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alphütte mit solarbatterien im gebirge mit solarzellen auf dem dach

Solarbatterien

Solarenergie gilt als sauber und erneuerbar. Solarenergie kann als Alternative zu fossilen Brennstoffen genutzt werden. Es ist auch eine grossartige Möglichkeit, die CO2-Emissionen zu reduzieren. Solarbatterien spielen bei Insel-Solaranlagen eine Schlüsselrolle.

Wie funktioniert die Solar-Inselanlage?

Insel-Solaranlagen sind vom Netz unabhängig und werden oft in Regionen installiert, wo kein günstiger Netzstrom zur Verfügung steht oder die Abhängigkeit vom Netz nicht erwünscht ist. Die Sonne liefert kostenlose Energie. Die Solaranlage produziert an sonnigen Tagen die meiste Energie. Der durch Sonnenkollektoren erzeugte Strom wird nicht sofort verbraucht, sondern in Solarbatterien zwischengespeichert, bis er benötigt wird.

Die Inselanlage besteht aus drei Hauptkomponenten: einem Solarpanel, einer Batteriebank und einem Wechselrichter.

Vom Sonnenkollektor in die Solarbatterie

Sonnenkollektoren wandeln Sonnenlicht mithilfe von Fotovoltaikzellen in Gleichstrom um. Dieser wird über den Laderegler direkt zu den falls vorhandenen Gleichstromverbrauchern geleitet und verbraucht. Der überschüssige Gleichstrom wird zum Wechselrichter geleitet, der aus dem durch die Solarzellen erzeugten Gleichstrom Wechselstrom erzeugt. Mit diesem Wechselstrom können die gewohnten Geräte und Verbraucher betrieben werden. Der überschüssige Gleichstrom wird in die Solar Batterien geleitet und zwischengelagert.

Welche Eigenschaften müssen Batterien für Solaranlagen aufweisen?

Batterien sind eben nicht alle gleich. Für fast jeden erdenklichen Einsatz wurden Batterien entwickelt, deren Eigenschaften auf den jeweiligen Einsatzzweck abgestimmt wurden. Solarbatterien müssen folgende Eigenschaften aufweisen:

  • Zyklenfestigkeit. Jede Entladung der Solarbatterien mit darauf folgender Wiederaufladung ist ein Zyklus. Je zyklenfester die Solar Batterie umso länger die Gebrauchsdauer.
  • Geringer Innenwiderstand. Geringer Innenwiderstand ist dafür verantwortlich, dass selbst geringe Ladeströme in den Batterien für Solaranlagen eingeladen werden können. Das sorgt für gute Ladeeffizienz.
  • Geringe Selbstentladung. Selbstentladung ist ein unerwünschter elektrochemischer Prozess. Dieser Prozess kann nicht vermieden werden. Die Selbstentladung hängt von der Zusammensetzung der Inhaltsstoffe und der Betriebstemperatur ab.
  • Kein oder geringer Wartungsaufwand. Moderne Solarbatterien sind heute absolut wartungsfrei. Dennoch kann es Sinn machen, auf Batteriesysteme zurückzugreifen, die nicht ganz wartungsfrei, aber wartungsarm sind.

Welche Batterie Technologien eignen sich für Solar Batterien?

Blei-Säure-Akkumulatoren gibt es seit über 150 Jahren. Das System wurde laufend weiterentwickelt, auf die unterschiedlichen Bedürfnisse angepasst und optimiert. Sie werden in grossen Mengen hergestellt, halten einige Jahre und sind preisgünstig.

Anwenderfreundliche wartungsfreien Batterien für Solaranlagen haben sich durchgesetzt. Dennoch macht es Sinn für besonders zyklisch strapazierte Solarbatterien auf die wartungsarme OPzS-Baureihe zurückzugreifen.

Hat die Zyklentiefe einen Einfluss auf die Lebensdauer der Solar Batterien?

Als Zyklentiefe oder Tiefe des Zyklus wir der Anteil der entnommenen Kapazität an der Gesamtkapazität bezeichnet. Je grösser der Anteil, je tiefer der Zyklus.

Eine Faustregel besagt, dass grundsätzlich niemals mehr als 80 % der zur Verfügung stehenden Energiemenge der Solarbatterie entnommen wird.

Als Grundsatzaussage für Blei-Akkumulatoren gilt: Je geringer die Zyklustiefe gehalten wird, nimmt die Lebensdauer der Batterie überproportional zu. Nachstehendes Diagramm verdeutlicht diese Aussage.

Angabe der Batterie-Kapazität

Sicher ist Ihnen schon aufgefallen, dass die Kapazität in Amperestunden von Batterien unterschiedlich angegeben wird. Die Kapazitätsangabe wird von einem Kürzel wie K20 oder C20 begleitet. Wobei das K für das deutsche Wort Kapazität und das C für das englische Wort Capacity steht. Die korrekte Angabe der Kapazität eines Akkumulators ist zum Beispiel: 95 Ah K20 oder 95 Ah C20.

Welche Kürzel K.. oder C.. gibt es und wie sind die zu verstehen?

K1 gibt die Kapazität bei 1-stündiger Entladung an. Wird bei Batterien für unterbrechungsfreie Stromversorgungen USV) verwendet.

K5 gibt die Kapazität bei 5-stündiger Entladung an. Wird bei Traktionsbatterien verwendet.

K20 gibt die Kapazität bei 20-stündiger Entladung an. Wird bei Starterbatterien verwendet.

K100 gibt die Kapazität bei 100-stündiger Entladung an. Wird bei Solarbatterien verwendet

Beim Vergleich der Batteriekapazitäten unbedingt darauf achten, dass die gleichen Kapazitätsangaben verglichen werden. Andernfalls ist der Vergleich unbrauchbar.

Die Nutzkapazität ist abhängig vom Entladestrom

Die Kapazitätsangabe in Amperestunden [Ah] steht immer in einer Abhängigkeit von der Entladezeit. Die Kapazität einer Batterie ist direkt vom Strom abhängig, mit der die Batterie entladen wird. Je kleiner der Entladestrom ist, desto länger wird die Entladezeit und die nutzbare Kapazität wird grösser. Der Umkehrschluss: Je grösser der Entladestrom, umso kleiner ist die nutzbare Kapazität.

Hat die Umgebungstemperatur einen Einfluss auf meine Solarbatterien?

Die empfohlene Betriebstemperatur von Akkumulatoren ist in der Regel der Bereich zwischen 20 °C bis 30 °C. Darauf beziehen sich auch die Angaben der Nennkapazität.

Solarbatterien stehen oft an exponierten Stellen. Sei es in einem ungeheizten Keller oder auf einer Laube in einem Verschlag und sind somit mehr oder weniger der Aussentemperatur ausgesetzt.

Nebst vielen anderen Parametern hat die Temperatur einen erheblichen Einfluss auf die zur Verfügung stehende Kapazität. Bei niedriger Umgebungstemperatur nimmt die Kapazität des Akkumulators ab. Das wirkt sich besonders stark bei Temperaturen unter 0°C aus. Bei –15 °C hat besitzt die Batterie nur noch ca. 65 % der Nennkapazität. Ebenso ist die Aufladung bei tieferen Temperaturen erschwert.

Achtung: Wenn die Umgebungstemperatur dauernd mehr als 10 Grad höher ist, verdoppelt sich die Korrosionsgeschwindigkeit in der Batterie. Das heisst, die Batterie fällt wahrscheinlich bereits nach der Hälfte der zu erwartenden Lebensdauer aus.

Wie lagere und überwintere ich meine Solarbatterien?

Insbesondere bei saisonal genutzten Solaranlagen wie zum Beispiel in abgelegenen Berghütten, die im Winter unzugänglich sind, stellt sich die Frage nach der richtigen Überwinterung der Solarbatterie.

Bevor die Anlage ausser Betrieb genommen wird, ist darauf zu achten, dass die Batterien für Solaranlagen vollständig aufgeladen sind. Bleibatterien dürfen nicht im teil- oder gar tiefentladenen Zustand gelagert werden.

Trennen Sie alle Verbraucher von der Batterie. Stellen Sie sicher, dass keine Verbraucher mehr angeschlossen sind.

Solarbatterien für Inselanlagen