In 5 Schritten die Batteriegröße der Solar Inselanlage berechnen

Letzte Woche habe ich beschrieben, wie du eine Solar Inselanlage mit dem Tool PVGIS berechnen kannst. Das lohnt sich für aufwändigere Inselanlagen, für kleine Inselanlagen kann man aber eine Faustformel zur Berechnung der (Blei-) Batteriegröße für die Solar Inselanlage benutzen:

Eine Batteriebank. Acht weiße Bleibatterien mit jeweils 230Ah sind mit schwarzen Kalbeln zusammengeschlossen.
Die Batterien einer größeren Solar Inselanlage

Auch für die Batteriegröße brauchst du den Tagesverbrauch

Zuerst muss du herausfinden, wie viele elektrische Verbraucher du täglich betreiben willst und wie viel Leistung also Watt [W] sie jeweils benötigen. Dann überlegst du dir für jedes Gerät die durchschnittliche tägliche Betriebszeit in Stunden [h]. Geräte die im Schnitt nur alle paar Tage laufen sollen, also z.b Waschmaschine, oder eine Tiefbrunnenpumpe, nimmt man anteilig in die Tagesberechnung hinein. Willst du also zum Beispiel alle drei Tage 30 Minuten lang Wasser aus deinem Brunnen hoch pumpen, läuft die Pumpe im Schnitt 10 Minuten am Tag. Ganz selten benötigte Geräte sind erst einmal nicht zu berücksichtigen, sondern als optional zu behandeln.

Dann multiplizierst du den Verbrauch [W] des elektrischen Gerätes oder der Lampe mit der Anzahl der täglichen Betriebsstunden [h] und bekommst die täglich verbrauchte Menge an Energie des einzelnen Gerätes in Wattstunden [Wh].

Dies machst du für jeden elektrischen Verbraucher den du mit den Solarbatterien deiner zukünftigen Solar Inselanlage betreiben willst und addierst alle Wattstunden [Wh] zu einem täglichen Gesamtverbrauch.

Beispiel: Tagesverbrauch einer kleinen Solar Inselanlage

GerätVerbrauch in Watt [W]Betriebszeit [h]Tagesverbrauch [Wh]
12V LED3515
12V Pumpe360,3311,88
Handy laden20120
Gesamt46,88
Beispiel für den Tagesverbrauch einer kleinen Solar Inselanlage.

Tage mit wenig Ertrag berücksichtigen

An sonnenarmen Tagen, vor allem im Winterhalbjahr erntet eine Solar Inselanlage in Mitteleuropa manchmal auch fast keinen Strom. Deshalb solltest du deine Solarbatterien groß genug dimensionieren, dass sie deine Geräte bei schlechtem Wetter 2-5 Tage versorgen können. Dieser Wert ist natürlich vom Breitengrad des Standortes und von den lokalen Wetterbedingungen abhängig.

Zur Sicherheit macht es auch Sinn auf den Gesamtenergiebedarf noch 20-30% auf zu schlagen, um Ungenauigkeiten bei der Berechnung auszugleichen (schließlich es ist ja eine Faustformel).

Was ist zu tun?wie geht das?Ergebnis
3 Tage schlechtes Wetter einplanen3x 46,88140,64Wh
30% Sichheitsbeiwert140,64 x1,3182,83Wh
Einplanen, dass eine Solar Inselanlage bei schlechtem Wetter kaum Ertrag bringt, und einen Sicherheitsbeiwert aufschlagen.

Das Ergebnis ist ein Wert in Wattstunden. Die Batteriekapazität einer Solarbatterie wird üblicherweise in Amperestunden angegeben. Um diesen Wert zu bekommen musst du den Gesamtenergiebedarf durch die Batteriespannung (bei Bleibatterien üblicherweise 12V oder Vielfache von 12V) teilen.

die im Moment noch üblichen Bleibatterien (sie sind trotz ihrer geringeren Haltbarkeit noch wesentlich günstiger als Lithium- Ionen Akkus) sollten nur zu 50 Prozent entladen werden. Multipliziere die errechneten Amperestunden [Ah] mit 2.

Was ist zu tun?Wie geht das?Ergebnis
umrechnen in Amperestunden [Ah] bei 12V182,83/1215,23Ah
Bleibatterien nur halb entladen15,23 x230,5Ah
Größe der Batterie mindestens30,5 Ah
Es folgt die Umrechnung von Wattstunden in Amperestunden, und es muss Berücksichtigt werden, dass Bleibatterien nur zu 50 Prozent entladen werden sollten.

Der Akku dieser kleinen Solar Inselanlage sollte also mindestens eine Kapazität von 30,5 Ah haben. Beim Kauf wählst du natürlich die nächst größere verfügbare Kapazität aus. Wenn du die Anlage nur im Sommer benutzen willst, etwa wenn du sie für dein Gartenhaus planst und du den Strom dort im Winter nicht benötigst, musst du nur mit ein bis zwei Tagen ohne Stromertrag rechnen und kannst die 30 Prozent des Sicherheitsbeiwertes reduzieren oder den Aufschlag sogar weglassen.

Bei Lithium- Ionen Akkus ist es etwas anders. Diese Akkus können wesentlich tiefer entladen werden. Am besten passt man die Rechnung oben den Angaben des jeweiligen Akku- Herstellers an.

Kurz und knapp:

Eine LKW - Starterbatterie (also eine 12V Bleibatterie mit 220Ah) Vor weißem Hintergrund.

Faustformel zur Berechnung der Batteriegröße einer kleinen Solar Inselanlage

benötigte Zeit, ca 1 Stunde

Durchschnittlichen Tagesstromverbrauch ermitteln

Eine 12V LED, die von einer Solar Inselanlage betrieben wird, hängt von einer Bretterdecke.

Den Tagesstromverbrauch ermittelst du, indem du die Leistung und die durchschnittliche tägliche Betriebszeit von jedem einzelnen elektrischen Verbrauchern multiplizierst und dann den Verbrauch von allen Geräten addierst.

Schlechtwetter einplanen

Blick vom Häusling auf den dunkel bewölkten Himmel und Siegen.

in Mitteleuropa sollten bei einer ganzjährig betriebenen Solar Inselanlage 3-5 Tage, bei einer Sommer- Anlage 1-2 Tage ohne Stromertrag eingeplant werden.

Sicherheitsbeiwert

Sicherheitsbeiwert e1614196261652

Bei ganzjährig genutzten Solar Inselanlagen schlage auf deinen Tagesverbrauch noch ca 20-30 Prozent auf.

Umrechnen Wattstunde in Amperestunde

Wattstunde in Amperestunde umrechnen e1614196236392

Batteriekapazität wird oft in Amperestunden angegeben. Um den Verbrauch damit vergleichen zu können muss dieser von Wattstunden in Amperestunden umgerechnet werden. Dazu teilst du die Wattstunden durch deine Systemspannung, also oft 12 Volt.

Entladetiefe der Batterie berücksichtigen

Entladetiefe Batterie e1614196188242

Eine Bleibatterie sollte nicht mehr als 50 Prozent entladen werden. Du benötigst also doppelt so viel Batteriekapazität wie errechnet.

Supply:

  • .

Tools:

  • Taschenrechner
  • Stift
  • Papier

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