Inhaltsverzeichnis:
- Unterschiede der einzelnen Photovoltaikanlagen
- Das 12V Insel-Solaranlage System
- Das 24V Insel-Solaranlage System
- Das 48V Insel-Solaranlage System
- Laderegler Angaben
Hinweis: die im Beitrag genannten Akkus sind natürlich 12V Blei Akkus. Auch als Solarakkus oder Kfz. Versorgungsbatterie bekannt.
Unterschiede der einzelnen Photovoltaikanlagen
Die Spannung der Anlage ergibt sich daraus, wie du deine Akkus zusammenschaltest. Reihenschaltung oder Parallelschaltung bzw. die Kombination.Um über 12V zu kommen ist es in der Regel notwendig, mehrere Akkus in Serie (Reihenschaltung) zu schalten.
Zusammengefasst kann man vorab schonmal sagen, dass die Leitungsverluste und Kabelquerschnitte (in der Regel) kleiner werden, je mehr Spannung wir nutzen.
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Viele Verbraucher aus dem Bereich Kfz. und Campingbedarf sind auf das 12V ausgelegt. Die Palette der Geräte ist groß. Verwendest du eine höhere Spannung, muss ggf. runter geregelt werden.
Eine hohe Spannung eignet sich hingegen zum Übertragen längerer Wege ohne die hohen Verluste, zudem mit dünneren Kabeln bei gleicher Wattzahl.
Das System ist also abhängig davon, was du betreiben möchtest.
Kurzes Beispiel meiner Insel-Solaranlagen:
Meine kleine Inselanlagen in der Garage ist 12V, da LED-Leisten, Minikühlschrank und (Kfz-) Radio direkt angeschlossen werden können. Die Anlage im Garten, die auch mit der Wohnung verbunden ist, sitzt längere Kabelwege. Da habe ich mich für 24V entschieden.
Mehr Spannung als 48V?
Auch das ist natürlich möglich. Die Verluste und Leitungsquerschnitte verringern sich dadurch weiter. Nachteilig ist die Reihenschaltung mehrerer Speicherakkus und auch die dafür benötigte, oft sehr teure, Hardware. Laderegler für ab 48V kosten meist 200 Euro und mehr. Ähnliches gilt auch für die Wechselrichter.
Das Problem von hoher Spannung:
Jede Photovoltaikanlage wurde für einen bestimmten Zweck gebaut. Je höher die Systemspannung ist, desto geringer sind Verluste - auch die Kabel können oft dünner sein als bei einer niedrigen Systemspannung (bspw. 12V).
Die Kosten der Komponenten steigt jedoch. Kleinverbraucher wie LEDs oder Geräte aus dem Campingbedarf, benötigen zum Anschließen erst ein Spannungswandler zum Heruntersetzen der Spannung. Diese werden auch StepDown genannt. Ebenfalls gibt es z.b. kleine Umwandler von 24V auf 12V, 48V auf 12V oder auch umgedreht 12V auf 24V.
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Berechnungsformel Watt und Kabelquerschnitt:
Merke dir die Formel des Ohmschen Gesetzes (U = R x I)
I (Stromstärke in Ampere) = U (Spannung in Volt) geteilt durch R (Widerstand in Ohm).
Der Leitungsquerschnitt berechnet sich aus Stromstärke (Ampere), Spannung, Material und Länge des Kabels. Mit steigender Spannung wird die Stromstärke geringer. Der Widerstand steigt mit der Kabellänge und Temperatur.
Beispiel: 50 Watt Gerät: Bei 12V fließen 4,16 Ampere
Beispiel: 50 Watt Gerät: Bei 24V fließen 2,08 Ampere
Hier ein Beitrag, um den Kabelquerschnitt zu berechnen.
Das 12V Insel-Solaranlage System
Mein absoluter Favorit für Kleinstanlagen, ohne oder mit kleinem 230V Wechselrichter.Dem 12V System kommen die geringen Anschaffungskosten zugute. Auch gibt es eine sehr große Auswahl an Verbrauchern, die wir direkt anschließen können. Zu finden im Kfz- und Camping-Bereich.
Dazu habe ich hier einen Artikel verfasst: Solar-Autakt: Geräte für 12V und 24V
Die Schaltung eines 12V Systems ist ebenfalls sehr simpel. Einen Kfz- oder Solarakku ist ausreichend. Weitere Akkus können Parallel geschaltet werden, um die Kapazität zu erhöhen.
Auch kannst du mehrere Laderegler für mehrere Solarmodule nutzen, dabei trotzdem einen gemeinsamen Akku laden.
Parallelschalten von Batterien:
Der Pluspol der einen Batterie, an den Pluspol der anderen. Minuspol der einen an Minuspol der anderen.
12V Solar Anlage Schaltung
Zwei mögliche Schaltung für das 12V Solaranlage - System. Gegenüber 24V, 36V oder 48V werden nur mindestens 1 Akku benötigt.
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Vorteile der 12V Solaranlage:
- Viele Geräte für 12V System
- einfach und kostengünstige Anschaffung
- lediglich min. 1 Kfz.- / Solarakku benötigt
- Hohe Verluste bei längeren Übertragungswegen
- Dickere Kabel benötigt
Das 24V Insel-Solaranlage System
Und auch bei 24V stehen noch einige geeignete Geräte zur Verfügung. Es werden aber mindestens zwei Akkus benötigt.Das 24V System eignet sich am ehesten für einen stärkeren 230V Wechselrichter.
24V Solar Anlage Schaltung
Die 24V Solaranlage benötigt doppelt so viele Akkus wie beim 12V System.
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Reihenschaltung von Batterien:
Der Pluspol der einen Batterie, an den Minuspol der anderen. Die beiden offenen Enden sind das 24V Plus/Minus.
Vorteile der 24V Solaranlage:
- Einige Geräte für 24V System
- einfach und kostengünstige Anschaffung
- min. 2 Kfz.- / Solarakku (je 12V) benötigt
- Noch immer recht hohe Verluste bei längeren Übertragungswegen
- Recht dicke Kabel benötigt
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Das 48V Insel-Solaranlage System
Für das 48V System sind mir keine direkten Verbraucher bekannt. Außer spontan E-Bike Akkus mit 48V.Es eignet sich eher zur Verwendung mit 230V Wechselrichter. Die Verluste über Kabel sind geringer und können deutlich dünner ausfallen als bei dem 12V oder 24V System.
Der Aufwand mit 12V Akkus ist hingegen schon erheblicher. Es werden viermal so viele Akkus wie beim 12V System benötigt.
Beachte: nur gleiche Akkus mit gleicher Kapazität, Lebenszeit und Zustand zu nutzen! Ein defekter Akku kann alle anderen in die Knie zwingen. Ggf. müssen auch mehrere Laderegler genutzt werden.
48V Akku-Schaltung
Gegnüber des 12V Systems werden vier mal so viele Akkus benötigt. Für dieses 48V System stehen kaum direkte Verbraucher zur Verfügung, ist noch am kostengünstigsten und ideal, wenn man mit Welchselrichter arbeiten und die Leitungsquerschnitte gering halten möchte.
- Kostengünstig, da die Technik dafür recht günstig ist
- Ideal für Wechselrichter-Nutzung
- Leitungsquerschnitte geringer als bei den anderen oben genannten Solaranlagen
- Womöglich keine direkten Verbraucher nutzbar
- Reihenschaltung von mind. Vier 12V Akkus
- Akkus sollten hin und wieder überwacht werden, um bei einem Ausfall die restlichen zu schützen
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Laderegler Angaben
Jeder Laderegler hat verschiedene technische Spezifikationen, was du damit maximal machen kannst. Die meisten günstigen sind für 12V, 24V und 48V ausgelegt. Für 36V, was recht unüblich ist, sind nur einige der günstigen geeignet.Ebenfalls sind die weiteren beiden Angaben wichtig. Die maximale Ausgabe-Leistung in Ampere, sowie die maximale Spannung der Solarmodul. Dazu gab es einen umfangreichen Beitrag, um den richtigen Laderegler für die Photovoltaikanlage zu finden.
Laderegler defekt? Sicherung tauschen..
Viele Geräte, die defekt scheinen, sind mit ein paar Cent für Bauteile und einem Lötkolben schnell wieder repariert. Das spart Geld und Frust.
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Bei den günstigen China-Ladereglern stehen die Angaben oft nicht direkt auf dem Laderegler. Wenn dann in der Bedienungsanleitung - die oft aber nicht mitgeliefert oder als PDF-Dokument übers Internet heruntergeladen werden kann. Bei Amazon sind aber bei allen mir bekannten günstigen Ladereglern die Angaben ordentlich auf der Amazon-Produktseite aufgelistet.