Schritt 1 — Eine reale Lastanalyse erstellen
Beginnen Sie mit jeder Last, ihrer Leistung in Watt, ihren Stunden pro Tag und ob sie mit AC oder DC betrieben wird. Raten führt hier zu einem System, das saisonal ausfällt. Die Art der Last ist genauso wichtig wie die Summe: Ein anlaufender Kühlschrankkompressor stellt eine ganz andere Anforderung dar als eine LED-Leuchte, selbst bei gleicher Tagesenergie.
| Last | Leistung | Stunden pro Tag | Tagesenergie |
|---|---|---|---|
| LED-Beleuchtung, 8 Punkte | je 7 W | 5 h | 0.28 kWh |
| Deckenventilatoren, 3 | je 45 W | 8 h | 1.08 kWh |
| Kühlschrank, 150 L DC | 60 W im Mittel | 10 h äquivalent | 0.60 kWh |
| Laden von Telefon und Laptop | 65 W | 4 h | 0.26 kWh |
| Wasserpumpe, 0.5 kW | 500 W | 0.5 h | 0.25 kWh |
| Fernseher, 32" | 50 W | 4 h | 0.20 kWh |
| Gesamte Tagesenergie | 2.67 kWh |
Schritt 2 — Die Akkubank dimensionieren
Teilen Sie die Tagesenergie durch die nutzbare Entladetiefe und fügen Sie dann die Autonomietage hinzu. LiFePO4 wird üblicherweise mit 80 % Entladetiefe spezifiziert; Blei-Säure sollte nicht unter 50 % entladen werden, wenn Sie mehr als 500 Zyklen wünschen.
Formel: (tägliche kWh × Autonomietage) ÷ nutzbare Entladetiefe = erforderliche Kapazität. Für 2.67 kWh und zwei Autonomietage bei LiFePO4 ergibt das (2.67 × 2) ÷ 0.8 = 6.7 kWh.
Auf den nächstgrößeren verfügbaren Block aufrunden. In diesem Beispiel deckt eine 7 kWh LiFePO4-Bank, üblicherweise 24 V bei 280 Ah, den Bedarf mit Reserve für den Winter ab.
| Chemie | Übliche nutzbare DoD | Zyklenzahl bei dieser DoD | Hinweise |
|---|---|---|---|
| LiFePO4 | 80 % | 3,500–6,000 | Bevorzugt für tägliche Zyklen und hohe Umgebungstemperatur |
| Blei-Säure, tubulare Gel | 50 % | 1,200–1,800 | Geringerer Anschaffungspreis, schwerer, mehr Belüftung nötig |
| Blei-Säure, AGM | 40 % | 500–800 | Nur für sehr selten genutzte Backup-Anwendungen wirtschaftlich |
Schritt 3 — Das Solarfeld dimensionieren
Die Feldgröße hängt vom Installationsort ab, da die Spitzensonnenstunden von etwa 2.5 in Nordeuropa bis 6.5 am Golf reichen. Die Formel lautet: Tagesenergie × Systemverlustfaktor ÷ Spitzensonnenstunden.
Verwenden Sie einen Verlustfaktor von 1.3 für Leitungs-, Wandler-, Temperatur- und Verschmutzungsverluste. Für 2.67 kWh und einen Standort mit 4.0 Spitzensonnenstunden: (2.67 × 1.3) ÷ 4.0 = 0.87 kWp. Fügen Sie 20 % Winterreserve in gemäßigtem Klima hinzu, ergibt sich eine praktische Spezifikation von 1.05 kWp.
Auf eine sinnvolle Modulanzahl aufrunden — in diesem Fall vier 300 Wp-Module oder sechs 200 Wp-Module, wie sie in der Kit-Familie SP-HS300 verwendet werden.
| Region | Spitzensonnenstunden | Feld-Multiplikator zu 5.0 |
|---|---|---|
| Nordeuropa | 2.5–3.0 | 1.7–2.0× |
| Mitteleuropa | 3.2–3.8 | 1.3–1.6× |
| Mittelmeerraum, Süd-USA | 4.5–5.2 | 1.0–1.1× |
| Golf, Nordafrika, Sahel | 5.5–6.5 | 0.8–0.9× |
| Äquatorialafrika, SO-Asien | 4.0–4.8 | 1.0–1.25× |
Schritt 4 — Wechselrichter und Laderegler wählen
Dimensionieren Sie den Wechselrichter nach der gleichzeitigen Spitzenlast, nicht nach der Tagesenergie. Addieren Sie die Betriebswatt aller gleichzeitig möglichen Verbraucher und fügen Sie den Anlaufstrom des größten Motors hinzu — ein Kühlschrankkompressor benötigt typischerweise das 3-Fache seiner Betriebsleistung für einen Sekundenbruchteil.
Verwenden Sie stets MPPT statt PWM-Laderegler. Der Effizienzunterschied beträgt in heißen Klimazonen 15–30 % der geernteten Energie, was den Preisunterschied meist im ersten Jahr ausgleicht.
| Position | Wert |
|---|---|
| Gleichzeitige Betriebslast | etwa 300 W |
| Größter Motoranlauf (Wasserpumpe) | 1,500 W für 1 s |
| Empfohlener Wechselrichter | 1,000 W Dauerleistung, 2,000 W Spitze, reine Sinuswelle |
| Warum reine Sinuswelle | Kompressor- und Lüftermotoren laufen kühler und länger |
Fünf Dimensionierungsfehler, die nach der Installation auftreten
- Dimensionierung nach Tagesenergie unter Missachtung des Motoranlaufs, sodass der Wechselrichter beim Anlaufen des Kühlschranks abschaltet.
- Verwendung der Modul-Nennleistung statt des realen Ertrags, was die Leistung um 20–30 % überzeichnet.
- Annahme, die Nennkapazität des Akkus sei nutzbar. Nur 80 % der LiFePO4- und 50 % der Blei-Säure-Kapazität stehen zur Verfügung.
- Vergessen des Temperatur-Deratings. Ein Modul mit 60 °C Zelltemperatur liefert rund 14 % weniger als bei 25 °C.
- Ignorieren des künftigen Lastzuwachses und dann kein Platz, um einen Akku oder einen zusätzlichen Modulstrang zu ergänzen.
Häufig gestellte Fragen
01Wie rechne ich kWh in Akku-Amperestunden um?
02Kann ich eine autarke Anlage später erweitern?
03Wie viel kostet eine autarke Anlage im Vergleich zu einem Generator?
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