LED Story
Портативная электростанция для дома 500Вт с солнечной панелью 200W и АКБ LiFePO4 12.8V 100Ah (1280W) инвертор 500Вт (макс 1000Вт) чистая синусоида + ШИМ 30А
200 Вт · 44 В · IP67
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Der Anfang: die Liste der Verbraucher
Schreiben Sie alles auf, was während des Stromausfalls laufen soll, mit der tatsächlichen Leistungsaufnahme – aus dem Datenblatt oder vom Typenschild am Gehäuse. Bei Motoren und Kompressoren berücksichtigen Sie zusätzlich den Anlaufstrom: Beim Start ziehen sie etwa eine Sekunde lang das 2- bis 3-Fache des Nennwerts.
| Verbraucher | Leistung, W | Anlauf | Hinweis |
|---|---|---|---|
| Router und Glasfasermodem | 10–20 | – | Läuft ständig |
| LED-Beleuchtung der Wohnung | 40–80 | – | 5–8 Leuchten mit je 8–10 W |
| Notebook | 45–90 | – | Laden plus Betrieb |
| Fernseher | 60–150 | – | Abhängig von der Bildschirmdiagonale |
| Gastherme mit Umwälzpumpe | 80–150 | ×2 | Empfindlich gegenüber Sinusform und Phasenlage |
| Kühlschrank | 100–200 | ×3 | Kompressor läuft im Taktbetrieb |
| Desktop-PC mit Monitor | 200–400 | – | Gaming-PCs mehr |
| Hauswasserpumpe | 500–1 000 | ×3 | Höchster Anlaufstrom |
| Mikrowelle | 1 000–1 300 | – | Nimmt mehr auf, als auf der Tür steht |
| Wasserkocher, Boiler, Heizgerät | 1 500–2 500 | – | Kommen meist nicht auf die Reserve: leeren die Batterie in einer Stunde |
Leistung des Wechselrichters
Der Wechselrichter muss die Summe der Dauerlasten mit Reserve tragen und den Anlauf des größten Motors verkraften.
PWR = ΣP × 1,25, wobei ΣP die Summe der Leistungen der gleichzeitig eingeschalteten Verbraucher ist. Die Reserve von 25 % deckt Erwärmung, Toleranzen der Datenblattwerte und neue Geräte ab.
PSpitze = ΣP + PMotor × (k − 1), wobei k der Anlauffaktor des leistungsstärksten Motors ist. Die Spitzenleistung des Wechselrichters (sie steht separat im Datenblatt und beträgt meist für einige Sekunden das Doppelte der Nennleistung) muss mindestens PSpitze betragen.
Weitere Anforderungen: reiner Sinus – für Therme, Kühlschrank, Pumpen und alle Geräte mit Motor oder Schaltnetzteil; ein modifizierter Sinus eignet sich nur für Lampen und Ladegeräte. Für die Therme – korrekte Phasenlage am Ausgang (Außenleiter und Neutralleiter werden nicht vertauscht) und eine Umschaltzeit von höchstens 10–20 ms, wenn der Wechselrichter als USV arbeitet.
Batteriekapazität: Wh und Ah
Die Batterie wird nach der Energie berechnet, nicht nach der Leistung. Zuerst: wie viele Wattstunden abgegeben werden müssen; dann: wie vielen Amperestunden das bei der gewählten Spannung entspricht.
E = ΣP × t ÷ η ÷ DoD, wobei t die Autonomiezeit in Stunden ist, η der Wirkungsgrad des Wechselrichters (0,9) und DoD die nutzbare Entladetiefe: 0,9 für LiFePO4, 0,5 für Gel und AGM.
C = E ÷ U, wobei U die Systemspannung ist: 12, 24 oder 48 V. Das Ergebnis ergibt sich in Amperestunden.
| Benötigte Energie E | 12 V | 24 V | 48 V |
|---|---|---|---|
| 1 000 Wh | 83 Ah | 42 Ah | 21 Ah |
| 2 000 Wh | 167 Ah | 83 Ah | 42 Ah |
| 4 000 Wh | 333 Ah | 167 Ah | 83 Ah |
| 8 000 Wh | 667 Ah | 333 Ah | 167 Ah |
Die Systemspannung richtet sich nach der Wechselrichterleistung: bis 1–1,5 kW – 12 V, 2–3 kW – 24 V, ab 3–5 kW – 48 V. Je höher die Spannung, desto geringer der Strom in den Kabeln: 3 kW bei 12 V sind 250 A und ein Kabel ab 70 mm², bei 48 V sind es 63 A und 16 mm².
LiFePO4 oder Gel und AGM
| Parameter | LiFePO4 | Gel / AGM |
|---|---|---|
| Nutzbare Entladetiefe | 80–90 % | 50 % |
| Lebensdauer | 3 000–6 000 Zyklen | 500–800 Zyklen |
| Gewicht pro 1 kWh | 10–12 kg | 25–30 kg |
| Ladegeschwindigkeit | 0,5–1C, 1–2 Stunden | 0,1–0,2C, 8–10 Stunden |
| Betrieb bei Frost | Entladen bis −20 °C, Laden nur über 0 °C (das BMS sperrt) | Funktioniert, aber die Kapazität sinkt um 30–50 % |
| Preis pro kWh | Anfangs höher | Anfangs niedriger |
| Preis pro Zyklus | 3- bis 5-mal niedriger | Höher |
Gel lohnt sich bei seltenen Ausfällen und kleinen USV, bei denen die Batterie jahrelang geladen bereitsteht. Für tägliche Zyklen nehmen Sie LiFePO4: Bei gleicher Nennkapazität gibt er doppelt so viel Energie ab und hält 5- bis 8-mal länger.
Laden und Solarmodule
Die Batterie muss sich zwischen den Abschaltungen wieder aufladen können. Der Ladestrom eines Hybrid-Wechselrichters liegt meist bei 20–60 A; eine Batterie 48 V 100 Ah lädt mit 40 A in 2,5–3 Stunden von null auf, eine Gel-Batterie gleicher Größe mit kleinem Strom in 8–10 Stunden.
Solarmodule verringern die Abhängigkeit vom Abschaltplan: 1 kW Module liefern im Sommer 4–5 kWh pro Tag, im Winter 1–1,5. Für die Module braucht man einen MPPT-Laderegler oder einen Hybrid-Wechselrichter mit PV-Eingang; Spannung und Strom des Modulfelds gleicht man mit dem Eingangsbereich ab.
Beispiel: Wohnung für 8 Stunden
Last: Router 15 W + Beleuchtung 60 W + Notebook 65 W + Therme mit Pumpe 120 W + Kühlschrank 150 W = 410 W.
Wechselrichter: 410 × 1,25 = 513 W. Spitze: 410 + 150 × (3 − 1) = 710 W. Ein Wechselrichter mit 1 000 W, reinem Sinus und 2 000 W Spitzenleistung erfüllt beide Bedingungen.
Energie für 8 Stunden: 410 × 8 ÷ 0,9 = 3 644 Wh (der Kühlschrank läuft im Taktbetrieb, real ist es also weniger – wir rechnen mit Reserve).
LiFePO4: 3 644 ÷ 0,9 = 4 050 Wh → 12 V: 337 Ah; 24 V: 169 Ah; 48 V: 84 Ah. Praktisch sind 24 V 200 Ah oder 48 V 100 Ah (5,1 kWh): Beide lassen Reserve für einen langen Abend.
Gel: 3 644 ÷ 0,5 = 7 288 Wh → 12 V: 607 Ah, also sechs Batterien mit je 100 Ah und rund 180 kg Gewicht. Deshalb nimmt man für die tägliche Autonomie Lithium.
Typische Fehler
- Wechselrichter nach Durchschnitts- statt Spitzenlast – der Kühlschrank startet nicht, der Wechselrichter geht in die Schutzabschaltung.
- Modifizierter Sinus an Therme oder Pumpe – Brummen, Überhitzung, Ausfälle der Elektronik.
- Gel-Batterie „bis auf null“ entladen – verliert nach einigen Dutzend Tiefentladungen ihre Lebensdauer.
- Dünne Kabel bei 12 V – Erwärmung, Spannungsfall, Notabschaltung unter Last.
- Parallelbetrieb mit dem Netz ohne automatische Netzumschaltung oder Umschalter – gefährlich für Elektriker an der Leitung und verboten.
