Kombination aus Windkraftanlage und Solarpanel

Um die sich ergänzenden Sonnen- und Windressourcen zu nutzen, wird das Kombinationssystem aus Windturbine und Solarmodul kombiniert.

Was ist ein Wind-Solar-Hybridsystem?

Der Wind weht nicht immer und das Licht scheint nicht immer, Solar- und Windenergie reichen nicht aus. Die Hybridisierung von Solar- und Windenergiequellen (Mindestwindgeschwindigkeit 4-6 m/s) mit Speicherbatterien, um Zeiten ohne Sonne oder Wind zu überbrücken, ist eine praktische Methode zur Stromerzeugung. Dies wird als Wind-Solar-Hybridsystem bezeichnet.

Das Wind-Solar-Hybridsystem erzeugt eine unabhängige Energiequelle, die sowohl zuverlässig als auch stabil ist. Im Allgemeinen haben diese Solar-Wind-Hybridsysteme begrenzte Kapazitäten. Solar-Wind-Hybridsysteme haben typischerweise Stromerzeugungskapazitäten von 1 kW bis 10 kW.

Wie installiere ich eine Kombination aus Windturbine und Solarmodul?

Das Wichtigste, was Sie zur Verbesserung der Effizienz Ihres Systems für erneuerbare Energien tun können, ist die Installation einer Kombination aus Windturbine und Solarmodulen.

Die gemeinsame Installation einer Windturbine und eines Solarpanelsystems ist ganz ähnlich wie die Installation eines der beiden Systeme einzeln, mit einer wichtigen Ausnahme: Ihrer Lademanagementplatine. Sofern Sie kein Wind- und Solar-Hybridkit kaufen, das einen kompatiblen Controller enthält, müssen Sie die Ladesteuereinheit sorgfältig prüfen, um sicherzustellen, dass sie sowohl mit Windturbinen als auch mit Solarpanelen verwendet werden kann.

Einer der Hauptunterschiede zwischen Windturbinen und Solarmodulen besteht darin, dass Windturbinen eine Steckdose benötigen, um überschüssigen Strom sicher abzugeben, Solarmodule hingegen nicht. Wenn die Leistung der Solarmodule Ihren Anforderungen entspricht, egal ob Sie Ihre Batterien laden oder Ihre Geräte mit Strom versorgen, stellt das System ein Gleichgewicht her und gibt eingehenden Strom ab, den es nicht benötigt.

Sofern Sie nicht an das Stromnetz angeschlossen sind, bleiben Ihre Solarmodule einfach inaktiv, bis sie wieder benötigt werden. Dann nehmen sie ihre Arbeit wieder auf, ohne dass sie dabei beschädigt werden. Dies gilt nicht für Ihre Windturbinen. Der Generator einer Windturbine wandelt kinetische Energie in Elektrizität um und reagiert nicht auf ein Gleichgewicht wie ein Solarmodul. Er erzeugt weiterhin Strom, solange der Wind weht und die Turbine eingeschaltet ist.

Überschüssiger Strom, der von einer Windturbine ohne Umleitungslast erzeugt wird, kann Ihre Batterien im Wesentlichen zum Kochen bringen. Wenn die Batterie leer ist, benötigt die Turbine eine andere Last, beispielsweise einen Widerstand oder zusätzliche Batterien, um sie eingeschaltet zu halten und ein unkontrolliertes Drehen zu verhindern. Viele Laderegler sind speziell für Windturbinen oder Solarmodule konzipiert und funktionieren nicht, wenn sie mit der falschen Infrastruktur ausgestattet sind.

Mit einem Hybrid-Laderegler können Sie Ihre Batterien sowohl über Ihre Turbinen als auch über Ihre Panels laden. Es können auch separate Regler für Turbinen und Panels installiert werden. Ein Hybrid-Regler ermöglicht es Ihnen lediglich, beide über denselben Laderegler laufen zu lassen.

Wie kann die Ausgabe dieser Kombination verbessert werden?

Die Installation eines Hybridsystems ist einfach. Um die Leistung zu steigern, sollten Kombinationen aus Windturbine und Solarmodul strategisch platziert werden. Solarmodule in Kombination mit einem Timer sorgen für maximale Sonneneinstrahlung den ganzen Tag über.

Die Leistung von Windturbinen ist umso besser, je höher sie über dem Boden installiert sind. Informieren Sie sich vor der Installation Ihrer Turbine über die geltenden Zonen- und Genehmigungsanforderungen, da diese möglicherweise eine maximale Höhe für Turbinen festlegen.

Neben diesen allgemeinen Empfehlungen sollten Sie bedenken, dass die individuelle Topografie und die natürlichen Gegebenheiten Ihres Grundstücks Schattenbereiche oder unerwarteten Windschutz erzeugen können. Berücksichtigen Sie bei der Konfiguration Ihres Systems die Einzelheiten Ihres Grundstücks.

Was sind die Komponenten eines Wind-Solar-Hybridsystems?

Die von Solarmodulen erzeugte elektrische Energie (Gleichstrom) kann in Batterien gespeichert, zur Stromversorgung von Gleichstromlasten verwendet oder an einen Wechselrichter zur Stromversorgung von Wechselstromlasten weitergeleitet werden. Solarenergie ist nur tagsüber verfügbar, Windenergie hingegen ist je nach Witterungsbedingungen den ganzen Tag verfügbar.

Da sich Wind- und Sonnenenergie gegenseitig ergänzen, kann das System fast das ganze Jahr über Strom liefern. Zu den Hauptkomponenten des Wind-Solar-Hybridsystems gehören eine Windturbine und ein Turm, Solar-Photovoltaikmodule, Batterien, Kabel, ein Laderegler und ein Wechselrichter. 

Das Wind-Solar-Hybridsystem erzeugt Strom, der über einen Wechselrichter zum Laden von Batterien und zum Betrieb von Wechselstromgeräten verwendet werden kann. Windturbinen sind auf Türmen mit einer Mindesthöhe von 18 Metern über dem Boden montiert. Aufgrund seiner Höhe erhält der Aerogenerator einen schnelleren Luftstrom und erzeugt so mehr Strom.

Wie funktioniert die Kombination aus Windturbine und Solarmodul?

Das Funktionsprinzip des Solar-Wind-Hybridsystems wird anhand der folgenden Schritte beschrieben:

Schritt 1: Der hybride Solar-Windturbinengenerator kombiniert Solarmodule, die Licht sammeln und in Energie umwandeln, mit Windturbinen, die Windenergie sammeln, indem sie das Grundprinzip der Windenergieumwandlung nutzen.

Schritt 2: Anstatt zwei Wechselrichter zu verwenden, verfügt ein Solar-Wind-Verbundwechselrichter über Eingänge für beide Quellen und enthält den erforderlichen AC-DC-Transformator zum Laden von Batterien von AC-Generatoren.

Schritt 3: Dadurch wird der von den Solarmodulen und der Windturbine erzeugte Strom gefiltert und in einem Batteriespeicher gespeichert.

Schritt 4: Wenn weder Wind- noch Solarenergie erzeugt wird, erzeugen die meisten Hybridsysteme Strom über Batterien und/oder einen Motorgenerator, der mit herkömmlichen Kraftstoffen wie Diesel betrieben wird. Wenn die Batterien keinen Strom mehr haben, kann der Motorgenerator Strom liefern und sie wieder aufladen.

Schritt 5: Das Hinzufügen eines Motorgenerators verkompliziert das System; aktuelle elektronische Steuerungen können diese Systeme jedoch automatisch betreiben. Ein Generatormotor kann auch dazu beitragen, die Größe der anderen Komponenten des Systems zu verringern.

Schritt 6: Bedenken Sie, dass die Speicherkapazität ausreichen muss, um den Strombedarf während der Nichtladezeiten zu decken. Batteriespeicher sind normalerweise so dimensioniert, dass sie ein bis drei Tage lang Strom liefern.