Wie interagiert eine Wechselrichterbatterie mit dem Solarsystem?

Eine Wechselrichterbatterie spielt in einem Solarsystem eine wichtige Rolle, da sie die von den Solarmodulen erzeugte überschüssige Energie für eine spätere Verwendung speichert. Sie stellt sicher, dass die Energie auch an bewölkten Tagen oder in der Nacht, wenn die Solarstromerzeugung gering ist, zur Verfügung steht. Um die Energiespeicherung zu optimieren und maximale Effizienz zu gewährleisten, ist es wichtig zu verstehen, wie die Wechselrichterbatterie mit dem Solarsystem interagiert.

Wechselwirkung zwischen Batterie und Solarsystem

In einem Solarsystem mit einer Batterie arbeitet die Batterie mit den Solarmodulen und dem Wechselrichter zusammen, um die Energienutzung zu optimieren.

• Energiespeicherung¹: Solarmodule erzeugen tagsüber Strom, indem sie das Sonnenlicht in Gleichstrom umwandeln. Wenn die Solarmodule mehr Energie erzeugen als benötigt wird, wird der Überschuss in der Batterie des Wechselrichters gespeichert. Wenn Ihre Solarmodule beispielsweise an einem Tag 10 kWh erzeugen, Sie aber nur 6 kWh verbrauchen, werden die restlichen 4 kWh in der Batterie gespeichert.
• Verbrauch von Energie²: Nachts oder an bewölkten Tagen, wenn die Solarstromerzeugung gering ist, zieht der Wechselrichter Strom aus der Batterie, um das Haus oder das Unternehmen mit Strom zu versorgen. Ein typisches Heim-Solarsystem mit einer 5-kWh-Batterie reicht für 4-6 Stunden, wenn nur wichtige Geräte verwendet werden.
• Interaktion im Netz³: Bei netzgekoppelten Systemen kann überschüssige Energie, die nicht in der Batterie gespeichert ist, in das Netz zurückgespeist werden. Wenn die Batterie voll aufgeladen ist und die Solarmodule weiterhin überschüssige Energie erzeugen, kann diese je nach Ihrer Net-Metering-Vereinbarung zur Vergütung oder zur weiteren Nutzung ins Netz eingespeist werden.

Durch dieses Zusammenspiel können Solarsysteme die Energieeffizienz maximieren, die Abhängigkeit vom Stromnetz verringern und bei Bedarf Reservestrom liefern.

Arten von Wechselrichter-Batterie-Systemen

Es gibt verschiedene Konfigurationen von Wechselrichter-Batterie-Systemen, je nach dem spezifischen Energiebedarf und je nachdem, ob das System netzgebunden oder netzunabhängig ist.

• Netzgekoppelte Systeme mit Batteriespeicher⁴: Bei dieser Konfiguration sind die Solarmodule an das Stromnetz angeschlossen. Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom aus den Modulen in Wechselstrom um. Überschüssige Energie wird in der Batterie für eine spätere Verwendung gespeichert oder kann ins Netz zurückgespeist werden. Diese Systeme ermöglichen eine Energieunabhängigkeit während der Nacht oder in Zeiten geringer Sonneneinstrahlung. Wenn Sie z. B. eine 5-kW-Solaranlage und eine 5-kWh-Batterie haben, können Sie die Stromversorgung am Abend oder in der Nacht sicherstellen.

• Off-Grid-Systeme⁵: Ein netzunabhängiges System arbeitet unabhängig vom Stromnetz. Es besteht aus Sonnenkollektoren, Batterien und einem Wechselrichter. Der gesamte Energiebedarf muss durch Solarenergie und Batteriespeicher gedeckt werden. Diese Systeme sind ideal für abgelegene Gebiete oder Standorte ohne zuverlässigen Zugang zum Stromnetz. Ein typisches netzunabhängiges System könnte aus einem 10-kW-Solarpaneel und einer 20-kWh-Batteriebank bestehen, um eine kleine Hütte oder ein Haus zu versorgen.

• Hybride Systeme⁶: Hybridsysteme kombinieren die Flexibilität des Netzanschlusses mit der Energiespeicherfähigkeit von Batterien. Das System kann je nach Energieverfügbarkeit und -bedarf automatisch zwischen der Energieversorgung aus dem Netz, den Solarmodulen oder der Batterie umschalten. Hybridsysteme sind am vielseitigsten, da sie sowohl in netzgekoppelten als auch in netzunabhängigen Situationen Energiesicherheit und Kosteneinsparungen bieten.

Batterie-Management-System (BMS)

A Batterie-Management-System (BMS)⁷ ist für die Erhaltung der Gesundheit, Sicherheit und Leistung der Batterie in einem Solarsystem unerlässlich.

• Überwachung: Das BMS überwacht den Ladezustand (SOC), die Temperatur und die Spannung der Batterie, um sicherzustellen, dass sie innerhalb sicherer Grenzen arbeitet. Es kann Sie beispielsweise warnen, wenn die Temperatur der Batterie 45 °C übersteigt, da dies zu Schäden oder vermindertem Wirkungsgrad führen kann. Eine typische Solarbatterie hat eine Lebensdauer von 5 bis 15 Jahren, je nach BMS-Schutz.
• Ausgleichende Zellen: Das BMS sorgt dafür, dass alle Zellen in der Batterie im Gleichgewicht bleiben, so dass Diskrepanzen zwischen den Ladezuständen der einzelnen Zellen vermieden werden. Dies erhöht den Wirkungsgrad und die Lebensdauer der Batterie. Wenn das System beispielsweise aus 10 Zellen besteht, sorgt das BMS dafür, dass jede Zelle innerhalb von 5% der anderen bleibt, um Schäden zu vermeiden.
• Schutz: Das System bietet auch Schutz vor gefährlichen Bedingungen wie Kurzschlüssen oder Übertemperaturszenarien und gewährleistet so die Sicherheit des gesamten Solarsystems. Wenn das BMS eine Überladung oder einen Kurzschluss feststellt, kann es die Batterie abschalten, um eine Brandgefahr zu vermeiden.

Ein ordnungsgemäß funktionierendes BMS sorgt dafür, dass die Batterie effizient arbeitet, länger hält und eine konstante Leistung liefert.

Energienutzung und Lastmanagement

Die Steuerung des Energieverbrauchs und die richtige Verteilung der Energie sind für die Optimierung der Leistung von Batterie und Solarmodul von entscheidender Bedeutung.

• Energiepriorisierung: Der Wechselrichter entscheidet, wie die Energie zwischen den Solarmodulen, der Batterie und den Haushaltsgeräten aufgeteilt wird. Bei den meisten Systemen versorgen die Solarmodule die Geräte direkt mit Energie, wobei überschüssige Energie zum Laden der Batterie verwendet wird. Wenn Ihr Haus beispielsweise 6 kWh pro Tag verbraucht, wird Ihr 5-kW-Solarsystem den größten Teil dieser Energie direkt liefern, während der Rest zum Laden der Batterie verwendet wird.
• Verwendung der Batterie: Wenn die Solarenergie nicht zur Verfügung steht, z. B. in der Nacht oder an bewölkten Tagen, schaltet der Wechselrichter auf Batteriestrom um, um die wichtigsten Geräte zu betreiben. Mit einer 5-kWh-Batterie können Beleuchtung, Kühlschrank und einige Geräte etwa 4-5 Stunden lang betrieben werden.
• Lastmanagement: Moderne Solarwechselrichter können die Energienutzung für bestimmte Geräte priorisieren und so sicherstellen, dass wichtige Verbraucher (z. B. Kühlschränke, Lampen) immer mit Strom versorgt werden, während unwichtige Geräte bei niedrigem Batteriestand abgeschaltet werden können.

Durch dieses dynamische Zusammenspiel wird sichergestellt, dass der Strom effizient genutzt und die Batterie nicht übermäßig entladen wird, so dass kontinuierlich Energie zur Verfügung steht, ohne Ressourcen zu verschwenden.

Notstromversorgung (netzgekoppelte Systeme mit Batteriespeicher)

In netzgekoppelten Systemen mit Batteriespeicher liefert die Wechselrichterbatterie bei Netzausfällen eine Notstromversorgung.

• Automatische Umschaltung: Im Falle eines Stromausfalls erkennt der Wechselrichter den Netzausfall und schaltet automatisch auf Batteriestrom um. Dadurch wird sichergestellt, dass wichtige Geräte (wie Beleuchtung, Kühlschränke oder medizinische Geräte) während des Stromausfalls betriebsbereit bleiben. Eine 5-kWh-Batterie kann beispielsweise Ihre wichtigsten Geräte während eines Stromausfalls mehrere Stunden lang mit Strom versorgen.
• Batterie Dauer: Die Dauer der Notstromversorgung hängt von der Größe der Batterie und dem Energieverbrauch des Hauses oder Unternehmens ab. Wenn Sie z. B. eine 5-kWh-Batterie haben und Ihre wichtigsten Geräte 1,5 kW pro Stunde verbrauchen, wird die Batterie etwa 3 bis 4 Stunden lang Strom liefern.

Durch die Bereitstellung von Backup-Strom bietet die Wechselrichterbatterie zusätzliche Zuverlässigkeit und Sicherheit, insbesondere in Regionen mit häufigen Stromunterbrechungen.

Schlussfolgerung

Das Zusammenspiel zwischen einer Wechselrichterbatterie und einem Solarsystem ist für ein effizientes Energiemanagement unerlässlich.

• Die Sonnenkollektoren Energie zu erzeugen, die entweder sofort genutzt oder im Stromnetz gespeichert werden kann. Batterie.
• Die Wechselrichter wandelt die Energie aus den Solarzellen und der Batterie in nutzbaren Wechselstrom um.
• Die Batterie speichert die von den Solarmodulen erzeugte überschüssige Energie und liefert Strom, wenn die Solarstromerzeugung gering ist.
• Die Batterie-Management-System (BMS) gewährleistet einen sicheren und effizienten Betrieb der Batterie.
• Lastmanagement trägt dazu bei, dem wesentlichen Energiebedarf Vorrang einzuräumen, während Reservestrom bietet Sicherheit bei Netzausfällen.

Das Verständnis dieser Komponenten und ihres Zusammenspiels stellt sicher, dass Ihr Solarsystem mit maximaler Leistung arbeitet und Energieunabhängigkeit, Kosteneinsparungen und Zuverlässigkeit bietet.

Fußnote: