So richten Sie einen kleinen Solar-(Photovoltaik-)Stromerzeuger ein

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Kaufen Sie Batterien. Während normale Autobatterien (für eine Weile) funktionieren, ist es am besten, “Deep-Cycle”-Batterien zu verwenden, die im Allgemeinen für den Einsatz in Wohnmobilen und Booten vermarktet werden. Einige Leute bevorzugen 6V Golfwagenbatterien, die so konzipiert sind, dass sie wiederholten Tiefentladungen standhalten. Wenn Sie 6V-Batterien verwenden, schließen Sie zwei in Reihe an (der positive Anschluss des einen verbindet mit dem negativen des anderen), dann schließen Sie die Paare parallel an (positiv von einem Paar mit positivem des anderen Paares, negativ mit negativem). Wenn es Ihr Budget erlaubt, können Sie AGM-Batterien in Betracht ziehen, die mehr “Missbrauch” ertragen können, aber auch 2-3x kosten, was Bleibatterien kosten. Vergewissern Sie sich, dass die Ah-Werte aller zusammengenommenen Batterien höher sind als die Kapazität, die Sie im vorherigen Schritt berechnet haben. Wenn Sie mehrere Batterien verwenden, stellen Sie sicher, dass Sie ein Vielfaches derselben Batterie erhalten und sie alle gleichzeitig neu (oder überholt) erhalten. Das Mischen von Batterien mit unterschiedlicher Kapazität, Modell oder Alter kann die gesamte Lebensdauer verkürzen.

Wenn Sie planen, Geräte ohne Wechselstrom zu betreiben (z.B. mit normalen Steckdosen), benötigen Sie auch einen Wechselrichter. Es gibt im Wesentlichen zwei Arten von Wechselrichtern: modifizierte Sinuswelle und reine Sinuswelle. Reine Sinuswechselrichter liefern Ihnen eine Leistung, die näher an der Stadtstromerzeugung liegt, aber diese Wechselrichter sind in der Regel teurer ($150 für einen 600W Wechselrichter). Modifizierte Sinuswechselrichter können viel billiger sein ($30 für einen 400W Wechselrichter), aber einige Geräte funktionieren möglicherweise nicht oder funktionieren gut mit ihnen. Beachten Sie auch, dass Wechselrichter einen Wirkungsgrad von 80-90% haben, was bedeutet, dass Sie bei der DC-Wechselstromwandlung etwas Leistung verlieren. Wenn Sie jedoch alle vorherigen Schritte wie empfohlen befolgt haben, sollte Ihre Einrichtung über die erforderliche Überkapazität verfügen, um diese Ineffizienz zu absorbieren.

Bestimmen Sie, wie viel ungehindertes Sonnenlicht Sie an dem Ort erhalten, an dem Sie Solarmodule aufstellen möchten. Unbehindert bedeutet wörtlich, dass es keine Schatten gibt. Wenn ein Baum, ein Nachbargebäude oder etwas anderes einen Schatten an diesem bestimmten Ort wirft, zählen Sie nicht die Zeit, in der ein Schatten existiert. Wenn du also 12 Stunden Sonnenlicht bekommst, aber die Sonne für 2 Stunden am Morgen hinter dem Zaun steht, dann für eine Stunde am Mittag hinter einem Baum, dann für 2 Stunden vor Sonnenuntergang von der Scheune deines Nachbarn beschattet, kannst du nur 7 Stunden zählen. Beachten Sie auch, dass die Tage im Winter kürzer sind. Wenn Sie beabsichtigen, Ihr Setup im Winter zu nutzen, nutzen Sie Ihre Winterstunden.

Kaufen Sie Solarmodule. Im Großen und Ganzen gibt es 3 Arten von Solarmodulen (streng genommen Photovoltaikzellen): amorphes Silizium, polykristallines und monokristallines Silizium. Amorphe Silizium-Paneele sind relativ preiswert, relativ unempfindlich gegen kleine Schatten, aber sehr platzsparend (bei gleicher Leistung werden amorphe Silizium-Paneele größer und schwerer sein). Polykristalline Module sind effizienter, billiger als monokristalline, aber auch weniger effizient. Monokristalline Module sind die effizientesten, aber auch die teuersten. Die Leistung von mono- und polykristallinen Modulen kann durch die Art und Weise, wie einzelne Zellen verdrahtet werden, halbiert oder sogar um einen winzigen Schatten reduziert werden. Mono- und polykristalline Module können heutzutage gekauft werden und können unter $1 pro Watt liegen.

Betrachten Sie “B-Grade”-Paneele, die deutlich billiger sind, aber dennoch mit angemessenen Garantien ausgestattet sind. Während einige Leute ihre Module 25 Jahre halten wollen, ist die Realität, dass die Kosten für PV-Zellen so schnell sinken, dass das Ersetzen oder Erweitern Ihrer Module in weiteren 5-10 Jahren tatsächlich billiger sein kann, als jetzt mehr für diejenigen zu bezahlen, die länger halten. Wenn die Solarmodule teurer sind, als es Ihr Budget zulässt, sollten Sie überlegen, Ihren Stromverbrauch zu senken. Das Ausschalten oder Verzicht auf einige Geräte wird Sie nicht umbringen (und wenn ja, dann ist dieses How to nicht für Sie bestimmt) und berechnet die Menge der benötigten Batteriekapazität. Dazu nehmen Sie den in Schritt 1 geschätzten Stromverbrauch und verdoppeln ihn, denn nur etwa die Hälfte der Batteriekapazität sollte als nutzbar angesehen werden, um eine Überladung zu vermeiden. Multiplizieren Sie dann mit der Anzahl der gewünschten Tagesreserven. Zum Beispiel, wenn Sie 600Wh nutzen wollen, benötigen Sie 1200Wh (oder 1,2kWh) Kapazität, also wenn Sie 3,6kWh hatten, werden Sie für ein paar Tage gut sein, auch wenn die Sonne verschwindet (obwohl Sie zu diesem Zeitpunkt andere Probleme haben könnten). Da die meisten Batterien Kapazitäten in Amperestunden haben, ist es vielleicht am besten, Wh in Ah umzuwandeln. Dazu teilen Sie die von Ihnen berechnete Kapazität durch die Spannung der Batterie, also 3600Wh / 12V = 300Ah (dividieren durch 6 für 6V-Batterien).

Entscheide, wie viel Energie du brauchst. Dazu bestimmen Sie, welche elektronischen Geräte Sie verwenden möchten, und finden Sie dann heraus, wie viel Strom sie verbrauchen. Die meisten Geräte haben Nennleistungen, die dann mit der Anzahl der Betriebsstunden multipliziert werden können, um “Wattstunden” (Wh) zu erzeugen, was einer Einheit des Stromverbrauchs entspricht. Wenn Sie beispielsweise beabsichtigen, ein 15W-Gerät für 2 Stunden am Tag zu verwenden, ist das 15W x 2h = 30Wh. Beachten Sie jedoch, dass die Nennleistungen in der Regel höher sind als die tatsächliche Leistungsaufnahme. Um festzustellen, wie viel ein Gerät tatsächlich zieht, können Sie ein Messgerät wie das Kill-a-Watt verwenden. Sobald du alle Wattstunden hast, summiere sie. Wenn die Gesamtmenge 1000Wh (oder 1 Kilowattstunde) überschreitet, ist dieser How to möglicherweise nicht für Sie geeignet.

Teilen Sie Ihren Gesamtleistungsverbrauch aus Schritt 1 durch die Anzahl der Stunden, die Sie in Schritt 2 ermittelt haben. Wenn du dich entscheidest, dass du 600Wh brauchst und dass du 6h Sonnenlicht bekommst, ist das 600Wh / 6h = 100W. Dies ist die Menge an Strom, die Sie pro Stunde Sonnenlicht erzeugen müssen, um Ihre Bedürfnisse zu erfüllen. Um sicher zu sein, multiplizieren Sie das mit mindestens 2 oder mehr. Dies soll der Tatsache Rechnung tragen, dass Solarmodule ihre Nennleistung nur dann erzeugen, wenn sie direkt auf die Sonne gerichtet sind, und wenn Ihre Solarmodule fixiert sind, werden sie die meiste Zeit nicht direkt auf die Sonne gerichtet sein. Nach verschiedenen Ineffizienzen können Sie weitere 20% oder mehr der erzeugten Energie verlieren. Wenn Sie eine regelmäßige und nachhaltige Cloudabdeckung erwarten, müssen Sie möglicherweise mit 5 oder mehr multiplizieren (oder einfach den Verbrauch reduzieren, um im Rahmen Ihrer Möglichkeiten zu leben).

Kaufen Sie einen Laderegler. Laderegler können bis zu $10 oder über $100 kosten. Das Wichtigste ist, dass Sie tatsächlich einen Laderegler verwenden. Wenn Sie Solarpanels direkt an einige Batterien anschließen, werden die Batterien für eine Weile geladen, aber sie könnten schnell zerstört werden. Welchen Laderegler Sie auch immer bekommen, er muss die Strommenge unterstützen, die Ihre Solarmodule produzieren. Die meisten Laderegler sind in Ampere ausgelegt, also teilen Sie die Wattleistung Ihrer Solarmodule durch 12V (z.B. 200W / 12V ~= 17A). Finden Sie einen Laderegler mit einer Bewertung, die höher ist als Ihre theoretische Schätzung. Dies gibt Ihnen eine Sicherheitsmarge und einen gewissen Spielraum für zukünftiges Wachstum. Darüber hinaus ist genau der zu kaufende Laderegler im Grunde genommen ein Kompromiss zwischen Kosten vs. Effizienz und Akkulaufzeit. Die teureren Laderegler verwenden verschiedene Ladealgorithmen, die am besten für den Batterietyp geeignet sind. Sie können auch die Temperatur kompensieren, um Ihre Batterien besser zu schützen.

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