top of page
Diese Website wurde mit dem Homepage-Baukasten von
.com
erstellt. Erstelle deine Website noch heute.Gleich loslegen

Photovoltaik

Warum ist Photovoltaik interessant für Aquaponik-Anlagen?

 

Um unser Ziel der Klimaneutralität bis 2045 zu erreichen, spielt die Umstellung auf erneuerbare Energien aus Wind, Solar und Wasserkraft eine entscheiden Rolle. Wir müssen weg von den fossilen Energieträgern, Kohle, Erdöl und Erdgas und, die unseren Planeten weiter verschmutzen.

Wir möchten den Wandel aktiv antreten und fangen daher an ganz klein, ganz großes zu erreichen. Wir wollen die Aquaponik Anlage der ARC Farm in Berlin Wedding vollkommen autark konzipieren, indem der gesamte Stromverbrauch über ein installiertes Photovoltaik System bezogen werden kann.

Kleine Systeme wie die Aquaponik Anlage der ARC, welche nur wenige elektrische Systeme benötigt, um betrieben zu werden, sind optimal für den Betrieb mit erneuerbaren Energien. Die Energie, die verbraucht wird, lässt sich einfach in Batterien speichern. Hierbei ist empfohlen die Batteriespeicher so auszulegen, dass die Anlage ohne Probleme zwei Tage ohne Sonne betrieben werden kann. Da dieses System zumindest in den Sommermonaten ohne externen Strom laufen kann, handelt es sich um ein Inselsystem.

Durch einen autarken Betrieb kann die Aquaponik Anlage an jedem Ort mit etwas Sonne aufgestellt werden und es muss nicht auf Landstrom geachtet werden. 

​

Kann jede : r sich eine Photovoltaik-Anlage bauen?

Inselsysteme, welche wir für die die Anlage der ARC geplant haben, sind simpel im Aufbau und können somit mit ein wenig Grundwissen und etwas handwerklichem Geschick selbst gebaut werden. Anleitung für den Aufbau sind viele in Internet zu finden. Dadurch, dass der externe Strom nicht integriert werden muss, müssen auch keine externen Personen der Netzbetreibers hinzugezogen werden.

PV.png
Image-1 (1).jpg

Aufbau des Systems

​

Für den Aufbau der Photovoltaik (PV)- Anlage kommen verschiedene Optionen in Betracht, welche wir später noch weiter spezifizieren. Die Optionen unterscheiden sich vor allem in der Anzahl und Art der PV-Module. Der restliche Aufbau ist bei den Systemen sehr ähnlich. Damit die Batterie mit dem richtigen Ladestrom geladen wird, wird ein Laderegler benötigt. Dieser überwacht auch den Ladezustand der Batterien und schützt die Batterie somit Tiefenentladen zu werden. Weiterhin dient der Laderegler dazu, dass die PV-Module bei Nacht keinen Strom verbrauchen und ist somit das Sperrglied zwischen der Stromerzeugung und der Stromnutzung. Der Laderichter kann die 12 V – Verbraucher direkt mit Strom versorgen, da diese die gleiche Spannung haben. Für unser Aquaponik System existieren zwei Systeme, welche so direkt betrieben werden können. Über den Laderegler werden die Batterien geladen. Bei der Auswahl der Batterien ist es wichtig, dass diese genug Kapazität haben, um die Anlage zumindest für zwei Tage komplett zu versorgen. Auch sollen diese die Fähigkeit haben viele Lade- und Endladezyklen ohne Probleme zu verkraften. Lithium-Ionen-Batterien sind hier sehr gut geeignet. Leider sind diese auch teuer. Ein Großteil der Verbraucher benötigt für den Betrieb jedoch 220 bzw. 230 V Wechselstrom. Somit wird für deren Betrieb über die Batterie ein Wechselrichter benötigt, um den 12 V Gleichstrom der Batterie für die Systeme nutzbar zu machen. Hierbei muss die Leistung der Verbraucher beachtet werden, damit der Wechselrichter nicht überlastet wird.

Für die Verbindung der Komponenten untereinander werden Kabel benötigt, welcher für den Stromfluss ausgelegt sind. Zur Sicherung bei Kurzschluss oder Überlastung ist es empfehlenswert noch Sicherungen zwischen die Komponenten zu schalten.

Im Weiteren werden die Unterschiede der Optionen noch aufgezeigt und der Aufbau gezeigt. 

Quelle: http://www.inselanlage.info/aufbau-inselanlage/

​

Option 1 – Optimal aber kostspielig:

Bei der Option 1 werden auf den Klappdächer des Fischhauses PV-Folienmodule angebracht. Diese sind leicht und beeinträchtigen die Nutzung des Klappdaches nicht. Alle Klappen können auch weiterhin geöffnet werde, da die Folien das Gewicht nicht sonderlich erhöhen. Da diese Folien im Vergleich zu monokristallinen Modulen kostspieliger sind und nicht so viel Leistung haben, werden zusätzliche monokristalline PV-Module benötigt, welche auf die freien Flächen neben der Anlage aufgestellt werden können.

Option 1.png
Option 2.png

Die Anzahl und Große der Solarmodulkombination ist auf den entsprechenden Strombedarf der Verbraucher der Aquaponik Anlage der ARC Farm ausgelegt. Der Strombedarf der Anlage ergibt sich auf dem Verbrauch der Luft- und Wasserpumpen für den Fischtank, Wasserpumpen für die Pflanzenbewässerung im Verticalfarming System, der Flachkollektorpumpe, der Aqua zu Sumpfpumpe und Sumpf zu Aquapumpe und dem Überwachungssystem (Seneye).

Zusätzlich zu den Modulen benötigen wir Laderegler, Batterien und Wechselrichter. Die Komponenten wirken untereinander und müssen entsprechend ausgelegt werden. Der Solar-Laderegler wird den Modulen nachgeschaltet und ist für die Spitzenleistung der Module ausgelegt. Eine höhere Spitzenleistung würde einen größeren Laderegler benötigen. Der Laderegler sorgen dafür, dass die Batterie mit dem richtigen Ladestrom geladen werden und keinen Schaden durch zu hohe (oder zu niedrige) Ladespannungen und -ströme nimmt. Dadurch kann die Leistung, Kapazität und Lebensdauer einer Batterie erheblich optimiert werden. In einer Batterie wird, der mit Hilfe der Photovoltaikanlagen erzeugte, Strom gespeichert und für die eigene Nutzung verfügbar gemacht. Die Batterie ist so ausgelegt, dass das System etwa zwei Tage an dunklen Tagen - ohne Stromeinspeisung durch die Solarpanels - weiterbetrieben werden kann. Es kann sich zudem dazu entschieden werden die Batterieladung bei 80-100 % zu halten, indem Strom aus dem Netz bezogen wird, sofern nicht genügend Strom durch die PV Anlage generiert wird. Dadurch wird eine sichere konstante Anlagenführung gewährleistet. Der Solar Wechselrichter ist das Herzstück zwischen den Solarmodulen und Verbrauchern der Anlage. Dieser wandelt den Gleichstrom der Solarzellen (12 V) in verbraucherkompatiblen Wechselstrom (230 V) um. Zudem dient er als Überwachung und Steuerung der gesamten Photovoltaikanlage.

Bild1.png

Option 2 – Kostengünstig aber sperrig:

Bei der Option 2 bleibt das Dach des Fischhauses unbebaut. Alternativ werden die günstigeren und Leistungsstärkeren monokristallinen PV-Module verwendet, welche neben der Anlage auf einer Unterkonstruktion befestigt werden können. Durch die Unterkonstruktion wird gewährleistet, dass der Winkel zu Sonne optimal ist. Für die Bedarfsdeckung der Anlage werden voraussichtlich 3 Monokristalline PV-Module benötigt. Neben dem Kauf von neuen PV-Modulen können auch gebrauchte Module, welche sich in einem guten Zustand befinden, verwendet werden.

Eine Systemabbildung der Option 2 findet ihr hier:

​

Option 2.png


Wie bereits bei der Option 1 beschrieben, werden für ein vollständiges System, neben den PV-Modulen, noch ein Laderegler, eine Batterie sowie ein Wechselrichter benötigt. Auch hier gilt es die einzelnen Systemkomponenten aufeinander abzustimmen und entsprechend auszulegen.

Kosten für die Anlage

Um eine Einschätzung der anfallenden Kosten für die jeweiligen Anlagensysteme zu bekommen, haben wir euch die Kosten für die beschriebenen Systeme zusammengestellt:

Option 1 – Optimal aber kostspielig

Wie in der Tabelle zu sehen, fällt für alle Komponenten Gesamtkosten in Höhe von 3.420 € an.

Option 2 – Kostengünstig aber sperrig:

Die einzelnen Komponenten sowie die Kosten für die Option 2 sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt. Die beiden Optionen unterscheiden sich lediglich in der Auswahl der PV-Module.

Wie in der Tabelle zu sehen, fällt für alle Komponenten Gesamtkosten in Höhe von 1.935 € an.

bottom of page