Aufbau einer PV- Inselanlage (SHS) mit Gleichstromverbrauchern und Wechselrichter

 

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Grafik: Steca Solar

Ein kleines System zur unabhängigen Stromversorgung mit Sonnenenergie besteht typischerweise aus 6 Komponenten: Dem (den) Solarmodul (en) A, dem Laderegler B, der (den) Batterie (n) C, dem Wechselrichter D, wenn Wechselstrom benötigt wird, den Wechselstromverbrauchern F und den Gleichstromverbrauchern, wie z.B. 12 V Energiesparlampen.

Von den Solarmodulen A führen zwei Kabel (+/-), die ausreichend groß dimensioniert wurden, um Leitungsverluste zu vermeiden, zum Laderegler B. Der Laderegler sollte mindestens 10 % höher dimensioniert werden, als der maximale Strom der Module beträgt. Vom Laderegler führen zwei Kabel (+/-) zum Solarakku und zu den Verbrauchern (Gleichstrom). Werden mehrere Gleichstromverbraucher eingesetzt, empfiehlt es sich, einen Verteiler für die Plusleitungen mit Sicherungen) und einen Verteiler für die Minusleitungen zu installieren.

Die Batterieleitung und die Leitungen zu den Verbrauchern sollten mit KFZ- Sicherungen o.ä. abgesichert werden. Ebenfalls an die Batterie wird der Wechselrichter angeschlossen. Auch hier sollte man eine Sicherung in der Leitung vorsehen. Die Sicherungen sind nach dem zu erwartenden maximalen Stromfluß auszulegen. Um ein vorzeitiges Auslösen der Sicherungen zu vermeiden, sollte die maximale Leistung des Wechselrichters beachtet werden. Keinesfalls darf der Wechselrichter an den Laderegler angeschlossen werden, da es dadurch zur Zerstörung des Reglers kommen kann.

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Dieses Prinzip kann auch für größere, leistungsstärkere Systeme angewendet werden. Bei höherem Stromverbrauch und größerer Modulleistung empfiehlt sich allerdings eine Batteriespannung von 24 oder 48 V DC, um sehr hohe Ströme bzw. sehr große Kabelquerschnitte zu vermeiden. Die meisten professionellen Laderegler sind für Batteriespannungen von 12 - 48 V vorgesehen. Durch die gesunkenen Preise für Solarmodule werden deutlich mehr große Module mit 250-270 Wp Leistung eingesetzt. Da die Module eine spezielle Spannung haben, kann man diese nur gemeinsam mit einem MPPT-Laderegler (Maximum Power Point Tracking) einsetzen. Diese Laderegler gibt es mit verschiedenen Eingangsspannungen und Strömen, mit einem 85 A Regler lassen sich zum Beispiel Modulleistungen von 2,4 kWp im 24 V-System und 4,8 kWp im 48 V-System realisieren. Durch die Parallelschaltung mehrerer Laderegler lassen sich diese Leistungen noch erhöhen.

Größere Anwendungen lassen sich zum Beispiel mit den SunnyIsland Batteriewechselrichtern von SMA in Verbindung mit Netzwechselrichtern von SMA  realisieren. Eine dreiphasige Stromversorgung mit einem SMA STP-Gerät und 3 Batteriewechselrichtern ist einfach zu verwirklichen.

                                                                  

Für professionelle Systeme zur kontinuierlichen autonomen Stromversorgung gibt es weiterhin die Möglichkeit, Wechselrichter mit Batterieladefunktion einzusetzen. Die Batterielader werden mit einer Stromquelle ( Generator oder Netz) verbunden, die manuell oder automatisch bei niedriger Batteriespannung zugeschaltet wird. Die Batterien werden bis zu einem festgelegten Wert geladen, was besonders in Monaten mit geringerer Solarstrahlung sehr vorteilhaft ist, da dadurch eine Tiefentladung der Akkus vermieden wird.

Auf unseren Internetseiten finden Sie ein große Auswahl von Komponenten für Inselsysteme oder auch komplett zusammengestellte Pakete zur unabhängigen Stromversorgung.
Für bei uns erworbene Systeme erhalten unsere Kunden individuelle Anleitungen zur Verschaltung der Module und zur Programmierung der Laderegler.

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