keinen Strom, kein sauberes Wasser und keine Kommunikation. Aufgrund des Ausfalls des Mobilfunknetzes war bei sehr vielen Handys der Akku viel schneller als üblich leer, weil Handys in diesen Situationen mit maximaler Leistung nach verfügbaren Netzen suchen. Selbst als die Mobilfunknetze teilweise wieder funktionierten, konnten viele aufgrund der leeren Handy-Akkus und der fehlenden Stromversorgung immer noch nicht telefonieren und beispielsweise keine Hilfe organisieren oder ihre Verwandten und Freunde darüber informieren, dass es ihnen gut geht und was genau sie als Unterstützung brauchen. Zudem gab es ohne Strom auch weitere Probleme. Junge Eltern konnten mangels alternativer Kochmöglichkeiten beispielsweise den Brei oder die Milch für ihre Babys nicht erwärmen.

In diesem Projekt soll daher gezeigt werden, wie man sich auf solche Situationen vorbereiten und mit vorhandenen Mitteln vor Ort eine kleine Ersatzversorgung aufbauen kann. Normale Generatoren erfordern Treibstoff und Wartung. Zudem funktionieren sie ohne regelmäßige Testläufe gemäß Murphys Gesetz „natürlich“ gerade im Notfall nicht. Je nach Bedarf gibt es sehr viele am Markt verfügbare Optionen. So kann eine USB Powerbank reichen oder eine große unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) im Keller. Auch im Caravan Bedarf gibt es entsprechende Anlagen. Diese kosten aber Teils über 1.000 Euro.

Da ich bereits viel mit Strom und Photovoltaik Systemen als Hobby arbeite, entstand die Idee einer mobilen Notstromversorgung auf Photovoltaik-Basis mit Batteriepuffer. Das System sollte einen Batteriespeicher besitzen, das Laden von USB Geräten unterstützen und ein 230V Wechselstrom-System für Dinge des alltäglichen Bedarfs (Flaschenwärmer, Licht, etc.) sowie einen 12V Ausgang für Ladegeräte besitzen. Fertige Lösungen gibt es natürlich zu kaufen. Diese kosten auch entsprechend.

Eine Kernfrage bestand in der Auswahl der Batterie. Kauflösungen setzen fast ausnahmslos auf Lithium-Polymer-Akkumulatoren (auch LiPo genannt). Diese wurden in diesem Projekt jedoch ausgeschlossen, weil die Verwendung von LiPos nicht ganz trivial und erst recht nicht für jeden Handwerker geeignet ist. Zudem gibt es extreme Qualitätsunterschiede, die schnell in einem Brand enden können. Daher wurden normale KFZ-Batterien verwendet. Eine KFZ-Batterie ist überall erhältlich und kann im Worst Case auch aus einem defektem Fahrzeug vor Ort ausgebaut werden. Natürlich sind diese nicht für den Dauereinsatz geeignet, da diese nicht zyklenfest sind. Wir reden jedoch von einem Notsystem, das nur ein paar mal genutzt werden soll. LiFePO4 Akkus sind eine weitere aber noch sehr teure Alternative.

Um mobil zu bleiben, sollte nur ein kleines Photovoltaik-Panel genutzt werden. Die normalen Panele für Häuser haben meist Maße von 1 Meter mal 1,8 Metern. Dies passt nicht wirklich gut in ein Auto oder Lastenfahrrad. Grundsätzlich ist die Wahl der Technik eine Preis- und Geschmacksfrage. Um mehr aus einer kleinen Fläche zu holen, sollte ein monokristallines Modul genutzt werden, weil dieses eine bessere Energieausbeute hat. Genauso gut geht es mit den günstigeren polykristallinen Modulen.

Die letzte technische Frage bezog sich auf den PV-Wechselrichter. Dieser dient als Bindeglied zwischen dem PV-Panel und der Batterie. Es gibt zwei typische Verfahren; PWM-Laderegler (Pulsweitenmodulation) sind hierbei die einfacheren Geräte im Vergleich zu MPPT-Reglern (Maximum Power Point Tracking). Kostenmäßig sind die PWM-Geräte günstiger und reichen für die Anwendung vollkommen aus. Das Ziel bestand schließlich darin, ein günstiges Modul zu bauen.

Der Aufbau

Zuallererst sei darauf hingewiesen, dass im fertigen System auch mit Wechselspannung gearbeitet wird. Für den normalen Maker also Neuland. Arbeiten an diesen Anlagen dürfen nur von einer Elektrofachkraft durchgeführt werden. Sofern der Sinus-Wechselrichter für die 230V Systeme eine fertige Schuko-Steckdose hat, sollte dies nicht weiter ins Gewicht fallen. Aber auch mit 12V kann man bei hohen Ampere Zahlen schöne Lichtbögen erzeugen.

Der Zusammenbau ist relativ einfach und in zwei Stunden erledigt. Die Kosten belaufen sich auf ca. 320 Euro. Wenn man bestimmte Dinge anpasst, können auch die angepeilten 250 Euro erzielt werden.

  1. Um die Batterie vor dem Verrutschen zu sichern, wird eine passgenaue Bodenplatte aus Spannholz zurecht geschnitten. Diese hat eine Aussparung für die Batterie, so dass sie nicht mehr rutschen kann. Die Aussparung muss natürlich je nach Box passend geschnitten werden.
  2. Im nächsten Schritt wird der Strom angeschlossen. Die Sicherungen sollten noch nicht gesteckt sein! Es besteht Kurzschlussgefahr. Bei dem von mir genutzten PV-Set sind bereits alle Kabel enthalten. Bitte achtet bei eigenen Kabeln auf die passenden Kabelquerschnitte (6-10mm) und Sicherungen (maximal 15 cm von der Batterie weg). Als erstes wird das Kabel zum Solar Panel angeschlossen. Plus auf Plus, Minus auf Minus. Da hohe Ströme fließen, bitte fest anziehen. Das PV-Panel wird noch nicht verbunden.
  3. Danach wird die Batterie angeschlossen. In die Plus-Leitung muss eine 20A Sicherung eingebaut werden. Auch hier wieder Plus auf Plus, Minus auf Minus.
  4. Der 230V-Wechselrichter darf nicht direkt an den Solar Wechselrichter angeschlossen werden, weil er zu viel Leistung benötigt. Er muss direkt an die Batterie angeklemmt werden. Bei meinem Wechselrichter waren 2 Kabel mit dabei, welche jedoch nicht direkt angeschlossen werden konnten. Diese habe ich gekürzt, neu gecrimpt und dann entsprechend direkt an die Batterie angeschlossen. Auch hier wird direkt eine Sicherung in der Plus Leitung der Batterie eingebaut, welche ebenfalls noch nicht gesteckt ist.
  5. Am Lastausgang des Solar Wechselrichters wird eine Standard 12V KFZ Buchse angeschlossen. Auch hier ist eine Sicherung in der Buchse eingebaut. An den 12V Ausgang sollten nur kleine Abnehmer angeschlossen werden (Ladegeräte oder kleinere 12V Verbraucher wie LED-Licht).
  6. Nach Verkabelung wird das innere der Box mit Holz ausgekleidet und alles mit Holzleim verbunden. Das Holz-Paneel wird über der Batterie nur aufgelegt und kann zu Wartungszwecken geöffnet werden.
  7. Für den finalen Test werden das PV-Panel angeschlossen und die Sicherungen eingebaut. Das System schaltet sich automatisch ein. Da ich eine Nass-Batterie verwende, habe ich dies im PV-Wechselrichter eingestellt. Bitte prüft daher euren Wechselrichter daraufhin, welche Typen unterstützt werden. Dann wird die 12V Buchse an den Laptop geklemmt und geprüft, ob geladen wird. Funktioniert alles, können die Kabel noch schön verlegt werden und die Batterie initial voll aufgeladen werden.

Im geschlossenen Zustand passt es zusammen mit dem Solarpanel in den Kofferraum eines Autos oder auch in ein Lastenrad. Durch die 6 Meter Kabel kann das Modul genau dort platziert werden, wo gerade Sonne ist.

Was kann die Box?

Da man bei Bleibatterien nie die volle Leistung entnehmen sollte (maximal 50%), kann grob eine 27Ah Leistung erreicht werden, womit der 300W Wechselrichter für eine Stunde bei maximaler Last laufen kann. Natürlich nutzt der Wechselrichter selten die volle Leistung und daher reicht die Batterie im Feldbetrieb normalerweise einen Tag. Zudem wird die Batterie im Betrieb durch das Solarpanel aufgeladen. Je nach Budget und Größe der Box können natürlich größere Batterien benutzt werden. Dies erhöht aber auch das Gewicht. Mit Batterie-Schnellklemmen kann die Batterie auch schnell gegen eine andere Batterie getauscht werden. Daher sollten genügend Kabel in der Box vorrätig sein, um eine externe Batterie schnell anklemmen zu können. Die Auswahl ist daher sehr variabel.

Als geplante Verbesserung ist ein Update des Solar-Wechselrichters auf eine 30A Version geplant, an welcher auch direkt die Module einer bestehenden PV-Anlage angeschlossen werden können. So wurde zu Testzwecken ein 600W Balkonkraftwerk auf dem Gartenhaus montiert, welches aber nur als Insellösung konzipiert war. Hier können auch mehrere Batterien geladen und bei Bedarf in das mobile System eingebaut werden. Es wurde darauf geachtet, dass alle PV-Panele vor Ort (Dach, Garten, mobil) über MC4 Adapter verfügen, damit diese untereinander ausgetauscht werden können. Hierbei ist darauf zu achten, dass die PV-Wechselrichter mit der Leistung der Module klar kommen. Auch hier noch ein Warnhinweis: Die PV-Anlage auf dem Dach hat oft DC-Spannungen über 500V. Bitte niemals unter Last die Verbindungen trennen und unbedingt generell darauf achten, dass die Anlage abgeschaltet und im besten Fall verschattet ist.

Die kleine Box ist regelmäßig beim Outdoor-Einsatz mit dabei und wird auch auf den nächsten Camps vom CCC oder dem niederländischen Pendant dabei sein.


  • Auto Batterie (in meinem Fall eine Anlasser Batterie, 12V, 45Ah, 400A)
  • 12V auf 230V Wechselrichter
  • 12V Buchse (ein Zigarettenanzünder aus dem KFZ-Bedarf)
  • Solar-Wechselrichter (als Set mit Solarmodul und Kabel, z.B. von Offgrid Tec. Hinweis: Die Sets sind heiß begehrt und ggf. gerade ausverkauft. Viele Baumärkte haben diese auch im Angebot.)
  • PV-Panel (ist ggf. im Set inbegriffen)
  • Anschlusskabel (ist ggf. im Set inbegriffen)
  • Werkzeug (Stichsäge, Seitenschneider, Holzleim, Crimp-Zange sind von Vorteil)
  • Spanplatten 1cm
  • Kiste zum Einbau (Hier nutze ich eine Stanley/DeWalt TSTAK, da ich mein ganzes Werkzeug hiermit organisiere.)
  • Lust am basteln