Solarenergieanlage für ein 200 m2 großes Haus selbstgebaut

Immer wieder tauchen in den sozialen Medien Nachrichten über den Umweltschutz und die Entwicklung alternativer Energiequellen auf. Manchmal gibt es sogar Berichte darüber, wie in einem verlassenen Dorf eine Solaranlage installiert wurde, damit die Einheimischen nicht nur 2-3 Stunden am Tag, solange der Generator läuft, den Komfort der Zivilisation genießen können, sondern ständig. Aber das erscheint alles irgendwie fern von unserem Leben. Daher habe ich beschlossen, an meinem eigenen Beispiel zu zeigen und zu erklären, wie eine Solaranlage für ein privates Haus aufgebaut ist und funktioniert. Ich werde alle Phasen erläutern: von der Idee bis zum Einschalten aller Geräte und teile meine Erfahrungen mit der Nutzung. Der Artikel wird ziemlich umfangreich sein, daher können sich diejenigen, die nicht gerne viel lesen, das Video anschauen. Dort habe ich versucht, das Gleiche zu erzählen, aber es wird sichtbar sein, wie ich alles selbst zusammenbaue.

Ausgangsdaten: Ein Einfamilienhaus mit einer Fläche von etwa 200 m2 ist an das Stromnetz angeschlossen. Drei Phasen mit einer Gesamtleistung von 15 kW. Im Haus gibt es eine Standardausstattung an Elektrogeräten: Kühlschrank, Fernseher, Computer, Waschmaschine und Geschirrspüler usw. Das Stromnetz zeichnet sich nicht durch Stabilität aus: Mein Rekord für Ausfälle beträgt 6 Tage hintereinander, mit Ausfallzeiten von 2 bis 8 Stunden.

Was ich erreichen möchte: Schluss mit Stromausfällen und jederzeit Zugang zu Strom, unabhängig von den Umständen.

Welche Vorteile es geben kann: Die Sonnenenergie maximal nutzen, sodass das Haus vorrangig mit Solarenergie versorgt wird und der Mangel aus dem Netz gedeckt wird. Als Bonus kann ich, nach der Verabschiedung des Gesetzes über den Verkauf von Elektrizität durch Privatpersonen, beginnen, einen Teil meiner Ausgaben zu kompensieren, indem ich Überschüsse an das öffentliche Stromnetz verkaufe.

Wo anfangen?

Es gibt immer mindestens zwei Wege, um jede Aufgabe zu lösen: sich selbst zu informieren oder die Lösung jemand anderem zu überlassen. Die erste Option beinhaltet das Studium von theoretischen Materialien, das Lesen von Foren, den Austausch mit Besitzern von Solarkraftwerken, den inneren Schweinehund zu überwinden und schließlich den Kauf der Ausrüstung sowie deren Installation. Die zweite Option: Anrufen bei einem spezialisierten Unternehmen, das viele Fragen stellt, die passende Ausrüstung auswählt und verkauft, und eventuell die Installation gegen eine separate Gebühr vornimmt. Ich habe mich entschieden, diese beiden Ansätze zu kombinieren. Teils, weil es mich interessiert, und teils, um nicht auf Verkäufer zu treffen, die nur darauf aus sind, zu verdienen, indem sie mir nicht ganz das verkaufen, was ich wirklich brauche. Jetzt ist es Zeit für die Theorie, um zu verstehen, wie ich meine Entscheidung getroffen habe.

Auf dem Foto ist ein Beispiel für die "Nutzung" von Geld zum Bau eines Solarkraftwerks zu sehen. Beachten Sie, die Solarmodule sind HINTER dem Baum installiert – so gelangt kein Licht darauf, und sie funktionieren einfach nicht.

Typen von Solarkraftwerken

Ich möchte gleich klarstellen, dass ich nicht über industrielle Lösungen und nicht über Hochleistungssysteme sprechen werde, sondern über ein gewöhnliches Solarkraftwerk für ein kleines Haus. Ich bin kein Oligarch, der mit Geld um sich wirft, aber ich halte mich an das Prinzip der ausreichenden Vernunft. Das bedeutet, dass ich nicht einen Pool mit „solar“ Strom beheizen oder ein Elektroauto aufladen möchte, das ich gar nicht habe, sondern dass ich möchte, dass in meinem Haus alle Geräte ständig betrieben werden, ohne auf das Stromnetz Rücksicht nehmen zu müssen.

Jetzt werde ich über die Typen von Solarkraftwerken für Privathäuser berichten. Im Grunde gibt es drei Haupttypen, aber es gibt Variationen. Ich werde sie nach dem Preis jeder Anlage anordnen.

Netzgebundenes Solarkraftwerk Dieser Typ von Kraftwerk kombiniert geringe Kosten mit maximaler Betriebseinfacheit. Es besteht aus nur zwei Elementen: Solarmodulen und einem Netzwechselrichter. Der Strom von den Solarmodulen wird direkt in 220V/380V im Haus umgewandelt und von den häuslichen Energiesystemen verbraucht. Doch es gibt einen wesentlichen Nachteil: Für den Betrieb des netzgekoppelten Systems ist ein Stütznetz erforderlich. Im Falle einer Unterbrechung des externen Stromnetzes verwandeln sich die Solarmodule in „Kürbis“ und hören auf, Strom zu erzeugen, da der Netzwechselrichter ein Stütznetz, also das Vorhandensein von Strom, benötigt. Darüber hinaus ist der Betrieb des Netzwechselrichters mit der bestehenden Infrastruktur des Stromnetzes nicht besonders vorteilhaft. Beispiel: Sie haben ein Solarstromsystem mit 3 kW, während das Haus 1 kW verbraucht. Überschüsse werden „in das Netz fließen“, und herkömmliche Zähler zählen die Energie „modular“, das heißt, die ins Netz eingespeiste Energie wird als verbrauchte Energie gezählt, und dafür muss man zusätzlich bezahlen. Hier stellt sich die logische Frage: Was tun mit überschüssiger Energie und wie kann man das vermeiden? Kommen wir zum zweiten Typ von Solarstromanlagen.

Hybrid-Solarstromanlage Dieser Typ von Kraftwerk vereint die Vorteile eines netzgekoppelten und eines autonomen Kraftwerks. Es besteht aus 4 Elementen: Solarmodule, Solarregler, Batterien und Hybridwechselrichter. Der Kern ist der Hybridwechselrichter, der in der Lage ist, den aus dem externen Netz bezogenen Strom mit dem von den Solarmodulen erzeugten Strom zu mischen. Darüber hinaus haben gute Wechselrichter die Möglichkeit, die Priorisierung des verbrauchten Stroms einzustellen. Idealerweise sollte das Haus zuerst den Strom von den Solarmodulen verbrauchen und nur bei unzureichender Menge aus dem externen Netz ergänzen. Im Falle eines Ausfalls des externen Netzes wechselt der Wechselrichter in den autonomen Betrieb und verwendet den Strom von den Solarmodulen sowie den in den Batterien gespeicherten Strom. Auf diese Weise funktioniert das Haus auch, wenn der Strom für längere Zeit abgeschaltet wird und es bewölkt ist (oder die Stromversorgung nachts unterbrochen wird). Aber was tun, wenn überhaupt kein Strom vorhanden ist, man aber trotzdem leben muss? Hier komme ich zum dritten Typ von Kraftwerken.

Autonome Solarstromanlage Diese Art von Kraftwerk ermöglicht es, vollständig unabhängig von externen Stromnetzen zu leben. Es kann mehr als 4 Standardkomponenten umfassen: Solarpanels, Solarcontroller, Akku, Wechselrichter.

Zusätzlich dazu kann anstelle von Solarpanels eine kleine Wasserkraftstation, eine Windkraftanlage oder ein Generator (diesel-, gas- oder benzinbetrieben) installiert werden. In der Regel ist ein Generator bei solchen Objekten vorhanden, da es Sonne und Wind nicht immer geben könnte und die Energiespeicherung in den Akkus nicht unbegrenzt ist – in diesem Fall wird der Generator gestartet und versorgt das gesamte Objekt mit Energie, während er gleichzeitig die Akkus auflädt. Ein solches Kraftwerk kann leicht in ein hybrides Kraftwerk umgewandelt werden, wenn es an das externe Stromnetz angeschlossen ist, sofern der Wechselrichter über diese Funktionen verfügt. Der Hauptunterschied zwischen einem autonomen und einem hybriden Wechselrichter liegt darin, dass ersterer nicht in der Lage ist, Energie von Solarpanels mit der Energie aus dem externen Netz zu vermischen. Im Gegensatz dazu kann ein hybrider Wechselrichter auch als autonomer arbeiten, wenn das externe Netz abgeschaltet wird. In der Regel sind hybride Wechselrichter preislich mit rein autonomen vergleichbar, und wenn sie unterschiedlich sind, dann nicht wesentlich.

Was ist ein Solarcontroller?

In allen Arten von Solarkraftwerken ist ein Solarcontroller vorhanden. Sogar in einem netzgekoppelten Solarkraftwerk ist er enthalten, da er Teil des netzgekoppelten Wechselrichters ist. Viele hybride Wechselrichter werden auch mit Solarcontrollern ausgestattet angeboten. Was ist das und wofür wird er benötigt? Ich werde über hybride und autonome Solarkraftwerke sprechen, da dies genau mein Fall ist. Über das Gerät des netzgekoppelten Wechselrichters kann ich im Detail in den Kommentaren informieren, falls es Anfragen dazu gibt.

Ein Sonnenregler ist ein Gerät, das die von Solarmodulen gewonnene Energie in vom Inverter verwertbare Energie umwandelt. Zum Beispiel werden Solarmodule mit einer Spannung von vielfachen 12V hergestellt. Und auch Batterien werden in Vielfachen von 12V gefertigt, das hat sich so ergeben. Einfache Systeme mit 1-2 kW Leistung arbeiten mit 12V. Leistungsstarke Systeme mit 2-3 kW funktionieren bereits mit 24V, während sehr leistungsstarke Systeme mit 4-5 kW und mehr mit 48V arbeiten. Ich werde jetzt nur die "Haussysteme" betrachten, weil ich weiß, dass es Inverter gibt, die mit Spannungen von mehreren Hundert Volt arbeiten, aber das ist für den Hausgebrauch bereits gefährlich.

Angenommen, wir haben ein System mit 48V und Solarmodule mit 36V (das Modul ist auf 3x12V konfiguriert). Wie erhalten wir die benötigten 48V für den Betrieb des Inverters? Natürlich werden die Batterien mit 48V an den Inverter angeschlossen, und diese Batterien werden von einem Sonnenregler auf der einen Seite und von den Solarmodulen auf der anderen Seite verbunden. Die Solarmodule werden auf eine absichtlich höhere Spannung konfiguriert, um die Batterien aufladen zu können. Der Sonnenregler erhält eine absichtlich höhere Spannung von den Solarmodulen, wandelt diese Spannung auf den erforderlichen Wert um und gibt sie an die Batterien weiter. Das ist vereinfacht erklärt. Es gibt Regler, die eine Spannung von 150-200V von den Solarmodulen auf 12V für die Batterien reduzieren können, aber dabei fließen sehr hohe Ströme und der Regler arbeitet mit einem schlechteren Wirkungsgrad. Der ideale Fall ist, wenn die Spannung der Solarmodule das Doppelte der Spannung der Batterien beträgt.

Es gibt zwei Arten von Sonnenreglern: PWM (Pulsweitenmodulation) und MPPT (Maximum Power Point Tracking – maximaler Leistungspunktverfolgung). Der grundsätzliche Unterschied zwischen ihnen besteht darin, dass ein PWM-Regler nur mit Modulsammlungen arbeiten kann, deren Spannung die Batterie-Spannung nicht überschreitet. Der MPPT-Regler kann jedoch mit einer erheblichen Überschreitung der Spannung im Verhältnis zu den Batterien arbeiten. Darüber hinaus haben MPPT-Regler einen deutlich höheren Wirkungsgrad, kosten aber auch mehr.

Wie wählt man Solarmodule aus?

Auf den ersten Blick sind alle Solarpanels gleich: Die Solarzellen sind durch Streifen miteinander verbunden, und auf der Rückseite befinden sich zwei Drähte: Plus und Minus. Aber es gibt viele Nuancen. Solarpanels bestehen aus verschiedenen Zelltypen: amorph, polykristallin, monokristallin. Ich werde nicht für einen bestimmten Typ von Zellen plädieren. Ich sage einfach, dass ich persönlich monokristalline Solarpanels bevorzuge. Aber das ist noch nicht alles. Jede Solarzelle ist ein vierlagiger Aufbau: Glas, transparente EVA-Folie, Solarzelle, Dichtungsfolie. Und hier ist jeder Schritt von entscheidender Bedeutung. Das Glas muss nicht beliebig sein, sondern eine spezielle Textur aufweisen, die die Lichtreflexion verringert und das einfallende Licht unter einem bestimmten Winkel bricht, sodass die Zellen maximal beleuchtet werden, denn die produzierte Energie hängt von der Lichtmenge ab. Die Durchsichtigkeit der EVA-Folie bestimmt, wie viel Energie auf die Zelle gelangt und wie viel Energie das Panel erzeugen kann. Wenn die Folie fehlerhaft ist und im Laufe der Zeit trüb wird, wird die Energieproduktion deutlich sinken.

Als nächstes kommen die Zellen selbst, und sie werden je nach Qualität in Typen eingeteilt: Klasse A, B, C, D und so weiter. Natürlich ist es besser, Zellen der Klasse A und eine gute Lötstelle zu haben, denn bei schlechtem Kontakt wird die Zelle heißer und geht schneller kaputt. Und auch die abschließende Folie sollte von hoher Qualität sein und eine gute Dichtung gewährleisten. Bei einer Undichtigkeit der Panels gelangt schnell Feuchtigkeit zu den Zellen, was zu Korrosion führt, und das Panel wird ebenfalls beschädigt.

Wie wählt man das richtige Solarpanel aus? Der Hauptproduzent für unser Land ist China, obwohl auch russische Hersteller auf dem Markt sind. Es gibt viele OEM-Werke, die jedes bestellte Schild anbringen und die Paneele an den Kunden verschicken. Und es gibt Werke, die den vollständigen Produktionszyklus gewährleisten und die Qualität der Produkte in allen Produktionsphasen kontrollieren können. Wie erfährt man von solchen Werken und Marken? Es gibt ein paar angesehene Labors, die unabhängige Tests von Solarpanelen durchführen und die Ergebnisse dieser Tests offen veröffentlichen. Vor dem Kauf können Sie den Namen und das Modell des Solarpanels eingeben und herausfinden, wie gut das Solarpanel den angegebenen Eigenschaften entspricht. Das erste Labor ist die Kalifornische Energiemarketingbehörde, das zweite Labor ist die europäische – TUV. Wenn der Hersteller der Paneele nicht in diesen Listen aufgeführt ist, sollte man über die Qualität nachdenken. Das bedeutet nicht, dass das Panel schlecht ist. Es könnte einfach sein, dass die Marke OEM ist und der Hersteller andere Paneele produziert. In jedem Fall zeigt die Präsenz in den Listen dieser Labore bereits, dass Sie Solarbatterien nicht von einem Hersteller kaufen, der nur für einen Tag existiert.

Meine Wahl der Solaranlage

Vor dem Kauf sollte man den Aufgabenbereich umreißen, den die Solaranlage erfüllen soll, um nicht für Unnötiges zu zahlen und nicht für ungenutzte Ressourcen zu viel zu bezahlen. Hier gehe ich dann zur Praxis über, wie ich es selbst gemacht habe. Zunächst das Ziel und die Ausgangssituation: Im Dorf wird der Strom periodisch für Zeiträume von einer halben Stunde bis acht Stunden abgeschaltet. Es kann sowohl einmal im Monat als auch mehrere Tage hintereinander zu Abschaltungen kommen. Die Aufgabe: Das Haus mit Strom rund um die Uhr zu versorgen, mit gewissen Einschränkungen des Verbrauchs während der Abschaltphasen des externen Stromnetzes. Dabei müssen die wichtigsten Sicherheits- und Lebensunterhaltungssysteme funktionieren, d. h.: die Pumpstation, die Videoüberwachungs- und Alarmsysteme, der Router, der Server und die gesamte Netzwerk-Infrastruktur sowie die Beleuchtung, Computer und der Kühlschrank müssen laufen. Sekundär: Fernseher, Unterhaltungssysteme, Elektrowerkzeuge (Rasenmäher, Trimmer, Beregnungspumpe). Kann abgeschaltet werden: Boiler, Wasserkocher, Bügeleisen und andere Heiz- und hochverbrauchende Geräte, deren Betrieb momentan nicht wichtig ist. Den Wasserkocher kann man auf dem Gasherd erhitzen und später bügeln.

In der Regel kann man eine Solaranlage an einem Ort kaufen. Die Verkäufer von Solarpanelen bieten auch die gesamte dazugehörige Ausrüstung an, weshalb ich meine Suche von den Solarbatterien aus begonnen habe. Eine der soliden Marken ist TopRay Solar. Es gibt gute Bewertungen und reale Nutzungserfahrungen in Russland, insbesondere in der Region Krasnodar, wo man sich mit Sonne auskennt. In Russland gibt es einen offiziellen Distributor und regionale Händler, auf den genannten Webseiten mit Labors zur Überprüfung von Solarpanelen ist diese Marke vertreten und liegt nicht an den hinteren Plätzen, also kann man sie bedenkenlos kaufen. Darüber hinaus beschäftigt sich die Verkaufsfirma für Solarpanelen TopRay auch mit der eigenen Herstellung von Controllern und Elektronik für die Verkehrsinfrastruktur: Verkehrsleitsysteme, LED Ampeln, Blinkzeichen, Solarcontroller und anderes. Aus Neugier habe ich mich sogar nach ihrer Produktion erkundigt – es ist recht technologisch, und sogar Frauen wissen, von welcher Seite man an den Lötkolben herangehen sollte. So was gibt's!

Mit meiner Wunschliste wandte ich mich an sie und bat darum, mir ein paar Ausstattungsvarianten zusammenzustellen: eine teurere und eine günstigere für mein Zuhause. Mir wurden eine Reihe von klärenden Fragen zur reservierten Leistung, der Anzahl der Verbraucher sowie zur maximalen und konstanten Leistungsaufnahme gestellt. Letzteres war für mich eine völlige Überraschung: Das Haus verbraucht im Energiesparmodus, wenn nur die Systeme zur Videoüberwachung, Sicherheit, Internetverbindung und die Netzwerk Infrastruktur aktiv sind, 300-350 W. Das heißt, selbst wenn im Haus niemand Strom verbraucht, werden für interne Bedürfnisse bis zu 215 kWh im Monat benötigt. Hier kommt man ins Nachdenken über die Durchführung eines Energiestat audits. Und man fängt an, Ladegeräte, Fernseher und Konsolen, die im Standby-Modus ein wenig Strom verbrauchen, aus den Steckdosen zu ziehen, was sich summiert.
Ich werde es nicht hinauszögern, ich habe mich für ein günstigeres System entschieden, da oft bis zu die Hälfte des Preises der Stromerzeugung die Kosten für die Batterien ausmachen können. Die Liste der Geräte sieht folgendermaßen aus:

1. Solarmodul TopRay Solar 280 W Mono – 9 Stk
2. Einphasiger Hybridwechselrichter mit 5 kW InfiniSolar V-5K-48 – 1 Stk
3. Batterie AGM Pärus HML-12-100 – 4 Stk

Zusätzlich wurde mir angeboten, ein professionelles Montagesystem für die Solarmodule auf dem Dach zu erwerben, aber ich entschied mich, mit selbstgebauten Halterungen auszukommen und ebenfalls zu sparen. Ich beschloss, das System selbst zusammenzustellen und scheute keine Mühen und Zeit, während die Monteure ständig mit diesen Systemen arbeiten und schnelle sowie qualitativ hochwertige Ergebnisse garantieren. Also entscheidet selbst: Mit werksseitigen Halterungen arbeitet es sich viel angenehmer und einfacher, während meine Lösung einfach günstiger ist.

Was bietet die Solarstromanlage?

Dieses Set kann im autonomen Betrieb bis zu 5 kW Leistung liefern – genau diese Leistung habe ich beim einphasigen Wechselrichter gewählt. Wenn ich einen weiteren identischen Wechselrichter und ein Verbindungsmodul dazu kaufe, kann die Leistung auf 5 kW + 5 kW = 10 kW pro Phase erhöht werden. Alternativ kann ein dreiphasiges System erstellt werden, aber vorerst bin ich mit diesem zufrieden. Der Wechselrichter ist hochfrequent und daher recht leicht (etwa 15 kg) und nimmt wenig Platz ein – lässt sich leicht an der Wand montieren. Er ist bereits mit 2 MPPT-Reglern ausgestattet, die jeweils 2,5 kW leistungsfähig sind, sodass ich problemlos weitere Panels hinzufügen kann, ohne zusätzliches Equipment kaufen zu müssen.

Ich habe Solarpanels mit einer Nennleistung von 2520 W, aber aufgrund des suboptimalen Installationswinkels liefern sie weniger – maximal habe ich 2400 W gesehen. Der optimale Winkel ist senkrecht zur Sonne, was in unseren Breiten ungefähr 45 Grad zur Horizontlinie beträgt. Ich habe die Panels unter einem Winkel von 30 Grad installiert.

Der Akku hat eine Kapazität von 100A*h bei 48V, das sind also 4,8 kWh, aber es ist sehr unerwünscht, die Energie vollständig abzuziehen, da dies die Lebensdauer erheblich verkürzt. Es ist ratsam, solche Akkus nicht mehr als 50 % zu entladen. Lithium-Eisenphosphat- oder Lithium-Titanate-Akkus können tief und mit hohen Strömen geladen und entladen werden, während Blei-Säure-Akkus, egal ob flüssig, gelartig oder AGM, besser nicht überstrapaziert werden sollten. Also habe ich die Hälfte der Kapazität, was 2,4 kWh entspricht, also etwa 8 Stunden im vollständig autonomen Betrieb ohne Sonne. Das reicht für die nächtliche Nutzung aller Systeme, und es bleibt zudem die Hälfte der Akkukapazität für den Notfall. Am Morgen wird die Sonne wieder aufgehen und beginnen, den Akku aufzuladen, während sie gleichzeitig das Haus mit Energie versorgt. Das heißt, das Haus kann auch in diesem Modus autonom arbeiten, wenn der Energieverbrauch gesenkt wird und das Wetter gut ist. Für vollständige Autarkie könnten noch zusätzliche Akkus und ein Generator hinzugefügt werden. Schließlich gibt es im Winter sehr wenig Sonne, und ohne Generator wird es schwierig.

Ich fange an zu sammeln.

Vor dem Kauf und der Montage ist es notwendig, das gesamte System zu berechnen, um keine Fehler bei der Platzierung aller Systeme und der Verkabelung zu machen. Von den Solarpanels bis zum Wechselrichter habe ich etwa 25-30 Meter, und ich habe im Voraus zwei flexible Leitungen mit einem Querschnitt von 6 mm² verlegt, da über diese Spannungen bis zu 100V und Ströme von 25-30A übertragen werden. Diese Querschnittsreserve wurde gewählt, um Verluste im Kabel zu minimieren und die Energie maximal zu den Geräten zu bringen. Die Solarpanels selbst habe ich auf selbstgebauten Halterungen aus Aluminumwinkeln montiert und mit selbstgebauten Befestigungen gesichert. Damit das Panel nicht nach unten rutscht, schauen am Aluwinkel gegenüber jedem Panel ein Paar 30mm Schrauben nach oben, und sie fungieren als eine Art „Haken“ für die Panels. Nach der Montage sind sie nicht sichtbar, erfüllen aber weiterhin ihre Funktion.

Die Solarpanels wurden in drei Blöcke mit jeweils 3 Panels zusammengestellt. In den Blöcken werden die Panels in Reihe geschaltet – so konnte die Spannung auf 115 V ohne Last erhöht und der Strom gesenkt werden, was es ermöglicht, Kabel mit kleinerem Querschnitt zu wählen. Die Blöcke sind untereinander mit speziellen Steckverbindern verbunden, die einen guten Kontakt und die Dichtheit der Verbindung gewährleisten – sie heißen MC4. Diese habe ich auch verwendet, um die Kabel an den Solarcontroller anzuschließen, da sie einen zuverlässigen Kontakt und eine schnelle Schaltung zum Ein- und Ausschalten für Wartungsarbeiten bieten.

Als nächstes kommen wir zur Installation im Haus. Die Batterien wurden zuvor mit einem „intelligentem“ Autoladegerät aufgeladen, um die Spannung auszugleichen, und sind in Reihe geschaltet, um eine Spannung von 48 V zu gewährleisten. Anschließend sind sie mit einem Kabel mit einem Querschnitt von 25 mm² an den Wechselrichter angeschlossen. Übrigens wird es beim ersten Anschluss der Batterien an den Wechselrichter einen merklichen Funken an den Kontakten geben. Wenn Sie die Polarität nicht verwechselt haben, ist alles in Ordnung – im Wechselrichter sind ziemlich große Kondensatoren installiert, die sich beim Anschluss an die Batterien zu laden beginnen. Die maximale Leistung des Wechselrichters beträgt 5000 W, was bedeutet, dass der Strom, der durch das Kabel von den Batterien fließen kann, 100-110 A betragen wird. Das gewählte Kabel ist ausreichend für einen sicheren Betrieb. Nach dem Anschluss der Batterien kann das externe Netz und die Last im Haus angeschlossen werden. An die Anschlussklemmen werden die Drähte angeschlossen: Phase, Null, Erdung. Hier ist alles einfach und übersichtlich, aber wenn es für Sie unsicher ist, eine Steckdose zu reparieren, sollten Sie den Anschluss dieses Systems besser erfahrenen Elektroinstallateuren anvertrauen. Und als letzten Schritt schließe ich die Solarpanels an: Auch hier muss man vorsichtig sein und die Polarität nicht verwechseln. Bei einer Leistung von 2,5 kW und einem falschen Anschluss kann der Solarcontroller sofort durchbrennen. Was soll ich sagen: Bei dieser Leistung kann man direkt mit den Solarpanels schweißen, ohne einen Schweißwechselrichter. Das wird den Solarpanels nicht helfen, aber die Kraft der Sonne ist tatsächlich groß. Da ich zusätzlich MC4-Stecker verwende, ist es bei einer anfänglichen korrekten Montage einfach unmöglich, die Polarität zu verwechseln.

Alles ist angeschlossen, mit einem Klick auf den Schalter wechselt der Wechselrichter in den Einstellungsmodus: Hier muss der Batterietyp, der Betriebsmodus, die Ladeströme und andere Parameter festgelegt werden. Dafür gibt es eine leicht verständliche Anleitung, und wenn Sie in der Lage sind, einen Router einzustellen, wird die Konfiguration des Wechselrichters ebenfalls nicht sehr kompliziert sein. Es ist nur wichtig, die Parameter der Batterie zu kennen und sie richtig einzustellen, damit sie so lange wie möglich halten. Danach, hm... Danach kommt das Interessanteste.

Betrieb einer hybriden Solaranlage

Nach der Inbetriebnahme der Solaranlage haben meine Familie und ich viele Gewohnheiten überdacht. Zum Beispiel, wenn früher die Waschmaschine oder der Geschirrspüler nach 23 Uhr bei den Nachttarifen des Stromanbieters eingeschaltet wurden, werden diese energieintensiven Arbeiten jetzt tagsüber erledigt, da die Waschmaschine während des Betriebs 500-2100 W verbraucht, und der Geschirrspüler 400-2100 W. Warum dieser Unterschied? Weil Pumpen und Motoren relativ wenig verbrauchen, während Wassererhitzer sehr energiehungrig sind. Bügeln hat sich ebenfalls als tagsüber „rentabler“ und angenehmer herausgestellt: Der Raum ist viel heller, und die Sonnenenergie deckt den Strombedarf des Bügeleisens vollständig. Auf dem Screenshot ist das Diagramm der Energieerzeugung der Solaranlage dargestellt. Der morgendliche Höhepunkt ist gut zu sehen, als die Waschmaschine lief und viel Energie verbrauchte – diese Energie wurde von den Solarpanelen erzeugt.

In den ersten Tagen bin ich mehrmals zum Inverter gegangen, um auf den Bildschirm der Energieerzeugung und des Verbrauchs zu schauen. Dann habe ich das Tool auf meinem Heimserver installiert, das in Echtzeit den Betriebsmodus des Inverters und alle Parameter des Stromnetzes anzeigt. Zum Beispiel ist im Screenshot zu sehen, dass das Haus mehr als 2 kW Energie verbraucht (Punkt AC output active power) und diese gesamte Energie von den Solarpanelen stammt (Punkt PV1 input power). Das bedeutet, dass der Inverter im hybriden Modus mit Priorität der Stromversorgung durch Sonne den gesamten Energiebedarf der Geräte vollständig durch Sonnenenergie abdeckt. Ist das nicht wunderbar? Jeden Tag erschien eine neue Spalte in der Tabelle der Energieproduktion und das konnte nicht erfreuen. Und als im ganzen Dorf der Strom ausfiel, erfuhr ich nur durch das Piepsen des Inverters, der von der Arbeit im autonomen Modus berichtete. Für das gesamte Haus bedeutete das nur eines: Wir leben wie zuvor, während die Nachbarn mit Eimern Wasser holen.

Aber es gibt auch zu Hause mit der Solaranlage einige Nuancen:

1. Ich begann zu bemerken, dass Vögel die Solarpanels lieben und beim Überfliegen über sie sich nicht zurückhalten können, von der Anwesenheit technischer Ausrüstung im Dorf begeistert zu sein. Das bedeutet, dass manchmal die Solarpanels von Spuren und Staub gereinigt werden müssen. Ich denke, bei einer Installation unter 45 Grad würden alle Spuren einfach von den Regen abgewischt. Die Erzeugung leidet überhaupt nicht unter ein paar Vogelspuren, aber wenn ein Teil des Panels beschattet wird, wird der Rückgang der Energieerzeugung spürbar. Das bemerkte ich, als die Sonne zum Untergang neigte und der Schatten vom Dach die Panels nacheinander zu überdecken begann. Das heißt, es ist besser, die Panels fern von allen Konstruktionen zu platzieren, die sie beschatten könnten. Doch sogar am Abend, bei diffusem Licht, erzeugten die Panels mehrere hunderte Watt.
2. Bei einer hohen Leistung der Solarpanels und einer Pumpleistung von 700 Watt und mehr schaltet der Inverter die Ventilatoren aktiver ein, und sie sind zu hören, wenn die Tür zum Technikraum offen ist. Man muss entweder die Tür schließen oder den Inverter über Dämpfungselemente an der Wand befestigen. Im Prinzip ist da nichts Unerwartetes: Jede Elektronik wird beim Betrieb heiß. Man muss einfach berücksichtigen, dass man den Inverter nicht an einem Ort aufhängen sollte, wo er mit dem Geräusch seiner Arbeit stören könnte.
3. Die Firmensoftware kann Benachrichtigungen per E-Mail oder SMS senden, wenn ein Ereignis eintritt: Einschalten/Ausschalten des externen Netzwerks, Entladung der Batterie und Ähnliches. Das Problem ist nur, dass die Anwendung über den ungesicherten Port 25 für SMTP funktioniert, während alle modernen E-Mail-Dienste wie gmail.com oder mail.ru über den gesicherten Port 465 arbeiten. Das bedeutet, dass derzeit tatsächlich keine E-Mail-Benachrichtigungen eingehen, was bedauerlich ist.

Es lässt sich nicht sagen, dass diese Punkte enttäuschen, denn man sollte stets nach Perfektion streben, aber die vorhandene Energieunabhängigkeit ist es wert.

Fazit

Ich glaube nicht, dass dies meine letzte Geschichte über meine eigene Solaranlage ist. Die Betriebserfahrungen in verschiedenen Betriebsmodi und zu verschiedenen Jahreszeiten werden sich gewiss unterscheiden, aber ich weiß genau, dass selbst wenn an Neujahr der Strom abgeschaltet wird, es in meinem Haus hell sein wird. Basierend auf den Ergebnissen des Betriebs der installierten Solaranlage kann ich sagen, dass es sich gelohnt hat. Mehrere Abschaltungen des externen Stromnetzes sind unbemerkt geblieben. Von einigen erfuhr ich nur durch Anrufe von Nachbarn mit der Frage: „Hast du auch keinen Strom?“. Die laufenden Zahlen zur Stromerzeugung erfreuen mich unermesslich, und die Möglichkeit, den UPS vom Computer zu trennen, in dem Wissen, dass selbst bei einem Stromausfall alles weiter funktioniert – das ist angenehm. Und wenn wir schließlich ein Gesetz verabschieden, das es Privatpersonen erlaubt, Strom ins Netz zu verkaufen, werde ich der Erste sein, der einen Antrag für diese Funktion einreicht, denn im Wechselrichter genügt es, einen Punkt zu ändern, und die gesamte erzeugte, aber nicht vom Haus verbrauchte Energie werde ich ins Netz verkaufen und dafür Geld erhalten. Insgesamt stellte sich heraus, dass es ziemlich einfach, effektiv und bequem war. Ich bin bereit, Ihre Fragen zu beantworten und der Kritik entgegenzutreten, die alle überzeugen möchte, dass eine Solaranlage in unseren Breiten ein Spielzeug ist.

Quelle: habr.com