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Arbeitsblatt:
Erhöhe die Leistung!
Zusatzinformationen
Bypassdiode:
Sollte man bei einer Photovoltaikanlage mehrere
Solarpanels hintereinander schalten und eine davon wird durch
Schatten teilweise abgedunkelt oder gar ganz abgedeckt so sackt
die gesamte Leistung der Anlage enorm ab. Abhilfe kann hier eine
Bypassdiode schaffen. Diese Diode ermöglicht es auch bei einer
abgedunkelten Solarzelle die Spannung der restlichen Panels zu
nutzen und in Energie umzuwandeln.
Berechnung und Dimensionierung einer Inselanlage:
Die genaue Berechnung einer Inselanlage
ist eine komplizierte Angelegenheit. Da
das Wetter aber sehr unregelmässig ist,
sind auch die genau gerechneten Werte
nur Anhaltspunkte d.h. man kommt nie
um eine Überdimensionierung der Anlage
herum. Im Anschluss findet man ein
Berechnungsbeispiel für eine Inselanlage
und die Kabelquerschnitte.
1 Berechnung des wöchentlichen Stromverbrauchs
1.1 Multiplizieren Sie Spannung mal Strom jedes Verbrauchers ( z.B.
0.9A x 12V = 11W)
1.2 Multiplizieren Sie die Leistung jedes Verbrauchers mit der Zeit in
Stunden die der Verbraucher täglich eingeschaltet sein wird (z.B.
11W x 4h = 44Wh)
1.3 Addieren Sie alle Wattstunden aller Verbraucher: Lampe 44Wh +
Radio 60Wh + Kühlschrank 360 Wh = 464 Wh
Patrick Mayr
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1.4 Multiplizieren Sie die Wh aller Verbraucher mit der Anzahl Tage pro
Woche wo die Anlage gebraucht wird. (z.B. 464 Wh x 2 Tage pro
Woche = 928 Wh/Woche)
2 Berechnen der zu produzierende Energie
2.1 Zwischen den Verbrauchern und den Stromerzeugern ist eine
Batterie die Verluste verursacht. Eine neue Batterie hat einen
Wirkungsgrad von ca. 85%, eine ältere z.B. Teilen Sie die unter Punkte
berechnete Arbeit in Wh durch den
Wirkungsgrad der Batterie. (z.B. 928 Wh/Woche: 0.7 = 1325 Wh pro
Woche)
3 Berechnen der Grösse des Solarpanels
Die Grösse des Solarpanels hängt von Ort, Jahreszeit, Neigungswinkel und
Himmelsausrichtung des Moduls ab.
Beispielrechnung:
Ein Panel mit 100W würde in einer Woche 1502 Wh produzieren, Sie
brauchen aber nur 1325 Wh d.h 100W/1502x1325= 88 Watt
Theoretisch brauchen Sie in obigem Beispiel ein Panel mit einer Leistung
von 88 Watt, es ist aber nötig die Anlage grösser zu dimensionieren, damit Sie
auch funktioniert wenn ein September nicht dem meteorologischem Mittelwert
entspricht. Ein Faktor von 1.1 bis 1.4 je nachdem wie sicher Ihre Anlage
funktionieren muss ist empfehlenswert.
Das heisst in obigem Beispiel braucht es ein Solarpanel mit ca. 100 bis 125 W
Wird noch eine Windturbine oder ein anderer Energieerzeuger in die Anlage
integriert kann das Modul entsprechend kleiner gewählt werden.
4 Berechnen der Grösse des Akkumulators
Standardmässig wird der Akkumulator so dimensioniert dass die Anlage 5
Tage weiterläuft, auch wenn es keine Sonne und Wind hat. Nach diesen 5
Tagen sollte der Akku nicht mehr als ca. 30% entladen sein, d.h. 70% der
Kapazität sollte noch vorhanden sein.
Nehmen Sie die Wh aus Punkt 1.4
Wh x 5 Tage / 30 / 12V
(z.B. 464 (Wh) x 5 (Tage) / 30 /12 Volt = 644 Ah)
Patrick Mayr
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HTLinn
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5 Bestimmen der Kabelquerschnitte
Der minimale Kabelquerschnitt wird
durch die Erwärmung des Kabels
bei einem Kurzschluss und durch
die maximal tolerierbaren Verluste
bestimmt.
Als Richtwert gilt, belasten Sie die
Kabel nicht mit mehr als 4A pro mm2
Bei kleinen Leitungslängen in
Wohnwagen, Booten, Ferienhäusern
etc. reichen normalerweise 2.5 mm2
Die Berechnung der Kabelverluste:
Leitungslänge (m) / Querschnitt (mm2) x 0.0178 (Ohm/m/mm2) x Strom (A)
x Strom(A) = Verluste in Watt
Beispiel: Kabel 20m hin und zurück 4 mm2 Strom 10A: 20/4x0.0178x100 = 2.8
Watt
Patrick Mayr
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