Anschlussschema für Solarmodule: an den Regler, an die Batterie und die versorgten Systeme

Autarke Stromversorgungssysteme für Landhäuser ermöglichen komfortables Wohnen auch weit entfernt von zentralen Versorgungsnetzen.

Damit die Solaranlage einwandfrei funktioniert, ist ein fachgerecht erstellter Anschlussplan für die Solarmodule erforderlich. Es wird ein Satz hochwertiger Komponenten benötigt, der den gestellten Anforderungen gewachsen ist.

Wir zeigen Ihnen, wie Sie die Platzierung der Komponenten des Minikraftwerks fachgerecht planen. Sie erfahren, wie Sie die technischen Geräte für den Systemaufbau auswählen und richtig anschließen. Mit unseren Ratschlägen können Sie eine effizient funktionierende Anlage errichten.

Schema des Aufbaus einer Solarstromanlage

Betrachten wir den Aufbau und die Funktionsweise einer Solaranlage für ein Landhaus. Ihre Hauptaufgabe ist es, Sonnenenergie in 220-Volt-Strom umzuwandeln, der die Hauptstromquelle für die Haushaltsgeräte darstellt.

Die wesentlichen Bestandteile einer PV-Anlage:

1. Solarmodule (Paneele), die Sonnenstrahlung in Gleichstrom umwandeln.
2. Laderegler, der die Batterieladung regelt.
3. Akkumulatorblock.
4. Wechselrichter, der die Batteriespannung in 220 V umwandelt.

Die Konstruktion der Solarmodule ist so ausgelegt, dass das Gerät bei verschiedenen Wetterbedingungen und Temperaturen von -35 °C bis +80 °C funktionieren kann.

Es stellt sich heraus, dass korrekt installierte Sonnenkollektoren sowohl im Winter als auch im Sommer mit gleicher Leistung arbeiten, jedoch unter einer Bedingung: bei klarem Wetter, wenn die Sonne die maximale Wärme abgibt. Bei bewölktem Wetter sinkt die Effizienz drastisch.

Die Effizienz von Photovoltaikanlagen in mittleren Breiten ist hoch, aber nicht so hoch, dass große Häuser vollständig mit Strom versorgt werden können. Häufiger wird die Solaranlage als zusätzliche oder Reservequelle für elektrische Energie betrachtet.

Das Gewicht eines 300-W-Moduls beträgt 20 kg. Die Paneele werden meist auf dem Dach, an der Fassade oder auf speziellen Ständern montiert, die neben dem Haus aufgestellt werden. Erforderliche Bedingungen: Ausrichtung der Fläche zur Sonne und optimale Neigung (im Durchschnitt 45° zur Erdoberfläche), die einen senkrechten Einfall der Sonnenstrahlen gewährleistet.

Nach Möglichkeit wird ein Tracker installiert, der die Sonnenbewegung verfolgt und die Position der Paneele regelt.

Die obere Fläche der Module ist durch gehärtetes, stoßfestes Glas geschützt, das Hagelschlag oder schwere Schneelasten problemlos aushält. Allerdings muss die Unversehrtheit der Abdeckung überwacht werden, da sonst beschädigte Siliziumwafer (Solarzellen) nicht mehr funktionieren.

Der Controller erfüllt mehrere Funktionen. Neben der Hauptfunktion – der automatischen Regelung der Ladung der Batterie – regelt der Controller die Energiezufuhr von den Sonnenkollektoren und schützt so die Batterie vor vollständiger Entladung.

Bei voller Ladung trennt der Regler den Akkumulator automatisch vom System. Moderne Geräte sind mit einem Bedienfeld mit Display ausgestattet, das die Spannung der Batterien anzeigt.

Für selbst gebaute Solaranlagen sind Gel-Akkumulatoren die beste Wahl, die sich durch eine unterbrechungsfreie Betriebsdauer von 10–12 Jahren auszeichnen. Nach 10 Jahren Betrieb verringert sich ihre Kapazität um etwa 15–25 %. Es handelt sich um wartungsfreie und absolut sichere Geräte, die keine schädlichen Stoffe freisetzen.

Im Winter oder bei bewölktem Wetter arbeiten die Paneele ebenfalls weiter (sofern sie regelmäßig von Schnee befreit werden), jedoch sinkt die Energieproduktion um das 5- bis 10-Fache.

Die Aufgabe der Wechselrichter ist es, die Gleichspannung der Batterie in eine Wechselspannung von 220 V umzuwandeln. Sie unterscheiden sich in technischen Eigenschaften wie Leistung und Qualität der erzeugten Spannung. Sinusgeräte können die anspruchsvollsten Geräte in Bezug auf die Stromqualität versorgen – Kompressoren, Haushaltselektronik.

Überblick über die private Solaranlage:

Man sollte wissen, dass private Solarkraftwerke einen ständig laufenden Kühlschrank, eine periodisch eingeschaltete Tauchpumpe, einen Fernseher und ein Beleuchtungssystem versorgen können. Um den Betrieb eines Heizkessels oder sogar einer Mikrowelle mit Energie zu versorgen, ist eine leistungsstärkere und sehr teure Ausrüstung erforderlich.

Einfachstes Schaltbild einer Solaranlage, das die wichtigsten Komponenten enthält. Jede von ihnen erfüllt ihre Funktion, ohne die der Betrieb der Solaranlage nicht möglich ist.

Es gibt auch andere, komplexere Schaltpläne für Solarkraftwerke, jedoch ist diese Lösung universell und im Haushalt am gefragtesten.

Schritte zum Anschließen der Module an die Komponenten der PV-Anlage

Der Anschluss erfolgt schrittweise, üblicherweise in folgender Reihenfolge: Zuerst wird der Regler mit der Batterie verbunden, dann der Regler mit den Solarmodulen, dann die Batterie mit dem Wechselrichter und schließlich die Verkabelung zu den Verbrauchern.

Schritt 1: Anschluss an den Akkumulator

Die Batterien haben einen klar definierten Platz im Netz. Sie sind nicht direkt an die Solarmodule angeschlossen, sondern über einen Regler, der ihre Be- und Entladung regelt. Auf der anderen Seite wird der Batterieblock an den Wechselrichter angeschlossen, der den Strom umwandelt.

Somit sieht der Anschlussplan der Sonnenkollektoren an die Batterie wie folgt aus:

• Verbinden Sie die Batterie mit dem Regler (dann den Regler mit den Solarmodulen);
• Verbinden Sie die Batterie und den Wechselrichter.

Es sind auch andere Anschlussvarianten möglich, aber diese ist optimal, da die Batterie die ungenutzte Energie speichert und bei Bedarf an die Verbraucher abgibt.

Es gibt zwei Möglichkeiten, Batterien zu erwerben: als Teil einer vollständig installationsfertigen Solaranlage oder separat nach vorgegebenen Parametern. Ein günstiges chinesisches Set kostet nicht mehr als 20 €.

Wenn eine Batterie nicht ausreicht, erwerben Sie mehrere Batterien mit denselben Eigenschaften. Sie installieren diese an einem Ort und schalten sie in Reihe.

Zur einfacheren Nutzung und Wartung installieren Sie die Blöcke auf einem Metallregal mit Polymerbeschichtung.

Die Produkte der chinesischen Marke Delta haben sich hervorragend bewährt. Auf dem Foto ist eine Gel-Batterie mit einer Spannung von 12 V und einer Kapazität von 55 Ah zu sehen. Alle Geräte der Marke Delta sind für eine Lebensdauer von 10 Jahren ausgelegt.

Betrachten Sie, wie die Batterie an den Regler und den Wechselrichter angeschlossen wird.

Der nächste Schritt ist der Anschluss des Reglers an die Solarmodule und des Batterieblocks an den Wechselrichter.

Schritt 2: Anschluss an den Laderegler

Betrachten Sie eine Variante, die von Besitzern von Landhäusern in der Praxis häufig verwendet wird. Diese bestellen günstige Geräte aus chinesischer Produktion auf einer der Internetplattformen.

Ein Budget-Regler mit minimalen Einstellmöglichkeiten, ausgestattet mit drei Klemmenpaaren, geeignet für einen Solarmodulblock mit einer Leistung von 150 W. Preis – 13 €.

Der Anschluss erfolgt in der folgenden Reihenfolge:

• Zuerst wird der Akkupack an den Regler angeschlossen. Dies geschieht bewusst, um zu prüfen, wie das Gerät die Nennspannung des Netzes erkennt (Standardwerte – 12 V, 24 V). Beim Anschluss an die Batterie wird das erste Klemmenpaar verwendet.
• Dann werden die Solarmodule direkt angeschlossen, wobei die beiliegenden Kabel verwendet werden, und am Regler das zweite Klemmenpaar.
• Zuletzt wird die Ausrüstung für die Nachtbeleuchtung installiert – dafür ist das dritte Klemmenpaar vorgesehen. Außer der Niedervolt-Beleuchtung, die ausschließlich nach Einbruch der Dunkelheit funktioniert und von der Batterie gespeist wird, darf keine andere Ausrüstung verwendet werden.

Bei jeder Art von Anschluss ist auf die Polarität zu achten.

Die Nichteinhaltung der Polarität führt sofort zur Zerstörung des Reglers sowie zum Ausfall von Teilen der Solarmodule.

Anschlussplan des Reglers mit drei Klemmenpaaren. Nachtbeleuchtung (12 V) ist eine optionale Funktion, daher wird sie von manchen einfach nicht genutzt. Das Einschalten der Lampen kann zeitgesteuert werden: für den Betrieb in den Abend- oder Morgenstunden (+)

Regler und Batterie interagieren ständig. Beispielsweise dient die Batterie bei Spitzenlasten als Puffer, der den Regler vor einem Ausfall schützt.

Diese beiden Geräte können ebenso wie die übrigen Systemkomponenten nicht getrennt betrachtet werden. Bei der Montage einer Solaranlage ist jedes Gerät zu berücksichtigen, auch wenn der spezifische Anschluss es nicht betrifft.

Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Anschluss von Solarmodulen an den Regler

Nach dem Anschluss des Reglers an die Batterie und die Paneele schließen Sie den Wechselrichter und gegebenenfalls Niederspannungsleuchten an.

Schritt 3: Anschluss an den Wechselrichter

Der Wechselrichter muss in das System integriert werden, wenn die Geräte im Haus mit 220 V betrieben werden. Es gibt jedoch Ausnahmen, wenn Solarmodule für ein 12-V-System installiert werden; in diesem Fall wird kein Wechselrichter benötigt.

Der Installationsort des Wechselrichters in einem Solarkraftwerk ist zwischen dem Batterieblock und den Energieverbrauchern, also Haushaltsgeräten, Beleuchtungskörpern usw. (+)

Das Gerät wird genauso erworben wie die anderen Teile der Solaranlage: als Teil des Solarkraftwerk-Sets oder separat.

Vorgehensweise beim Anschluss des Wechselrichters an die Batterie:

Wenn Sie bisher noch keine Solarkraftwerke installiert haben, empfehlen wir, nicht einzelne Geräte, sondern ein komplettes System zu erwerben.

Der Vorteil eines montagefertigen Systems liegt in der Abstimmung der Geräteparameter (richtig dimensionierte Batterien, erforderliche Anzahl an Solarmodulen, Kabelsatz für den schnellen Anschluss).

Es ist logisch, dass Geräte, die in Kapazität, Spannung und Leistung kompatibel sind, die Solarenergie viel effizienter umwandeln und das Haus mit Strom versorgen. Die praktisch kostenlose “grüne Energie” kann in Heizsystemen und der Energieversorgung von Haushaltsgeräten genutzt werden.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Besitzer von Landhäusern haben die Vorteile alternativer Energie schon lange erkannt und nutzen aktiv Solaranlagen als dauerhafte oder Notstromquelle. Nützliche Ratschläge von Nutzern von Solarkraftwerken helfen Ihnen bei der Montage Ihres eigenen Systems.

Video #1. Schrittweise Anleitung zum Aufbau und Anschluss:

Video #2. Analyse häufig auftretender Fehler bei der Auswahl und Installation der Geräte:

Video #3. Überblick über eine der Optionen für eine häusliche Anlage:

Die Nutzung alternativer Energie für die Bedürfnisse der Menschheit ist wirklich ein großer technologischer Sprung. Heute kann jeder Hausbesitzer selbst eine Solaranlage zusammenbauen und anschließen, die das Haus mit Strom versorgt. Angesichts der Amortisation und Umweltfreundlichkeit ist dies eine praktische und effektive Lösung.

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