Batterie und Solarmodul einer Straßenleuchte berechnen: Energie und Reserve

Die Zahlen erläutern das Verfahren, ohne Autonomie für jeden Ort in Deutschland zu versprechen oder das Batteriedatenblatt zu ersetzen. Das Beispiel 50 W und 12 V unterscheidet Einschaltstunden von Volllastäquivalentstunden. Nach Definition von Nachtverbrauch, Dimmprogramm und verfügbarer Energie wird der örtliche Ertrag im ungünstigen Zeitraum untersucht. Autonomie ergibt sich aus der Energiebilanz, nicht aus der sichtbaren Panelgröße.

Solarertrag und Grenzen der Abschätzung

• Leistung des Solarmoduls berechnen

Als Annahme dienen täglich 6 Spitzen-Sonnenstunden, die nach Jahreszeit und Ort variieren. Für die 50W-LED-Straßenleuchte entsprechen 11 nächtliche Betriebsstunden (h) insgesamt 7,5 Stunden bei voller Leistung. Unter diesen Voraussetzungen wird die PV-Leistung mit der folgenden Energiebilanz abgeschätzt:

120 W lassen sich nicht als sichere Lösung aus dem ursprünglichen Ansatz ableiten, der 17,4 V Modulspannung mit 12 V Batteriespannung vermischte. Auch die Erholung nach sonnenarmen Tagen fehlt dort. Vor realen Ertrags- und Verlustkorrekturen gilt bei 6 Spitzen-Sonnenstunden: 450 Wh ÷ 6 h = 75 W. Diese Energie stammt aus dem beispielhaften 20%-Zuschlag: 50 W × 7,5 h × 1,20 = 450 Wh.

Für die endgültige Auswahl Nachladung, Systemverluste und geforderte Autonomie gemeinsam prüfen.

• Zuerst den idealisierten Strom des Beispiels berechnen.

Für die beispielhafte 50W-Straßenleuchte mit 12V-Batterie ergibt sich idealisiert 50W÷12V = 4.17 A.

Nachtenergie und Batteriereserve

• Danach die benötigte Batteriekapazität abschätzen.

Den orientierenden Verlustzuschlag von 15%-25% für das Gerät prüfen und Leitungs-, Regler- sowie Treiberverluste einbeziehen. Batterie und Regler bestimmen die zulässige Entladetiefe. 125 Ah beschreibt daher den Kapazitätsbedarf bei Nennspannung, nicht die endgültige Nennkapazität der ausgewählten Batterie.
Der erhaltene Rechenweg lautet: Batterie = 4.17A×7.5h×(3 + 1) Tage = 4.17A×30h = 125AH.
Wir reservieren 4 Nächte einschließlich der Nacht vor 3 ertragsarmen Tagen, um diese 3 aufeinanderfolgenden Tage abzudecken. Das Programm hält von 7:00 bis 11:00 abends 100% und von 11:00 abends bis 6:00 morgens 50%, entsprechend 25W. Insgesamt entsprechen die 11 eingeschalteten Stunden 7.5 Stunden (h) bei 100% Leistung.

Daten für den vollständigen Nachweis

Ertragsarmen Standortzeitraum zugrunde legen

Berechnung mit Standort und zugrunde gelegtem Ertragszeitraum sowie Lichtprogramm anfordern. Ein Jahresmittel beschreibt nicht automatisch die verfügbare Energie in der kritischen Autonomiephase. Diese Annahme mit der Dimensionierung dokumentieren.

Nachtreserve und Batterienachladung trennen

Prüfen, welche Energie das Modul für die übliche Nacht erzeugen muss und wie nach ertragsarmen Tagen nachgeladen wird. Beide Nachweise im Angebot behalten: Ladungsrückgewinn kann andere Bedingungen benötigen als die Deckung des täglichen Verbrauchs.

Angebote anhand berechneter Autonomie und Bedingungen bewerten, nicht allein nach beworbenen Ah oder Modulwatt. Mehr PV-Leistung kann helfen, beschreibt jedoch keinen garantierten Tagesertrag. Wiederaufladung nach einer ertragsarmen Phase vorsehen und die Zahl versorgter Nächte bei geplantem Betrieb dokumentieren. Örtlichen Ertrag, Reglerwirkungsgrad, Lade- und Entladegrenzen sowie nutzbare Wh für die Systemauslegung anfordern.