Schlüsselkomponenten eines netzunabhängigen Solarstromsystems

Sonnige Tage sind nicht nur gut für Ihre Bräune: Durch die Nutzung von Solarstrom können Sie Ihre Stromrechnung senken und haben die Flexibilität, auch außerhalb des Stromnetzes in Verbindung zu bleiben.

So einschüchternd die Solarenergie auch erscheinen mag, mit einigen Grundkenntnissen über die verschiedenen Komponenten und die sichere Einrichtung eines Systems kann die Trennung vom Netz ein Kinderspiel sein!

Sicherheit zuerst

Beim Bau einer Solaranlage arbeiten Sie mit einigen sehr hohen Spannungen, und es ist wichtig, die entsprechenden Sicherheitsrichtlinien zu befolgen. Hier sind vier grundlegende Sicherheitsregeln, die Sie einhalten müssen:

1. Verwenden Sie immer dickeren Draht, als Sie selbst einkalkulieren.
2. Verdrahten Sie immer Sicherungen in Ihrem Stromkreis, insbesondere zwischen Ihren Panels und der Batteriebank.
3. Verwenden Sie immer einen Laderegler, der die enorme Leistung Ihrer Sonnenkollektoren verarbeiten kann.
4. Beauftragen Sie immer einen Fachmann, wenn Sie sich bei der Arbeit mit Hochspannung unwohl fühlen.

Das Notwendigste

Die Komponenten eines netzunabhängigen elektrischen Systems können in vier Kategorien unterteilt werden: Quellen, Speicher, Verbindungen und Lasten.

Quellen: Diese sind die Quelle des Stroms – in unserem Fall die Sonnenkollektoren selbst.

Lager: Diese Komponenten speichern den Strom zur späteren Verwendung. Solarsysteme verwenden eine Gruppe von in Reihe geschalteten zyklenfesten Batterien, die als Batteriebank bekannt sind.

Anschlüsse: Diese bestehen aus den Teilen, die das System zusammenhalten, wie Drähte, Laderegler und Sicherungen. Aus sicherheitstechnischer Sicht sind die Verbindungen der Bereich, in dem es am wahrscheinlichsten zu Problemen kommt, es sei denn, die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen werden getroffen.

Ladungen: Dies sind das Endziel; Jedes Gerät, das Strom verbraucht, ist eine Last. Dazu gehören Wechselrichter für unsere 120-V-Geräte sowie alle 12-V-Geräte, die wir verwenden.

Strom erzeugen mit Sonnenkollektoren

Sonnenkollektoren wandeln Sonnenenergie in nutzbaren Gleichstrom (DC) um. Dieser Gleichstrom wird dann in Batterien gespeichert und verwendet, um unsere Geräte mit Strom zu versorgen.

Wenn die Sonnenstrahlen auf die photovoltaischen Elemente der Sonnenkollektoren treffen, wird Energie auf die darin befindlichen Elektronen übertragen. Diese angeregten Elektronen kreisen dann durch den Stromkreis des Solarpanels, vom negativen zum positiven Ende, laden unsere Batterien auf und halten die Lichter an.

Solarmodule gibt es im Allgemeinen in zwei Geschmacksrichtungen, basierend auf der molekularen Zusammensetzung ihrer photovoltaischen Elemente: schwarz monokristallin und blau polykristallin.

Im Großen und Ganzen sind Mono-Panels effizienter und kostspieliger. Polypaneele können eine gute Wahl für das Budget sein; Es kann jedoch sein, dass man mehr Poly-Panels benötigt, um die gleiche Leistung zu erzielen, die von weniger Mono-Panels erzeugt wird. Wenn Sie mit begrenztem Platz arbeiten, z. B. auf einem Wohnmobil, sind Mono-Panels die richtige Wahl.

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Energie speichern mit einer Batteriebank

Es gibt viele, viele verschiedene Arten von Batterien. so viele, dass die Auswahl der perfekten Batterie für Ihre Batteriebank ein wenig entmutigend sein kann. Um die Dinge ein wenig zu vereinfachen, sollten Sie bei der Auswahl der Batterien diese beiden Regeln beachten:

1. Verwenden Sie immer zyklenfeste Batterien – diese sind so konzipiert, dass sie stetig entladen werden und ihre Leistungsabgabe aufrechterhalten. Die Verwendung von Batterien mit flachem Zyklus, wie Autobatterien, führt zu einer verkürzten Lebensdauer Ihrer Batteriebank.
2. Zyklenfeste Batterien können im Allgemeinen nur bis zur Hälfte ihrer vollen Kapazität entladen werden, bevor sie wieder aufgeladen werden müssen. Betrachten Sie bei der Betrachtung Ihres Batteriebedarfs Ihren täglichen Stromverbrauch und multiplizieren Sie ihn mit zwei.

Abgesehen von diesen beiden goldenen Regeln hängt die Wahl der zu verwendenden Batterien vor allem vom Budget ab. Insbesondere, wenn Sie es vorziehen, mehr im Voraus für eine effizientere, langlebigere Lithium-Batteriebank zu bezahlen oder mit einer Blei-Säure-Batteriebank für weniger Geld in Betrieb zu gehen.

Verknüpfungen aufbauen

Bevor wir eines der Teile zusammensetzen, müssen wir die richtige Drahtstärke, die Stromstärke der Sicherungen und die maximale Leistung unseres Ladereglers kennen. Sie würden keine Parade über eine neue Brücke marschieren, ohne herauszufinden, wie viel Gewicht sie tragen kann; gleiches Konzept hier.

Die sichere Drahtstärke hängt davon ab, wie viel Strom zu einem bestimmten Zeitpunkt durch ihn fließt, sowie von der tatsächlich benötigten Drahtlänge. Zu dünn und der Draht könnte schmelzen und einen elektrischen Brand verursachen.

Um die richtige Dicke oder Stärke des zu verwendenden Drahts zu berechnen, verwenden Sie standardmäßig einen Drahtstärkerechner und erhöhen Sie dann die Stärke um ein oder zwei. Beachten Sie, dass Drahtstärken rückwärts sind: größere Drahtstärken verwenden kleinere Zahlen und umgekehrt. Wenn Sie also eine sichere Spurweite von 10 berechnen, verwenden Sie einen 8-Gauge-Draht.

Die Ermittlung der sicheren Sicherungsstromstärke ist viel einfacher als die Berechnung des sicheren Drahtquerschnitts. Teilen Sie einfach die maximale Leistung (P) in Watt der Schaltung durch die Spannung (V), die durch sie fließt, um den Strom (I) in Ampere zu erhalten. Dies ist eine grundlegende Gleichung in der Physik, bekannt als Ohmsches Gesetz:

Laderegler regulieren die Laderate, die von den Sonnenkollektoren in Ihre Batteriebank gelangt, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Auf diesen Geräten ist die maximale Leistungsaufnahme aufgeführt. Wenn Sie eine 400-W-Solaranlage verwenden, benötigen Sie für Ihren Laderegler eine Mindestleistung von mindestens 400 W.

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Stromversorgung Ihrer Geräte

Sonnenkollektoren erzeugen Strom in Form von 12V DC. 12 V sind zwar in Ordnung, um Lichter zu versorgen, unsere Telefone aufzuladen oder Lüfter zu betreiben, aber dies wirft ein Problem auf: Fast alles, was wir in unseren Häusern verwenden, wird mit 120 V AC (Wechselstrom) betrieben. Hinweis: Diese Netzspannung ist in einigen Ländern unterschiedlich, also überprüfen Sie es noch einmal.

Um dies zu lösen, verwenden wir einen Wechselrichter. Wechselrichter arbeiten, indem sie 12 V DC in 120 V AC umwandeln und sind in zwei Varianten erhältlich, reine Sinuswelle oder modifizierte Sinuswelle. In fast allen Fällen ist reiner Sinus die richtige Wahl, insbesondere wenn empfindliche elektrische Geräte wie Computer oder Spielekonsolen verwendet werden.

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Bau einer Solarstromanlage

Quellen, Speicher, Verbindungen und Lasten: Das sind die Teile, die ein netzunabhängiges Solarsystem bilden. Wenn Sie die richtige Vorsicht walten lassen und ein paar einfache Berechnungen durchführen, können Sie sicher ein zuverlässiges Stromquelle, um Ihre Stromrechnung zu senken und Sie in Verbindung zu halten, egal wo Sie sind sind.

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