Batterien spielen in Solaranlagen eine entscheidende Rolle. Sie speichern überschüssige Energie, die während der Sonneneinstrahlung erzeugt wird, und dienen als Reserve bei geringerer Produktion. Die LiFePO4-Batterie für Solaranlagen ist eine der gängigsten Optionen.
Bei Batterien sind Blei-Säure-, AGM- und Lithium-Ionen-Batterien führend. Blei-Säure-Batterien sind günstig, aber weniger effizient als Lithium-Ionen-Batterien. LFP-Batterien sind effizient und im Vergleich zu Hightech-Batterien relativ erschwinglich. In diesem Ratgeber erfahren Sie alles Wissenswerte über LiFePO4-Solarbatterien.
Was ist eine LiFePO4-Solarbatterie?
LFP-Batterien zählen zu den besten Optionen. Die Abkürzung „LiFePO4“ steht für Lithium-Eisenphosphat, das Kernmaterial der Batteriezellen. Diese Batterien bieten eine höhere Energiedichte und längere Lebensdauer. Daher eignen sie sich besonders gut zur Speicherung von Solarenergie.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Blei-Säure-Batterien sind Lithium-Ionen-Batterien leichter, sicherer und wartungsärmer. Sie eignen sich ideal für Elektrofahrzeuge, mobile Ladestationen, Wohnmobile und Boote.
- Lithium-Ionen-Batterien erreichen mehr als 3000 Ladezyklen, was mehr als dem Zehnfachen der Lebensdauer von Blei-Säure-Batterien entspricht.
- Liefert Energie mit minimalen Verlusten und maximiert Ihre Solarstromnutzung
- Chemisch stabil, wodurch das Risiko von Überhitzung oder Brand verringert wird.
- Sie benötigen weder Wassernachfüllung noch einen Ladeausgleich.
- Sie sind wesentlich kompakter als Bleiakkumulatoren.
- Sie weisen bei kalten Temperaturen eine bessere Leistung auf als viele andere chemische Zusammensetzungen, obwohl extreme Kälte die Kapazität vorübergehend verringern kann.
Gibt es irgendwelche Einschränkungen?
LiFePO4-Solarbatterien sind zwar teurer als Bleiakkumulatoren, benötigen aber keine regelmäßige Wartung wie das Nachfüllen von Wasser. Zudem bieten sie eine höhere Entladetiefe (DoD). Dadurch lässt sich in der Regel mehr der gespeicherten Energie nutzen. Die höheren Anschaffungskosten amortisieren sich daher meist im Laufe der Zeit.
Wie funktioniert eine LiFePO4-Solarbatterie?
Eine LiFePO4-Batterie funktioniert ähnlich wie andere Batterien. Im Ladezustand speichert sie Energie durch die Bewegung von Lithiumionen.+ Ionen – diese Ionen pendeln zwischen Kathode und Anode. Während der Entladung fließen diese Ionen zurück.
In einer Solaranlage dient eine LiFePO4-Batterie als Energiespeicher. Sie ist über einen Wechselrichter mit den Solarmodulen verbunden. Tagsüber erzeugen die Solarmodule Strom. Der Wechselrichter wandelt diesen Strom um und versorgt das Haus mit Strom. Die überschüssige Energie wird in der Batterie gespeichert.
Bei schwachem Sonnenlicht oder nachts gibt die Batterie die gespeicherte Energie ab, um Ihr Haus oder Ihre Geräte mit Strom zu versorgen. So ist Ihr Zuhause Tag und Nacht zuverlässig mit Strom versorgt.
Die beste Lithiumbatterie für Solaranlagen auswählen
Es gibt verschiedene Batterietypen, jeder mit seinen eigenen Eigenschaften. Ohne entsprechende Kenntnisse kann es passieren, dass man den falschen Typ oder eine minderwertige Batterie auswählt. Daher ist die Wahl der besten LiFePO4-Batterie für Solaranlagen von entscheidender Bedeutung.
Um die beste Entscheidung zu treffen, müssen Sie einige Schlüsselfaktoren verstehen, die die Lebensdauer von LiFePO4-Akkus direkt beeinflussen. Die Wahl des optimalen Akkus gewährleistet zudem die Kompatibilität mit dem Gesamtsystem.
Berechnen Sie Ihren Energiebedarf
Bevor Sie sich für eine Lithiumbatterie entscheiden, müssen Sie Ihren täglichen Energieverbrauch berechnen. Erstellen Sie eine Liste aller elektrischen Geräte und deren Stromverbrauch. Die Leistungsaufnahme finden Sie auf der Rückseite jedes Geräts. Multiplizieren Sie anschließend die Wattzahl mit der täglichen Nutzungsdauer in Stunden, um den Gesamtenergiebedarf zu ermitteln. So können Sie die benötigte Batteriekapazität in Kilowattstunden bestimmen.
Es gibt viele Gründe für die Wahl der richtigen Batteriegröße. Am wichtigsten ist jedoch die Vermeidung von Leistungseinbußen. Dies trägt auch zur Senkung der Gesamtinstallationskosten bei.
Eine zu kleine Batterie kann häufige Tiefentladungen verursachen und dadurch die Lebensdauer Ihrer LiFePO4-Batterie verkürzen. Eine zu große Batterie hingegen erhöht die Installationskosten. Daher empfiehlt es sich, die Gesamtgröße Ihrer LiFePO4-Solarbatterie zu berechnen.
Batteriemanagementsystem (BMS)
Ein Batteriemanagementsystem (BMS) ist für jede LiFePO4-Batterie in Solaranlagen unerlässlich. Das BMS überwacht typischerweise Spannung, Stromstärke, Temperatur und Ladezustand. Es schützt die Batterie hauptsächlich vor Überladung, Tiefentladung und Überhitzung.
Hybrid-Wechselrichter verfügen über ein integriertes Batteriemanagementsystem (BMS), mit dem Sie die Leistung Ihrer Batterie überwachen können.
Zellqualität und -typ
Die Zellqualität beeinflusst die Leistung einer LiFePO4-Batterie direkt. Zellen der Güteklasse A bieten in der Regel die beste Konsistenz und höhere Kapazität. Minderwertige Zellen können jedoch zu Ungleichgewichten und vorzeitigem Ausfall führen.
Darüber hinaus gibt es verschiedene Zellformate, wie beispielsweise prismatische und zylindrische Zellen. Prismatische Zellen werden häufig in LiFePO4-Batterien für Solaranlagen eingesetzt. Sie bieten eine höhere Energiedichte und lassen sich einfacher integrieren.
Zykluslebensdauer und Entladetiefe (DoD)
Die Zyklenlebensdauer gibt an, wie oft Sie Ihre Akkus aufladen können, bevor sie ihre optimale Leistung verlieren. Eine höhere Zyklenlebensdauer bedeutet eine längere Nutzungsdauer.
Die Entladetiefe (DoD) gibt hingegen an, wie viel Energie sicher aus der Batterie entnommen werden kann. Die meisten Lithiumbatterien weisen eine DoD von 801 TP3T bis 901 TP3T auf.
Spannung & Kompatibilität
Beim Einbau einer Lithiumbatterie in eine Solaranlage muss auch deren Spannung berücksichtigt werden. Gängige Spannungen für diese Batterien sind 12 V, 24 V und 48 V. Batterien mit niedrigerer Spannung, wie z. B. 12 V oder 24 V, benötigen mehr Einheiten, um die gleiche Energielast zu decken. Bitte beachten Sie die folgende Tabelle.
| Systemlast | 12V | 24V | 48V |
| 10 kW | 20-25 Einheiten | 10-12 Einheiten | 5-6 Einheiten |
| 5 kW | 10-12 Einheiten | 5-6 Einheiten | 3 Einheiten |
| 2 kW | 4-5 Einheiten | 2-3 Einheiten | 1 Einheit |
Beachten Sie, dass die benötigte Anzahl an Einheiten auch von der Batteriekapazität (Ah) abhängt. Eine höhere Kapazität kann die Anzahl der für dieselbe Systemlast benötigten Einheiten reduzieren. Die meisten 12-V-LiFePO4-Solarbatterien bieten eine Kapazität von 100 Ah. 48-V-Batterien hingegen können eine Kapazität von 100–300 Ah aufweisen.
Was kostet eine LiFePO4-Batterie für Solaranlagen?
Die Kosten für Lithium-Ionen-Batterien für Solaranlagen können zwischen $ 400 und über $800 liegen. Mehrere Faktoren bestimmen diese Kostenstruktur. Erstens beeinflussen Batteriekapazität und -spannung direkt die Anzahl der benötigten Einheiten und letztendlich die Gesamtkosten. Darüber hinaus können Batteriemanagementsysteme (BMS), Zertifizierungen und Garantieleistungen den Preis beeinflussen.
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