Solar Inselanlage: Aufbau, Leistung & Planungsfaktoren | Kesselheld

Solar Inselanlage: Aufbau, Leistung & Planungsfaktoren

Wenn nur zeitweise Strom verbraucht wird oder keine Stromversorgung möglich ist, schafft eine Solar Inselanlage Abhilfe. Erhältlich sind Solar Inselanlagen als Komplettsystem. Sie lassen sich aber auch modular selber zusammenstellen.

Solar Inselanlage Komplettsystem Infografik

Ob eine Solar Inselanlage mit 230V die herkömmliche Netzspannung oder geringere Spannungen wie 48, 24 und 12V liefern soll, hängt von der geplanten Nutzungssituation ab. Die Dimensionierung ergibt sich aus Art und Menge der Verbrauchsgeräte.

Solar Inselanlage: Aufbau und Leistung

Ein Solar Inselanlagen Komplettsystem bieten Hersteller in der Regel mit festen Leistungswerten an. Sie bestehen aus Kollektoren beziehungsweise Solarmodulen, einem Laderegler, einem Wechselrichter, einer Speicherbatterie, Kabeln sowie Befestigungen und Zubehör.

Solarmodule: Sie erzeugen mithilfe des Sonnenlichts Gleichstrom.

Wechselrichter: Den erzeugten Gleichstrom wandelt ein Wechselrichter in Wechselstrom um. Letzteren benötigen Sie für den Betrieb verschiedener elektrischer Haushaltsgeräte.

Laderegler: Er koordiniert die Ladung und Entladung des Speichers bzw. des Solarakkus. Und verhindert auf diese Weise eine Überladung des Solarspeichers.

Solarspeicher: Überschüssig erzeugten Strom speichern Akkumulatoren, bis wieder Bedarf an Solarstrom vorliegt.

Zum Einsatz kommen Inselanlagen in Wohmmobilen, Berghütten, Wochenendhäusern oder auf Booten – also überall dort wo eine öffentliche Stromleitung nicht in unmittelbarer Nähe vorhanden ist.

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Eine knapp 100 Kilogramm wiegende Anlage leistet beispielsweise 1.500 Watt bei 230 Volt Spannungsausgang. Die Stromstärke kann durch einzelne Verbraucher bis zur Leistungssumme „abgezapft“ werden. Wenn ein Wasserkocher 1.000 Watt braucht, verbleiben freie 500 Watt.

Wie erfolgt die Berechnung?

Um eine Solar Inselanlage zu berechnen, hilft eine „Aufteilung“ der Stromverbrauchsgeräte. Die Beleuchtung im Haus verbraucht erst bei Dunkelheit Strom. Tagsüber lassen sich die freien Kapazitäten für andere Verrichtungen nutzen. Anders als bei Lithium-Ionen-Batterien in technischen Handgeräten benötigen Solarstrombatterien nach Entleerung eine erneute Aufladezeit. Eine Verbrauchsreduzierung und Pausen während der Sonneneinstrahlung „tanken“ die Vorräte wieder auf. Kälte schränkt die Lade- und Speicherfähigkeit ein. Eine seriöse Kalkulation der Anlage besitzt eine Leistungsreserve von mindestens 20 Prozent auf den mittleren Verbrauch gerechnet.

Bedarfsprofil und Versorgungssicherheit

Eine autark arbeitende Solar Inselanlage sorgt beim Camping und auf Booten für eine mobile Stromversorgung. Speziellen Geräten und Verbrauchern mit niedriger Spannung wie 12-Volt-Campingkühlschränke und Beleuchtung reicht die solar erzeugte Strommenge aus. Da die Anlagen meist in sonnigen Jahreszeiten gebraucht werden, können bewölkte Ausfallzeiten vom Stromspeicher für Solaranlagen überbrückt werden. Den verhältnismäßig geringe Strombedarf erzeugen Solarmodule, die einen montierbaren Umfang in Größe und Menge nicht überschreiten.

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Stationäre Inselanlagen können mit mehreren und größeren Modulen ausgestattet sein. Eine Solar Inselanlage mit 230V versorgt herkömmliche Haushaltsgeräte und Verbraucher mit der normalen Netzspannung. Nur eingeschränkt lassen sich Großverbraucher sicher versorgen. Ein sparsamer Kühlschrank lässt sich beispielsweise darüber betreiben. Die Waschmaschine, der Trockner und der Tiefkühler verbrauchen hingegen zu hohe Strommengen.

Planungsfaktoren und Auslegungskriterien

Die Dimensionierung und Nützlichkeit einer Solar Inselanlage setzt sich aus drei entscheidenden Faktoren zusammen:

1. Die Leistungsfähigkeit der Anlage liegt vor allem an der Größe der Kollektoren. Weiteren Einfluss übt die Ausrichtung und Neigung aus. Je präziser die Moduloberflächen der Sonnenstrahlung folgen, desto höhere und längere Leistung erzeugen sie. Technische Spezifikationen bestimmen über die Strommenge, die tatsächlich nutzbar „ankommt“. Unvermeidbare Verluste durch Kabel, Laderegler und Spannungswandler sind ebenfalls zu berücksichtigen. Abzuziehen ist auch der Eigenbedarf des von der Solaranlage erzeugten Stroms.

2. Unverzichtbar ist die Ermittlung des Energiebedarfs gekoppelt an Zeiteinheiten. Die Verbraucher und Geräte werden in den Zeitintervallen Nutzstunden pro Tag, Nutztage pro Woche und Nutzmonate im Jahr erfasst. Daraus lässt sich der durchschnittliche Tagesbedarf errechnen. Dieser Wert bestimmt die Auslegung der Solar Inselanlage. Temporäre Nutzungsperioden wie beim Camping werden auf den Betriebszeitraum beschränkt.

3. Grundlegende Rahmenbedingungen sind die Witterung und die Speicherkapazität in Menge und Dauer. Für jeden Standort einer Solar Inselanlage sind statistisch ermittelte Durchschnittswerte zu Dauer und Intensität der Sonnenstrahlung verfügbar. Die Werte erlauben eine Umrechnung auf die potenziell mögliche Auslastung der Anlage. Vereinfacht gesagt bedeutet weniger Licht größere Module und höhere Schwankungen erfordern leistungsfähigere Speicherbatterien.