Off Grid Inselanlage

Eine Off-Grid Inselanlage ist eine völlig autarke Photovoltaikanlage zur Stromversorgung. Du bist zu keinem Zeitpunkt auf das öffentliche Stromnetz angewiesen. Die Sonne liefert den Strom . Die Sonnenenergie wird über Solarmodule und Laderegler in speicherbaren Strom gewandelt.Die Gewinnung von Strom aus diesen Inselanlagen produziert auch kaum bis kein CO₂. Lediglich bei der Herstellung der Komponenten wird CO₂ ausgestoßen. Bei der Herstellung von Strom durch Gas oder Kohle werden große Mengen des Treibhausgases CO₂ ausgestoßen, da die Herstellung des Stromes durch die Verbrennung von Kohle/Gas erzeugt wird.

Inselanlagen kommen in verschiedensten Bereichen zum Einsatz wie z. B. in Berghütten, auf Booten, Tiny Häusern, Wohnmobilen und Gartenlauben. Eigentlich überall dort, wo Strom benötigt wird und es keine Möglichkeit zum Anschluss an das Stromnetz gibt, also auch in unserem Off Grid Haus.

Zuerst müssen alle Verbraucher in deren Verbräuche aufgelistet werden und die Anzahl der Betriebsstunden.Als Beispiel:

4 LED Lampen mit je 5 Watt brennen 5 Stunden pro Tag

Nun berechnen wir die Kapazität vom Akku:

Da aber nicht jeden Tag die Sonne scheint und die Batterie wieder aufgeladen wird, brauchst du einen größeren Akku. Du legst also fest, wie viele Tage du ohne Sonne auskommen möchtest. In diesem Beispiel sind das 3 Tage.

Nun wird das Solarpanel berechnet:

Hier wird die berechnete Leistung durch den Betrieb in Stunden Volllast geteilt.

100 Wh / 5 = 20 Watt Solarpanel

Für den Winter reicht diese Berechnung allerdings nicht aus. Da der Ertrag eines 20 Watt Panels im Winter deutlich geringer ist. Die Leistung wird ca. bei einem Drittel liegen. Du benötigst also ein Solarpanel mit mindestens 60 Watt.

Das PVGIS-Tool ist eine gute Hilfe für Off Grid Anlagen. Hier können Region, Winkel und Erträge pro Monat optimiert werden.

Bei höherer Stromentnahme empfiehlt es sich immer mindestens 24V oder sogar 48V Systeme zu nutzen. Ein 12V Akku eignet sich meiner Meinung nach für eine Stromentnahme bis etwa 500 Watt. Für unsere Off Grid Lösung kommen also nur 24V oder 48V in Betracht. Schließlich wollen wir ja auch mal eine Waschmaschine, Bohrmaschine usw. betreiben.

Es muss die Stromstärke berechnet werden, um die richtige Größe des Ladereglers zu bekommen. Die Anlagenleistung (Watt Peak) wird durch die Spannung der Batterie (12v, 24v oder 48V) geteilt. Daraus ergibt sich die Stromstärke des Ladereglers. Die Stromstärke sollte aber immer mindestens 10 % höher einkalkuliert werden.

Der Wechselrichter sollte ca. 25 % mehr Leistung bringen als der stärkste Verbraucher und eine reine Sinuswelle haben. Auch muss darauf geachtet werden, dass der Wechselrichter wesentliche höhere Anlaufspannungen für einige Sekunden leisten kann. Gerade Motoren von z. B. Waschmaschinen haben einen hohen Anlaufstrom für ein paar Sekunden. Auch eine Netzvorrangschaltung und integriertes Ladegerät oder ein externes Ladegerät sollte bei einer Off Grid Lösung vorhanden sein. Es kann immer die Situation geben, dass der Ertrag von der Anlage nicht ausreicht und ein Stromgenerator betrieben werden muss.

Welche Art von Akku? Es gibt viele verschiedene Sorten.

Kann sichergestellt werden, dass der Speicher nicht kälter 5° wird, können Lithium Akkus eingesetzt werden. Diese Speicher haben Probleme, bei niedrigen Temperaturen den Strom vom Laderegler aufzunehmen. Gerade wenn du einige Tage im Winter nicht zu Hause bist, sollte der Akku funktionieren. In den kälteren Klimazonen wie Mittelschweden, Nordschweden, USA, Alaska und Kanada wird hauptsächlich AGM als Speicher eingesetzt. AGM hat zwar eine kürzere Lebensdauer und kann nicht so tief entladen werden wie Lithium, jedoch funktionieren sie bei Kälte. Es soll ja auch Strom im Winter zur Verfügung stehen.

Aktuell 24V System kann auf 48V erweitert werden.

Wir haben aktuell 1640 Watt Solarmodule angeschlossen und kann bei 24V auf 2500 Watt erweitert werden. Bei 48V auf 5000 Watt. Wir haben 410 Watt Module im Einsatz.

Unser Laderegler erkennt automatisch die Spannung von 12V,24V,36V oder 48V. Leerlaufspannung von 150 V und 100 A. Unser Wechselrichter hat 2500 Watt Dauerleistung, 5000 Watt für 2 Sekunden und 3750 Watt für 10 Sekunden und eine eingebaute Netzvorrangschaltung

Zusätzlich haben wir ein Ladegerät mit 16 A bei 24 Volt.

Unser Akku besteht aus wartungsfreien AGM Deep Cycle Batterien mit Mittelpunktüberwachung und einem Speicher von 7,92 KW/H (7920 Wattstunden)

An unserem Standort in Mittelschweden würden wir, mit optimaler Ausrichtung und Winkel, bei einem Verbrauch vom 1000 Wattstunden am Tag Solarmodule von 10.000 Watt (25 × 410 Watt)benötigen um im Januar und Dezember ausreichend Strom zu produzieren.

Aus diesem Grund haben wir einen Stromgenerator mit 4000W um ab und zu die Batterien zu laden und das Haus mit Strom zu versorgen.

Den Generator benutzen wir auch bei Bauarbeiten für die Tischkreissäge, Kappsäge usw.