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Unabhängige Energie mit Photovoltaik-Inselanlagen

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Eine Photovoltaik Inselanlage auf einem Wohnmobil.

Eine Solaranlage, die unabhängig vom Stromnetz arbeitet, wird auch als Inselanlage bezeichnet. Mit so einer Photovoltaik Inselanlage haben Sie die Möglichkeit, ohne großen Kostenaufwand eine autarke Energieversorgung einzurichten. Das ist beispielsweise für Wochenendhäuser und Wohnwagen sehr praktisch.

Der grundsätzliche Aufbau von netzunabhängigen Solaranlagen

Eine Inselanlage setzt sich aus dem Solarmodul und dem Generator zusammen, der gleichzeitig als Batterie bzw. Stromspeicher dient. Ein solches System erfordert nicht viel Arbeitsaufwand. Kleine Inselanlagen lassen sich sogar mobil verwenden. In dem Generator ist standardmäßig ein 230-Volt-Wechselrichter integriert, der es möglich macht, alle elektrischen AC-Geräte anzuschließen und zu betreiben. Das Solarmodul lädt den Generator bei Sonneneinstrahlung auf.

Je nach Bedarf gibt es unterschiedliche Modulgrößen und Batterie-Varianten. Die Detailinformationen zu den Solar-Generatoren sind im Produktdatenblatt enthalten. Sie beziehen sich unter anderem auf die Nutzungskapazität, die Eignung und die Ladezeiten.

Die Auslegung der autarken Solaranlagen

Es ist sinnvoll, energiesparende Verbraucher mit der Inselanlage zu verbinden, damit die Kapazität nicht zu schnell ausgelastet ist. Geräte mit einer Leistung von 12 oder 24 V Gleichstrom haben nur einen kleinen Umwandlungsverlust und benötigen entsprechend weniger Energie als andere Elektrogeräte.

Zur Planung gehört die Einschätzung des täglichen Stromverbrauchs und die Berechnung des durchschnittlichen Energieangebots, also die generierte Solarenergie durch Einstrahlung. Auf der Basis dieser Kalkulation lässt sich die erforderliche Batteriekapazität ermitteln.

Für den voraussichtlichen Energieverbrauch multiplizieren Sie die Leistungsaufnahme der eingesetzten Geräte (Watt-Angabe) mit der üblichen Betriebszeit in Stunden. Daraus ergeben sich die Wattstunden der einzelnen Geräte, zu denen Sie zusätzlich eine Reserve von 10 % addieren. Abhängig von Einsatzbereich sollten Sie gegebenenfalls zwischen den Betriebsstunden im Sommer und im Winter unterscheiden.

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Um die geeignete Anlagengröße zu finden, benötigen Sie den durchschnittlichen Tagesertrag, der aufgrund der Sonneneinstrahlung saisonabhängig ist und den täglichen Verbrauch abdecken muss. Die tägliche Globalstrahlung wird in kWh/m²/Tag gemessen. Sie ergibt sich aus der Nennleistung der Photovoltaik-Module, die sich bei einer Abweichung von der perfekten Ausrichtung durch einen Korrekturfaktor reduziert. Auch die Zelltemperatur wirkt sich auf die Effizienz der Solarmodule aus.

Die Tabelle mit den Werten der Globalstrahlung finden Sie im Internet, unter anderem beim Institute for Environment and Sustainability (Europäische Kommission). Aufgrund der Kabeldimensionierung ist mit einem weiteren Verlustfaktor zu rechnen, sodass Sie einen gewissen Puffer berücksichtigen sollten.

In der Sommersaison kann eine Photovoltaik-Inselanlage viermal mehr Energie generieren als im Winter. Bei ähnlichen Verbrauchswerten wäre eine solche Anlage im Sommer überdimensioniert. Daher könnte ein Hybrid-System mit zuschaltbarem Energiegenerator für die Winterphase eine effiziente Lösung sein.

Einsatzbereiche für Inselanlagen

Eine autarke Photovoltaik-Anlage bietet sich für verschiedene Einsätze an, beispielsweise

  • im Gartenhaus,
  • für den Wohnwagen,
  • für ein Boot,
  • für eine Berghütte oder ein Ferienhaus.

Eine Solaranlage sorgt auch dort für Strom, wo keine öffentliche Stromversorgung vorhanden ist. Dadurch, dass der Energiebedarf im Wohnwagen oder in der Ferienhütte nur gering ist, reicht eine Inselanlage vollkommen aus. Gerade bei abgelegenen Häusern, die nur im Sommer genutzt werden, lohnt sich so eine kleine, unabhängige Solaranlage. Ebenfalls sinnvoll sind die Inselanlagen für unerschlossene Gebiete in Entwicklungsländern. Hier dienen sie der effizienten und zweckmäßigen Elektrifizierung.

Der stationäre Einsatz von Inselanlagen bietet sich für Standorte an, die keinen Zugang zum öffentlichen Stromnetz haben. Teilweisen handelt es sich um recht kleine Geräte, die den Strom nutzen, zum Beispiel Solarlampen für Außenbereiche, Solar-Parkscheinautomaten, Weidezäune und Maut-Kontrollstellen.

Für die mobile Nutzung bieten sich kleine Systeme an, beispielsweise Solaranlagen für Wohnmobile oder Boote. Sie arbeiten häufig ohne Wechselrichter und liefern Gleichstrom. Das bedeutet, dass Sie nur die dafür geeigneten Endgeräte verwenden können.

Die Kosten für eine Inselanlage

Was darf die Inselanlage mit Photovoltaik kosten? Für eine Vorab-Kalkulation lohnt sich ein Blick auf die einzelnen Rechnungsposten. Etwa ein Drittel des Kaufpreises entfällt auf die Solarmodule, ein Drittel auf den Speicher und ein Drittel auf Beratung, Montage und Zusatzkomponenten.
Eine komplette Inselanlage liegt abhängig von ihrer Leistungskapazität bei einem Preis zwischen 7.500 und 11.000 Euro. Ein Pauschalpreis lässt sich jedoch nicht festmachen, da sich die Kosten nach dem Einsatzbereich und vielen anderen Faktoren richten.

Zwei Beispiele:

Eine Solaranlage mit 4 kWp und 48 V für ein kleines Ferienhaus in den Bergen mit einem Speicher von 9,6 kWh, einem Wechselrichter und Solarregler kostet inklusive Montage etwas über 7.000 Euro.
Ein kleines Solarsystem mit 300 Wp und 12 V für ein Wohnmobil mit einem Speicher von 960 Wh kostet mit Wechselrichter und Regler rund 1.100 Euro.

Bei einer leistungsstarken Solaranlage für ein Einfamilienhaus sollten Sie sich ausführlich beraten lassen und eine professionelle Planung in Auftrag geben. Hier lohnt sich möglicherweise eine innovative Technologie mit Wärmepumpe und BHKW für eine hohe Rentabilität. 

Auch bei kleinen Photovoltaik-Inselanlagen ist eine genaue Planung hilfreich, allerdings können Sie mit einer gründlichen Recherche und einer gezielten Herangehensweise Ihr Projekt auch selbst durchführen.

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