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Leistungsbedarf und Betriebszeit der Verbraucher ermitteln
bspw. einer Solaranlage Für alle angeschlossen Geräte ist jeweils die Leistung zu ermitteln (abzulesen am Gerät) und mit der Betriebsdauer zu multiplizieren.
Alle ermittelten einzelnen Leistungsbedarfe sind am Ende zu addieren.
Beispiel:
Eine Lampe hat 12V und benötigt 0,5 A. Daraus ergibt sich nach der Leistungsformel
P = U * I
eine Leistung von 12 V * 0,5 A = 6 W. Wenn die Lampe dann 7 Std. am Tag brennen soll sind das dann 6 W * 7 Std = 42 Wh
Das 2. Gerät in unserem Beispiel soll 30 Wh benötigen.
Energiebedarf
Um den Gesamtenergiebedarf zu ermitteln werden wie erwähnt dann alle einzelnen Leistung Bedarfe aufsummiert.
Somit ergibt sich in unserem Beispiel dann ein Energiebedarf von 72 Wh.
Akkukapazität ermitteln
Bei einer Solaranlage mit einem 12 V Solarakku entspricht der Energiebedarf von
42 Wh + 30 Wh = 72 Wh
Bei einer Akkukapazität von 24 V sind es dann 3 Ah.
Das bedeutet: Um alle Verbraucher über den vorgegebenen Zeitraum versorgen zu können, muss der Stromspeicher eine Kapazität von 6,0 Ah zur Verfügung stellen.
Solarakkus (Blei/Gel bzw. Blei/Säure) dürfen nicht zu tief entladen werden. Diese sollen so wenig wie möglich in den Zyklenbetrieb (ständiges Entladen und wieder Aufladen) betrieben werden.
Somit sollte die entnommene Kapazität max. 20% der Akkukapazität betragen. Dies entspricht 1/5 von 100%.
In diesem Fall muss der Solarakku eine Kapazität 5 x so groß wie die ermittelte Akkukapazität sein, also 5 x 6 Ah und mindestens 30 Ah aufweisen.
Solarmodulgröße ermitteln
Die Hersteller geben bei den Solarmodulen immer die maximale Spitzenleistung (Wp = Watt Peak) in den technischen Daten mit an. Allerdings wird dieser Wert nur dann erreicht, wenn die Sonne mit voller Kraft im 90°-Winkel auf das Modul scheint.
Sobald die Einstrahlung oder der Winkel nicht passen, d.h. der Idealwert geringer ausfällt, fällt die Modulleistung. In der Praxis hat sich herausgestellt, dass ein Solarmodul an einem durchschnittlichen sonnigen Sommertag über einen Zeitraum von 8 Stunden ca. 45% seiner Spitzenleistung liefert.
Um den aus dem Rechenbeispiel benötigten Energiebedarf wieder in den Akku einzuladen, muss das Solarmodul wie folgt berechnet werden:
Das Solarmodul muss also eine Spitzenleistung von 20 Wp oder mehr aufweisen.
Laderegler ermitteln
Bei der Auswahl des Ladereglers ist der Modulstrom das wichtigste Auswahlkriterium. Denn wenn der Solar Akku voll aufgeladen ist, wird das Solarmodul vom Akku getrennt und über den Regler kurzgeschlossen. Dadurch wird vermieden, dass die vom Solarmodul erzeugte Spannung zu hoch wird und das Solarmodul Schaden nimmt.
Der Modulstrom des Ladereglers muss demzufolge gleichgroß oder höher sein, als der Kurzschlussstrom des verwendeten Solarmoduls. Wenn in einer PV-Anlage mehrere Solarmodule parallelgeschaltet werden, ist die Summe der Kurzschlussströme aller Module maßgebend. (Summe aller Ströme bei Parallelschaltung addieren sich)
Zum Teil übernehmen die Laderegler auch die Verbraucherüberwachung. Sollte während einer Regenperiode ein Verbraucher den Solar Akku zu tief entladen, trennt der Regler den Verbraucher rechtzeitig vom Akku.
Quelle:
https://www.conrad.de/de/ratgeber/technik-einfach-erklaert/solaranlage-berechnen.html
