So einfach baust du dir eine Insel-Photovoltaikanlage
In wenigen Schritten zur eigenen Insel-Photovoltaikanlage. Ich zeige, was du brauchst und wie du die Bauteile anschließt. Neben der Kurzanleitung gibt es weitere wissenswerte Details zum Bau deiner Insel-PV.
Inhaltsverzeichnis:- Notwendige Bauteile einer Insel-Photovoltaikanlage
- Kurzanleitung: So verbindest du alle Bauteile deiner kleinen Insel-Solaranlage
Notwendige Bauteile einer Insel-Photovoltaikanlage
Nachfolgend kurz und knapp die wesentlichen Bauteile. Da einiges bereits ausführlich erklärt wurde, kannst du die Lesetipps für mehr Informationen aufrufen.
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PV-Module
Du kannst ein oder mehrere Module nutzen. Wichtig ist hier die Spannung (in Volt) und Strom (Ampere) des Ladereglers zu beachten. Für 12V Anlagen und einem PWM Laderegler, empfiehlt es sich sogenannte 12V Module zu nutzen. Meist mit der Angabe 18V bzw. 22V. Bei MPPT Ladereglern ist eher die Spannungsgrenze entscheident. Dazu ganz unten ausführlich erklärt.Ein 100W Photovoltaik-Modul liefert bei Sonne in einer Stunde 100Wh, was 0,1kWh entspricht. Bei Wolken kann mit 10-50% der Leistung gerechnet werden.
Lesetipp: Reihenschaltung und Parallelschaltung erklärt
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Laderegler
Ein Laderegler übernimmt die Aufgabe, den Strom der PV-Module zu Wandeln und die Speicherbatterie zu beladen. Hierbei gibt es zwei verschiedene Arten von Ladereglertypen. PWM-Laderegler sind die günstigsten. Ist der Spannungsunterschied zwischen PV-Modul und Batteriespannung hoch, sinkt der Wirkungsgrad und Leistung wird verschenkt.MPPT Laderegler nutzen den optimalen Leistungspunkt (MPP) der Module, setzen die Spannung auf Batteriespannung herunter und erhöhen damit den Strom. Gegenüber eines PWM Ladereglers ist ein sehr viel höherer Wirkungsgrad möglich. Damit kann eine kleine PV-Anlage optimaler ausgenutzt werden.
Lesetipps:
- MPPT oder PWM? Die Unterschiede
- Den richtigen Laderegler finden und warum die Modul-Leistung so wichtig ist
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Speicher / Batterie
Eine Insel-Photovoltaikanlage funktioniert nur mit einer Pufferbatterie. Der Laderegler benötigt die sogenannte Systemspannung, um laden zu können. Werden zwei 12V Batterien in Reihe geschaltet, so ergibt das 24V Systemspannung (Reihenschaltung).Hinweis: 12V Lithium-Batterien sollten nicht in Reihe geschaltet werden. Dafür gibt es 24V Lithium-Batterien.
Kleine PV-Anlagen nutzen oftmals noch typische Blei-Batterien. Wer weniger Verluste möchte, einen begrenzten Bauraum oder vielleicht eine Gewichtsgrenze (z.B. Camper) einhalten muss, sollte sich die Lithium-Batterien einmal anschauen.
Lesetipp: Systemspannung der Inselanlage richtig wählen - 12V, 24V oder 48V
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Wechselrichter
Die Batterie hat Gleichstrom. Je nach Systemspannung, benötigst du einen passenden Wechselrichter, oft auch als Spannungswandler bezeichnet, um 230V Wechselstrom daraus zu machen. Dann kannst du übliche Schuko (Schutzkontakt) Steckergeräte wie Ladegeräte, PC, TV, Kühlschrank anschließen.Beim Kauf rate ich dir zu einem Wechselrichter mit reiner Sinuswelle. Es gibt auch die billigen Wechselrichter mit modifizierter Sinuswelle. Nicht alle Geräte funktionieren damit, brummen oder haben eine verkürzte Lebensdauer. Darum auf die reine Sinuswelle achten. Ebenso auf die Spannung. Ein 24V Wechselrichter funktioniert nicht bei einer 12V Anlage.
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Kabel
Du benötigst verschiedene Kabel mit unterschiedlichen Querschnitten und Enden/Verbinder/Stecker und Sicherungen.Für PV-Module werden entsprechende Solarkabel benötigt. Diese sind witterungsbeständig und werden oft mit passenden Stecker (MC4-Stecker) verkauft. Auf der anderen Seite des Kabels (mehradriges Kabel) muss eine sogenannte Aderendhülse aufgepresst sein.
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Zwischen Laderegler und Batterie sollte ein Kabel in entsprechendem Querschnitt verwendet werden. Ebenfalls sehr wichtig ist der passende Kabelquerschnitt des Wechselrichters.
Hier solltest du die maximale Leistung der Bauteile als Grundlage nehmen.
Beispiel:
1000W : 12V (Batteriespannung) = 84A (Ampere)
Linktipp: Kabelquerschnittsrechner (bei Elektroinstallation-Ratgeber.de) (Rechner bitte auf Gleichstrom einstellen)
Entsprechend des Stroms (in Ampere), sollten auch die Sicherungen ausgelegt werden. Entsprechende Schmelzsicherungen solltest du dir passend zu deinem Sicherungshalter suchen.
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Alle Kabel die zur Batterie führen, benötigen nahe der Batterie eine Sicherung. Ebenfalls sind sogenannte Ringkabelschuhe zum Verschrauben auf der Batterie bzw. der Batteriepolklemme üblich.
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Mittels passender Zangen und Kleinbauteilen, kannst du die Enden der Kabel selbst crimpen.
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Kurzanleitung: So verbindest du alle Bauteile deiner kleinen Insel-Solaranlage
Übersicht: Aufbau einer Insel-Photovoltaikanlage
Schritt 1: Laderegler anschließen
Als erstes benötigt der Laderegler die Information, welche Systemspannung deine Anlage hat. Daher wird der Laderegler zuerst an die Batterie angeschlossen.Vergewissere dich, dass der Laderegler auch die Systemspannung kann. Nicht alle 12V Laderegler können auch 24V. Beachte, wie auch in den weiteren Schritten, unbedingt die Polarität (Plus und Minus).
Der Laderegler sollte nach Handbuch entsprechend auf deine Batterie eingestellt werden. Bei Bleibatterien gibt es unterschiedliche Ladespannungen. Siehe dazu auf deine Batterie und auf die möglichen Einstellungen im Laderegler.
Verwendest du eine Lithium-Batterie, sollte der Laderegler auf Lithium eingestellt werden. Ist das nicht möglich, muss das manuell eingestellt werden. Die Spannungen entnimmst du aus dem Datenblatt der Batterie.
Es ist unbedingt notwendig eine Sicherung zwischen Batterie und Laderegler zu verbauen. Die muss den Ladestrom (A in Ampere) aushalten können.
Schritt 2: Module anschließen
Hat der Laderegler die Batterie erkannt, können die Module an den Laderegler angeschlossen werden. Ist noch Himmelshelligkeit vorhanden, sollte das laden deiner Batterie sofort beginnen.Bei den Modulen kann optional eine Sicherung verbaut werden, was jedoch bei Kleinanlagen unüblich ist.
Schritt 3: Wechselrichter anschließen
Ist das laden der Batterie gesichert, können wir nun auch Strom entnehmen.Für 230V Verbraucher wird ein Wechselrichter benötigt. Dieser wird direkt an die Batterie angeschlossen.
Eine Sicherung ist auch hier wieder notwendig. Ob diese in der Plus- oder Minusleitung verbaut wird, ist egal. Wichtig ist: nahe an der Batterie, damit spannungsführende Kabel vor der Sicherung nicht den anderen Batteriepol erreichen kann (Brandgefahr).
Beim anschließen des Wechselrichters kann es zu Funken kommen. Das ist nicht weiter schlimm. Schütze jedoch deine Augen und leicht entflammbares in der näheren Umgebung.
Um keinen Funken entstehen zu lassen, kann für einen kurzen Moment ein entsprechender Widerstand genutzt werden. Die Funken entstehen durch die großen Kondensatoren des Wechselrichter - die erste Leistungsaufnahme ist gigantisch.
Falls du eine Bleibatterie nutzt und diese durch das laden gast, solltest du keinen Wechselrichter anschließen, da die Gase leicht entzündlich sind. Warte den Ladevorgang ab und sorge stets für eine gute Raumbelüftung. Bleibatterien die gasen, sollten ohnehin nicht in geschlossenen Räumen verwendet werden.