Photovoltaik

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Technik

Allgemeines

Notwendige Teile

Was braucht man?[1]

  • Solarmodul
  • Laderegler
  • Sicherung in der Plusleitung vom Akku zum Laderegler[2], [3]
  • Sicherungen für die Verbraucher[4]
  • Akku (optional)
  • Wechselrichter (optional)

Möglicherweise braucht man auch eine Diode zum Verhindern des Rücklaufs von Strom, z.B. bei zwei Solarmodulen.

Leistungsdaten

Bei der durchschnittlichen Sonneneinstrahlung in Deutschland erzeugt eine Anlage mit 1 Wp (= 1 W Spitzenleistung) rund 1.000 Wh Strom pro Jahr.[5]

Zum berechneten Energiebedarf sollte eine Leistungsreserve von ca. 30 % hinzugerechnet werden.[6]

Beim Wechselrichter muss natürlich die Maximallast berechnet werden.

Systemspannung

12V-Systeme sind für 2 kW unterdimensioniert.[7]

Mit 24V-Systemen können 1,5 kW mit normaler Hausinstallationstechnik realisiert werden; Leistungen bis 2 kW sind mit vernünftigem Aufwand zu realisieren.[8]

Solarpanel

Bei Dünnschicht-Solarzellen braucht man für 1 kWp ca. 10 m2, bei kristallinen zwischen 7 und 8 m2.[9] Im Gegensatz zu kristallinen Zellen verlieren amorphe Solarzellen angeblich[10] schnell an Wirkung.

Beispiele

Befestigung

Siehe z.B.

Neigungswinkel

Siehe

Laderegler

Laderegler sorgen dafür, dass nicht zu hohe Spannung des Photovoltaikmoduls an die Batterie weitergeleitet wird. Außerdem sorgen sie im Regelfall auch für einen Tiefentladeschutz der Batterie, indem ggf. der Strom für die Verbraucher abgeschaltet wird. Laderegler gibt es auch mit Maximum Power Point Tracking (MPPT), die dafür sorgen, dass die Solarmodule in jedem Zustand die dafür optimale Leistung bringen (Änderung des Innenwiderstands).


inselanlage.info empfiehlt die Laderegler von Steca.

Solar-Akku

Die im Handel erhältlichen Solar-Akkus haben gegenüber Auto-Batterien eine längere Lebensdauer und einen speziellen Tiefentladeschutz.[11]

Um so genannten "Zyklenbetrieb" zu vermeiden, sollte dem Akku angeblich nicht mehr als 20 % entnommen werden.[12] Danach müsste man einen Akku mit fünffacher Kapazität (20 % genutzt + 80 % Reserve kaufen). Nach anderer Berechnung sollte mit einer Kapazitätsreserve von 30 % gerechnet werden; die so errechnete Kapazität sollte noch verdoppelt werden, weil die Akkus nur bis zu 50 % entladen werden sollen.[13]. Danach müsste man das zweieinhalbfache der benötigten Kapazität erwerben (130 % *2 oder 40 % genutzt und 60 % ungenutzt).

Beispiele

Blei-Gel
Bleisäure
Lithium-Ionen

Tiefentladeschutz

Der Akku sollte vor zu weiter Entladung geschützt werden. Dazu gibt es spezielle Tiefentladeschutzgeräte (auch Batteriewächter genannt). Manche Verbraucher, z. B. manche Wechselrichter, haben einen solchen Tiefentladeschutz bereits eingebaut.

Batterie-Ladegerät

Zum Testen oder zur Batteriepflege kann ein Batterieladegerät sinnvoll sein, z.B.

Wechselrichter

Soll auch ein größeres Gerät wie ein Elektrorasenmäher angeschlossen werden, benötigt man neben einem groß genugen Akku auch einen Wechselrichter, der die Maximalleistung erbringt.

Wechselrichter mit Sinus-Ausgang

Die folgenden Geräte erzeugen eine nahezu gleichmäßige Sinuskurve der Wechselspannung. Damit können auch empfindliche Geräte wie Computer und Fernseher daran betrieben werden.[14]

Beispiele

Wechselrichter ohne Sinus

Siehe z.B.

Stromkabel

Zu den Querschnitten der Kabel von der Batterie/Laderegler zum Wechselrichter siehe den Überblick bei Reichelt.

Außerdem sollte an der Batterie ein Batterietrennschalter angebracht werden.[15]

Auch die Verwendung von so genannten Plusverteilern und Minusverteilern wird empfohlen.[16] Das sind Anschlussklemmen, in die auch Sicherungen gesteckt werden können.

Photovoltaik im Schrebergarten

Kosten

Eine Komplettanlage mit 100 Wp - Solarmodul, 15 Ah Akku, Laderegler, und 1000W-Wechselrichter auf 220V kostet bei 1a-innovation.de, Pforzheim ca. 500 €.

Sets

Bei Offgridtec gibt es einige Komplettanlagen, allerdings meist ohne Wechselrichter.

Mit Sinus-Wechselrichter gibt es Sets bei greenakku.de

Auch bei Shop des Münchner Solarmarkts gibt es Komplettanlagen mit 330 Wp für 1,6 qm Fläche zu 1.300 €

Raspberry Pi mit Solarpanel

Siehe

Photovoltaik auf dem Balkon

Balkonsolaranlagen sind relativ einfach zu installieren und zu betreiben. Teilweise wird der Ersatz einer Schuko-Steckdose durch eine Wieland-Steckdose empfohlen, am besten wasserdicht gemäß IP44. Relativ unbürokratisch geht es, wenn die Anlage nur 600W hat. Das reicht aber, um viel des Grundbedarfs einer Wohnung abzudecken.

Das oder die beiden Solarmodule werden üblicherweise mit einem MC4-Verbinder an einen Mikrowechselrichter angeschlossen.

Anbieter von Balkon-Solaranlagen

Anbieter von Stecker-Solaranlagen gibt es viele:

Wieland-Steckdose

Die Wieland-Steckdose (RST20i3 - RST CLASSIC 3-polig) gibt es z.B. bei


Strommessung

Für die Strommessung (die man nur zur Befriedigung der Neugier braucht) benötigt man eine Datenerfassungseinheit DTU oder ein Shelly Plug-S. Anscheinend geht es auch mit einer Fritz!DECT 210[17]; das geht dann nur mit Schuko-Anschluss. Weitere Möglichkeiten der Datenlogger finden sich bei

  • amazon, Set mit Wieland-Dose 137 €

Kunststoff-Module

Je nach Solarmodul darf dies oberhalb von Verkehrsflächen (für Fußgänger, Fahrzeuge) nur in einer Höhe von bis zu maximal 4 Metern aufgehängt werden. Dies gilt insbesondere für normale Glas-Folien-Module. Eine Alternative sind Kunststoff-Module. Diese gibt es z.B. von

Es gibt auch Anbieter, die aus China versenden:

18 V dürfte aber zu wenig für die meisten Mikrowechselrichter sein.

Wechselrichter für Balkon-Photovoltaikanlagen

Wechselrichter für Steckersolaranlagen, Micro-Inverter genannt, gibt es unterschiedliche, z.B.


Man sollte auf das automatische Abschalten bei Netzausfall achten; das gibt die VDE-AR-N 4105 - Norm vor.

Auf der Wechselstromseite sind die Wechselrichter entweder mit Wieland- oder mit Betteri-Kupplungen ausgestattet. Ob nur diese in die Steckdose dürfen oder auch ein Schukokabel ist umstritten.

Betteri zu Schuko-Kabel:

Speicherlösungen für Balkon-PV

Komplettpaket mit PV-Anlage

Speicherlösungserweiterungen

Recht

Siehe


Ökonomie

Mit dem Sinken der Einspeisevergütung wird das reine Einspeisen in das öffentliche Stromnetz häufig unrentabel. Häufig hilft der Eigenverbrauch. Aber es gibt auch in der modernen Sharing Economy auch Anbieter, die teilweise mit Hilfe von Stromspeichern den Photovoltaik-Strom gemeinsam nutzen wollen. Zum Beispiel:

  1. ↑ Vgl. http://www.inselanlage.info/aufbau-inselanlage/ .
  2. ↑ Vgl. http://www.inselanlage.info/aufbau-inselanlage/ .
  3. ↑ Vgl. http://www.solkonzept.de/inselanlagen/aufbau-einer-solarinselanlage
  4. ↑ Vgl. http://www.solkonzept.de/inselanlagen/aufbau-einer-solarinselanlage
  5. ↑ Siehe http://www.ngo-online.de/lexikon/kilowatt-peak-kwp-spitzenleistung
  6. ↑ Siehe http://www.reichelt.de/reicheltpedia/index.php/Photovoltaik
  7. ↑ Vgl. Philipp Brückmann, Autonome Stromversorgung, ökobuch Verlag, 2007, S. 11.
  8. ↑ Vgl. Philipp Brückmann, Autonome Stromversorgung, ökobuch Verlag, 2007, S. 12.
  9. ↑ Siehe http://www.ngo-online.de/lexikon/kilowatt-peak-kwp-spitzenleistung
  10. ↑ Siehe http://www.reichelt.de/reicheltpedia/index.php/Photovoltaik
  11. ↑ Siehe http://www.reichelt.de/reicheltpedia/index.php/Photovoltaik
  12. ↑ Siehe http://www.conrad.de/ce/de/content/se_solarplaner?WT.ac=beratung_energie_solarplaner_mouseover
  13. ↑ So http://www.reichelt.de/reicheltpedia/index.php/Photovoltaik
  14. ↑ Nach Reichelt gilt dies auch für Geräte, die sinusähnliche Spannung erzeugen.
  15. ↑ Siehe http://www.reichelt.de/reicheltpedia/index.php5/Wechselrichter
  16. ↑ Vgl. http://www.solkonzept.de/inselanlagen/zubehoer-inselanlagen
  17. ↑ Siehe https://priwatt.de/zubehoer/energiemessung/aussensteckdose-fritz-dect-210/SW10056/
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