Photovoltaik-Inselanlagen

Photovoltaik-Inselanlagen werden überall dort eingesetzt, wo der Anschluss an ein Stromnetz nicht möglich oder zu aufwändig ist. Die netzunabhängige Photovoltaik-Anlage wird nicht nur stationär, sondern zunehmend auch mobil eingesetzt. Typische Einsatzorte sind das Wochenendgrundstück, Wohnwagen, Boote oder autark funktionierende Einrichtungen wie Beleuchtungssysteme oder Notrufsäulen.

Dabei sind die Inselanlagen nicht nur eine halbwegs ausreichende Ersatzvariante, sondern vollwertige Stromversorger. Ein Ferienhaus mit kompletter Ausstattung kann, z.B. mit einer 220 Wp Solaranlage inkl. 100Ah/24V Batteriesatz problemlos betrieben werden. Der Akku ist praktisch wartungsfrei und die Dauerleistung beträgt 1.200 Watt. In Spitzenzeiten der Energieproduktion sind auch bis zu 3.300 Watt Kurzhochleistung möglich.

Auf Grund dieser hervorragenden Nutzungseigenschaften sind Photovoltaik-Inselanlagen in Entwicklungsländern und Regionen ohne Infrastruktur die beste Alternative in der Stromversorgung. In den Gebieten mit intensiver Sonneneinstrahlung können natürlich auch höhere Erträge erzeugt werden.

Photovoltaik-Inselanlagen: Strom nur am Tage?

Die während der Sonneneinstrahlung elektrische Energie wird in der Regel nicht sofort verbraucht und die Überschüsse werden durch Bleiakkumulatoren aufgenommen, die sie mit geringen Verlusten speichern. Durch ihren hohen Wirkungsgrad können sie nicht nur große, sondern auch kleine Ladeströme verarbeiten. Der Laderegler sorgt dafür, dass der Akku nicht überladen wird. Im Gegensatz dazu schützt die Lastabwurfschaltung den Akku vor einer Tiefentladung. Damit können die erforderlichen Strommengen auch abgerufen werden, wenn die Energieproduktion ruht. Eine Inselanlage sichert den Betrieb elektrischer Geräte nicht nur am Tage, sondern auch in der Nacht. Werden besonders energieeffiziente Systeme wie LED Leuchten verwendet, kann auf die Aufladung bis zu sechs Tage verzichtet werden.

Der in jede PVA integrierte Wechselrichter wandelt die bereit gestellte Akku-Ausgangsspannung von 12 Volt oder 24 Volt in den für den üblichen Betrieb von elektrischen Geräten erforderliche Wechselspannung um.

Wie muss eine Photovoltaik-Inselanlage geplant werden?

Für die Planung einer Photovoltaik Inselanlage sind zwei Planungsgrößen von grundlegender Bedeutung.

Die erste ist der voraussichtliche Strombedarf, der gedeckt werden soll. Dazu legt man die Anlage so aus, dass der Mindestertrag eines Tages die benötigte Strommenge liefern kann. Orientiert man sich an der Höchstleistung, kommt in der Regel nur eine eingeschränkte Nutzung zustande. Denn die Energieproduktion ist im Tagesverlauf unterschiedlich und die Effizienz der Stromproduktion nimmt bei starker Erhitzung der Module ab.

Die zweite Planungsgröße richtet sich nach dem Speichervolumen. Das betrifft nicht nur die Strommenge, über die am Abend und in der Nacht verfügt werden soll, sondern auch die Batteriekapazität nach Tagen. Im Sommer reicht eine Vorhaltezeit von zwei bis drei Tagen. Dann kann spätestens wieder mit einer kompletten Aufladung durch die Sonne gerechnet werden. Im Winter jedoch sollte die Speicherkapazität für fünf Tage reichen, denn die Witterungsbedingungen können dann auch schon einmal mehrere Tage eine ausreichende Sonneneinstrahlung verhindern.

Wie kann man die richtige Größe der Photovoltaik Inselanlage ermitteln?

Den Tagesbedarf an Strom, der die entscheidende Berechnungsgrundlage darstellt, ermittelt man durch die Summierung der Leistungsaufnahmen sämtlicher vorgesehener elektrischer Geräte und multipliziert diese mit der jeweils vorgesehen Betriebszeit. Ein TV-Gerät, das 100 Watt aufnimmt und sechs Stunden täglich laufen soll, geht also mit 600 Wattstunden in die Rechnung ein.

Das Gesamtergebnis stellt die tägliche Mindestleistung der Photovoltaik Inselanlage dar. Diese errechnet sich aus der Nennleistung der Module und der durchschnittlichen Sonneneinstrahlung pro Quadratmeter am Standort. Mit 10 % Plus werden mögliche Verlustarten berücksichtigt.

Die Solarbatterien sind so ausgelegt, dass sie bei mittleren Anforderungen mit 84Ah einen Tag ohne Energieproduktion überbrücken können.