Photovoltaik Inselanlage

Die Photovoltaik Inselanlage

Funktionsprinzip einer autarken Solaranlage

Vereinfacht funktioniert eine Photovoltaik Inselanlage folgendermaßen: Die Solarmodule nutzen Sonnenlicht, um Elektrizität zu erzeugen. Diese wird über den Laderegler zu den Verbrauchern geleitet beziehungsweise in den Batterien gespeichert. Der Laderegler überwacht das Laden der Batterie ( Über– und Tiefentladeschutz). Zu hohe Spannungen führen zu Explosionsgefahr durch Gasbildung, zu niedrige zu Sulfatisierungsprozessen und damit zu erheblicher Leistungsminderung

Funktion einer Photovoltaik Inselanlage
Funktionsprinzip einer Photovoltaik Inselanlage

Um auch nachts und an bewölkten Tagen Strom zur Verfügung zu haben wird bei einer Photovoltaik Inselanlage der Strom gespeichert.

In der Regel werden dazu Batterien verwendet. Hierbei handelt es sich üblicherweise um Bleiakkumulatoren, wobei zwischen Blei-Säure, Bleivließ und Blei-Gelakkumulatoren unterschieden wird, Seit einigen Jahren gibt es auch Lithium-ionen Akkus zu kaufen.

Um die Akkumulatoren vor Schäden zu bewahren, unterbricht der Tiefentladeschutz bei zu geringer Spannung (niedrigem „Füllstand“ der Batterie) die Verbindung zwischen Batterie und Verbraucher.

Kleine bis mittelgroße Photovoltaik Inselanlagen

Bei kleineren Photovoltaik Inselanlagen bietet es sich an, die Verbraucher, bei denen es möglich ist, mit der Batteriespannung (12V/24V) zu betreiben. Dies hat einige Vorteile:

  • Effizientere Nutzung: durch die direkte Nutzung der Batteriespannung entfallen Verluste durch Umwandlung und Bereitstellung von (technisch aufwändigem) Wechselstrom.
  • Ungefährlich: die niedrige Spannung ist bei Berührung ungefährlich.
  • Wenig Elektrosmog: Gleichspannung erzeugt fast keinen Elektrosmog und ist deshalb für elektrosensible Menschen besser verträglich.
  • Aufgrund des breiten Sortiments im KFZ- und Campingbereiches, existieren bereits viele Geräte die auf Sparsamkeit ausgelegt sind und direkt mit 12V oder 24V betrieben werden können.

Es gibt aber auch Nachteile:

  • Leitungsverluste: die niedrige Spannung verursacht bei längeren Kabelwegen hohe Verluste, die nur durch Verwendung entsprechend hoher Leitungsquerschnitte ausgeglichen werden können.
  • Einige effiziente 12V und 24V Verbraucher sind durch die niedrigen Produktionszahlen relativ teuer.

Für alle Geräte, die eine Spannung von 230VAC (haushaltsüblicher Netzstrom) benötigen, gibt es die Möglichkeit zusätzlich einen Spannungswandler einzubauen.

Große Photovoltaik Inselanlagen

Größere Photovoltaik Inselanlagen arbeiten mit Systemspannungen von über 24V, da sonst die auftretenden Ströme für die Komponenten zu hoch sind. Es gibt aber kaum Geräte, die für eine Gleichspannung über 24V ausgelegt sind. Deshalb ist es in diesem Fall sinnvoll alle Verbraucher über die bekannten 230VAC zu versorgen.

Der Ertrag einer Photovoltaik Inselanlage ist in erster Linie abhängig von

  • Standort
  • Jahreszeit
  • Wetter

Auch wenn der Batteriespeicher großzügig dimensioniert ist, ist die Stromversorgung begrenzt. Vor allem im Winter ist die Sonneneinstrahlung manchmal tagelang sehr gering und der Energieertrag dementsprechend klein. Aus diesem Grund werden die Solarmodule in der Regel so ausgerichtet, dass der winterliche Ertrag möglichst hoch ist.

Wichtig: Will man die Photovoltaik Inselanlage ganzjährig betreiben, orientiert man sich an dem geringeren Ertrag des Winterhalbjahres.

Sollte der Strombedarf im Winter nicht ganz gedeckt werden können, gibt es die Möglichkeit –vorausgesetzt der Standort ist geeignet– zusätzlich eine Windkraftanlage aufzustellen und mit der Photovoltaikanlage zu koppeln. So nutzt man zwei natürliche Energieformen, die sich sehr gut ergänzen, denn an sonnigen Tagen ist es oft recht windstill und umgekehrt. Außerdem kann über ein entweder direkt im Spannungswandler verbautes oder extra angeschlossenes Batterieladegerät ein Stromgenerator mit Verbrennungsmotor zugeschaltet werden.

Ein Gedanke zu „Photovoltaik Inselanlage

  1. Horst Weißbarth

    Ich habe vor in meiner Gartenhütte eine Solar Inselanlage für meine Gartenpumpe, Rasenmäher, Radio
    und kleine Gartengeräte zu installieren.
    Die Inselanlage sollte 2 Steckdosen haben und eine Batterie die Wartungsfrei sein sollte.
    Was brauche ich für so eine Anlage und wie Teuer ist diese.

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