Eine einfache Off-Grid-Stromversorgung anschließen – Solarmodul, Akku, Laderegler und Wechselrichter

Eine Inselanlage (Off-Grid-Stromversorgung) ist praktisch an Orten, an denen kein fester Anschluss an das Stromnetz vorhanden ist. Denken Sie etwa an ein Wohnmobil, ein Gartenhaus, ein Tiny House oder einen anderen Standort, an dem Sie selbst Energie erzeugen und speichern möchten.

Eine einfache Off-Grid-Anlage besteht in der Regel aus vier wichtigen Komponenten: Solarmodul, Laderegler, Akku und Wechselrichter. In diesem Beitrag erklären wir, was jede Komponente leistet und worauf Sie bei der Zusammenstellung des Systems achten sollten.

Was ist ein Off-Grid-System?

Ein Off-Grid-System arbeitet unabhängig vom öffentlichen Stromnetz. Die Energie wird mit Solarmodulen erzeugt und anschließend in einem Akku gespeichert.

Ein komplettes System besteht in der Regel aus:

• Solarmodul: erzeugt Strom aus Sonnenlicht.
• Laderegler: steuert, wie die erzeugte Energie in den Akku geleitet wird.
• Akku: speichert Energie, damit Sie sie später nutzen können.
• Wechselrichter: wandelt die Gleichspannung des Akkus in 230 V Wechselspannung für geeignete Geräte um.

Diese Komponenten müssen hinsichtlich Spannung, Leistung und Kapazität gut aufeinander abgestimmt sein.

Das richtige Solarmodul wählen

Welche Solarmodule Sie benötigen, hängt vor allem davon ab, wie viel Energie Sie täglich verbrauchen und wie viel Platz zur Verfügung steht.

Für kleinere Anwendungen kann ein einzelnes Modul ausreichen, größere Anlagen benötigen unter Umständen mehrere Module. Achten Sie dabei nicht nur auf die Leistung in Watt, sondern auch auf die Spannung und die Spezifikationen des Ladereglers.

Viele Solarmodule verwenden MC4-Steckverbinder. Prüfen Sie daher vorab, welche Anschlüsse und Kabel zum gewählten System gehören.

Sehen Sie sich die Solarmodule von UMATECH an, um verschiedene Leistungen und Ausführungen zu vergleichen.

Was macht ein Laderegler?

Zwischen Solarmodulen und Akku wird ein Laderegler eingesetzt. Er steuert den Ladevorgang und hilft zu verhindern, dass der Akku falsch geladen wird.

Es gibt unter anderem PWM- und MPPT-Laderegler.

Ein PWM-Regler ist meist einfacher aufgebaut, während ein MPPT-Regler die verfügbare Energie des Solarmoduls effizienter nutzen kann. Welche Ausführung geeignet ist, hängt vom verwendeten Solarmodul, vom Akku und vom Rest der Anlage ab.

Prüfen Sie vor dem Anschließen des Systems immer die Spezifikationen und die Installationsanleitung des Ladereglers.

Den richtigen Akku wählen

Die erzeugte Energie wird in einem Akku gespeichert. So können Sie auch dann Strom nutzen, wenn die Solarmodule vorübergehend wenig oder keine Energie liefern.

In Off-Grid-Systemen kommen verschiedene Akkutypen zum Einsatz. Die benötigte Kapazität hängt vom täglichen Energieverbrauch ab und davon, wie lange das System ohne ausreichendes Sonnenlicht funktionieren muss.

Ein Gerät mit 60 W, das zum Beispiel 10 Stunden lang genutzt wird, verbraucht 600 Wh pro Tag. Bei der Wahl des Akkus müssen Sie außerdem Wirkungsgradverluste und die Eigenschaften des gewählten Akkutyps berücksichtigen.

Ermitteln Sie daher vorab genau, wie viel Energie die angeschlossenen Geräte tatsächlich verbrauchen.

Wann brauchen Sie einen Wechselrichter?

Ein Akku liefert Gleichspannung, während viele gängige Geräte für 230 V Wechselspannung ausgelegt sind. Dafür wird ein Wechselrichter verwendet.

Der Wechselrichter muss genügend Leistung für die Geräte liefern können, die Sie betreiben möchten. Achten Sie dabei nicht nur auf den normalen Verbrauch, sondern auch auf mögliche Spitzenleistungen beim Einschalten der Geräte.

Für empfindliche Elektronik wird häufig ein reiner Sinus-Wechselrichter eingesetzt, da er eine stabile Wechselspannung liefert.

Absicherung und Verkabelung

Bei einer Off-Grid-Anlage sind eine gute Verkabelung und Absicherung wichtig. Die Kabel müssen für die verwendete Spannung und den Strom geeignet sein, und die Anlage muss gemäß den Vorgaben des Herstellers abgesichert werden.

Sicherungen und andere Schutzeinrichtungen schützen Komponenten und Verkabelung, wenn es beispielsweise zu einem Kurzschluss oder einer Überlastung kommt.

Da Akkus hohe Ströme liefern und ein Wechselrichter 230 V erzeugen kann, muss der eigentliche elektrische Anschluss gemäß den Herstelleranleitungen erfolgen. Lassen Sie diesen im Zweifel von einer qualifizierten Elektrofachkraft durchführen.

Für ein ordentliches Gehäuse sorgen

Wird die Anlage im Freien oder in einem Technikraum aufgestellt? Dann ist es wichtig, dass die Geräte gut vor Feuchtigkeit, Schmutz und Beschädigung geschützt sind.

Ein geeigneter Schaltschrank (Montagegehäuse) hilft dabei, zum Beispiel Laderegler, Sicherungen und weitere Komponenten übersichtlich und geschützt zu montieren.

Achten Sie dabei auf die Schutzart des Gehäuses und sorgen Sie dafür, dass Komponenten, die Wärme erzeugen, ausreichend belüftet werden.

Häufige Fehler bei Off-Grid-Systemen

Ein häufiger Fehler ist, Komponenten einzeln auszuwählen, ohne zu prüfen, ob sie zusammenarbeiten. Solarmodul, Laderegler, Akku und Wechselrichter müssen hinsichtlich Spannung und maximaler Leistung aufeinander abgestimmt sein.

Auch ein zu kleiner Akku kann Probleme verursachen, wenn täglich mehr Energie verbraucht wird, als gespeichert werden kann.

Prüfen Sie deshalb vorab:

• wie viel Energie Sie täglich benötigen;
• wie viel Leistung die Solarmodule liefern können;
• mit welcher Spannung das System arbeitet;
• wie viel Kapazität der Akku benötigt;
• welche Leistung der Wechselrichter liefern muss.

Erst planen, dann installieren

Ein gutes Off-Grid-System beginnt also nicht mit dem Anschließen von Kabeln, sondern mit der Auswahl von Komponenten, die zueinander passen.

Ermitteln Sie zuerst den erwarteten Stromverbrauch und wählen Sie anschließend passende Solarmodule, einen Laderegler, einen Akku und einen Wechselrichter.

Wer nicht alle Komponenten einzeln zusammenstellen möchte, findet bei uns auch komplette Off-Grid-Sets, in denen die Komponenten bereits aufeinander abgestimmt sind.

Wenn Sie Kapazität, Spannung und Leistung vorab sorgfältig prüfen, vermeiden Sie, dass Komponenten später nicht richtig zusammenarbeiten, und bauen ein zuverlässigeres Off-Grid-Energiesystem auf.

UMATECH – Ihr Partner für smarte Energielösungen.