Batterieauslegung (inselsystem und Hybrid) einfach erklärt

Lesezeit: 8–9 Min · Aktualisiert

Die Idee ist, dass Sie mit drei Dingen richtig liegen: Kapazität (kWh), Systemspannung (12/24/48 V oder Hochspannung) und Lade-/Entladeleistung (kW) für Ihre inselsystem oder netzgebundene Hybridsystem (mit oder ohne Back-up).

Zusammenfassung in einer Minute

• Schnellformel: Nennkapazität (kWh) ≈ abzudeckende Energie / (η × DoD). η (Gesamtwirkungsgrad) wird als 0,85 angenommen.
• Spannung (inselsystem): bis ~1000 W → 12 V; 1500–2500 W → 24 V; ≥3000 W → besser 48 V oder HV (wenn Ihre Geräte es erlauben). Bei Hybridsystemen: 48 V oder HV.
• DoD (Entladungstiefe): LiFePO₄-Lithium 80–100 % typisch; Blei ~50 % nutzbar.
• Laden/Entladen: Batterie + Wechselrichter müssen das von Ihrer PV-Anlage erzeugte laden und Ihre Lastspitzen entladen, ohne auf das Netz zurückzugreifen.
• Back-up: Sie können nur "kritische" Verbraucher (Kühlschrank, Licht, Router) versorgen, um die Laufzeit zu verlängern, oder das ganze Haus, wenn der Back-up-Ausgang die Leistung liefert.

Inhaltsverzeichnis

• Schlüsselbegriffe: kWh/Tag, DoD, Effizienz, C-Rate
• Spannung wählen: 12/24/48 V oder HV
• Methode für Inselanlagen (Schritt für Schritt)
• Methode für netzgebundene Hybridsysteme (mit und ohne Back-up)
• Lade-/Entladeleistung: praktische Regeln
• Serie und Parallel ohne Probleme
• Praktische Beispiele
• Tabelle / Checkliste
• Typische Fehler (und wie man sie vermeidet)
• FAQs
• Verwandte Produkte + CTA

Schlüsselbegriffe: kWh/Tag, DoD, Effizienz, C-Rate

kWh/Tag: Ihr täglicher Verbrauch (Leistung in kW × Stunden). Ausgangspunkt.

DoD („Depth of Discharge“): % der Batterie, die genutzt werden kann, ohne die Lebensdauer zu verkürzen. Lithium typisch 80–100 %; Blei ca. 50 % nutzbar.

Effizienz Hin- und Rückweg (η): Verhältnis von Rückgewinn zu Ladeenergie (Batterie + Verluste). Verwenden Sie 0,85 zur Sicherheit.

C-Rate: "Lade-/Entladerate" bezogen auf die Kapazität. Gibt an, wie viele kW ohne Schaden aufgenommen werden können.

Spannung wählen: 12/24/48 V oder HV

• 12 V: bis ca. 1000 W (Wohnwagen, Boot, Gartenhaus). Kurze Kabel und moderate Ströme.
• 24 V: etwa 1500–2500 W (kleines/mittleres Haus).
• ≥3000 W: besser 48 V oder HV, um Ströme und Verluste zu reduzieren.
• Hybride: Üblich sind 48 V (Niederspannung, LV) oder HV. (Detaillierte Unterschiede in einem anderen Leitfaden).

Methode für Inselanlagen (Schritt für Schritt)

Schnellregel / Formel

Nutzkapazität (kWh) = Tagesverbrauch (kWh/Tag) × Autonomietage.
Nennkapazität (kWh) = Nutzkapazität / (η × DoD).
Beispiel: 6 kWh/Tag × 2 Tage = 12 kWh nutzbar.
Mit η=0,85 und DoD=0,90 ⇒ 12/(0,85×0,90)= 15,7 kWh.

Zu setzende Parameter

• Autonomietage: 1–3 normal; 3–5 bei bewölktem Klima oder kritischer Nutzung.
• Temperatur: Wenn die Arbeit bei <10 °C erfolgt, fügen Sie +10–20 % Sicherheitsmarge hinzu (Batterien liefern weniger).
• C-Rate: Die Batterie muss die Spitzen des Wechselrichters und die Last des Reglers/MPPT aushalten.

Methode für netzgebundene Hybridsysteme (mit und ohne Back-up)

Zuerst: Wann verbrauchst du?

• Frühmorgens und Nachmittag/Nacht: Kompensiere mit mehr Batterie, um Energie vom Tag in diese Zeiten zu verschieben.
• Tagsüber Verbrauch: Priorisiere ausreichend Paneele und eine "knappe" Batterie für die sonnenlosen Zeiten.

Einfache Berechnung

1. Definiere die kWh ohne Sonne, die du abdecken möchtest (Nachmittag/Nacht + erste Stunde).
2. Anwendung: Nennkapazität = kWh ohne Sonne / (η × DoD). Bei Hybridsystemen: tatsächlicher η der Batterie ~0,90–0,95; verwende 0,85 für einen globalen Sicherheitsspielraum.
3. Überprüfe die Entladeleistung (kW) von Batterie + Wechselrichter für deine nächtlichen Spitzen.
4. Überprüfe die Ladeleistung (kW): Die Batterie muss die Leistung deiner PV aufnehmen können, ohne das System zu "drosseln".

Und der Back-up?

Der Back-up versorgt kritische Verbraucher (Kühlschrank, Licht, Router…) bei Stromausfall. Wenn du den Verbrauch begrenzt, verlängert sich die Autonomie. Wenn der Back-up-Ausgang des Wechselrichters ausreichend Leistung liefert, kannst du das ganze Haus nutzen, aber sei moderat, um die Laufzeit zu verlängern.

Lade-/Entladeleistung: praktische Regeln

• Entladung: Wenn deine Spitzen 3 kW betragen, fordere eine Dauerentladung ≥3 kW und eine höhere Spitzenleistung.
• Ladung: Wenn deine PV 4–5 kW liefert, sollte die Batterie/der Wechselrichter das zulassen oder das System begrenzen/überschüssig einspeisen.
• Typischer C-Rate LiFePO₄: 0,5C–1C (markenabhängig). Es gilt immer der niedrigste Wert des Systems.

Serie und Parallel ohne Probleme

• Im Serienschluss wird die Spannung addiert; die Ah bleiben gleich. Die Energie (Wh) steigt durch die Spannung.
• Im Parallelschluss werden die Ah addiert; die Spannung ändert sich nicht. Die Energie (Wh) steigt ebenfalls.

Beispiel: 2× Batterien 12 V 100 Ah →
Reihe: 24 V, 100 Ah ⇒ 2400 Wh ·
Parallel: 12 V, 200 Ah ⇒ 2400 Wh.

Gleiche Gesamtenergie, unterschiedliche Spannung/Strom. Verwenden Sie stets vom Hersteller erlaubte Verbindungen.

Praktische Beispiele

Inselanlage — Caravaning/Boot 12 V

Verbrauch: 0,8 kWh/Tag (Beleuchtung, kleiner Kühlschrank, Mobiltelefone). Autonomie: 2 Tage. LiFePO₄ DoD 90 %, η=0,85.
Nutzbar = 0,8×2 = 1,6 kWh → Nennwert = 1,6/(0,85×0,90)= 2,1 kWh.
Empfehlung: ~2,5 kWh bei 12 V (≈200 Ah LiFePO₄) und passenden MPPT/Ladegerät.

Inselanlage — Haushalt 24 V (1,8–2,2 kW)

Verbrauch: 3,5 kWh/Tag. Autonomie: 2 Tage. DoD 90 %, η=0,85.
Nutzbar = 7,0 kWh → Nennwert = 7,0/(0,85×0,90)= 9,15 kWh.
Empfehlung: ~9–10 kWh bei 24 V, 2 kW Wechselrichter, C-Rate und Ladestrom beachten.

Inselanlage — Haushalt 48 V (>3 kW)

Verbrauch: 6 kWh/Tag. Autonomie: 2 Tage. DoD 90 %, η=0,85.
Nutzbar = 12 kWh → Nennwert = 12/(0,85×0,90)= 15,7 kWh.
Empfehlung: ~16 kWh bei 48 V mit 5–6 kW Wechselrichter, Temperatur- und Wachstumsspielraum.

Hybrid im Netz — Ohne Back-up (Eigenverbrauch)

Verbrauch ohne Sonne: 4 kWh (20:00–08:00). DoD 90 %, η=0,90.
Nennwert = 4/(0,90×0,90)= 4,94 kWh.
Empfehlung: Batterie 5–7 kWh (48 V oder HV), Entladung ≥2–3 kW für nächtliche Spitzen.

Hybrid im Netz — Mit Backup (kritische Lasten)

Ziel: 10 h bei 0,6 kW (Kühlschrank+Lichter+Router) = 6 kWh nutzbar. DoD 90 %, η=0,90.
Nennwert = 6/(0,90×0,90)= 7,4 kWh.
Empfehlung: Batterie 7–10 kWh, Backup-Ausgang ≥1 kW Dauerleistung. Vernünftig einsetzen, um Betriebsstunden zu verlängern.

Tabelle / Checkliste

Typische Fehler (und wie man sie vermeidet)

• Nicht "auf gut Glück" → Wenden Sie die Formel an und lassen Sie 10–20 % Spielraum.
• Nur kWh betrachten → Prüfen Sie kW für Lade-/Entladeleistung und Spitzen.
• Falscher DoD → Lithium 80–100 % / Blei ca. 50 %.
• Zu viel Leistung bei Niederspannung → Wechsel zu 48 V oder HV.
• Kein Kältemarge → Fügen Sie +10–20 % hinzu, wenn <10 °C.
• Kreative Reihen-/Parallelschaltungen → Nur zugelassene und mit Schutzvorrichtungen.

FAQs

Wie viele kWh benötige ich? Isoliert: kWh/Tag × Tage / (η×DoD). Hybrid: kWh „ohne Sonne“ / (η×DoD).

12/24/48 V oder Hochvolt? 12 V bis ca. 1000 W; 24 V ca. 1500–2500 W; ≥3000 W → 48 V oder HV. Bei Hybriden 48 V oder HV.

Welchen DoD verwende ich? Lithium typischerweise 80–100 %; Blei ca. 50 % nutzbar.

Mehr Batterie oder mehr Panel? Tagesverbrauch: Panel. Nachtverbrauch: Batterie (unter Berücksichtigung der Entladeleistung).

Kann ich später erweitern? Ja, aber viele Marken verlangen gleiche Module und feste Fristen. Planen Sie das Wachstum.

Verwandte Produkte + CTA

• Kollektion: Lithiumbatterien 48 V (LV)
• Kollektion: Lithium-Hochvolt-Batterien (HV)
• Kollektion: Hybride Wechselrichter
• Pylontech Force L1 (LV)
• Huawei LUNA2000 (HV)
• GoodWe Lynx Home U 5,4 kWh (LV)
• Victron MultiPlus-II 48 V

Brauchen Sie Hilfe? Teilen Sie uns Ihren Standort, Verbrauch (Tag/Nacht), Spitzenwerte und ob Ihr System isoliert oder netzgebunden (mit oder ohne Backup) ist, mit. Wir senden Ihnen die Berechnung und das empfohlene Material.