Anlagendimensionierung
Berechnen Sie eine passende Konfiguration fuer eine autarke Solaranlage: Module, Batterie, Laderegler und Wechselrichter.
Funktionsprinzip
Die Anlagendimensionierung bestimmt alle Komponenten eines netzunabhängigen PV-Systems:
Systemwirkungsgrad η_sys berücksichtigt Modultemperatur, MPPT-Verluste, Verschattung und Alterung.
Off-Grid Systemübersicht
Normen & Standards
| Norm | Bezeichnung | Anwendungsbereich |
|---|---|---|
| IEC 62124 | Photovoltaic stand-alone systems — Design verification | Prüfrahmen für Auslegung und Leistungsnachweis netzunabhängiger PV-Systeme. |
| IEC 62509 | Battery charge controllers for photovoltaic systems | Mindestanforderungen an Funktion und Leistung von PV-Ladereglern. |
| IEC 62446-1 | PV systems — Testing, documentation and maintenance | Dokumentations- und Prüfanforderungen zur Inbetriebnahme und Inspektion von PV-Systemen. |
| IEC 62619 | Safety requirements for secondary lithium cells and batteries (industrial use) | Sicherheitsanforderungen für industrielle Lithium-Zellen und -Batterien, inklusive stationärer Anwendungen. |
Fachbegriffe (Glossar)
- Peak Sun Hours (PSH)
- Äquivalente Sonnenstunden bei 1000 W/m². 1 PSH = 1 kWh/m² Tagessumme. Schlüsselwert für PV-Ertragsprognosen.
- DoD (Depth of Discharge)
- Maximale zyklische Entladetiefe der Batterie. Sie bestimmt zusammen mit chemiespezifischen Grenzen die nutzbare Kapazität.
- Autonomietage
- Anzahl Tage, die das Speichersystem den Bedarf ohne nennenswerten PV-Ertrag decken kann.
- MPPT
- Maximum Power Point Tracking: Regelverfahren zur Nachführung des leistungsoptimalen Arbeitspunkts der PV-Quelle.
- Systemspannung
- Nennspannung des DC-Systems. Sie beeinflusst Ströme, Leitungsverluste und Komponentenwahl.
- Derating
- Leistungsminderung unter realen Betriebsbedingungen, z.B. durch Temperatur, Alterung, Verschmutzung oder Teilverschattung.
Häufig gestellte Fragen
Was sind Peak Sun Hours (PSH)?
PSH entspricht der täglichen Einstrahlungsenergie in kWh/m², umgerechnet auf Stunden bei 1000 W/m². 1 PSH entspricht damit 1 kWh/m² Tagesertrag auf STC-Niveau. Für die Auslegung sollten standortspezifische Langzeitdaten genutzt werden, nicht pauschale Einzelwerte.
Wie berechne ich den Tagesverbrauch?
Summieren Sie für jeden Verbraucher Leistung × Betriebszeit und ergänzen Sie Lastprofile, Einschaltspitzen sowie Standby-Anteile. Für belastbare Auslegung sollte der Wert mit Messdaten oder protokollierten Nutzungsprofilen plausibilisiert werden.
Was ist DoD (Depth of Discharge)?
Die Entladetiefe beschreibt, wie weit eine Batterie zyklisch entladen wird. Der zulässige DoD ist zellchemie- und herstellerabhängig und sollte aus Datenblatt und BMS-Grenzwerten übernommen werden. Höherer DoD reduziert meist die notwendige Nennkapazität, kann aber die Lebensdauer beeinflussen.
Wie viele Autonomietage brauche ich?
Die notwendige Autonomie hängt von Versorgungssicherheitsziel, Lastprofil, Standortklima und akzeptiertem Restrisiko ab. Mehr Autonomie erhöht typischerweise Speicherbedarf und Kosten; sinnvoll ist eine standort- und lastbezogene Auslegung mit Wetterdaten und Reservekonzept.
Was bedeutet Systemspannung 12/24/48V?
Die Systemspannung bestimmt zusammen mit der Leistung die Stromhöhe im DC-System. Höhere Systemspannungen reduzieren für gleiche Leistung die Ströme und damit oft Leitungsverluste sowie Kabelquerschnitte. Die konkrete Wahl hängt von Leistungsniveau, Komponentenverfügbarkeit und Sicherheitskonzept ab.
Was ist der Systemwirkungsgrad?
Der Systemwirkungsgrad beschreibt die Gesamtkette aus Modul, Regler, Speicher, Verkabelung und ggf. Wechselrichter. Er ist stark standort- und komponentenabhängig und sollte anhand realistischer Teillast-, Temperatur- und Verschattungsszenarien abgeschätzt werden.
Wie dimensioniere ich den Laderegler?
Die Reglerdimensionierung erfolgt über die maximal zu erwartenden PV-Ströme und -Spannungen inklusive Sicherheitsreserve. Entscheidend sind insbesondere Isc/Voc der Module, die Stringkonfiguration und die zulässigen Grenzwerte des Reglers laut Datenblatt.
Was ist besser: MPPT oder PWM?
MPPT- und PWM-Regler haben unterschiedliche Einsatzbereiche. MPPT ist vorteilhaft, wenn Modul- und Batteriespannung deutlich differieren oder ein breiter Arbeitspunktbereich genutzt werden soll. PWM kann in einfachen, passend ausgelegten Systemen sinnvoll sein. Die Auswahl sollte über Ertrags- und Wirtschaftlichkeitsvergleich erfolgen.
Wie groß muss der Wechselrichter sein?
Der Wechselrichter sollte zur maximalen Dauerlast plus zu erwartenden Spitzenlasten passen. Neben Nennleistung sind Überlastfähigkeit, Startströme induktiver Verbraucher und Temperatur-Derating des Geräts entscheidend.
Module in Reihe oder parallel?
Reihenschaltung: Spannungen addieren sich (für MPPT oder höhere Systemspannung). Parallelschaltung: Ströme addieren sich. Optimale Konfiguration: Reihenstränge auf Systemspannung, dann Stränge parallel.
Verwandte Werkzeuge
Methodik & Verifizierung
Diese Seite verwendet nachvollziehbare Modellgleichungen und verweist auf Normen, Datenblätter oder Primärliteratur. Quellenlinks wurden zuletzt am 3. April 2026 gegen offizielle Veröffentlichungen geprüft.