Wie baut man ein Photovoltaik-System mit Batteriespeicher.
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Nulleinspeisung
Photovoltaik
PV
Solarladeregler
Wechselrichter

Wie baut man ein Photovoltaik-System mit Batteriespeicher.

Mit den steigenden Strompreisen und gleichzeitig niedrigen Vergütungen für den eigens generierten Strom, werden Solarsysteme mit einem Batteriespeicher immer attraktiver. Bei einem Stromausfall können solche Solarspeicher-Systeme auch als Überbrückung für mittlere bis größere Zeiträume genutzt werden, da sich das System durch einen entsprechenden Wechselrichter automatisch vom Netz koppelt und autark agiert.

Unsere Batteriesysteme können z.B. in diesen Systemen eingesetzt werden:
PV-Speicher, Solarspeicher für Auto, Notstromspeicher, Nulleinspeisung, Powerstation, etc.

Vor dem Aufbau eines Solarsystems müssen ein paar Voraussetzungen berücksichtigt werden. So ist die Wahl eines optimalen Betriebsortes für die Solarmodule essentiell, die Speichergröße und die Laderegler bzw. Wechselrichter, um einen Nutzen aus der gespeicherten Sonnenenergie ziehen zu können. Zudem sollte das Solarsystem je nach eigenem Bedarf und Lage des Systems ausgelegt werden. Grundlegend kann die Auslegung des Solarsystems etwas größer dimensioniert sein, damit auch in den Wintermonaten ein Nutzen aus dem System gezogen werden kann.

 

In dem nachfolgenden Beispiel wird auf die Komponenten und deren Verknüpfung untereinander eingegangen.

 

Die Generatoren

Als Generatoren für ein 48V-Solarsystem können z.B. vier handelsübliche Victron BlueSolar Photovoltaik-Panele mit je 360Watt genutzt werden. Die Leistung eines Moduls lässt sich durch UMPP x IMPP berechnen (38,4 VMPP und 9,38 AMPP, MPP = Maximum Power Point). Die Gesamtleistung der Solarmodule beträgt 4 x 360 Wp = 1440 Wp.

 

Der Laderegler

Um die Leistung der Module in der Batterie zu speichern muss ein Solarladeregler genutzt werden. Dieser wandelt die Spannung des Photovoltaik-Modules in die Spannung der Batterie. In diesem Fall auf 48V. (Der Spannungsbereich unserer 48V-LiFePO4-Batterie liegt zwischen 40V und 58,4V) Bei den Solarladereglern wird in PWM- und MPPT-Laderegler unterschieden. Ein PWM-Laderegler arbeitet mit einer Puls-Weiten-Modulation, bei dem die Spannung des Solarmoduls auf die Spannung der Batterie angepasst wird und der Strom dabei gleich bleibt. Beim modernen und deutlich effizienteren MPPT-Laderegler (Maximum Power Point Tracking) wird die elektrische Belastung des Solarmoduls so eingestellt, dass die maximale Leistung aus den Solarmodulen entnommen werden kann.

Beispielbild für einen Solarladeregler

 

Das Batteriesystem

In diesem Beispiel wird ein 48v 280Ah Batteriespeicher, mit einer Dauer-Entladeleistung und Dauer-Ladeleistung von 10240W Watt genutzt. Weitere technische Angaben zu diesem System finden Sie hier.

Bei einem Vergleich der elektrischen Speichermöglichkeiten sticht die Lithium-Eisenphosphat-Technologie mit seinen Vorteilen gegenüber anderen Speichertechnologien hervor. Die hohe Sicherheit bei nur geringfügig kleiner Energiedichte, im Vergleich zu Lithium-Ionen- oder Lithium-Polymere-Akkus, ermöglicht Anwendungen bei denen auch hohe brandschutztechnische Voraussetzungen erfüllt werden können. Im Vergleich zu Blei-Säure- und AGM-Batterien sind höhere Energieentnahmen möglich, bei gleichzeitig deutlich höherer Zyklenfestigkeit der Zellen. Dies spricht für den Kauf von Batteriesystemen mit Lifepo4-Technologie.

48v 280Ah Batteriesystem

 

 

Der Wechselrichter

Um die gespeicherte Energie für Heimgeräte nutzbar zu machen, muss ein Wechselrichter eingesetzt werden. Für empfindliche Elektronik ist dabei eine reine Sinusspannung unerlässlich. In diesem Beispiel wird der Wechselrichter "Victron MultiPlus 2" genutzt. Dieser hat die besonderen Eigenschaften, dass er binnen Millisekunden automatisch zwischen Netzspannung und Batterieversorgung umschalten kann. Eine Nulleinspeisung ist durch entsprechende Einstellungen in der Software ebenfalls möglich. Für den Fall, dass über längere Zeiträume nur wenig Leistung von den Solarmodulen generiert wird, kann die Batterie über die Netzspannung geladen werden. Somit könnte bei einem Stromausfall das System automatisch in die Batterieversorgung umschalten und die hauseigenen Geräte weiterhin elektrisch versorgen. Wie lange diese Versorgung aufrecht erhalten werden kann finden Sie im Leistungsvergleich unserer Batteriesysteme.

 

Sicherheits(aspekte) und Inbetriebnahme

Bei Anwendungen mit Netzspannungen muss die Inbetriebnahme durch einen Fachmann geprüft und abgenommen werden. Zur eigenen Sicherheit müssen bei Systemen die mit Netzspannung laufen immer Schutzeinrichtungen, wie FI-Schalter und Sicherungen, integriert sein.

 

Für kleinere Anwendungsbereiche, wie zum Beispiel einem Balkonkraftwerk, können auch kleinere Batteriesysteme mit kleineren Wechselrichtern, Solarladereglern und Photovoltaik-Modulen kombiniert werden. Dies ist von Fall zu Fall unterschiedlich.

 

Beispielhaft kann der nachfolgende Schaltplan für grundlegende Überlegungen herangezogen werden. Beraten Sie sich mit Ihrem Elektriker um Fragen zum Anschluss an das öffentliche Netz und die Auslegung des Photovoltaik-Systems abzusichern.

Detaillierter Schaltplan zu einem Photovoltaik-System mit "Nulleinspeisung"

 

Bei Fragen und Anregungen können Sie und gerne hier durch unser Kontaktformular oder unter kontakt@lifepo.de erreichen.

Alle Angaben erfolgen ohne Gewähr.

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