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Eine echte Insel-Solaranlage auslegen

Wattstunden, Wintersonne und ehrliche Zahlen

6 Min.ProfiAktualisiert Eine echte Insel-Solaranlage auslegen
Du lernst
  • Eine Verbraucherliste in Wattstunden pro Tag aufstellen
  • Module und Batterie für den Auslegungsfall Winter bemessen
  • Erkennen, warum ein Kühlschrank und eine Brunnenpumpe die Auslegung bestimmen
⚠️ Batteriespeicher können gewaltige Kurzschlussströme liefern. Sicher jedes Kabel nah an der Batterie ab und benutz isoliertes Werkzeug.
⚠️ Netzeinspeisung, feste Hausinstallation und Verteilerkästen sind Arbeit für Elektrofachkräfte und gesetzlich geregelt. In Portugal fallen feste Installationen unter die Regeln der DGEG.
⚠️ Betreib einen Generator niemals in Innenräumen, in einer Garage oder nahe an einem offenen Fenster. Kohlenmonoxid aus Generatoren tötet jedes Jahr Menschen.

Fang mit einer Verbraucherliste an, nicht mit einem Modul

Schreib jedes Gerät auf, seine Watt und die Stunden, die es pro Tag läuft, und multiplizier. Eine 10-Watt-LED für 5 Stunden sind 50 Wattstunden. Ein Laptop liegt bei rund 250 Wattstunden am Tag. Ein moderner Kühlschrank der Klasse A braucht 300 bis 500 Wattstunden am Tag und läuft das ganze Jahr. Eine Waschmaschine im Kaltprogramm braucht 300 bis 600 Wattstunden pro Ladung. Zähl alles zusammen, und du hast deinen Tagesverbrauch. Die meisten kleinen Inselhäuser landen zwischen 1,5 und 4 Kilowattstunden am Tag. Rechne 20 Prozent für Verluste in Wechselrichter, Verkabelung und Batterieumlauf dazu. Diese Zahl bestimmt die Auslegung, nicht die Dachfläche.

💡 Miss echte Geräte eine Woche lang mit einem Steckdosen-Messgerät. Typenschildangaben lügen in beide Richtungen.

Module und Batterie machen Unterschiedliches

Module liefern Energie; die Batterie verschafft dir Zeit. Das eine ohne das andere auszulegen ergibt eine Anlage, die entweder Sonne verschenkt oder um 3 Uhr morgens ausfällt. Als grobe Regel liefert ein festes, nach Süden ausgerichtetes Modul in einem mediterranen Winter rund 2 bis 3 Stunden Volllast pro Tag, ein 400-Watt-Modul bringt an einem guten Dezembertag also grob 0,8 bis 1,2 Kilowattstunden und bei einer Woche Bewölkung weit weniger. Um einen Tagesverbrauch von 3 Kilowattstunden durch den Winter zu decken, bist du bei 1,5 bis 2,5 Kilowatt Modulleistung, ein Mehrfaches dessen, was die Sommerzahlen nahelegen würden.

💡 Module sind heute der billigste Teil der Anlage. Die Modulfläche größer auszulegen ist meist klüger, als die Batterie größer auszulegen.

Tage Autonomie und Batteriechemie

Autonomie ist, wie viele Tage das Haus ganz ohne Sonne läuft. Zwei Tage sind ein realistisches Minimum, drei sind komfortabel. Ein Tagesverbrauch von 3 Kilowattstunden mit zwei Tagen Autonomie braucht etwa 6 Kilowattstunden nutzbaren Speicher. Blei-Säure gibt dir ohne Schaden nur etwa die Hälfte der Nennkapazität, das ist also ein Speicher von 12 Kilowattstunden, und er hält vielleicht 500 bis 1200 Zyklen. Lithium-Eisenphosphat gibt 80 bis 90 Prozent nutzbar, verträgt tiefe Zyklen und hält typischerweise 3000 bis 6000 Zyklen, was es über zehn Jahre trotz des höheren Kaufpreises meist billiger pro Kilowattstunde macht.

💡 Kälte schränkt das Laden von Lithium stark ein. Lade eine Lithiumbatterie nie unter 0 Grad Celsius ohne beheiztes Gehäuse.

Auf die schlechteste Woche auslegen, nicht auf den Durchschnitt

Jahresdurchschnitte sind im Inselbetrieb nutzlos, weil du dir die Dezembersonne nicht im Juli leihen kannst. Leg gegen die schlechteste realistische Woche aus: kurze Tage, flacher Sonnenstand und Bewölkung. Eine feste Modulfläche steiler zu neigen, grob deine geografische Breite plus 15 Grad, begünstigt den Winter und lässt Staub und Regen ablaufen. Akzeptier, dass die meisten Anlagen eine Reserve brauchen, meist einen kleinen Benzin- oder Dieselgenerator, der an den schlechtesten Tagen ein paar Stunden läuft, und leg ihn darauf aus, die Batterie zu laden, statt das Haus zu versorgen. Den Generator von Anfang an einzuplanen ist weit billiger, als die Modulfläche zu verdoppeln, um fünf schlechten Tagen im Jahr hinterherzujagen.

💡 Im Sommer wirst du Überschuss haben. Leg Waschen, Pumpen und Werkstattarbeit auf sonnige Nachmittage.

Kühlschrank und Pumpe bestimmen die Auslegung

Zwei Verbraucher bestimmen meist ein kleines Inselhaus: der Kühlschrank, weil er jede Stunde an jedem Tag läuft, und die Brunnenpumpe, weil sie kurz eine große Spitze zieht. Eine Tiefbrunnenpumpe, die mit 1,5 Kilowatt anläuft, kann für eine Sekunde das Drei- bis Fünffache verlangen, und ein Wechselrichter, der die Spitze nicht liefern kann, schaltet einfach ab. Löse das, indem du in den Sonnenstunden in einen hochgestellten Speichertank pumpst, sodass das Haus per Schwerkraft versorgt wird, und indem du einen modernen hocheffizienten Kühlschrank wählst. Diese beiden Verbraucher gut zu senken ist mehr wert als ein weiteres Modul.

💡 Ein Sanftanlasser an der Pumpe erspart oft den Kauf eines größeren Wechselrichters.

Teste dich

Worauf sollte eine Solaranlage ausgelegt werden?

Du kannst die Julisonne nicht bis Dezember speichern. Inselanlagen werden auf die schlechteste Woche ausgelegt, meist mit einem Generator für die Extreme.

Ein Haus verbraucht 3 kWh am Tag und will zwei Tage Autonomie. Wie viel nutzbarer Speicher ist ungefähr nötig?

Tagesverbrauch mal Tage Autonomie ergibt den nutzbaren Speicher. Bei Blei-Säure verdoppelst du den Nennspeicher dann grob, weil nur die Hälfte nutzbar ist.

Warum bringt eine Tiefbrunnenpumpe oft einen Wechselrichter zum Abschalten?

Motoren ziehen beim Anlaufen einen großen Einschaltstrom. Leg entweder den Wechselrichter auf die Spitze aus, bau einen Sanftanlasser ein oder pump in den Sonnenstunden in einen hochgelegenen Tank.

Welcher Verbraucher zieht in einem kleinen Inselhaus übers Jahr meist die meisten Wattstunden?

Der Kühlschrank ist in Watt bescheiden, läuft aber jede Stunde an jedem Tag, deshalb bestimmt er zusammen mit dem Pumpen den Jahresverbrauch.

Probier es echt aus: Bau deine eigene Verbraucherliste und leg die Modulfläche aus

  1. Listet jedes Gerät mit Watt und täglichen Stunden auf und zähl die Wattstunden zusammen
  2. Rechne 20 Prozent für Systemverluste dazu
  3. Multiplizier mit zwei Tagen, um die nutzbare Batteriekapazität zu bekommen, die du brauchst
  4. Teil den Tageswert durch 2,5 Wintersonnenstunden, um die Modulleistung in Watt zu schätzen
  5. Bestimme deine zwei größten Verbraucher und schreib zu jedem einen Weg auf, ihn zu senken

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Quellen

Vom Human-Skills-Team geschrieben und anhand der Quellen unten geprüft. Wie wir Inhalte prüfen

  • DGEG (Direcao-Geral de Energia e Geologia)
  • International Energy Agency Photovoltaic Power Systems Programme
  • US Department of Energy Solar Energy Technologies Office

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