Wenn Sie Solarstrom in Ihrem Haus installieren, müssen Sie unabhängig von der Art der Anwendung zunächst Ihren Strombedarf ermitteln. Sie können den Stromverbrauch einzelner Geräte und anderer Lasten addieren, die Sie betreiben müssen, aber Sie müssen auch definieren, wie viele Lasten gleichzeitig laufen und zu welchen Zeiten. Hier sind vier Spezifikationen von Interesse:
Gesamtsystemkapazität, gemessen in Kilowattstunden pro Tag: Dies ist die Gesamtstrommenge, die Sie im Laufe eines Tages benötigen.
Momentane Spitzenleistung, gemessen in Watt: Sie haben viel Kontrolle über diese Spezifikation, da Sie Geräte zu unterschiedlichen Zeiten betreiben können. Wenn es zum Beispiel zu Ihrer üblichen Routine gehört, morgens gleichzeitig mit dem Einschalten der Kaffeemaschine das Licht einzuschalten, können Sie zu einer programmierbaren Kaffeemaschine wechseln, die Ihren Kaffee vor dem Aufwachen bereit hält. Oder Sie können Ihren Mikrowellenherd nur betreiben, wenn alle Lichter aus sind, und so weiter.
Ein Maß für die wöchentliche Nutzungshäufigkeit des Systems (Einschaltdauer): Eine Wochenendkabine, die an zwei Tagen pro Woche genutzt wird, hat eine Einschaltdauer von 2/7 oder etwa 28 Prozent. Ein täglich genutztes System hat eine Einschaltdauer von 100 Prozent.
Wie viele Stunden gutes Sonnenlicht pro Tag Sie erwarten können: Eine genaue Schätzung ist schwierig, da das Sonnenlicht stark vom Wetter abhängt. Es hängt auch von der Jahreszeit ab, zu der Sie Ihr System verwenden möchten.
Die folgende Tabelle zeigt ein Beispiel für ein Lastanalysediagramm für eine Wochenendkabine. In dieser Situation beträgt die Einschaltdauer etwa 28 Prozent (zwei Tage pro Woche), und die Kabine wird nur in den Sommermonaten genutzt, so dass die durchschnittliche erwartete Sonneneinstrahlung pro Tag etwa acht Stunden beträgt.
Energieverbrauch in einer Wochenendkabine
| Wechselstromgerät | Watt | Stunden/Tag | Wattstunden/Tag |
|---|---|---|---|
| Küchenlicht | 60 | 3 | 180 |
| Familienzimmer Licht | 120 | 4 | 480 |
| Fernseher | 70 | 3 | 210 |
| Kaffeemaschine | 200 | 0,5 | 100 |
| Mikrowelle | 900 | 0,15 | 135 |
| Radiowecker | 1 | 24 | 24 |
| Tischlüfter | fünfzehn | 6 | 90 |
| Kühlschrank | 20 | 24 | 480 |
| So führen Sie einige Berechnungen aus diesem Diagramm durch: |
Bestimmen Sie den gesamten täglichen Energiebedarf (in kWh/Tag): Summieren Sie die Spalte Watt-Stunden/Tag und dividieren Sie durch 1.000.
Berechnen Sie den um Ineffizienz bereinigten täglichen Energiebedarf (10 %): Multiplizieren Sie den gesamten täglichen Energiebedarf mit 1,1.
Ermitteln Sie die maximale Momentanlast: Entscheiden Sie, welche Geräte gleichzeitig eingeschaltet sind, und addieren Sie ihre Leistungsaufnahme.
Schätzen Sie den Arbeitszyklus: Teilen Sie die Anzahl der Tage pro Woche, an denen die Kabine genutzt wird durch 7.
Ermitteln Sie die durchschnittliche kWh pro Tag: Multiplizieren Sie den angepassten täglichen Energiebedarf mit der Einschaltdauer.
Die Spezifikationen, die das Beispielsystem definieren, sind die folgenden (beim Kauf eines Systems benötigen Sie diese Zahlen, um die Systemgröße und -zusammensetzung anzugeben):
Solarpanel-Leistung: Bei acht Stunden guter Sonneneinstrahlung pro Tag benötigt das Beispiel ein 67,5-Watt-Solarpanel. (Nehmen Sie die durchschnittliche kWh pro Tag von 0,54 und dividieren Sie sie durch 8 Stunden.) Multiplizieren Sie diese Zahl am besten mit 1,3, nur um auf der konservativen Seite zu bleiben. Das ergibt rund 90 Watt.
Spannungsausgang: Im Beispiel 12VDC, Sie können aber auch andere Spannungen verwenden. (12VDC ist die gebräuchlichste, weil sie von Booten, Autos und Wohnmobilen verwendet wird.)
Batteriegröße: Berechne die Batteriegröße, die in Amperestunden (Ah) angegeben wird. Die meisten Batterien haben 12 V DC, aber auch andere Größen sind erhältlich. Nehmen Sie für dieses Beispiel an, dass Sie ein 12-VDC-System haben. Nehmen Sie die gesamte angepasste kWh/Tag, multiplizieren Sie diese mit 1.000, um kWh/Tag zu erhalten, und teilen Sie diesen Wert dann durch die Batteriespannung.
Um die beste Leistung und Wirtschaftlichkeit aus einer Batterie herauszuholen, ist es am besten, die Kapazität um 100 Prozent zu überschreiten, was etwa 300 Ah ergibt.
Sicherungsgröße: Die Sicherungsgröße wird durch die maximale Stromaufnahme bestimmt. Nehmen Sie die maximale Momentanlast und teilen Sie sie durch die Spannung. Für das Beispiel ergibt dies 100 Ampere:
Das ist ein Problem. Ströme von mehr als 30 Ampere sind nicht nur gefährlich, sondern die Drahtstärken müssen auch sehr dick sein. Beachten Sie, dass, wenn Sie den Mikrowellenherd aus dem Bild werfen, der maximale sofortige Stromausfall nur etwa 300 Watt beträgt, was 25 Ampere ergibt. Diese Nummer ist praktisch. Es ist Zeit, einen Solarofen zu bauen oder einen Campingkocher zu kaufen, der mit Propan betrieben wird.
Ein einfaches 12-VDC-Startersystem kostet mit Batterie 1.100 US-Dollar und gibt 0,4 kWh pro Tag ab (was nicht viel Energie ist).
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