Ein hybrides Solarsystem ist in der Regel die bessere Wahl, wenn Netzstrom verfügbar ist, da es Solarenergie, Batteriespeicher und Netzpufferung kombiniert. Ein netzunabhängiges System eignet sich besser, wenn kein praktischer Netzanschluss besteht, benötigt aber normalerweise eine größere Batteriekapazität, zusätzliche Solarmodule und ein strengeres Energiemanagement.
Die richtige Wahl hängt nicht allein davon ab, welches System mehr Unabhängigkeit bietet. Sie hängt vielmehr von der Netzverfügbarkeit, der Häufigkeit von Stromausfällen, dem täglichen Stromverbrauch, kritischen Lasten, den lokalen Stromtarifen, der Solarstromproduktion im Winter und den Kosten für die Erweiterung des Versorgungsnetzes ab.
Dieser Leitfaden vergleicht hybride Solarsysteme mit netzunabhängigen Systemen anhand praktischer Dimensionierungskriterien, realer Gerätespezifikationen und eines ausgearbeiteten Beispiels für ein Wohnhaus.
Hybrid-Solarsystem vs. Inselsystem: Kurzer Vergleich
Ein Hybridsystem nutzt das öffentliche Stromnetz als zusätzliche Energiequelle, während ein netzunabhängiges System den gesamten Strom lokal erzeugen und speichern muss. Dieser Unterschied beeinflusst die Batteriekapazität, die Leistung der Solaranlage, die Systemkosten, die Zuverlässigkeit, die Installationsanforderungen und den Aufwand, den der Besitzer bei der täglichen Stromverbrauchsplanung betreiben muss.
| Faktor | Hybrides Sonnensystem | Netzunabhängiges Solarsystem |
|---|---|---|
| Stromnetzanschluss | vernetzt | Nicht verbunden |
| Batteriebedarf | Für einige Konfigurationen optional, aber für die Datensicherung erforderlich. | Essential |
| Hauptenergiequellen | Solar, Batterie und Netz | Solaranlage, Batterie und oft auch ein Generator |
| Grundlage für die Batteriedimensionierung | Abendnutzung, Tarifersparnisse oder ausgewählte Backup-Stunden | Tägliche Gesamtlast und erforderliche Autonomie |
| Dimensionierung von Solaranlagen | Oft basiert es auf jährlichen Einsparungen und der Dachkapazität | Üblicherweise basierend auf dem Energiebedarf in der schlimmsten Jahreszeit |
| Stromversorgung bei Netzausfall | Nur mit Batterie, Inselbetrieb und Notstromversorgung | Verfügbar, solange Batterie und Generatorleistung ausreichen |
| Export von überschüssigem Solarstrom | Möglich, sofern die Versorgungsvorschriften dies zulassen. | Nicht möglich |
| Gefahr eines Stromausfalls | Niedriger, da das Stromnetz als Backup dienen kann. | Höher während längerer Perioden mit geringer Sonneneinstrahlung |
| Typische Vorabkosten | Mittel bis hoch | Üblicherweise am höchsten für ein vergleichbares Haus in voller Größe |
| Energiemanagement | Größtenteils automatisch | Erfordert eine strengere Lastkontrolle |
| Beste Anwendung | Netzgekoppelte Haushalte, die Einsparungen und Backup benötigen | Abgelegene Häuser, Bauernhöfe, Inseln und Standorte ohne Stromanschluss |
| Expansionsansatz | Die Akkukapazität kann oft schrittweise erhöht werden. | Die Erweiterung sollte unter Berücksichtigung des Gesamtsystemgleichgewichts geplant werden. |
| Generatoranforderung | In der Regel unnötig | Häufig empfohlen bei längeren bewölkten Perioden |
Hybridsysteme sind im Allgemeinen praktischer für netzgekoppelte Haushalte, während netzunabhängige Systeme dort am wertvollsten sind, wo keine Stromversorgung verfügbar oder unerschwinglich teuer ist.
Was ist der Hauptunterschied zwischen Hybrid- und netzunabhängigen Solaranlagen?
Der Hauptunterschied liegt darin, ob das System auf das öffentliche Stromnetz angewiesen ist. Ein hybrides Solarsystem bleibt mit dem Netz verbunden und koordiniert Solarstrom, Batteriespeicher und Netzstrom, während ein netzunabhängiges System als unabhängiges Stromnetz fungiert, das seinen gesamten Bedarf ohne Unterstützung des öffentlichen Netzes decken muss.
Ein typisches hybrides Solarsystem besteht aus:
- Solarpaneele;
- Ein Hybrid- oder Multimode-Wechselrichter;
- Batteriespeicher;
- Anschluss an das Versorgungsnetz;
- Energiezähler oder Stromwandler;
- Notausgang oder Bedienfeld für essentielle Lasten;
- Überwachungs- und Energiemanagementsteuerung.
Ein typisches netzunabhängiges System umfasst:
- Solarpaneele;
- MPPT Ladekontrolle;
- Insel- oder Standalone-Wechselrichter;
- Batteriebank;
- Hauptverteiler für Wechselstrom;
- Systemüberwachung;
- Häufig ein Diesel- oder Gasgenerator.
Der Netzanschluss verändert die Auslegungsphilosophie. Ein Hybridsystem kann Strom importieren, wenn Solar- und Batterieleistung nicht ausreichen. Ein netzunabhängiges System kann dies nicht und muss daher für Perioden mit geringer Sonneneinstrahlung und nicht nur für durchschnittliche Jahreswerte ausgelegt werden.
Leser, die alle drei gängigen Konfigurationen vergleichen möchten, können auch diesen Leitfaden zu netzunabhängigen, netzgekoppelten und hybriden Solarsystemen konsultieren.
Sie sind sich nicht sicher, welches Solarsystem zu Ihrem Projekt passt?
Teilen Sie uns Ihren täglichen Energieverbrauch, Ihren Bedarf an Notstromversorgung und den Installationsort mit. Avepower wird Ihnen dabei helfen, Hybrid- und Inselnetzkonfigurationen auf Basis des tatsächlichen Lastbedarfs zu vergleichen.
Wie funktioniert jedes System im Normalbetrieb?
Beide Systeme nutzen primär Solarenergie, gehen aber unterschiedlich mit Energieengpässen um. Ein Hybridsystem kann auf das öffentliche Stromnetz zurückgreifen, wenn Solar- und Batteriestrom nicht ausreichen. Ein netzunabhängiges System muss hingegen die Last reduzieren, einen Generator starten oder sich abschalten, wenn die verfügbare Solar- und Batterieenergie den Bedarf nicht decken kann.
Energiefluss im Hybridsystem
Ein korrekt konfiguriertes Hybridsystem folgt üblicherweise dieser Priorität:
- Solarenergie versorgt aktive Verbraucher mit Strom.
- Überschüssige Solarenergie lädt die Batterie auf.
- Der verbleibende Überschuss kann exportiert werden.
- Die Batterie versorgt den Strombedarf abends oder in Spitzenzeiten.
- Das Netz deckt die verbleibende Lücke ab.
Die Betriebsreihenfolge kann je nach Strompreisen, Reservekapazität und lokalen Einspeisebestimmungen angepasst werden. Eine detailliertere Erklärung des zentralen Steuergeräts finden Sie unter Funktionsweise eines Hybrid-Solarwechselrichters.
Energiefluss in netzunabhängigen Systemen
Ein netzunabhängiges System folgt normalerweise dieser Abfolge:
- Solarenergie versorgt Verbraucher mit Strom und lädt die Batterie.
- Die Batterie liefert Strom, wenn die Solarstromproduktion nicht ausreicht.
- Nicht unbedingt benötigte Verbraucher können bei niedrigem Ladezustand abgeschaltet werden.
- Der Generator startet, sobald die Batterie einen bestimmten Ladezustand erreicht.
- Der Wechselrichter schaltet sich ab, wenn keine Energiequelle mehr vorhanden ist.
Die Lastplanung ist daher Bestandteil der Systemauslegung. Warmwasserbereitung, Pumpen, das Laden von Elektrofahrzeugen und andere flexible Verbraucher sollten idealerweise während Zeiten hoher Solarstromproduktion betrieben werden. Der Leitfaden für netzunabhängige Solarwechselrichter erläutert, wie eigenständige Wechselrichter das Laden von Solarzellen, Batterien, Wechselstromverbraucher und den Generatorbetrieb steuern.
Was ist günstiger: Hybrid-Solaranlage oder netzunabhängige Solaranlage?
Ein komplettes Hybridsystem ist in der Regel günstiger als ein vergleichbares netzunabhängiges System für ein ganzes Haus, da das Stromnetz den Bedarf an Batteriekapazität, Reservekapazität und überdimensionierter Solaranlage reduziert. Netzunabhängige Stromversorgung kann dennoch wirtschaftlich sein, wenn der Ausbau von Stromleitungen schwierig oder extrem teuer ist.
Ein reiner Preisvergleich von Wechselrichtern führt zu irreführenden Schlussfolgerungen. Ein netzunabhängiger Wechselrichter mag zwar günstiger sein als ein moderner netzgekoppelter Hybrid-Wechselrichter, doch benötigt ein komplettes netzunabhängiges Projekt in der Regel mehr zusätzliche Ausrüstung.
Hauptkostentreiber von Hybridsystemen
- Hybrid-Wechselrichter;
- Batteriespeicher;
- Backup-Gateway oder Datenübertragungsausrüstung;
- Verteilerkasten für essentielle Lasten;
- Netzanschluss- und Verbindungsarbeiten;
- Intelligente Zähler oder Überwachungshardware.
Hauptkostentreiber für netzunabhängige Systeme
- Größerer Akku;
- Solaranlage für Monate mit geringer Solarstromproduktion dimensioniert;
- Generator und Kraftstoffsystem;
- Integration des automatischen Generatorstarts;
- Zusätzliche Ladekontrollkapazität;
- Ferntransport und Installation;
- Ersatzteil- und Serviceplanung;
- Längere Planungs- und Inbetriebnahmezeit.
Das niedrigste Angebot ist daher nicht unbedingt das mit den niedrigsten Lebenszykluskosten. Käufer sollten Folgendes vergleichen:
Installierte Ausrüstung + Netz- oder Generatoranschluss + erwarteter Batteriewechsel + Generatorwartung + Kraftstoff + Servicezugang − Stromeinsparungen.
Stellen Sie das richtige Hybrid- oder netzunabhängige Batteriesystem zusammen
Teilen Sie uns Ihren täglichen Energieverbrauch, Ihre Spitzenlast, die benötigte Backup-Zeit, die Größe Ihrer Solaranlage und Ihr Wechselrichtermodell mit. AvepowerDas Ingenieurteam kann Installateuren, Händlern und Projektkäufern beim Vergleich der Batteriekapazität helfen. BMS Aktuelle Kommunikationsprotokolle und Erweiterungsoptionen vor der Systemauswahl.
Fordern Sie eine auf Ihr Projekt abgestimmte Batterielösung an
Kann ein hybrides Solarsystem später in ein netzunabhängiges System umgewandelt werden?
Manche Hybridsysteme können netzunabhängig betrieben werden, doch der Kauf eines Hybrid-Wechselrichters macht die Anlage nicht automatisch für den dauerhaften Inselbetrieb geeignet. Die Ausrüstung muss netzbildenden Betrieb, Schwarzstartfähigkeit, Generatorintegration sowie die erforderliche Batterie- und PV-Kapazität unterstützen.
Prüfen Sie Folgendes, bevor Sie eine zukünftige Umstellung planen:
- Kann der Wechselrichter ohne Netzspannung starten?
- Kann es nach dem Ausschalten vom Akku aus neu gestartet werden?
- Kann die Batterie im Inselbetrieb durch Solarenergie aufgeladen werden?
- Wird ein Generatoreingang unterstützt?
- Kann der Generator die Batterie laden?
- Unterstützt die Backup-Ausgabe alle erforderlichen Phasen?
- Ist die Neutralleiter-Erdungs-Konfiguration geeignet?
- Ist der Akku erweiterbar?
- Ist die maximale PV-Eingangsleistung ausreichend?
- Können Hochleistungslasten gesteuert werden?
- Sind die örtlichen Genehmigungen und die Vorschriften zur Unterbrechung der Versorgungsleitungen eingehalten?
Für eine bestehende Solaranlage, Avepower Nachrüstleitfaden für Solarbatterien erläutert die Unterschiede zwischen AC-gekoppelter und DC-gekoppelter Erweiterung sowie die Kompatibilitätsprüfungen, die vor dem Hinzufügen von Speicher erforderlich sind.
Wie sollte der Wechselrichter dimensioniert werden?
Der Wechselrichter muss anhand der maximalen gleichzeitigen Last und des Anlaufstroms von Motoren, Pumpen, Kompressoren und Klimaanlagen ausgewählt werden – nicht anhand der Batteriekapazität oder des Tagesverbrauchs. kWh Allein der Verbrauch. Energiekapazität und Leistungskapazität beantworten unterschiedliche Fragen.
Ein Haus kann beispielsweise Folgendes aufweisen:
- Kühlschrank: 300 W Dauerleistung, höherer Anlaufstrom
- Beleuchtung und Elektronik: 700 W
- Wasserpumpe: 1,500 W Dauerleistung, 3,000 W Anlaufleistung
- Mikrowellen- oder Kochlast: 1,500 W
- Weitere wichtige Verbraucher: 800 W
Die kontinuierliche, gleichzeitig auftretende Last kann sich 4.8 kW annähern, während der kurzzeitige Anlaufbedarf deutlich höher sein kann.
Ein 6-kW-Wechselrichter kann geeignet sein, wenn seine Spitzenleistung, Batterieentladekapazität und Betriebstemperatur ausreichend sind. Eine Nennleistung von 6 kW allein genügt jedoch nicht; Installateure müssen zusätzlich Folgendes prüfen:
- Dauerleistung bei Betriebstemperatur
- Maximale Leistung und zulässige Dauer
- Maximaler Batteriestrom
- Backup-Ausgabelimit
- PV-Eingangsspannung und -strom
- MPPT Betriebsfenster
- Generatoreingang
- Phasenkonfiguration
- Kommunikationsprotokoll
Avepower Wechselrichter-Größentabelle bietet eine detailliertere Methode zur Abstimmung von Gerätelasten, Anlaufströmen und Batterieentladeleistung.
Wie viel Batteriekapazität benötigt ein netzunabhängiges System?
Eine netzunabhängige Batterie muss die gesamte täglich benötigte Last für den gewählten Autonomiezeitraum abdecken, wodurch sie um ein Vielfaches größer sein kann als eine Hybrid-Notstrombatterie für dasselbe Objekt. Auch die Bedingungen in der ungünstigsten Jahreszeit und die Generatorstrategie müssen berücksichtigt werden.
Betrachten wir dasselbe Haus mit 24kWh pro Tag und benötigt eine Akkulaufzeit von zwei Tagen.
- Täglicher Stromverbrauch: 24kWh
- Autonomie: 2 Tage
- Nutzbare Auslauftiefe: 90 %
- Systemeffizienz: 92 %
Berechnung:
24 × 2 ÷ 0.90 ÷ 0.92 = 58.0kWh nominale Kapazität
Nach Hinzurechnung einer 15%igen Reserve:
58.0 × 1.15 = 66.7kWh
Die netzunabhängige Konstruktion benötigt daher ungefähr 67kWh nominalen Batteriespeicherim Vergleich zu etwa 17–20kWh für das Hybrid-Design mit essentieller Last.
| Entwurfsszenario | Ladung abgedeckt | Autonomy | Berechnete Kapazität | Kapazität mit 15 % Reserve |
|---|---|---|---|---|
| Hybride Backup-Lösung für essentielle Lasten | 12kWh | Eine Sicherungsperiode | 14.5kWh | 16.7kWh |
| Autarke Stromversorgung für das gesamte Grundstück | 24kWh/Tag | 2 Tage | 58.0kWh | 66.7kWh |
Für die zugehörigen Berechnungen siehe AvepowerLeitfäden zu Batteriekapazität und Batteriereservekapazität.
Messen Sie Ihre Batterie aus, bevor Sie sie kaufen
Vermeiden Sie eine zu kleine Notstromversorgung oder unnötig hohe Ausgaben. Teilen Sie uns Ihre kritischen Verbraucher, die benötigte Notstromzeit und das Wechselrichtermodell mit, damit wir die optimale Batteriekonfiguration für Sie finden.
Beispielrechnung: Hybrid vs. Inselbetrieb für einen 20kWh/Tagesheim
Für die gleichen 20kWh Bei einem täglichen Bedarf könnte ein Hybridhaus etwa 12–15 verbrauchen.kWh für die notwendige nächtliche Versorgung mit Batterien, während ein netzunabhängiges System für zwei Tage etwa 60–70 benötigt.kWhDer Unterschied ergibt sich aus der Fähigkeit des Netzes, Engpässe in der Hybridkonfiguration auszugleichen.
Annahmen
| Parameter | Mariä Himmelfahrt |
|---|---|
| Gesamtverbrauch der Haushalte | 20kWh/Tag |
| Wesentlicher Backup-Verbrauch | 8kWh/Tag |
| Maximale Normallast | 5kW |
| Kurzer Anlaufstrom des Motors | 8kW |
| Solarenergieressourcen gestalten | 4 Sonnenstunden pro Tag |
| PV-Reduktionsfaktor | 75% |
| Nutzbare Batterie DoD | 80% |
| Wechselrichtereffizienz | 92% |
| Autarkie abseits des Stromnetzes | 2 Tage |
Berechnung der Hybridbatterie
8kWh ÷ 0.80 ÷ 0.92 = 10.87kWh
Eine praktikable Auswahl wäre daher ungefähr 12-15kWhvorausgesetzt, dass nur die wichtigsten Lasten abgesichert sind.
Eine größere Batterie kann gerechtfertigt sein, wenn der Besitzer Folgendes wünscht:
- Backup für das gesamte Haus;
- Längere Stromausfälle;
- Mehr abendlicher Selbstkonsum;
- Zeitabhängige Energieverschiebung;
- Zusätzliche zukünftige Lasten.
Berechnung der netzunabhängigen Batterie
20kWh × 2 days ÷ 0.80 ÷ 0.92 = 54.35kWh
Hinzufügung einer 15%igen Betriebs- und Altersrücklage:
54.35kWh × 1.15 = 62.5kWh
Ein praktisches vorläufiges Ziel wäre daher ungefähr 60-70kWh.
Dieser Wert kann in einem kalten Klima, an drei oder mehr aufeinanderfolgenden Tagen mit geringer Sonneneinstrahlung oder wenn kein Generator zur Verfügung steht, immer noch unzureichend sein.
Berechnung einer hybriden Solaranlage
20kWh ÷ 4 hours ÷ 0.75 = 6.67kW
Ein vorläufiger Hybrid-Entwurf könnte, abhängig von den Dachbedingungen und den lokalen Produktionsdaten, etwa 7–8 kW Solarenergie nutzen.
Berechnung der solaren Energierückgewinnung außerhalb des Netzes
Eine netzunabhängige Anlage muss die tägliche Leistung von 20 % erbringen.kWh Zum Laden und Entladen wird die Energie aus der Batterie benötigt. Wenn das Design darauf abzielt, weitere 15kWh an einem geeigneten Tag:
(20kWh + 15kWh) ÷ 4 hours ÷ 0.75 = 11.67kW
Die vorläufige netzunabhängige Anlage könnte daher eher bei 10–12 kW liegen als bei den 7 kW, die sich aus einer Durchschnittsenergieberechnung ergeben.
Gleichstromprüfung
At 51.2V Bei einer Nennbatteriespannung von 6 kW über einen Wechselrichter mit 92 % Wirkungsgrad sind folgende Anforderungen zu erfüllen:
6,000W ÷ 51.2V ÷ 0.92 = 127A
Für einen 8-kW-Anstieg wird ungefähr Folgendes benötigt:
8,000W ÷ 51.2V ÷ 0.90 = 174A
Das BMSKabel, Klemmen, Sicherungen, Stromschienen und Trennschalter müssen alle den zu erwartenden Dauer- und Stoßstrom aushalten. Batteriekapazität in kWh Allein das beweist nicht, dass das System die erforderlichen Lasten starten kann.
Welches System ist bei einem Stromausfall zuverlässiger?
Ein optimal ausgelegtes Hybridsystem bietet in der Regel die höchste Gesamtverfügbarkeit, da es im Normalbetrieb das Stromnetz nutzen und bei einem Stromausfall auf Batteriespeicher umschalten kann. Ein Inselsystem ist zwar unabhängig von Netzausfällen, bleibt aber anfällig für Batterieentladung, Geräteausfälle und anhaltend geringe Sonneneinstrahlung.
Hybrid-Backups haben dennoch klare Grenzen:
- Nur die an den Notstromausgang angeschlossenen Stromkreise dürfen weiterhin mit Strom versorgt werden;
- Die Batterie muss über ausreichend Energie verfügen;
- Der Wechselrichter muss die erforderlichen Dauer- und Stoßlasten unterstützen;
- Das Aufladen von Solarstrom während eines Stromausfalls hängt von der Wechselrichterarchitektur ab;
- Manche Systeme benötigen einen Mindestladezustand des Akkus, um neu gestartet werden zu können;
- Hochleistungsgeräte können vom Backup-Panel ausgeschlossen werden.
Die Inselbetriebstechnik dient dazu, das Haus vom öffentlichen Stromnetz zu trennen, bevor die lokale Stromerzeugung wieder aufgenommen wird. Dies schützt das Personal des Energieversorgers und verhindert unkontrollierte Rückspeisung. IEEE 1547 enthält Anforderungen in Bezug auf die Verbindung dezentraler Energienetze, anormale Netzbedingungen, Interoperabilität und Inselbetrieb.
Weitere Einzelheiten finden Sie in Avepower's Anleitung zu Inselbildung und Anti-Inselbildung in Sonnensystemen.
Inselsysteme müssen nicht auf einen Stromausfall reagieren, da sie bereits autark arbeiten. Ihre Zuverlässigkeit hängt stattdessen von der ausreichenden Ressourcenbereitstellung ab: Es müssen genügend Solarstrom, nutzbare Batterieenergie und Notstromaggregate für die erwarteten Wetterbedingungen und den zu erwartenden Bedarf zur Verfügung stehen.
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Beispielrechnung: Batteriegröße für Hybrid- vs. netzunabhängige Fahrzeuge (18)kWh Startseite
Beispiel eines Haushalts mit einem Konsum von 18kWh Für ein achtstündiges Backup-Ziel für die wichtigsten Lasten pro Tag können etwa 13 Einheiten benötigt werden.kWh der nominalen Batteriekapazität, während zwei volle Tage netzunabhängiger Betrieb etwa 49 benötigen.kWh vor Berücksichtigung zusätzlicher Alterungs- und Wetterreserven.
Angenommen, die Immobilie hat folgenden täglichen Verbrauch:
| Lastgruppe | Tägliche Energie |
|---|---|
| Kühlschrank und Gefriertruhe | 2.0kWh |
| Beleuchtung, Router und Sicherheit | 1.6kWh |
| Küchen- und Kleingeräte | 3.2kWh |
| Wasserpumpe und Wäscherei | 2.2kWh |
| Unterstützung für Klimaanlage oder Heizung | 5.0kWh |
| Elektronik und sonstige Lasten | 4.0kWh |
| Gesamt | 18.0kWh/Tag |
Berechnung der Hybrid-Sicherung
Angenommen, der Eigentümer möchte nur kritische Lasten mit einer durchschnittlichen Leistung von 1.2 kW für acht Stunden unterstützen.
Erforderliche Lieferenergie:
1.2 kW × 8 Stunden = 9.6kWh
Annehmen:
- Maximal geplante Abflusstiefe: 80 %;
- Wechselrichterwirkungsgrad unter der gewählten Last: 92%.
Erforderliche Nennkapazität:
9.6 ÷ 0.80 ÷ 0.92 = 13.04kWh
A 15kWhEine Batterie dieser Klasse würde daher einen praktischen Ausgangspunkt bieten, vorbehaltlich des tatsächlichen Wechselrichters, der Temperatur, der Reserveeinstellung und der Batterieentladungsgrenzen.
Berechnung für netzunabhängige Systeme
Angenommen, dasselbe Haus muss zwei Tage lang ohne nennenswerte Sonneneinstrahlung betrieben werden.
Erforderliche Lieferenergie:
18kWh × 2 Tage = 36kWh
Erforderliche Nennkapazität der Batterie:
36 ÷ 0.80 ÷ 0.92 = 48.91kWh
Unter Hinzurechnung eines 15%igen Zuschlags für Alterung, Prognoseunsicherheit und Betriebsreserve ergibt sich:
48.91 × 1.15 = 56.25kWh
Dieses Beispiel legt ungefähr nahe 50-60kWh nominellen Speichers für zweitägige Autonomie, verglichen mit etwa 15kWh für ausgewählte hybride Backup-Lasten.
Der Vergleich verdeutlicht, warum die Frage „Wie viele Batterien brauche ich?“ nicht allein anhand der Hausgröße beantwortet werden kann. Dasselbe Haus benötigt möglicherweise 15 Batterien.kWh für die Datensicherung über Nacht oder mehr als 50kWh für netzunabhängige Autonomie.
Berechnung einer netzunabhängigen Solaranlage
Angenommen, der durchschnittliche Tagesverbrauch bleibt bei 18kWh und der Planungsmonat bietet 3.5 Stunden Spitzensonne pro Tag.
Mit einem Gesamtsystem-Derating-Faktor von 75 %:
PV-Größe = 18kWh ÷ 3.5 Stunden ÷ 0.75 = 6.86 kW
Zusätzliche 20%ige Rückgewinnungskapazität zur Wiederaufladung nach einer Periode mit geringer Sonneneinstrahlung:
6.86 × 1.20 = 8.23 kW
Unter diesen Annahmen wäre eine Anlage mit einer Leistung von ca. 8 kW daher eine realistische erste Schätzung. Für die endgültige Auslegung müssen lokale Einstrahlungsdaten, die Ausrichtung der Module, Verschattung, Temperatur, Ladestromgrenzen und die ertragsschwächste Jahreszeit berücksichtigt werden.
Avepower Produktbeispiel: Was kann ein 15kWh Komplette Systemunterstützung?
A 15kWh Ein All-in-One-Batteriesystem mit 6.2-kW-Wechselrichter kann eine praktische Hybrid- oder Teilnetzunabhängigkeitslösung für Haushalte sein, deren Dauer- und Spitzenlasten innerhalb seiner Leistungsgrenzen bleiben. Es sollte jedoch nicht als universelles netzunabhängiges System für ein ganzes Haus betrachtet werden, ohne den täglichen Bedarf, die Autonomie und die saisonale Solarstromproduktion zu berücksichtigen.
Das Avepower 15kWh All-in-One-Solarbatterie kombiniert:
- A 51.2V 314Ah LiFePO4 Batterie;
- 6,200 W Nennausgangsleistung des Wechselrichters;
- 12,400 VA Spitzenleistung;
- Bis zu 6,200 W PV-Eingangsleistung;
- 120–500 V MPPT Angebot;
- CAN, RS485 und RS232 Kommunikation;
- Bluetooth- und WLAN-Überwachung;
- Konfigurierbare Übertragungszeit von 10 ms oder 20 ms;
- Mehr als 8,000 Zyklen unter den angegebenen 25 °C und 80 % DoD Testbedingungen.
Für die vorherige Berechnung gilt: 15kWh Die Einheit könnte vernünftigerweise mit einem hybriden Grundlastbedarf von etwa 8 übereinstimmen.kWh pro Tag, vorausgesetzt, die Dauerlasten bleiben unter 6.2 kW und die Anlaufspitzen bleiben innerhalb der Grenzen des Wechselrichters und der Batterie.
Dasselbe einzelne Gerät würde einem Haushalt mit 20 µg/m² Energiebedarf keine zwei vollen Tage Autonomie bieten.kWh pro Tag. Für diese netzunabhängige Stromversorgung wären deutlich mehr Batteriekapazität, eine größere Solaranlage oder eine planmäßige Generatorunterstützung erforderlich.
Bei Konstruktionen mit separatem Wechselrichter, Avepower 16kWh vertikal LiFePO4 austauschbare Akkus Unterstützt bis zu 16 parallele Einheiten und bietet damit eine potenzielle Nennkapazität von ca. 260kWhDie Parallelschaltfähigkeit beseitigt nicht die Notwendigkeit, den Wechselrichter, den Schutz, die Kabel, die Stromschienen und die Modulstromverteilung für das Gesamtsystem zu entwickeln.
Projektbeispiel: Kombination von netzgekoppeltem und netzunabhängigem Betrieb
Ein kommerzielles Hybridsystem beweist, dass Hybridbauweise nicht auf kleine Wohnhäuser beschränkt ist: Sie kann netzgekoppeltes Energiemanagement mit unabhängigem Notstrombetrieb kombinieren. Der Schlüssel liegt in der koordinierten Steuerung zwischen Batterien, intelligenten Wechselrichtern, EMS, Solarstromproduktion und die kritischen Lastanforderungen des Gebäudes.
An Avepower Hotel-Energiespeicherprojekt in Afghanistan nutzt:
- 640kWh Gesamtbatteriekapazität;
- Zwanzig 32kWh LiFePO4 Batterieeinheiten parallel geschaltet;
- Intelligente Wechselrichter;
- Ein Energiemanagementsystem;
- Integration von Photovoltaikanlagen auf dem Dach;
- Spitzenlastreduzierung und Lastverschiebung;
- Netzgekoppelte und netzunabhängige Betriebsarten;
- Nahtlose Unterstützung für kritische Lasten.
Das Projekt speichert überschüssige Solarenergie, gibt sie während Spitzenzeiten ab und wechselt den Betriebsmodus, wenn eine Notstromversorgung benötigt wird. Sein Nutzen besteht nicht darin, dass jedes Hotel 640 benötigt.kWhDoch diese Hybridarchitektur kann wirtschaftliche Lastverteilung und Resilienz vereinen, ohne dass der Standort dauerhaft vom Netz getrennt bleiben muss.
Lesen Sie das komplette 640kWh Hotel Solar BESS Fallstudie.
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Die Entscheidung zwischen Hybrid- und netzunabhängiger Solarenergie beginnt mit Ihrem Lastprofil – nicht mit einem generischen Batteriesystem. Avepower unterstützt Installateure, Händler, EPCMarken für Energiespeicherung mit skalierbaren LiFePO4 Batterien, integrierte Wechselrichtersysteme, BMS Protokollabgleich, Wechselrichterkompatibilitätsprüfungen und OEM/ODM Konfiguration.
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FAQ
Für die meisten Objekte mit bestehendem Netzanschluss ist ein Hybridsystem besser geeignet, da es Flexibilität, Ausfallsicherheit und ein geringeres Risiko von Energieausfällen bietet. Inselsysteme sind besser für abgelegene Standorte geeignet, an denen ein Anschluss an das öffentliche Stromnetz unmöglich oder finanziell nicht tragbar ist.
Einige Hybrid-Wechselrichter können netzunabhängig betrieben werden, jedoch unterstützen nicht alle Modelle den vollständigen Inselbetrieb. Prüfen Sie die Schwarzstartfähigkeit, die Anforderungen an Generatoreingang, Neutralleiter und Erdung sowie die Leistungsgrenzen für die Notstromversorgung. MPPT Verhalten und ob der Hersteller eine dauerhafte netzunabhängige Nutzung genehmigt.
Inselsysteme amortisieren sich in der Regel erst nach längerer Zeit, wenn bereits ein Netzanschluss vorhanden ist, da sie mehr Speicherkapazität und Erzeugungskapazität benötigen. Wo der Netzausbau extrem teuer ist, kann ein Inselsystem selbst ohne die üblichen Einsparungen bei den Stromkosten wirtschaftlich vorteilhafter sein.
Nein. Ein Hybrid-Wechselrichter ist im Allgemeinen so ausgelegt, dass er mit dem Stromnetz, Solarmodulen und Batterien zusammenarbeitet. Ein netzunabhängiger Wechselrichter erzeugt eine autarke Wechselstromversorgung und ist üblicherweise für den Betrieb mit Batterie und Generator ohne Netzsynchronisation konzipiert.
Teilen Sie den täglichen Energiebedarf des Haushalts durch den nutzbaren Batterieanteil und den Wirkungsgrad des Wechselrichters und multiplizieren Sie das Ergebnis mit der gewünschten Autonomiedauer in Tagen. Ein Haushalt mit 18kWh pro Tag werden etwa 49 benötigt.kWh Nominalkapazität für zwei Tage unter den in diesem Artikel verwendeten Annahmen, vor Hinzufügung zusätzlicher Reserve.
Ein hybrides Solarsystem ist in der Regel die bessere Wahl, wenn bereits ein Netzanschluss besteht und der Nutzer niedrigere Stromkosten, eine Notstromversorgung durch Batteriespeicher oder einen höheren Eigenverbrauch wünscht, ohne für eine vollständige netzunabhängige Stromversorgung bezahlen zu müssen. Es ist besonders vorteilhaft, wenn Stromausfälle auftreten, diese aber nicht so lange dauern, dass sich eine mehrtägige Batteriespeicherung lohnt.
Eine netzunabhängige Solaranlage eignet sich besser, wenn kein Netzanschluss verfügbar ist, eine Netzerweiterung unwirtschaftlich ist oder das Projekt ein unabhängiges lokales Stromnetz erfordert. Sie ist besonders geeignet, wenn der Eigentümer den Bedarf an größeren Speichern, aktivem Lastmanagement, saisonaler Auslegung und gegebenenfalls Generatorunterstützung akzeptiert.
Einige Hybrid-Wechselrichter können netzunabhängig betrieben werden, diese Fähigkeit muss jedoch für das jeweilige Modell, die Firmware und die Batteriekonfiguration geprüft werden. Der Wechselrichter muss ein stabiles Wechselstromnetz aufbauen, ohne Netzspannung starten, den Ladevorgang der Batterie steuern und die erforderlichen Neutralleiter-, Erdungs- und Generatoranschlüsse unterstützen.
Das richtige System sollte anhand der tatsächlichen Lastdaten, der benötigten Autonomie, der saisonalen Solarstromproduktion und der geprüften Gerätekompatibilität ausgewählt werden. Eine Produktliste, die lediglich auf übereinstimmenden Spannungs- und Kapazitätswerten basiert, kann dennoch scheitern, wenn Wechselrichter, Batteriekommunikation, Schutzeinstellungen oder Überspannungsanforderungen nicht kompatibel sind.
