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Beratung. Planung. Projektierung. Aufbau.

Photovoltaik Inselanlagen

Inselanlagen bieten eine nachhaltige Lösung zur Energieversorgung in Gebieten ohne Zugang zum öffentlichen Stromnetz oder als bewusste Entscheidung für Autarkie auch in städtischen Bereichen. Die sorgfältige Planung und Auslegung der Anlage ist entscheidend, um eine zuverlässige Energieversorgung sicherzustellen. Wesentliche Bestandteile einer Inselanlage sind Solarmodule, Akkumulatoren für die Energiespeicherung, Wechselrichter zur Umwandlung des Stroms und Laderegler zur Kontrolle des Ladevorgangs der Batterien. Die Vorteile von Inselanlagen liegen in ihrer Unabhängigkeit vom Stromnetz, der Möglichkeit, erneuerbare Energien zu nutzen, und in der langfristigen Kosteneinsparung, obwohl die anfänglichen Investitionskosten relativ hoch sein können. Die Kosten für eine Inselanlage variieren je nach Größe und Anforderungen, jedoch ist die Investition in hochwertige Komponenten und eine sorgfältige Planung wesentlich, um die Lebensdauer der Anlage zu maximieren und die Effizienz sicherzustellen. Bei der Planung einer Inselanlage sollte der tatsächliche Energiebedarf genau ermittelt und eine entsprechende Dimensionierung der Anlagenkomponenten vorgenommen werden. Eine Überdimensionierung führt zu unnötig hohen Kosten, während eine Unterdimensionierung die Versorgungssicherheit gefährdet. Es ist wichtig, eine Balance zwischen der verfügbaren Sonnenenergie, der Speicherkapazität und dem Energiebedarf zu finden, um eine optimale und zuverlässige Energieversorgung zu gewährleisten.
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    Inselanlagen sind elektrische festinstallierte oder mobile Versorgungssysteme, welche nicht an ein öffentliches Stromnetz gekoppelt und damit autark sind. Inselanlagen wurden bislang ausschließlich in abgelegenen Orten eingesetzt, wo das öffentliche Stromnetz nicht zugreifbar ist, jedoch kommen auch immer mehr Inselanlagen im urbanen Umfeld zu Einsatz.

    Im Betrieb funktioniert die Photovoltaikanlage genauso wie eine netzgekoppelte Photovoltaikanlage. Der maßgebliche Unterschied ist die fehlende Netzkopplung, wodurch der produzierte Strom nicht ins öffentliche Versorgungsnetz eingespeist wird. Anstatt dessen fließt der erzeugte Solarstrom in einen Akkumulator, welcher als Stromspeicher fungiert, um sonnenarme Stunden zu überbrücken.

    Bedarf einer Inselanlagen berechnen

    Bitte beachten Sie, dass alle gemachten Angaben ohne Gewähr sind.

    Die Ermittlung der geeigneten Batteriegröße für eine Insel-Solaranlage ist ein sinnvoler Schritt, um eine zuverlässige und effiziente Energieversorgung sicherzustellen. Die nachfolgende Erklärung und Beispielrechnung verdeutlichen, wie Sie mit unserem Insel-Solaranlagenrechner die benötigte Batteriekapazität präzise bestimmen können.

    Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Berechnung der Batteriekapazität

    1. Ermitteln des täglichen Energiebedarfs: Zunächst wird der tägliche Gesamtenergiebedarf in Wattstunden (Wh) bestimmt. Dieser Wert repräsentiert die Summe des Energieverbrauchs aller an die Anlage angeschlossenen Geräte.
    2. Berechnung des Gesamtenergiebedarfs für die Autonomiezeit: Multiplizieren Sie den täglichen Energiebedarf mit der Anzahl der Tage, die das System ohne Sonneneinstrahlung überbrücken soll. Dies stellt sicher, dass die Anlage auch bei schlechtem Wetter oder geringer Sonneneinstrahlung funktionstüchtig bleibt.
    3. Hinzufügen der Reservekapazität: Um eine zusätzliche Sicherheitsmarge zu gewährleisten, wird zum Gesamtenergiebedarf eine Reservekapazität hinzugefügt. Wir empfehlen hierfür üblicherweise 30%.
    4. Berechnung der Batteriekapazität in Ah: Die errechnete Gesamtwattstunden-Zahl (inklusive Reserve) wird durch die Batteriespannung (zum Beispiel 12 Volt) geteilt, um die erforderliche Batteriekapazität in Amperestunden (Ah) zu ermitteln.
    5. Anpassung für die Batterieentladung: Da Bleibatterien nur bis zu 50 % ihrer Kapazität entladen werden sollten, um ihre Lebensdauer zu maximieren, wird der ermittelte Ah-Wert verdoppelt.

    Beispielrechnung für die Batteriekapazität

    Angenommen, der tägliche Gesamtleistungsbedarf liegt bei 600 Wh und das System soll eine Autonomie von 3 Tagen ohne Sonneneinstrahlung gewährleisten.

    • Täglicher Gesamtleistungsbedarf = 600 Wh
    • Multipliziert mit 3 Tagen Autonomie = 1800 Wh
    • Zusätzlich 30% Kapazitätsreserve (540 Wh) = 2340 Wh
    • Erforderliche Batteriekapazität = 2340 Wattstunden
    • Teilen durch Batteriespannung (12V) ergibt Amperestunden (Ah) = 195 Ah
    • Anpassung für 50% Entladung – Ergebnis verdoppeln

    Daraus ergibt sich eine benötigte Batteriekapazität von 195 Ah x 2 = 390 Ah.

    Diese Methodik ermöglicht es Ihnen, die Größe der Batterie präzise zu bestimmen und sicherzustellen, dass Ihre Insel-Solaranlage auch unter weniger optimalen Bedingungen effizient funktioniert.

    Zusammensetzung

    Die Stromproduktion in einer photovoltaischen Inselanlage funktioniert nach dem selbem Prinzip wie in einem netzgekoppeltem System. Sonnenenergie wird über Solarmodule in elektrische Energie umgewandelt, welche anschließend in den Solargenerator fließen. Dieser Strom wird entweder in Gleichstrom oder Wechselstrom umgewandelt und anschließend direkt genutzt. Überschüssige Energie wird in Stromspeichern zwischengespeichert, um eine Stromsicherheit für sonnenarme Stunden und Tage zu garantieren. Solche Inselanlagen benötigt besonders leistungsfähige und zyklenfeste Akkumulatoren, sowie hochwertige Wechselrichter. Essenziell ist außerdem der Laderegler, welcher Ladung und Entladung regelt sowie vor einer Überladung schützt.

    Die optimale Abstimmung zwischen Stromspeicher, Stromverbrauch und Stromproduktion sind sowohl bei netzgekoppelten als auch Inselanlagen sehr wichtig. Bei Inselanlagen ist jedoch eine Fehlberechnung fatal, da nicht auf das Stromnetz zurückgegriffen werden kann.

    Kosten

    Das Kernstück, die Solarmodule zur Stromproduktion, macht bei den Anschaffungskosten einer kompletten Inselanlage nur ein Drittel aus. Weitere 30 % werden für die Stromspeicher gebraucht. Der Rest fließt in Montage, Verkabelung sowie Instandsetzung. Durchschnittliche Inselanlagen kosten zwischen 8.000 bis 11.000 Euro.

    Carsten Steffen
    Autor: Carsten Steffen
    Carsten Steffen, Gründer von photovoltaik.sh, bringt sein tiefes Verständnis für Photovoltaik und seine Begeisterung für erneuerbare Energien ein, um Kunden in Schleswig-Holstein seit 2021 schneller und kostengünstiger zu ihrer eigenen Photovoltaikanlage zu verhelfen. Ermöglicht wird das Dank der Zusammenarbeit mit lokalen Solarteuren. Regelmäßige Schulungen runden unsere Expertise ab. Mit der Gründung von photovoltaik.sh sind wir Ihr vertrauenswürdigen Partner für alle, die ihren Stromverbrauch nachhaltig gestalten möchten.
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