Was sind die verschiedenen Batterien für Solarwechselrichter?
Solarmodule erzeugen nur dann Strom, wenn Sonnenlicht vorhanden ist. Um eine unterbrechungsfreie Stromversorgung zu gewährleisten, ist es daher wichtig, Batterien zu verwenden, die Energie für eine spätere Verwendung speichern. Es gibt mehrere grundlegende Batterietypen, die sich für Solarwechselrichter eignen:
- Blei-Säure-Batterien (AGM und GEL):
- Dies sind herkömmliche Batterien, die aufgrund ihrer Verfügbarkeit und ihrer geringen Kosten weit verbreitet sind.
- AGM-Batterien (Absorbent Glass Mat) sind sehr entladungsbeständig und einfach zu verwenden, während GEL-Batterien (Gel-Batterien) tiefentladungsbeständig sind und eine lange Lebensdauer haben.
- Nachteile: schweres Gewicht, begrenzte Lebensdauer (300-800 Zyklen), Notwendigkeit regelmäßiger Wartung (im Falle der klassischen Blei-Säure-Modelle).
- Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion):
- Sie sind leicht, kompakt und haben eine hohe Energiedichte.
- Sie zeichnen sich durch eine lange Lebensdauer (bis zu 5000 Zyklen) und Tiefentladbarkeit (bis zu 80-90%) aus.
- Nachteile: hohe Kosten und die Notwendigkeit eines Überhitzungsschutzes.
- Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien (LiFePO4):
- Es handelt sich um eine Unterart von Lithium-Ionen-Batterien mit verbesserten Sicherheits- und Haltbarkeitsmerkmalen.
- Hohe Beständigkeit gegen Überhitzung und mechanische Beschädigung, Lebensdauer bis zu 10-15 Jahren, hohe Zyklenzahl (bis zu 7000).
- Nachteil: hohe Anschaffungskosten.
- Nickel-Cadmium- (Ni-Cd) und Nickel-Metallhydrid- (NiMH) Batterien:
- Widerstandsfähig gegen extreme Temperaturen und widerstandsfähig gegen Tiefentladungen.
- Wird aufgrund der geringeren Effizienz und der Umweltauflagen weniger häufig eingesetzt.
Warum gelten Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien als die besten?
Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien (LiFePO4) gelten aus folgenden Gründen als die beste Wahl für Wechselrichter für Solarpanels:
- Lange Nutzungsdauer:
- Sie halten bis zu 7000 Lade-/Entladezyklen aus, das sind 5-10 mal mehr als Blei-Säure-Batterien.
- Tiefentladung:
- LiFePO4 ermöglicht Tiefentladungen (bis zu 80-90 %) ohne nennenswerte Beeinträchtigung der Lebensdauer und maximiert so die Nutzung der gespeicherten Energie.
- Hohe Sicherheit:
- Diese Batterien sind widerstandsfähig gegen Überhitzung, Kurzschluss und mechanische Beschädigung, so dass sie auch unter schwierigen Bedingungen zuverlässig arbeiten.
- Umweltfreundlichkeit:
- Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien sind umweltfreundlicher, da sie keine giftigen Stoffe wie Blei oder Cadmium enthalten.
- Effizienz:
- Sie haben eine hohe Energiedichte und eine geringe Selbstentladung, was sie für die Langzeitspeicherung effizient macht.
- Kompakt und leicht:
- Diese Batterien sind kompakter und leichter als ihre Gegenstücke, was wichtig ist, wenn der Platz begrenzt ist.
Berechnung der erforderlichen Batteriekapazität.
Für die richtige Auswahl der Batterie ist es wichtig, die erforderliche Kapazität auf der Grundlage des Gesamtenergieverbrauchs zu berechnen. Grundlegende Berechnungsschritte:
- Ermitteln Sie den täglichen Energieverbrauch:
- Addieren Sie die Leistung aller Geräte, die von der Anlage mit Strom versorgt werden, und multiplizieren Sie sie mit ihrer Betriebszeit in Stunden.
- Berücksichtigen Sie den Wirkungsgrad des Wechselrichters:
- Wechselrichter haben einen Wirkungsgrad (in der Regel 90-95 %), also teilen Sie den berechneten Wert durch diesen Faktor.
- Berechnen Sie die erforderliche Batteriekapazität:
- Teilen Sie den Tagesverbrauch durch die Batteriespannung (z. B. 48V).
- Fügen Sie eine Kapazitätsreserve hinzu:
- Es wird empfohlen, eine Batterie mit einer Reserve von 10-20 % zu wählen, um die Lebensdauer der Batterie zu erhöhen und mögliche Lastspitzen auszugleichen.
Beispiel: Wenn der tägliche Gesamtverbrauch 5000Wh beträgt und eine 48V-Batterie verwendet wird, würde die Kapazitätsberechnung wie folgt aussehen:
5000 Wh / 48 V = 104,2 Ah. Mit einer Reserve von 20 %: 104,2 × 1,2 = 125 Ah.
Empfehlungen für die Batterieauswahl.
Es ist wichtig, dass Sie keine Batterien von zwielichtigen Verkäufern kaufen, denn eine Batterie ist ein hochriskantes Gerät. Sparen auf Kosten der Sicherheit kann zu Schäden an der Anlage führen oder Leben gefährden. Kaufen Sie Batterien nur von vertrauenswürdigen Lieferanten und stellen Sie sicher, dass Qualitätszertifikate vorhanden sind.
In unseren Projekten verwenden wir LiFePO4-Batterien des britischen Unternehmens SunSynk. Die Geräte dieser Firma bestechen durch ihre Qualität und Zuverlässigkeit.
Einbauort der Batterie.
Die Wahl des richtigen Einbauplatzes ist entscheidend für die Leistung und Langlebigkeit der Batterie:
- Installation neben dem Wechselrichter:
- In der Regel werden die Batterien zusammen mit dem Wechselrichter installiert, damit keine langen Stromkabel verlegt werden müssen, die den Energieverlust und die Kosten erhöhen.
- Räumlichkeiten für die Installation:
- Batterien und Wechselrichter können auf Außenterrassen oder in Wirtschaftsräumen untergebracht werden. Wenn der Raum geschlossen ist, sollte für eine Belüftung gesorgt werden, da die Stromversorgungsgeräte bei Betrieb unter Last sehr heiß werden.
- Aufstellung im Freien:
- Bei der Installation im Freien ist es wichtig, die klimatischen Bedingungen vor Ort zu berücksichtigen, um die folgenden Risiken zu vermeiden:
- Frost, der den Betrieb des Geräts beeinträchtigen kann.
- Meeresbrise mit hohem Salzgehalt, die Korrosion verursachen kann.
- Direkte Sonneneinstrahlung, die zu Überhitzung führt.
- Überschwemmungen oder starke Regenfälle mit hoher Luftfeuchtigkeit (bis zu 100%).
- Bei der Installation im Freien ist es wichtig, die klimatischen Bedingungen vor Ort zu berücksichtigen, um die folgenden Risiken zu vermeiden:
Viele Faktoren, darunter Temperatur, Feuchtigkeit und Umwelteinflüsse, wirken sich auf die Leistung, Haltbarkeit und Sicherheit von Elektrogeräten aus. Daher muss die Wahl des Aufstellungsortes sorgfältig überlegt werden.
Schlussfolgerung.
Bei der Auswahl einer Batterie für Solarmodule müssen Faktoren wie das Budget, die Anforderungen an die Haltbarkeit, die Sicherheit und der verfügbare Platz berücksichtigt werden. Trotz der hohen Anschaffungskosten bieten Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien die beste Kombination von Merkmalen, was sie zur optimalen Lösung für Solarenergiesysteme macht.
