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Eigenversorgung mit der Photovoltaik Inselanlage

Hauptziel der Inselanlage ist es, sich selbst mit Strom zu versorgen. Die einsame Berghütte, das Ferienhaus, das fernab jeder Stromleitung steht und vieles mehr können hier als klassische Beispiele für die Inselanlage genutzt werden. Auch wenn die Urlauber gerade die Ruhe und Zurückgezogenheit und die fehlende Zivilisation lieben, wollen sie auf manchen Komfort doch nicht verzichten.

Und so kann die Photovoltaik Inselanlage beispielsweise für eine abendliche Beleuchtung in elektrischer Form sorgen oder aber den Fernseher zum Laufen bringen. Beim Kochen jedoch sollte man auf Gas umsteigen, da so der Energiebedarf zur Eigenversorgung deutlich verringert werden kann.

Was ist bei der Planung einer PV-Inselanlage zu beachten?

Soll eine PV Inselanlage aufgestellt werden, so müssen viele Punkte beachtet werden. Die richtige Größe der Anlage sollte zunächst berechnet werden, dafür ist zu ermitteln, welche Energiemenge benötigt wird. Hierzu sollte der Verbraucher überlegen, welcher Monat des Jahres der ungünstigste ist und errechnet anhand dieses Monats, welcher Energiebedarf über die Inselanlage gedeckt werden soll. Als ungünstige Monate sind generell die Wintermonate mit geringer Sonneneinstrahlung zu nennen. Aber auch durch einen hohen Stromverbrauch etwa in den Sommermonaten kann sich der ungünstigste Monat ermitteln lassen.

Gehen wir davon aus, dass in einem Haus zwei Energiesparlampen mit 18 Watt für zwei Stunden benötigt werden. Dann ergibt sich daraus ein Energieverbrauch von 72 Wattstunden. Zusätzlich nutzen wir ein Fernsehgerät, welches 60 Watt verbraucht und zwei Stunden pro Tag genutzt wird. Der Verbrauch liegt dann bei 150 Wattstunden. Aus beiden Leistungen zusammen ergibt sich ein täglicher Energieverbrauch von 202 Wattstunden. Mit folgender Formel lässt sich berechnen, wie hoch der persönliche Verbrauch ist:

Täglicher Verbrauch = Leistung der Geräte in W * Nutzungsdauer / Tag in h

Ebenfalls müssen Betreiber einer Inselanlage berücksichtigen, dass diese unter anderem Regentage und andere Ausfälle überbrücken muss. Denn nicht immer scheint die Sonne und sorgt für neue Energie. An diesem Punkt tritt der für Inselanlagen nötige Akku auf den Plan. Dieser muss ausreichend Energie speichern können, um Ausfälle der Anlage oder einfach den nächtlichen Strombedarf abzudecken. Um die richtige Batterie zu entdecken, muss auch hier errechnet werden, wie groß deren Speicherbedarf ausfallen muss. Hierbei sind die täglichen Verbräuche mit den Tagen zu multiplizieren, die überbrückt werden müssen. Sollen fünf Regentage überbrückt werden, so ergibt sich folgende Formel:

Täglicher Verbrauch x Anzahl der Autonomietage = Mindestspeicherleistung der Batterie
202 Wh * 5 Autonomietage = 1.010 Wh

Allerdings reicht diese Batterieleistung noch nicht aus. Vielfach kann nämlich die Lebensdauer der Batterie verlängert werden, wenn sie nicht vollständig entladen wird. Experten empfehlen eine Entladung von maximal 50 Prozent. An dieser Stelle hilft folgende Formel weiter:

Mindestspeicherleistung der Batterie / Entladung der Batterie = Mindestspeicherleistung der Batterie (mit Puffer)
1.010 Wh / 0,5 = 2.020 Wh

Im nächsten Schritt muss noch berücksichtigt werden, wie hoch die Kapazität der Batterie ausfallen muss. Dafür wird die eben errechnete Leistung durch die Spannung der Module geteilt. Diese kann 12 oder 24 Volt betragen. Daraus ergibt sich die Kapazität der Batterie in Amperestunden. Die Formel lautet also:

Benötigte Energiemenge / Spannung der Module = Kapazität der Batterie
2.020 Wh / 24 V = 84,17 Ah

Die Batteriekapazität für unsere Beispielanlage sollte also wenigstens 85 Amperestunden betragen.

Trotz dieser Erläuterungen sollten Verbraucher, die eine Inselanlage errichten wollen, stets die professionelle Beratung durch eine Fachfirma in Anspruch nehmen, denn die Planung dieser Anlagen gestaltet sich alles andere, als einfach.

Funktionsweise der Inselanlagen

Inselanlagen bestehen aus folgenden Bestandteilen:

  1. Solargenerator, also die Solarmodule auf dem Dach
  2. Generatoranschlusskasten
  3. Wechselrichter
  4. Laderegler
  5. Akku

Das auf dem Solargenerator auftreffende Sonnenlicht wird in Energie umgewandelt, meist handelt es sich hierbei um Gleichstrom. Dies ist jedoch erst nach Verschaltung der Module miteinander und Anschluss an den Generatoranschlusskasten möglich. Dieser Gleichstrom wird über die Verkabelung an den Wechselrichter übertragen, der den Gleich- in Wechselstrom umwandelt.

Da aber in der Regel der Strom nicht sofort zu dem Zeitpunkt verbraucht wird, wenn er erzeugt wird, ist der Akku nötig. Diese Batterien speichern eine begrenzte Strommenge zwischen, so dass sie auch zu einem späteren Zeitpunkt noch zur Verfügung steht.