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Was ist eine Photovoltaik-Inselanlage?
Wer Strom über eine Photovoltaikanlage erzeugt und nutzt, agiert bis zu einem gewissen Grad unabhängig vom öffentlichen Stromnetz – durch eine Photovoltaik-Inselanlage ist dies bis zur kompletten Autarkie möglich. Was genau ist aber eine Photovoltaik-Inselanlage, was benötigt man dafür und welche Faktoren sind bei deren Planung zu beachten?
Eine Photovoltaikanlage, von der man unabhängig von jedem öffentlichen Netz Strom beziehen kann, nennt man Inselanlage. Die Stromerzeugung erfolgt bei der Anlage also komplett autark. Photovoltaik-Inselanlagen eignen sich immer dann, wenn die Anbindung an das öffentliche Stromnetz zu aufwendig, zu teuer oder nicht möglich ist. So kommen sie zum Beispiel bei Wohnmobilen und Booten zum Einsatz oder auch in Berghütten, auf Wochenend- und Ferienhäusern, auf Gartenhäuschen oder auf fern abgelegenen Infrastruktureinrichtungen wie Pumpsystemen. Photovoltaik-Inselanlagen produzieren den Strom wie gewöhnlich über Solarmodule – dieser wird entweder sofort verbraucht oder aber zwischengespeichert, bis konkreter Bedarf besteht.
Was benötigt man für die erfolgreiche Nutzung einer Photovoltaik-Inselanlage?
Um eine Solaranlage als Inselanlage nutzen zu können, benötigst du verschiedene Komponenten. Dazu gehören:
Solargenerator aus Solarmodulen: Wie bei jeder PV-Anlage benötigst du ein oder mehrere Solarmodule, die zu einem Solargenerator zusammengeschlossen sind.
Generatoranschlusskasten: Der Generatoranschlusskasten (GAK) dient dem Anschluss der Solaranlage. In ihm laufen die Stränge des Solargenerators zusammen und werden zur Gleichstromhauptleitung. Außerdem enthält er Sicherungselemente, die vor einer Überspannung schützen sollen.
Wechselrichter: Die Module erzeugen Gleichstrom mit 12 oder 24 Volt (Akku-Ausgangsspannung), sodass ein Wechselrichter dann nötig ist, wenn du ganz gewöhnlich elektrische 230-Volt-Geräte nutzen möchtest.
Photovoltaik-Speicher bzw. Akku: Strom, den du nicht direkt verbrauchst, kannst du in Akkumulatoren zwischenspeichern, bis der konkrete Bedarf besteht. Für Photovoltaik-Inselanlagen gibt es sogar besonders leistungsfähige und zyklenfeste Akkumulatoren.
Laderegler: Der Laderegler steuert die Ladung und Entladung des Solar-Speichers und schützt ihn vor Überladung.
Was solltest du bei einer Photovoltaik-Inselanlage beachten?
Wenn du eine Photovoltaik-Inselanlage planst, dann ist besonders wichtig, den voraussichtlichen Verbrauch an Energie pro Tag, den möglichen Tagesertrag, die örtliche Einstrahlung sowie die erforderliche Kapazität der Batterie miteinander abzustimmen.
- Voraussichtlicher Energieverbrauch: Wenn du herausfinden möchtest, wie hoch dein Verbrauch an Energie pro Tag ungefähr ist, musst du die Leistungsaufnahme jedes Geräts in Watt mit der wahrscheinlichen Betriebszeit in Stunden multiplizieren. Zähle im Anschluss alle Ergebnisse (Wattstunden) zusammen und addiere, wenn du dir hier und da unsicher bist, etwa 10 Prozent Reserve.
- Tagesertrag: Es gibt eine Faustformel, um den Tagesertrag von Modulen zu berechnen. Dabei entsprechen 10 Stunden Tageslicht circa drei Stunden Maximalleistung des Solarmoduls in den Sommermonaten (Mai bis September), in den Wintermonaten sind es circa 0,8 bis zwei Stunden. Ein Solarmodul mit 250 Watt kommt dann auf 750 Wattstunden pro Tag, im Winter auf ca. 250 bis 500 Wattstunden pro Tag. Um genau zu sein, ergibt sich der Tagesertrag einer PV-Anlage aus der mittleren Globalstrahlung (in kWh/m2/Tag) mal die Nennleistung der eingesetzten Module.
- Kapazität der Batterie: Die Speicher sind zumeist so ausgelegt, dass sie im Stande sind, den Stromverbrauch von zwei bis drei Tagen abzudecken. Die Kapazität der Batterie ergibt sich aus der benötigten Menge an Energie pro Tag mal die Anzahl der Tage, die überbrückt werden müssen. Generell sollten die Geräte, die du mit Solarstrom versorgen möchtest, eine hohe Energieeffizienz aufweisen.
- Größe der Anlage: Die Größe der Photovoltaik-Inselanlage wählst du so, dass der durchschnittliche Tagesertrag in jeder Betriebssaison (Sommer oder Winter) ausreicht, um den Tagesverbrauch zu decken.
Eine Photovoltaik-Inselanlage für Notstrom nutzen
Eine Solar-Inselanlage bietet sich als Notfall-Lösung an, sollte es einmal zu einem Stromausfall kommen. Photovoltaikanlagen, die für gewöhnlich den erzeugten Strom in das öffentliche Stromnetz einspeisen, können dann in ein Inselsystem umgewandelt werden. Dabei schaltet sich die PV-Anlage automatisch und innerhalb weniger Sekunden auf Ersatzstrom um und sichert so die weitere Nutzung aller Geräte im Haushalt.
Was kostet eine Solar-Inselanlage?
Die Kosten für eine Photovoltaik-Inselanlage setzen sich zu einem Drittel aus den Solarmodulen, einem Drittel aus Akkumulatoren sowie ein letztes Drittel aus Montage sowie weitere Komponenten, Beratung und Inbetriebnahme zusammen. Photovoltaik-Komplettanlagen kosten je nach Leistungsfähigkeit 8.000 bis 11.000 Euro. Die Kosten sind abhängig von der gewünschten Anwendung der Solar-Inselanlage – ob nun Solar nur auf einem Wohnmobil oder für die Autarkie eines Einfamilienhauses installiert werden soll. Letzteres ist ein großes Projekt, bei dessen Planung du auf jeden Fall professionelle Beratung in Anspruch nehmen solltest.
