Wenn Sie vorhaben eine eigene Inselanlage zu erstellen und selbst erzeugten Strom direkt selbst zu verbrauchen dann ist eine gründliche Planung Pflicht. Denn einfach ins „blaue“ ein paar Komponenten im Internet bestellen und zu verkabeln ist zwar problemlos möglich aber funktioniert meist nicht in der Praxis. Wenn Sie im Alltag feststellen das Ihre Inselanlage zu wenig Strom produziert oder zu wenig Strom speichern kann dann ist eine Erweiterung der Anlage mit den eingesetzten Komponenten nicht immer möglich, ein teurer Neukauf ist also unumgänglich. Aber auch eine zu große Anlage ist nicht von Vorteil, denn Sie haben dadurch viel Geld verschenkt um Strom zu produzieren und zu speichern den Sie gar nicht brauchen. Die sind nur ein paar Beispiele warum eine gründliche Planung Ihrer Inselanlage nötig ist, und das ist gar nicht so schwer wie viele Anfänger denken. Bevor Sie sich an die Planung machen sollten Sie über den Aufbau Bescheid Wissen.
Tipp: Balkonkraftwerke sind jetzt in Deutschland erlaubt alles was Sie brauchen sind ein oder zwei Solarmodule, ein Microwechselrichter und das wars. Kein Elektriker, keine Umbauten. Stecker in die Steckdose und Sie nutzen Ihren selbst erzeugten Strom selber – und das kostenlos.
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Energieverbrauch ermitteln
Sie Wissen wofür Sie Ihre Inselanlage errichten, zur Stromversorgung von Garage, Ferienhaus, Gartenhütte oder die Campingsaison. Der erste Schritt sollte sein das Sie den Energieverbrauch ermitteln den Sie pro Tag benötigen.
Entscheidend bei der Planung ist ob ein Sommer und Winterbetrieb mit der Anlage erfolgen soll.
Ein reiner Sommerbetrieb lässt natürlich die Dimension der gesamten Anlage kleiner ausfallen. Die PV Module bringen im Winter nur ein Bruchteil des Ertrages wie im Sommer, auch sind die Sonnenstunden pro Tag erheblich geringer als im Sommer. Auch 0-Tage an denen keine Sonne scheint sind im Winter häufiger an der Tagesordnung, letzteres muss zwingend mit größeren Akkus kompensiert werden.
Beispiel Gartenhütte:
Als Beispiel nehmen wir eine Gartenhütte die nicht an das öffentliche Stromnetz angeschlossen ist bzw. in der selbsterzeugter Strom, Netzunabhängig genutzt werden soll und das nur in den warmen Monaten.
Verbraucher in der Gartenhütte 12 Volt:
2 Energiesparlampen 12 Watt a 4h täglich – Gesamt 100 Watt
1 12V Fernseher 25 Watt a 3h täglich – Gesamt 75 Watt
Das macht täglich einen Verbrauch von 175 Watt die täglich verbraucht und auch produziert werden müssen. Bei einem reinen Sommerbetrieb der Inselanlage berechnet man die Anlage mit zwei 0-Tagen, das heißt es muss so viel Strom gespeichert werden können das zwei Tage ohne Sonne überbrückt werden können.
Bei der Berechnung das Solar Akkus ist es wichtig daran zu denken dass dieser nicht unter einen Ladezustand von 70 Prozent fallen sollte um der Batterie nicht zu Schaden.
In unserem Beispiel heißt das: 175Watt x 3 = 525 Wh die der Batterie entnommen werden können ohne das Sie unter 70% Ihrer Ladekapazität fällt.
Solarspeicher / Akkukapazität berechnen
Wir wissen nun also das wir der Batterie 525Wh entnehmen müssen ohne das Sie unter 70 Prozent Ihrer Kapazität fällt. Die Batteriekapazität wird in Amperestunden angegeben, rechnen wir die Wh in Ah um.
In unserem Beispiel geht es um eine 12 Volt Anlage, wir müssen also 525Wh /12V rechnen und kommen somit auf 43,75 Ah Stunden.
Diese 43,75 Ah geteilt durch 30 und multipliziert mit 100 Ergeben: 145 Ah Speicherkapazität der Solarbatterie. Diese Größe sollte Sie also haben wenn man die Geräte so betreiben möchte wie weiter oben im Beispiel genannt.
Dies ist eine sehr einfach Berechnung der Speichergröße, es geht aber darum das Vorgehen und den Rechenweg zu zeigen, Sie können so ganz leicht Ihre eigenen Zahlen einsetzen und die Größer der Batterie ermitteln.
Anmerkung: Diese Anleitung und Berechnung ist bewusst eher „einfach“ gehalten, wenn man es auf die Spitze treiben möchte rechnet man mit Leitungsverlusten, Speicherverlusten usw. da wir aber diese Sache nicht als Wissenschaft, sondern als Spaß und Hobby ansehen gehen wir darauf nicht näher ein.
Diverse Solarbatterien gibt es hier zu bestellen.
Welches PV Modul wird benötigt?
Jetzt haben wir den Energiebedarf und die Akkukapazität berechnet, aber natürlich muss die Sonnenenergie auch eingefangen und in Strom umgewandelt werden, und diese Arbeit übernimmt für uns das PV Modul. Und welche dieses haben muss das berechnen Sie folgendermaßen.
Auch bei dieser Berechnung wieder der Hinweis das wir an dieser Stelle nicht „wissenschaftlich“ bei der Berechnung vorgehen, wir verzichten bewusst auf Nachkommastellen oder weitere Dinge die wir bei einer Hobbyanlage vernachlässigen können.
Die Leistungen der PV Module werden Wp angegeben, diese Zahl sagt einem Laien zunächst nicht. Sie bedeutet das eine PV Modul diese Leistung unter optimalsten Bedingungen (Sonneneinstrahlwinkel, Temperatur usw.) pro Stunde erreicht. Ein 100 Wp Modul also 100 Watt Strom pro Stunde produzieren kann.
In der Praxis kann man allerdings grob davon ausgehen das ein 100 Wp Modul im Sommer an einem Tag (mit 3 multipliziert) 300 Wh Strom in den Solarspeicher bringt.
Das ist also fast das doppelte unserer ermittelten 175Wh die wir pro Tag benötigen, im Sommer wohlgemerkt. In unserem Beispiel mit der Gartenhütte würden wir ein PV Modul mit einer Leistung von 130 Watt bevorzugen, dieses sollte in der Praxis in den „hellen Monaten“ genügend Leistung in den Akku bringen um auch die 0 Tage neben dem normalen Verbrauch zu überbrücken.
PV Module in großer Auswahl gibt es hier
Laderegler
Der Laderegler ist ein wichtiges Bauteil einer jeden Inselanlage, welchen Laderegler Sie benötigen ist abhängig von der Anlagengröße. Die Berechnung dazu: Die Anlagenleistung (zuvor genannte Wp der PV Module) geteilt durch die Batteriespannung, in unserem Beispiel 12 Volt.
Also 130Wp / 12Volt = 10,8 Ampere addieren Sie zur Sicherheit 10 Prozent was eine Ampereleistung von 12 ergibt. Nun können Sie sich auf die Suche nach einem passenden Laderegler begeben.
Eine Übersicht verschiedener Laderegler gibt es hier.
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Fazit: Wie bereits erwähnt ist diese Beispielrechnung eher für den Hobbybereich anzuwenden, Sie gibt einen „PI mal Daumen“ Aufschluss darüber welche Dimension die einzelnen Komponenten benötigen um zuverlässig gemäß Ihren Anforderungen zu funktionieren. Sie werden in den allerhäufigsten Fällen mit dieser Berechnungsmethode richtig liegen.