Häufig gestellte Fragen (FAQs)

Allgemeine Fragen zum Betrieb der Power Sets

Welche Verbraucher kann ich Betreiben?

Wie lange kann ich Verbraucher Betreiben?

Wie lange dauert die Aufladung der Batterien?

Welche Verbraucher kann ich Betreiben?

Zunächst ist festzustellen ob Gleich- und/oder Wechselstromgeräte betrieben werden sollen.

Gleichstromgeräte:

Der Stromverbrauch von Gleichstromgeräten wird meistens in Ampere angegeben. Zusammen mit der notwendigen Betriebsspannung kann die Leistungsaufnahme berechnet werden.

Bei der Auswahl der Verbraucher ist die max. Leistungsabgabe (I_max/P_max) sowie die Spannung (U) des Gleichstromausganges zu berücksichtigen. Die Ausgangsspannung entspricht in der Regel der Batteriespannung. Bei größeren Anlagen kann die Batteriespannung bis zu 48V betragen. Dann wird ein Gleichspannungswandler (Konverter), der die Batteriespannung auf die gewünschte Betriebsspannung herabsetzt benötigt.

Man sollte vermeiden Gleichstromgeräte direkt an die Batteriebank anzuschließen, da durch den fehlenden Tiefentladeschutz und die fehlende Absicherung die Batterie und Verbraucher zerstört werden können.

Wechselstromgeräte:

Die Leistung von Wechselstromgeräten wird meistens direkt in Watt (W), der Wirkleistung, oder seltener in VoltAmpere (VA), der Scheinleistung, angegeben. Mit dem Leistungsfaktor cos­phi lässt sich aus der Scheinleistung die Wirkleistung und umgekehrt berechnen.

Bei Ohm´sche Verbraucher, wie z.B. Glühbirnen, Heizgeräte, Kochplatten, etc. entspricht die Wirkleistung der Scheinleistung (Leistungsfaktor=1). Induktive Verbraucher, also Geräte, die durch einen Elektromotor angetrieben werden, wie z.B. Bohrmaschinen, Kompressoren, Wasserpumpen, etc. haben in der Regel einen Leistungsfaktor <1. Bei diesen Verbrauchern ist auch auf die hohe Startleistung zu achten, die je nach Gerätetyp das 3- bis 6fache der Nennleistung erreicht. Entsprechendes gilt auch für kapazitive Verbraucher. Diese Verbraucher, wie z.B. Blitzgeräte, kommen jedoch in der Energietechnik eher selten vor.

Um den Strom nun aus der Batterie nutzen zu können, wird ein 230V_AC Wechselrichter (Inverter) benötigt. Die Ausgangsleistung (P_nom) des Wechselrichters sollte der benötigten Scheinleistung der Verbraucher entsprechen. Bei Verbrauchern mit hoher Startleistung ist auf eine entsprechende Überlastfähigkeit des Wechselrichters zu achten.

Weiterhin ist bei Wechselrichtern mit modifiziertem Sinus die Verträglichkeit mit den Verbrauchern zu prüfen, insbesondere bei elektronisch geregelten Werkzeugen oder Haushaltsgeräten.

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Wie lange kann ich Verbraucher Betreiben?

Die max. mögl. Betriebsdauer eines Verbrauchers hängt im Wesentlichen von der entnehmbaren Kapazität der Batterie ab. Diese wird in Amperestunden (Ah) angegeben und hängt von der Entladestromstärke ab. Aus diesem Grund geben die Hersteller Kapazitäten für verschiedene Anwendungen an. Bei Inselbetrieb findet eine kontinuierliche Stromentnahme über einen längeren Zeitraum statt, deshalb sind die Herstellerangaben für 10 (C10) und 20 (C20) Stunden Entladung zu wählen.

Die Lebensdauer einer Batterie wird maßgeblich von der Entladetiefe beeinflusst. Insbesondere verschlossene Gel oder AGM Batterien (VRLA) sollten nicht mehr als 50% zyklisch entladen werden. Eine höhere Entladetiefe (>50%) verkürzt die Gebrauchsdauer enorm.

Ist die Batterie voll aufgeladen so kann die zur Verfügung stehende Energiemenge anhand der Nennkapazität (C20), Batteriespannung und Entladetiefe berechnet werden.

Die Berechnung der Betriebsdauer von Gleichstromverbraucher ist nun denkbar einfach, indem die oben berechnete Energiemenge durch die Leistung des Verbrauchers geteilt wird.

Bei Wechselstromverbrauchern erfolgt die Berechnung der Betriebsdauer analog mit der Wirkleistung, jedoch muss noch der Wirkungsgradverlust des Wechselrichters mit ca. n = 0,9 (10%) berücksichtigt werden.

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Wie lange dauert die Aufladung der Batterien?

Die Aufladung der Batterien durch den Solargenerator wird von vielen Faktoren beeinflusst. Die wichtigsten sind hierbei die Leistung des Solargenerators und die Globalstrahlung (vereinfacht Sonnenstunden). Durch die jahreszeitlichen Schwankungen ergeben sich unterschiedliche Energieerträge in den einzelnen Monaten. Die durchschnittliche Strahlungsleistung in Deutschland schwankt zwischen 0,8 kWh/m²/Tag (Sonnenstunden) im Dezember und 5,5 kWh/m²/Tag (Sonnenstunden) im Juli/August. Der Ertrag eines Solargenerators lässt sich aus dem Produkt von Wattpeak-Angabe und tägl. Globalstrahlungsleistung (Sonnenstunden) errechnen.

Die mittlere tägl. Strahlungsleistung (Globalstrahlung) der einzelnen Monate für bestimmte Standorte in Europa lässt sich der Strahlungsdatenbank der EU (Photovoltaic Geographical Information System) entnehmen. Klicken Sie dort auf der rechten Seite auf "Monthly Radiation" und wählen Ihren Standort. Nachdem Sie auf "Calculate" gedrückt haben, erscheint eine Tabelle in einem neuen Fenster, der Sie die Globalstrahlungswerte (Gopt) der einzelnen Monate bei optimalem Anstellwinkel der Module entnehmen können. Beachten Sie, dass Sie die Werte in Wattstunden angegeben sind. Für obige Rechnung müssen sie die Werte durch 1000 dividieren um kWh bzw. Sonnenstunden zu erhalten.

Mit der o.g. Ertragsberechnung lässt sich nun feststellen, wie lange die Aufladung der Batterie dauern kann. Leider lässt sich nicht der gesamte Energieertrag der Solarmodule nutzen, da auch hier Verluste durch Kabelführung, Mismatch und Speicherung auftreten. Die Aufladung erfolgt mit einem Wirkungsgradverlust von ca. n = 0,7 (30%). Die Ladezeit errechnet sich durch Teilung der in der Batterie speicherbaren Energiemenge durch den Ertrag der Solarmodule abzgl. 30% Verluste.

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