Wie viel produziert eine 100-kW-Solaranlage?
Eine 100-kW-Solaranlage kann in einem Gebiet mit reichlich Sonnenlicht etwa 400–500 kWh pro Tag erzeugen. Der 100-kW-Wechselrichter der Anlage kann eine maximale momentane Leistungsabgabe von 100 kW unterstützen. Bei der Bewertung der Fähigkeit der Anlage, Geräte mit Strom zu versorgen, müssen wir sowohl den Strombedarf (wie viel Last die Anlage auf einmal bewältigen kann) als auch den Verbrauch (wie lange sie Geräte mit Strom versorgen kann) berücksichtigen.
Mit einer täglichen Leistung von 500 kWh kann eine 100-kW-Solaranlage 24 Stunden lang Lasten von insgesamt bis zu 20 kW versorgen. In den folgenden Abschnitten werden sowohl ohmsche als auch induktive Lasten analysiert, mit detaillierten Berechnungen auf der Grundlage realer Szenarien.
Analyse der 100kW Solaranlage
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Tägliche Energieproduktion:
Bei idealen Sonneneinstrahlungsbedingungen kann eine 100-kW-Solaranlage etwa 400–500 kWh pro Tag produzieren. Die genaue Menge der produzierten Energie variiert je nach Jahreszeit, Standort und Wetter. -
Wechselrichterleistung:
Ein 100-kW-Wechselrichter kann eine maximale Momentanleistung von 100 kW unterstützen, d. h. die Gesamtbetriebsleistung aller angeschlossenen Geräte sollte diesen Wert nicht überschreiten. -
Lastarten:
Bei der Auswahl der Lasten für Ihr System ist es wichtig, zwischen ohmschen und induktiven Lasten zu unterscheiden, da diese die Leistung des Wechselrichters unterschiedlich beeinflussen können. Induktive Lasten (wie Klimaanlagen und Motoren) erfordern in der Regel eine höhere Startleistung, was bedeutet, dass der Wechselrichter über eine ausreichende kurzfristige Überlastfähigkeit verfügen muss.
Zusammenfassung gängiger Lasten
Ohmsche Lasten:
- Beispiele: Glühbirnen, Elektroheizgeräte, Warmwasserbereiter, Elektroöfen.
- Eigenschaften: Diese Geräte haben einen Leistungsfaktor nahe 1, d. h. sie überlasten den Wechselrichter nicht wesentlich und können im Dauerbetrieb innerhalb der Nennleistung des Wechselrichters betrieben werden.
Induktive Lasten:
- Beispiele: Klimaanlagen, Elektromotoren, Wasserpumpen.
- Eigenschaften: Diese Geräte haben einen höheren Startleistungsbedarf, oft das 2-3-fache ihrer Nennleistung, und benötigen Wechselrichter mit kurzfristiger Überlastfähigkeit.
Leistungsbasierte Analyse
Ein Wechselrichter für eine 100-kW-Solaranlage ist für eine Gesamtlast von bis zu 100 kW ausgelegt. Daher müssen wir bei der Berechnung der maximalen Anzahl von Geräten, die gleichzeitig betrieben werden können, die Lastart berücksichtigen.
Beispiele für gleichzeitigen Betrieb ohmscher Lasten:
- Elektroheizung (20 kW) × 5 Einheiten = 100 kW 👉 Können gleichzeitig laufen
- Glühbirnen (100W) × 1000 Einheiten = 100kW 👉 Können gleichzeitig laufen
Beispiele für gleichzeitigen Betrieb induktiver Lasten (mit 1,5-facher Anlaufleistung):
- Kühlschrank (1 kW, Startleistung 2 kW) × 40 Einheiten = 80 kW 👉 Kann sicher mit Startleistung laufen
- Mittelgroße Pumpe (10 kW, Startleistung 20 kW) × 3 Einheiten = 60 kW 👉 Können gleichzeitig laufen
Zusammenfassung der wichtigsten Punkte:
- Gesamte gleichzeitige Lastleistung ≤ 100 kW (Wechselrichter-Ausgangsgrenze).
- Induktive Lasten können beim Start das Zwei- bis Dreifache ihrer Nennleistung aufweisen, so dass der Wechselrichter über eine ausreichende Überlastkapazität verfügen muss.
- Die Anzahl der gleichzeitig laufenden Geräte muss sorgfältig verwaltet werden, um eine Überschreitung der maximalen Kapazität des Wechselrichters zu vermeiden.
Verbrauchsbasierte Analyse
Angenommen, das System erzeugt 500 kWh pro Tag, können verschiedene Lasten je nach Strombedarf folgendermaßen laufen:
Elektroheizung (20kW):
- 500 kWh ÷ 20 kW = 25 Stunden/Tag
- 👉 Dies ermöglicht den Betrieb von 2 Elektroheizungen den ganzen Tag über oder von 1 Elektroheizung für 25 Stunden am Stück.
Glühbirnen (50kW):
- 500 kWh ÷ 50 kW = 10 Stunden/Tag
- 👉 Damit können 1000 Glühbirnen mit je 100 W 10 Stunden lang gleichzeitig betrieben werden.
Klimaanlage (25 kW, Startleistung 50 kW):
- 500 kWh ÷ 50 kW = 10 Stunden/Tag
- 👉 Damit können 2 große Klimaanlagen 10 Stunden lang ununterbrochen laufen.
Erklärung zur Startleistung einer Klimaanlage
- Klimaanlagen benötigen beim Start mehr Leistung. Wenn die Betriebsleistung einer Klimaanlage beispielsweise 25 kW beträgt, kann ihre Startleistung bis zu 50 kW erreichen. Wenn mehrere Klimaanlagen gleichzeitig gestartet werden, kann die Belastung des Systems die maximale Leistungskapazität des Wechselrichters überschreiten, was möglicherweise zu einer Überlastung führt. Daher ist es beim Einsatz von Klimaanlagen wichtig, ihre Startzeiten zu staffeln, um eine Überschreitung der Systemkapazität zu vermeiden.
Maximale Belastung für 24 Stunden:
Basierend auf einer täglichen Energieproduktion von 500 kWh kann das System Lasten von insgesamt 20 kW unterstützen, die 24 Stunden lang kontinuierlich laufen, und verbraucht dabei insgesamt 500 kWh pro Tag.
Anwendungsbeispiel
Betrachten wir eine gewerbliche Einrichtung mit folgenden Anforderungen:
- Beleuchtung: 5 kW für 8 Stunden pro Tag
- Kühlung: 50 kW für 24 Stunden pro Tag
- Klimaanlage: 25 kW für 10 Stunden pro Tag
Maximale gleichzeitige Gesamtleistung: 80 kW
Gesamttagesverbrauch: 400 kWh
Dieses Szenario passt in die Möglichkeiten eines 100-kW-Solarsystems, da der maximale gleichzeitige Leistungsbedarf von 80 kW die Nennleistung des Wechselrichters von 100 kW nicht überschreitet. Der tägliche Energieverbrauch von 400 kWh liegt innerhalb der täglichen Produktion des Systems von 500 kWh, was bedeutet, dass das System alle diese Lasten effektiv mit Strom versorgen kann und dabei noch Spielraum für Systemverluste und andere kleinere Ineffizienzen bleibt.
Abschluss
A 100kW solar system is capable of supporting a range of devices, from industrial equipment to residential appliances, depending on their power requirements and usage patterns. Proper load management is key to ensuring the system operates efficiently without overloading the inverter. By understanding the system’s daily energy output and the power characteristics of various devices, users can maximize the benefits of their solar investment.
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