Solarbatterien für Garten und Haus: Typen, Funktionsprinzipien und Vorgehensweise zur Berechnung von Solaranlagen

Die Wissenschaft hat uns eine Zeit beschert, in der die Technologie zur Nutzung von Solarenergie öffentlich zugänglich geworden ist.Jeder Eigentümer hat die Möglichkeit, Solarmodule für sein Haus zu erwerben. Die Sommerbewohner bleiben in dieser Angelegenheit nicht zurück. Sie befinden sich häufig weit entfernt von zentralen Quellen einer nachhaltigen Stromversorgung.

Wir empfehlen Ihnen, sich mit den Informationen zum Aufbau, den Funktionsprinzipien und der Berechnung der Arbeitseinheiten des Sonnensystems vertraut zu machen. Wenn Sie sich mit den von uns angebotenen Informationen vertraut machen, kommen Sie der Realität der Versorgung Ihres Standorts mit natürlichem Strom näher.

Für ein klares Verständnis der bereitgestellten Daten sind detaillierte Diagramme, Illustrationen, Foto- und Videoanweisungen beigefügt.

Aufbau und Funktionsprinzip einer Solarbatterie

Es war einmal, als neugierige Geister für uns natürliche Substanzen entdeckten, die unter dem Einfluss von Lichtteilchen der Sonne, Photonen, erzeugt wurden. elektrische Energie. Der Vorgang wurde photoelektrischer Effekt genannt. Wissenschaftler haben gelernt, mikrophysikalische Phänomene zu kontrollieren.

Basierend auf Halbleitermaterialien schufen sie kompakte elektronische Geräte – Fotozellen.

Hersteller beherrschen die Technologie, Miniaturkonverter zu effizienten Solarmodulen zu kombinieren. Der Wirkungsgrad der in der Industrie weit verbreiteten Silizium-Solarmodule liegt bei 18–22 %.

Demonstratives Solarstromversorgungsdiagramm
Aus der Beschreibung des Diagramms ist klar ersichtlich: Alle Komponenten des Kraftwerks sind gleich wichtig – der koordinierte Betrieb des Systems hängt von ihrer kompetenten Auswahl ab

Eine Solarbatterie wird aus Modulen zusammengesetzt. Es ist der Endpunkt der Reise der Photonen von der Sonne zur Erde. Von hier aus setzen diese Bestandteile der Lichtstrahlung als Gleichstromteilchen ihren Weg im Stromkreis fort.

Sie werden auf Batterien verteilt oder in Wechselstromladungen mit einer Spannung von 220 Volt umgewandelt, die alle Arten von haustechnischen Geräten versorgen.

Wie funktionieren Sonnenkollektoren für Ihr Haus und Ihren Garten?
Eine Solarbatterie ist ein Komplex aus in Reihe geschalteten Halbleiterbauelementen – Fotozellen, die Sonnenenergie in elektrische Energie umwandeln.

Weitere Details zu den Besonderheiten des Geräts und der Funktionsweise der Solarbatterie finden Sie in einem anderen beliebter Artikel unsere Seite.

Arten von Solarmodulen

Solarpaneele-Module werden aus Solarzellen zusammengesetzt, die auch als fotoelektrische Wandler bezeichnet werden. Zwei Arten von FEPs haben weit verbreitete Verwendung gefunden.

Sie unterscheiden sich in den Arten von Siliziumhalbleitern, die für ihre Herstellung verwendet werden:

  • Polykristallin. Dabei handelt es sich um Solarzellen, die durch Langzeitkühlung aus geschmolzenem Silizium hergestellt werden. Durch die einfache Herstellungsweise ist der Preis erschwinglich, die Produktivität der polykristallinen Variante übersteigt jedoch nicht 12 %.
  • Monokristallin. Hierbei handelt es sich um Elemente, die durch das Schneiden eines künstlich gezüchteten Siliziumkristalls in dünne Scheiben gewonnen werden. Die produktivste und teuerste Option. Der durchschnittliche Wirkungsgrad liegt bei etwa 17 %, es gibt monokristalline Solarzellen mit höherer Leistung.

Polykristalline Solarzellen haben eine flache, quadratische Form mit einer ungleichmäßigen Oberfläche. Monokristalline Sorten sehen aus wie dünne Quadrate mit gleichmäßiger Oberflächenstruktur und abgeschnittenen Ecken (Pseudoquadrate).

So sehen FEPs aus – fotoelektrische Wandler
So sehen FEPs aus – Photovoltaik-Wandler: Die Eigenschaften des Solarmoduls hängen nicht von der Art der verwendeten Elemente ab – diese beeinflussen lediglich die Größe und den Preis

Die Module der ersten Version mit gleicher Leistung sind aufgrund des geringeren Wirkungsgrads (18 % gegenüber 22 %) größer als die zweiten. Doch im Schnitt sind sie zehn Prozent günstiger und erfreuen sich einer hohen Nachfrage.

Sie können sich über die Regeln und Nuancen bei der Auswahl von Solarmodulen zur Bereitstellung autonomer Heizenergie informieren. Lies hier.

Schema des Solarstromversorgungsbetriebs

Wenn man sich die geheimnisvoll klingenden Namen der Komponenten ansieht, aus denen das Solarlicht-Energiesystem besteht, kommt einem der Gedanke an die übertechnische Komplexität des Geräts.

Auf der Mikroebene des Photonenlebens trifft dies zu. Und optisch sehen das Gesamtdiagramm des Stromkreises und das Funktionsprinzip sehr einfach aus. Vom Himmelskörper bis zur „Iljitsch-Glühbirne“ sind es nur vier Schritte.

Solarmodule sind die erste Komponente eines Kraftwerks. Hierbei handelt es sich um dünne rechteckige Platten, die aus einer bestimmten Anzahl von Standard-Fotozellenplatten zusammengesetzt sind. Hersteller stellen Fotopaneele mit unterschiedlicher elektrischer Leistung und Spannungsvielfachen von 12 Volt her.

Flache Geräte werden praktischerweise auf Oberflächen platziert, die für direkte Strahlen offen sind. Modulare Blöcke werden durch gegenseitige Verbindungen zu einer Solarbatterie zusammengefasst. Die Aufgabe der Batterie besteht darin, die empfangene Sonnenenergie in einen Gleichstrom mit einem bestimmten Wert umzuwandeln.

Elektrische Ladungsspeicher - Batterien für Sonnenkollektoren jedem bekannt. Ihre Rolle innerhalb des Solarenergieversorgungssystems ist traditionell. Wenn Haushaltsverbraucher an ein zentrales Netzwerk angeschlossen sind, speichern Energiespeicher den Strom.

Sie akkumulieren auch dessen Überschuss, wenn der Strom des Solarmoduls ausreicht, um den Stromverbrauch von Elektrogeräten zu decken.

Der Akku versorgt den Stromkreis mit der benötigten Energiemenge und hält die Spannung stabil, sobald sein Verbrauch auf einen erhöhten Wert ansteigt. Das Gleiche passiert beispielsweise nachts, wenn die Fototafeln nicht funktionieren oder bei wenig sonnigem Wetter.

Der Einsatz von Sonnenkollektoren in der Hausenergieversorgung
Das Energieversorgungskonzept für ein Haus mit Sonnenkollektoren unterscheidet sich von Optionen mit Kollektoren durch die Möglichkeit, Energie in einer Batterie zu speichern

Der Controller ist ein elektronischer Vermittler zwischen Solarmodul und Batterien.Seine Aufgabe besteht darin, den Ladezustand der Batterien zu regulieren. Das Gerät verhindert, dass sie aufgrund von Überladung oder einem Abfall des elektrischen Potenzials unter einen bestimmten Wert kochen, der für den stabilen Betrieb des gesamten Solarsystems erforderlich ist.

Invertiert, so klingt der Begriff wörtlich erklärt Solarwechselrichter. Ja, tatsächlich erfüllt dieses Gerät eine Funktion, die Elektroingenieuren einst fantastisch vorkam.

Es wandelt den Gleichstrom des Solarmoduls und der Batterien in Wechselstrom mit einer Potenzialdifferenz von 220 Volt um. Dies ist die Betriebsspannung für die allermeisten elektrischen Haushaltsgeräte.

Ein Beispiel für die Installation von Solarpanelen zur Energiegewinnung
Der Fluss der Sonnenenergie ist proportional zur Position der Leuchte: Bei der Installation der Module ist es sinnvoll, den Neigungswinkel je nach Jahreszeit anzupassen

Spitzenlast und durchschnittlicher täglicher Energieverbrauch

Die Freude über eine eigene Solaranlage ist immer noch viel wert. Der erste Schritt auf dem Weg zur Nutzung der Kraft der Solarenergie besteht darin, die optimale Spitzenlast in Kilowatt und den sinnvollen durchschnittlichen täglichen Energieverbrauch in Kilowattstunden für einen Haushalt oder ein Landhaus zu ermitteln.

Die Spitzenlast entsteht durch die Notwendigkeit, mehrere Elektrogeräte gleichzeitig einzuschalten, und wird durch deren maximale Gesamtleistung unter Berücksichtigung der überschätzten Starteigenschaften einiger von ihnen bestimmt.

Durch die Berechnung des maximalen Stromverbrauchs können Sie erkennen, welche Elektrogeräte gleichzeitig betrieben werden müssen und welche nicht so wichtig sind. Dieser Indikator unterliegt der Leistungscharakteristik der Kraftwerkskomponenten, also den Gesamtkosten des Gerätes.

Der tägliche Energieverbrauch eines Elektrogeräts bemisst sich aus dem Produkt seiner Einzelleistung und der Zeit, die es tagsüber am Netz arbeitet (Stromverbrauch). Der gesamte durchschnittliche tägliche Energieverbrauch wird als Summe des Stromverbrauchs berechnet, den jeder Verbraucher über einen Tageszeitraum verbraucht.

Einige Tipps für einen rationellen Energieverbrauch
Die anschließende Analyse und Optimierung der gewonnenen Daten zu Lasten und Energieverbrauch gewährleistet die notwendige Konfiguration und den anschließenden Betrieb der Solaranlage mit minimalen Kosten

Das Ergebnis des Energieverbrauchs hilft dabei, den Verbrauch von Solarstrom rational anzugehen. Das Ergebnis der Berechnungen ist wichtig für die weitere Berechnung der Batteriekapazität. Der Preis des Akkupacks, einem wesentlichen Bestandteil des Systems, hängt noch stärker von diesem Parameter ab.

Das Verfahren zur Berechnung von Energieindikatoren

Der Rechenvorgang beginnt im wahrsten Sinne des Wortes mit einem horizontal liegenden, karierten, aufgeklappten Notizbuchblatt. Mit leichten Bleistiftlinien entsteht aus dem Blatt ein Formular mit dreißig Spalten und Linien entsprechend der Anzahl der elektrischen Haushaltsgeräte.

Vorbereitung auf arithmetische Berechnungen

Die erste Spalte ist traditionell – eine Seriennummer. Die zweite Spalte enthält den Namen des Elektrogeräts. Der dritte ist der individuelle Stromverbrauch.

Die Spalten vier bis siebenundzwanzig sind die Stunden des Tages von 00 bis 24. Durch einen horizontalen Bruchstrich wird darin Folgendes eingetragen:

  • im Zähler – die Betriebszeit des Geräts während einer bestimmten Stunde in Dezimalform (0,0);
  • Der Nenner ist wiederum der individuelle Stromverbrauch (diese Wiederholung ist zur Berechnung der stündlichen Lasten erforderlich).

Die achtundzwanzigste Spalte gibt die Gesamtzeit an, die das Haushaltsgerät tagsüber in Betrieb ist.Im neunundzwanzigsten Schritt wird der persönliche Energieverbrauch des Geräts erfasst, indem der individuelle Stromverbrauch mit der Betriebszeit über einen Tageszeitraum multipliziert wird.

Tabelle der ungefähren Leistung von elektrischen Haushaltsgeräten
Die Erstellung einer detaillierten Verbraucherspezifikation unter Berücksichtigung der stündlichen Belastungen wird dazu beitragen, dass herkömmliche Geräte aufgrund ihrer rationellen Nutzung besser erhalten bleiben

Die dreißigste Spalte ist ebenfalls Standard – Hinweis. Es wird für Zwischenberechnungen nützlich sein.

Erstellung von Verbraucherspezifikationen

Der nächste Berechnungsschritt ist die Umwandlung des Notebook-Formulars in eine Spezifikation für Haushaltsstromverbraucher. Die erste Spalte ist klar. Hier werden die Seriennummern der Leitungen eingetragen.

Die zweite Spalte enthält die Namen der Energieverbraucher. Es wird empfohlen, den Flur mit Elektrogeräten zu füllen. Im Folgenden werden andere Räume gegen den Uhrzeigersinn oder im Uhrzeigersinn (wie es für Sie bequem ist) beschrieben.

Wenn es eine zweite (usw.) Etage gibt, ist die Vorgehensweise die gleiche: von der Treppe aus - herum. Gleichzeitig sollten wir Geräte an Treppenhäusern und Straßenbeleuchtung nicht vergessen.

Es ist besser, die dritte Spalte mit der Angabe der Leistung neben dem Namen jedes elektrischen Geräts zusammen mit der zweiten auszufüllen.

Die Spalten vier bis siebenundzwanzig entsprechen jeder Stunde des Tages. Der Einfachheit halber können Sie sie sofort mit horizontalen Linien in der Mitte der Linien zeichnen. Die resultierenden oberen Hälften der Linien sind wie Zähler, die unteren sind Nenner.

Diese Spalten werden Zeile für Zeile ausgefüllt. Zähler werden selektiv als Zeitintervalle im Dezimalformat (0,0) formatiert und geben die Betriebszeit eines bestimmten Elektrogeräts in einem bestimmten Stundenzeitraum wieder. Parallel dazu werden bei der Eingabe der Zähler die Nenner mit dem Leistungsindikator des Geräts aus der dritten Spalte eingegeben.

Nachdem alle Stundenspalten ausgefüllt sind, fahren Sie Zeile für Zeile mit der Berechnung der einzelnen täglichen Arbeitszeit von Elektrogeräten fort. Die Ergebnisse werden in den entsprechenden Zellen der achtundzwanzigsten Spalte aufgezeichnet.

Tabelle der autonomen Stromversorgungsmodi rund um die Uhr
Für den Fall, dass das Solarkraftwerk eine Nebenrolle spielt, kann ein Teil der Last für eine konstante Leistung daran angeschlossen werden, damit das System nicht im Leerlauf läuft

Basierend auf Leistung und Arbeitsstunden wird sequentiell der tägliche Energieverbrauch aller Verbraucher berechnet. Es ist in den Zellen der neunundzwanzigsten Spalte vermerkt.

Wenn alle Zeilen und Spalten der Spezifikation ausgefüllt sind, werden die Gesamtsummen berechnet. Durch Addition der Leistungsdiagramme aus den Nennern der Stundenspalten erhält man die Lasten jeder Stunde. Durch die Summierung des individuellen Tagesenergieverbrauchs der neunundzwanzigsten Spalte von oben nach unten ergibt sich der Gesamttagesdurchschnitt.

Der Eigenverbrauch der zukünftigen Anlage wird nicht in die Berechnung einbezogen. Dieser Faktor wird durch den Hilfskoeffizienten in den nachfolgenden Endberechnungen berücksichtigt.

Analyse und Optimierung der gewonnenen Daten

Ist Strom aus einem Solarkraftwerk als Backup geplant, helfen Daten über den stündlichen Stromverbrauch und den gesamten durchschnittlichen täglichen Energieverbrauch, den Verbrauch von teurem Solarstrom zu minimieren.

Dies wird dadurch erreicht, dass energieintensive Verbraucher bis zur Wiederherstellung der zentralen Stromversorgung, insbesondere in Spitzenlastzeiten, von der Nutzung ausgeschlossen werden.

Ist die Solarstromanlage als konstante Stromversorgungsquelle ausgelegt, kommen die Ergebnisse stündlicher Belastungen zum Tragen.Es ist wichtig, den Stromverbrauch so über den Tag zu verteilen, dass die vorherrschenden Hochs und sehr niedrigen Tiefs eliminiert werden.

Die Eliminierung von Spitzenlasten, die Nivellierung maximaler Lasten und die Eliminierung starker Einbrüche im Energieverbrauch im Laufe der Zeit ermöglichen die Auswahl der wirtschaftlichsten Optionen für Solarsystemkomponenten und gewährleisten einen stabilen und vor allem störungsfreien langfristigen Betrieb der Solarstation.

Echte und rationale Zeitpläne für den stündlichen Energieverbrauch
Die Grafik zeigt die Ungleichmäßigkeit des Energieverbrauchs: Unsere Aufgabe ist es, die Maxima auf die Zeit der größten Sonnenaktivität zu verschieben und den gesamten Tagesverbrauch, insbesondere nachts, zu reduzieren.

Die vorgestellte Zeichnung zeigt die Umwandlung eines auf der Grundlage einer Spezifikation ermittelten irrationalen Zeitplans in einen optimalen. Der tägliche Verbrauch wurde von 18 auf 12 kW/h reduziert, die durchschnittliche tägliche Stundenlast von 750 auf 500 W.

Das gleiche Optimalitätsprinzip ist auch bei der Nutzung der Solarstromoption als Backup sinnvoll. Es lohnt sich möglicherweise nicht, zu viel Geld für die Leistungssteigerung von Solarmodulen und Batterien auszugeben, um vorübergehende Unannehmlichkeiten zu vermeiden.

Auswahl von Solarkraftwerkskomponenten

Um die Berechnungen zu vereinfachen, betrachten wir die Verwendung einer Solarbatterie als Hauptstromquelle für den Garten. Der Verbraucher wird ein bedingtes Landhaus in der Region Rjasan sein, wo er von März bis September seinen ständigen Wohnsitz hat.

Praktische Berechnungen auf der Grundlage der oben veröffentlichten Daten des rationalen Zeitplans für den stündlichen Energieverbrauch werden die Überlegungen verdeutlichen:

  • Gesamter durchschnittlicher täglicher Energieverbrauch = 12.000 Watt/Stunde.
  • Durchschnittlicher Lastverbrauch = 500 Watt.
  • Maximale Belastung 1200 Watt.
  • Spitzenlast 1200 x 1,25 = 1500 Watt (+25 %).

Die Werte werden zur Berechnung der Gesamtkapazität von Solaranlagen und anderer Betriebsparameter benötigt.

Bestimmung der Betriebsspannung der Solaranlage

Die interne Betriebsspannung jedes Solarsystems basiert auf einem Vielfachen von 12 Volt, der gängigsten Batterienennleistung. Die am häufigsten verwendeten Komponenten von Solarstationen: Solarmodule, Controller, Wechselrichter werden für die gängigen Spannungen 12, 24, 48 Volt hergestellt.

Eine höhere Spannung ermöglicht den Einsatz von Versorgungsleitungen mit kleinerem Querschnitt – und damit eine erhöhte Kontaktsicherheit. Andererseits können defekte 12-V-Batterien einzeln ausgetauscht werden.

In einem 24-Volt-Netz müssen Sie die Batterien unter Berücksichtigung der Besonderheiten der Betriebsbatterien nur paarweise austauschen. Bei einem 48-V-Netz müssen alle vier Batterien eines Zweigs ausgetauscht werden. Zudem besteht bereits bei 48 Volt die Gefahr eines Stromschlags.

Anordnungen von Batteriezweigen aus Blöcken unterschiedlicher Spannung
Bei gleicher Kapazität und annähernd gleichem Preis sollten Sie Akkus mit der höchsten zulässigen Entladetiefe und einem höheren Maximalstrom kaufen

Die Wahl des Nennwerts der internen Potentialdifferenz des Systems hängt hauptsächlich von den Leistungseigenschaften der in der modernen Industrie hergestellten Wechselrichter ab und sollte die Größe der Spitzenlast berücksichtigen:

  • von 3 bis 6 kW – 48 Volt,
  • von 1,5 bis 3 kW – entspricht 24 oder 48 V,
  • bis 1,5 kW – 12, 24, 48V.

In unserem Beispiel konzentrieren wir uns auf die Zuverlässigkeit, indem wir zwischen der Zuverlässigkeit der Verkabelung und den Unannehmlichkeiten des Batteriewechsels wählen. Anschließend gehen wir von der Betriebsspannung des berechneten Systems, 24 Volt, aus.

Bestückung der Batterie mit Solarmodulen

Die Formel zur Berechnung des Strombedarfs einer Solarbatterie sieht wie folgt aus:

Рcm = (1000 * Esut) / (k * Sin),

Wo:

  • Rcm = Solarbatterieleistung = Gesamtleistung der Solarmodule (Panels, W),
  • 1000 = akzeptierte Photovoltaik-Empfindlichkeit (kW/m²)
  • Esut = täglicher Energieverbrauchsbedarf (kWh, in unserem Beispiel = 18),
  • k = Saisonkoeffizient unter Berücksichtigung aller Verluste (Sommer = 0,7; Winter = 0,5),
  • Syn = tabellarischer Wert der Sonneneinstrahlung (Sonnenstrahlungsfluss) bei optimaler Neigung der Module (kW*h/m²).

Den Sonneneinstrahlungswert können Sie bei Ihrem regionalen Wetterdienst erfragen.

Der optimale Neigungswinkel von Solarmodulen entspricht dem Breitengrad des Gebiets:

  • im Frühling und Herbst,
  • plus 15 Grad – im Winter,
  • minus 15 Grad – im Sommer.

Die in unserem Beispiel betrachtete Region Rjasan liegt auf dem 55. Breitengrad.

Karte der Sonneneinstrahlung – der Fluss der Sonnenstrahlung in Russland
Die höchste Leistung von Solarmodulen wird durch den Einsatz von Nachführsystemen, saisonalen Änderungen des Neigungswinkels der Module und der Verwendung gemischter Trimmmodule erreicht

Für die Zeit von März bis September entspricht die beste ungeregelte Neigung des Solarpanels einem Sommerwinkel von 40⁰ zur Erdoberfläche. Mit dieser Modulinstallation beträgt die durchschnittliche tägliche Sonneneinstrahlung von Rjasan in diesem Zeitraum 4,73. Alle Zahlen sind da, machen wir die Rechnung:

Rcm = 1000 * 12 / (0,7 * 4,73) ≈ 3.600 Watt.

Wenn wir 100-Watt-Module als Basis für die Solarbatterie nehmen, benötigen wir 36 davon. Sie werden 300 Kilogramm wiegen und eine Fläche von etwa 5 x 5 m einnehmen.

Praxiserprobte Verkabelungspläne und Anschlussmöglichkeiten für Solarmodule werden hier angegeben.

Anordnung einer Batterie-Stromversorgungseinheit

Bei der Auswahl von Batterien müssen Sie sich an folgenden Grundsätzen orientieren:

  1. Herkömmliche Autobatterien sind hierfür NICHT geeignet. Die Batterien von Solarkraftwerken sind mit der Aufschrift „SOLAR“ gekennzeichnet.
  2. Sie sollten nur Akkus kaufen, die in allen Belangen identisch sind, am besten aus der gleichen Fabrikcharge.
  3. Der Raum, in dem sich der Akku befindet, muss warm sein. Die optimale Temperatur, wenn die Batterien die volle Leistung erbringen = 25⁰C. Wenn die Temperatur auf -5⁰C sinkt, verringert sich die Batteriekapazität um 50 %.

Nimmt man zur Berechnung eine repräsentative 12-Volt-Batterie mit einer Kapazität von 100 Ampere/Stunde, lässt sich leicht ausrechnen, dass diese Verbraucher mit einer Gesamtleistung von 1200 Watt eine ganze Stunde lang mit Energie versorgen kann. Dies geschieht jedoch bei vollständiger Entladung, was äußerst unerwünscht ist.

Für eine lange Batterielebensdauer wird NICHT empfohlen, den Ladezustand auf unter 70 % zu reduzieren. Grenzzahl = 50 %. Ausgehend von der Zahl 60 % als „goldener Mittelwert“ legen wir für die weiteren Berechnungen eine Energiereserve von 720 Wh pro 100 Ah des kapazitiven Anteils der Batterie zugrunde (1200 Wh x 60 %).

Ein Beispiel für eine Batterie zum Anordnen eines Netzteils
Möglicherweise kostet der Kauf einer Batterie mit einer Kapazität von 200 Ah weniger als der Kauf von zwei 100-Ah-Batterien und die Anzahl der Batteriekontakte wird reduziert

Zunächst müssen die Batterien zu 100 % über eine stationäre Stromquelle geladen werden. Akkus müssen die Lasten im Dunkeln vollständig abdecken. Wenn Sie Pech mit dem Wetter haben, halten Sie tagsüber die erforderlichen Systemparameter ein.

Es ist wichtig zu berücksichtigen, dass ein Übermaß an Batterien zu einer ständigen Unterladung führt. Dadurch wird die Lebensdauer deutlich verkürzt. Die rationalste Lösung scheint darin zu bestehen, das Gerät mit Batterien auszustatten, deren Energiereserve ausreicht, um einen täglichen Energieverbrauch zu decken.

Um die erforderliche Gesamtbatteriekapazität zu ermitteln, teilen Sie den gesamten täglichen Energieverbrauch von 12000 Wh durch 720 Wh und multiplizieren Sie ihn mit 100 A*h:

12.000 / 720 * 100 = 2500 A*h ≈ 1600 A*h

Insgesamt benötigen wir für unser Beispiel 16 Batterien mit einer Kapazität von 100 oder 8 von 200 Ah, seriell parallel geschaltet.

Auswahl eines guten Controllers

Kompetente Auswahl Batterieladeregler (AKB) ist eine sehr spezifische Aufgabe. Seine Eingangsparameter müssen den ausgewählten Solarmodulen entsprechen und die Ausgangsspannung muss der internen Potentialdifferenz der Solaranlage (in unserem Beispiel 24 Volt) entsprechen.

Ein guter Controller muss Folgendes bieten:

  1. Mehrstufige Batterieladung, die ihre effektive Lebensdauer vervielfacht.
  2. Automatische gegenseitige Verbindung/Trennung von Batterie und Solarbatterie in Abhängigkeit vom Laden/Entladen.
  3. Wiederanschließen der Last von der Batterie an die Solarbatterie und umgekehrt.

Diese kleine Einheit ist eine sehr wichtige Komponente.

Elektrisches Diagramm der gegenseitigen Verbindung von Solarstationsknoten
Wenn einige Verbraucher (z. B. Beleuchtung) auf eine direkte 12-Volt-Stromversorgung über den Controller umgestellt werden, ist ein leistungsschwächerer und damit kostengünstigerer Wechselrichter erforderlich

Die richtige Wahl des Controllers bestimmt den störungsfreien Betrieb eines teuren Akkupacks und die Ausgewogenheit des Gesamtsystems.

Auswahl des besten Wechselrichters

Der Wechselrichter wird mit einer solchen Leistung ausgewählt, dass er dauerhaft Spitzenlast liefern kann. Seine Eingangsspannung muss der internen Potentialdifferenz des Sonnensystems entsprechen.

Für die beste Auswahlmöglichkeit empfiehlt es sich, auf folgende Parameter zu achten:

  1. Form und Frequenz des zugeführten Wechselstroms. Je näher an einer Sinuskurve von 50 Hertz, desto besser.
  2. Geräteeffizienz. Je höher 90 %, desto wunderbarer.
  3. Eigenverbrauch des Gerätes. Muss im Verhältnis zum Gesamtstromverbrauch des Systems stehen. Idealerweise bis zu 1 %.
  4. Die Fähigkeit eines Knotens, kurzzeitigen doppelten Überlastungen standzuhalten.

Das herausragendste Design ist ein Wechselrichter mit integrierter Steuerungsfunktion.

Montage einer Haushaltssolaranlage

Wir haben für Sie eine Fotoauswahl zusammengestellt, die den Aufbau einer Haushaltssolaranlage aus werkseitig hergestellten Modulen anschaulich zeigt:

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Video Nr. 1. Do-it-yourself-Demonstration der Installation von Solarmodulen auf dem Dach eines Hauses:

Video Nr. 2. Auswahl an Batterien für eine Solaranlage, Typen, Unterschiede:

Video Nr. 3. Land-Solarkraftwerk für alle, die alles selbst machen:

Die schrittweisen praktischen Berechnungsmethoden und das Grundprinzip des effektiven Betriebs einer modernen Solarpanel-Batterie als Teil einer hausautonomen Solarstation helfen den Eigentümern sowohl eines großen Hauses in einem dicht besiedelten Gebiet als auch eines Landhauses in der Wildnis, um Energiesouveränität zu erlangen.

Möchten Sie Ihre persönlichen Erfahrungen teilen, die Sie beim Bau einer Mini-Solaranlage oder einfach nur Batterien gesammelt haben? Haben Sie Fragen, auf die Sie eine Antwort wünschen, oder sind Ihnen Mängel im Text aufgefallen? Bitte hinterlassen Sie Kommentare im Block unten.

Besucherkommentare
  1. Sergej

    Wir haben eine Datscha in der Nähe von Krasnodar. Da es genügend sonnige Tage gibt, habe ich beschlossen, zu experimentieren und Sonnenkollektoren zu installieren. Ich habe polykristalline gekauft. Aber zuerst habe ich einen Fehler gemacht, ich habe die Anzahl der Sonnenkollektoren falsch berechnet, sodass der Effekt im Juni gleich Null war. Vor ein paar Wochen habe ich weitere Panels hinzugefügt und es zeigt sich bereits ein Effekt. Obwohl es sich insgesamt als etwas teuer herausstellte. Ich denke, dass es sich nach und nach auszahlen wird.

  2. Sehr informativ. Mir scheint, dass Fragen zu den Kosten der Solaranlage selbst, zu den Installations- und Betriebskosten und damit zu ihrer Amortisationszeit bescheiden ignoriert werden. Wenn sich die Anlage beispielsweise innerhalb von 15 bis 20 Jahren amortisiert, lohnt es sich dann, einen Garten anzulegen? In dieser Zeit wird es selbst verfallen oder moralisch veraltet sein. Wenn es keine zentrale Stromversorgung gibt, verwenden Sie vielleicht einfach einen Generator?

  3. Olga

    Alles ist ganz toll! Was empfehlen Sie für eine kleine Datscha? Soll ich den Rasenmäher anschließen, um den Tee zu erhitzen? Es besteht kein Wunsch, mit dem Energiesystem eine Vereinbarung zu treffen – das sind Monopolisten.

    • Experte
      Wassili Borutski
      Experte

      Ich werde zwei Fragen gleichzeitig beantworten: Ihre und die Frage nach der Amortisation des Systems selbst. Erstens amortisiert sich das Sonnensystem in Breitengraden mit vielen Sonnentagen schneller als beispielsweise in Sibirien. Ich weiß, dass im Süden Russlands die Mindestamortisationszeit drei Jahre beträgt.

      Als nächstes folgt eine relativ einfache Installation in der Datscha, um die notwendigsten Geräte mit Strom zu versorgen: Es gibt fertige Lösungen und kostengünstige, etwa 350 bis 400 Dollar. Zum Beispiel AXIOMA Energy mit einer Angabe von 22/7 kWh pro Monat, Sommer/Winter, um es klarer zu machen. Ein solches System reicht völlig aus, um Tee zu trinken, das Telefon aufzuladen und einen Rasenmäher anzuschließen.

  4. Vladimir

    Ich werde im Dorf ein Haus kaufen und dort ist oft der Strom ausgefallen. Ich möchte mich schützen, und dieses Thema ist einfach sehr interessant.

    Wie viel kostet es, ein 100 m² großes Haus vollständig mit Strom zu versorgen? Ist es möglich, mit Solarmodulen eine 100-prozentige Autonomie zu gewährleisten?

    Nun, die wichtigste Frage ist, wie wird sich diese gesamte Struktur im Winter verhalten? Und dann sehen Sie, sie legen einfach alles auf das Dach und das war's, der Schnee bleibt wahrscheinlich hängen und im Frühling beginnt alles zu tauen. Rechnet sich das alles theoretisch und wie hoch ist die durchschnittliche Lebensdauer?

    Gibt es im Allgemeinen diejenigen, die es seit mindestens ein paar Jahren verwenden? Es wäre interessant, ihre Meinung zu hören.

    • Experte
      Wassili Borutski
      Experte

      Ihre Fragen sind ziemlich schwierig, aber ich werde versuchen, sie der Reihe nach zu beantworten.

      Bezüglich der Kosten für die Bereitstellung eines Hauses von 100 m2. Dabei kommt es nicht auf die Fläche, sondern auf den nominellen Energieverbrauch an. Wie wollen Sie Ihr Haus heizen? Gas-, Festbrennstoff- oder Elektrokessel, elektrische Konvektoren? Wenn es elektrisch ist, ist es unwahrscheinlich, dass das System im Winter funktioniert. Schauen Sie, eine Solarstation pro kWh kostet 10.000 Dollar. Im Dezember beträgt die minimale monatliche Stromerzeugungsrate bis zu 429 kWh, die maximale im Juli bis zu 2.142 kWh. Mit solchen Indikatoren können Sie die Autonomie bei der Stromversorgung Ihres Hauses gewährleisten.

      Bezüglich Winter und Herbst. Wenn die Natur „wütet“, müssen Sie die Sonnenkollektoren von abgefallenen Blättern und Schnee befreien, damit die Produktivität nicht sinkt.

      Bezüglich Amortisation und Lebensdauer. Wenn Sie in Spitzenmonaten Überschüsse an den Staat verkaufen, können Sie eine Amortisationszeit von ca. 5 Jahren erreichen. Hierbei handelt es sich nicht um eine konkrete Zahl; hier müssen Sie anhand Ihres monatlichen Verbrauchs, der Sonnentage, der aktuellen Tarife usw. rechnen. Solarmodule haben mittlerweile eine Garantie von mindestens zehn Jahren und ihre Degradationsrate beträgt nur 0,7 % pro Jahr.

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