Wechselrichterleistung berechnen

Wechselrichterleistung aus der Gesamtlast, Spitzenleistung beim Motoranlauf und Batteriestrom. Gleichzeitigkeitsfaktor, Reserve und Anlauffaktor werden eingegeben.

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Hinweis zur Vorbemessung: Dieser Rechner liefert eine grobe erste Schätzung. Er leitet die Wechselrichterleistung aus der Gesamtlast und Ihren Faktoren ab. Die Anlaufleistung von Motorlasten, die Dauer der kurzzeitigen Spitzenleistung, die Leistungsreduzierung bei hoher Umgebungstemperatur und die Ausgangskurvenform hängen von Herstellerdaten ab. Kabel und Sicherungen müssen anhand der tatsächlichen Wechselrichterleistung, des Spitzenstroms und der niedrigsten Batteriespannung im Betrieb gewählt werden. Auf der Batterieseite fließen sehr hohe Ströme. Leiterquerschnitt, Absicherung und Anschlüsse liegen außerhalb dieser Rechnung und können bei falscher Auswahl Brände verursachen. Die endgültige Auswahl muss eine sachkundige Person anhand der Herstellerdatenblätter und der geltenden Norm treffen.

Formeln

Gleichzeitig betriebene Last: P_{d} = P · k_{e}
Dauerleistung des Wechselrichters: P_{inv} = P_{d} · (1 + y)
Anlaufspitzenleistung: P_{max} = P_{d} − P_{k} + k_{k} · P_{k}
Batteriestrom: I_{DC} = P_d / (η · V_{DC}), I_{DC,minInv} = P_{inv} / (η · V_{DC})

Annahmen

Methode: Die Dauerleistung ist die gleichzeitig betriebene Last zuzüglich Leistungsreserve. Die Spitzenleistung gilt für den Moment, in dem die schwerste Anlauflast bei laufenden übrigen Lasten eingeschaltet wird.
Der Anlaufleistungsfaktor wird eingegeben und ist ein Näherungswert. Beim Anlauf ist der Leistungsfaktor niedrig, wodurch Scheinleistungsgrenze und Stromgrenze des Wechselrichters zusätzlich beansprucht werden. Für Motorlasten sind Herstellerdaten oder Messungen nötig.
Die Spitzenleistung eines Wechselrichters steht nur kurzzeitig zur Verfügung. Prüfen Sie im Datenblatt, ob diese Dauer für den Anlauf ausreicht.
Ohne eingegebene Anlauflast entspricht die angezeigte Spitzenleistung der gleichzeitig betriebenen Last.
Die Lasten werden als Wirkleistung in W addiert. Bei niedrigem Leistungsfaktor muss die Grenze in VA gesondert geprüft werden.
Der Batteriestrom wird bei Nennbatteriespannung berechnet. Während der Entladung sinkt die Spannung und steigt der Strom. Leiterquerschnitt, Absicherung und Batteriekapazität liegen außerhalb dieser Rechnung.
Leistungsreduzierung durch Temperatur und Höhe sowie Ausgangskurvenform (reiner oder modifizierter Sinus) werden nicht behandelt.

Wie wird ein Wechselrichter ausgelegt?

Ein Batteriewechselrichter hat eine Dauerleistung und eine kurzzeitig verfügbare Spitzenleistung. Beide müssen geprüft werden.

Dauerleistung

Addieren Sie die Geräteleistungen, berücksichtigen Sie einen Gleichzeitigkeitsfaktor für nicht gleichzeitig betriebene Geräte und ergänzen Sie eine Reserve:

P_inv = P × k_e × (1 + y)

Spitzenleistung

Motorbetriebene Geräte wie Kühlschränke, Pumpen und Kompressoren nehmen beim Anlauf ein Mehrfaches ihrer Nennleistung auf. Der ungünstigste Moment entsteht beim Einschalten eines solchen Geräts, während die übrigen Lasten bereits laufen:

P_peak = Betriebslast − P_k + k_k × P_k

Die Spitzenleistung laut Datenblatt muss diesen Wert übersteigen und während des gesamten Anlaufs verfügbar bleiben.

Beispiel

Von insgesamt 1500 W entfallen 500 W auf einen Kühlschrank mit Anlauffaktor 3. Mit 25 % Reserve beträgt die Dauerleistung 1500 × 1,25 = 1875 W. Beim Anlauf werden 1500 − 500 + 3 × 500 = 2500 W benötigt. An einer Batterie mit 24 V zieht die Betriebslast bei 90 % Wirkungsgrad 1500 / (0,9 × 24) = 69 A.

Strom auf der Batterieseite

Bei niedriger Spannung bedeutet dieselbe Leistung einen sehr hohen Strom. In einem System mit 12 V benötigen 1000 W ohne Verluste 83 A und bei 90 % Wirkungsgrad etwa 93 A. Dieser Strom bestimmt Leiterquerschnitt, Sicherung und Batteriekapazität, die jeweils gesondert berechnet werden müssen.

Grenzen

Der Anlauffaktor schwankt stark zwischen den Geräten. Der Rechner schlägt keinen Wert vor. Das Ergebnis ist eine erste Schätzung und muss anhand des Herstellerdatenblatts und der geltenden Norm bestätigt werden.

Häufige Fragen

Welche Wechselrichterleistung benötige ich?

Bei gleichzeitig betriebenen 1500 W und einer beispielhaften Reserve von 25 % beträgt die benötigte Dauerleistung mindestens 1875 W. Beim Anlauf der enthaltenen Last mit 500 W und dem Anlauffaktor 3 steigt der Bedarf auf 2500 W. Dies ist eine Vorbemessung. Prüfen Sie Anlauffaktor, Dauer der Spitzenleistung, Batterie, Leitungen, Schutz und Scheinleistungsgrenzen anhand der Gerätedaten.

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