Berechnung der Anzahl von Lithiumbatterien zur Versorgung eines 5-kW-Wechselrichters

LiFePO4-Lithiumbatterien sind dank ihrer hohen Energiedichte, langen Lebensdauer, Effizienz, schnellen Aufladung, geringen Wartung und hervorragenden Temperaturtoleranz die erste Wahl für Solarstromanlagen. Diese Eigenschaften machen sie ideal für die effektive Energiespeicherung in Solaranwendungen.

In diesem Artikel erklären wir, wie man die Anzahl der für einen 5000-Watt-Wechselrichter benötigten Lithiumbatterien berechnet, indem wir die Beziehung zwischen Ampere, Volt und Watt aufzeigen. Wir besprechen ihre Kompatibilität mit verschiedenen Geräten und gehen auf wichtige Aspekte wie Lastanforderungen, PV-/Generatorquellen und Energiespeicherung ein. Darüber hinaus untersuchen wir den Stromverbrauch dieser Wechselrichter.

Das Verhältnis zwischen Ampere, Volt und Watt in einem Wechselrichter wird durch die Formel definiert: Watt (W) = Volt (V) × Ampere (A). Die Leistung (Watt) ergibt sich aus der Multiplikation von Spannung und Stromstärke. Durch Umstellen der Formel können Sie je nach Bedarf Ampere oder Volt berechnen.

Schritt 1 - Listen Sie auf, was ein 5000-Watt-Wechselrichter betreiben wird

Listen Sie zunächst alle Geräte auf, die Sie mit dem Wechselrichter betreiben möchten, und addieren Sie deren Strombedarf. So können Sie Ihren tatsächlichen Energieverbrauch abschätzen, was wiederum für die Berechnung der Anzahl der benötigten Batterien entscheidend ist.

Die Leistung eines Wechselrichters wird in Watt (oder Kilowatt) gemessen. Ein 5000-W-Wechselrichter mit einer Nennleistung von 5 Kilowatt bezieht sich auf die maximale Dauerleistung, die der Wechselrichter unter optimalen Bedingungen liefern kann.

Ein 5000-Watt-Wechselrichter kann eine Vielzahl von Geräten betreiben , darunter viele gängige Haushaltsgeräte wie Lampen, Fernseher, Computer und kleinere Küchengeräte. Während der Wechselrichter kontinuierlich bis zu 5000 Watt liefern kann, hängt die tatsächliche Leistungsabgabe zu einem bestimmten Zeitpunkt von der an den Wechselrichter angeschlossenen Last und der von der Eingangsquelle verfügbaren Energie ab, z. B. von Solarmodulen oder Batterien. Aus diesem Grund empfehlen wir, alle Lasten aufzulisten, die ein 5000-W-Wechselrichter betreiben kann.

Achten Sie außerdem auf induktive Lasten – Geräte wie Kühlschränke, Klimaanlagen oder Elektrowerkzeuge –, die oft mehr Energie verbrauchen als ihre Nennleistung. Für eine genauere Schätzung konsultieren Sie am besten ihren Spitzenleistungsbedarf, wie in ihren Datenblättern angegeben.

Spitzenleistung bezeichnet die maximale elektrische Leistung, die ein Gerät beim Starten benötigt. Bei induktiven Lasten beträgt die Spitzenleistung normalerweise das 3- bis 9-fache ihrer Nennleistung, da sie zusätzliche Leistung benötigen, um die Trägheit beim Starten zu überwinden.

Wenn der Spitzenleistungsbedarf einiger Lasten die Spitzenleistungskapazität des Wechselrichters übersteigt, können bei gleichzeitigem Betrieb Probleme auftreten. PowMr-Solarwechselrichter beispielsweise bieten Spitzenkapazitäten bis zum Doppelten ihrer Nennleistung, während Niederfrequenzwechselrichter bis zum Dreifachen ihrer Nennleistung verarbeiten können. Bei Überlastung schaltet sich der Wechselrichter automatisch ab, Sie können ihn jedoch anschließend problemlos zurücksetzen.

Schritt 2 - Ampere aus Watt und Volt berechnen

Gemäß der Beziehung zwischen Ampere Volt und Watt [ Ampere (A) = Watt (W)/Volt (V) ] hängt die Strommenge, die der Wechselrichter von der Energiequelle zieht, vom Leistungsbedarf der angeschlossenen Geräte und der Spannung der Energiequelle ab.

Wechselrichter regeln die Ausgangsspannung immer so, dass sie mit bestimmten Netzspannungen übereinstimmt, und sorgen so für eine stabile Stromversorgung. Daher können wir die Amperezahl anhand der im ersten Schritt ermittelten Wattzahlen ermitteln.

Der Einfachheit halber nehmen wir an, dass die Gesamtleistung der an den Wechselrichter angeschlossenen Lasten 5000 Watt beträgt, was bedeutet, dass er mit voller Leistungskapazität arbeitet:

Wie viele Ampere verbraucht ein 5000-W-Wechselrichter bei 120 V?

Einsetzen der Zahlen für ein 120-V-System: Ampere = 5000 W/120 V = 41,67 Ampere

Bei 120 V verbraucht ein 5000-W-Wechselrichter ungefähr 41,67 Ampere.

Wie viele Ampere verbraucht ein 5000W Wechselrichter bei 240V

Für ein 240-V-System lautet die Berechnung: Ampere = 5000 W/240 V = 20,83 Ampere

Bei 240 V verbraucht ein 5000-W-Wechselrichter ungefähr 20,83 Ampere.

Beachten Sie, dass der Netzspannungsstandard je nach Region unterschiedlich ist . Daher ist es wichtig, die Berechnungen anhand Ihrer lokalen Spannung anzupassen.

Wenn an Ihrem Standort beispielsweise 110 V verwendet werden, würde ein 5000-W-Wechselrichter 45,45 Ampere ziehen. Bei einem 208-V -Dreiphasenstrom würde der Wechselrichter etwa 24,04 Ampere ziehen.

Schritt 3 - Bestimmen Sie die Größe der Lithiumbatterie für den 5000-Watt-Wechselrichter

Um die geeignete Batteriegröße für einen 5000-Watt-Wechselrichter zu bestimmen, müssen Sie mehrere Schlüsselfaktoren berücksichtigen:

Batteriespannung:
Die Spannung Ihres Batteriespeichers ( 12 V, 24 V, 48 V usw.) hat erhebliche Auswirkungen darauf, wie viele Batterien Sie benötigen. Systeme mit höherer Spannung benötigen weniger Batterien, um die gleiche Energieleistung zu erzielen.

Batteriekapazität:
Die Ah-Kapazität der Batterie gibt an, wie viel Energie die Batterie speichern kann. Eine höhere Ah-Zahl ermöglicht es der Batterie, den Wechselrichter über einen längeren Zeitraum zu betreiben.

Dauer der Anwendung:
Es ist entscheidend, wie lange Sie den Wechselrichter unter Volllast laufen lassen möchten. Wenn Sie den Wechselrichter beispielsweise eine Stunde lang mit 5000 Watt laufen lassen, wird mehr Energie verbraucht, als wenn Sie ihn für dieselbe Zeit mit 2000 Watt laufen lassen.

Entladungstiefe:
Beachten Sie die Entladetiefe (DoD) bei Lithiumbatterien, da die meisten LiFePO4-Batterien bis zu 80 % ihrer Kapazität sicher entladen werden können, ohne dass die Batterie beschädigt wird. Dies ist ein wichtiger Vorteil von Lithiumbatterien gegenüber herkömmlichen Bleibatterien, die normalerweise nur eine Entladung von 50 % zulassen.

Schritt 4 - Berechnen Sie, wie viele Batterien Sie für einen 5000-W-Wechselrichter benötigen

Ein 5000-W-Wechselrichter wird typischerweise zum Betreiben verbrauchsintensiver Geräte im Haushalt verwendet. Daher ist er normalerweise für einen Betrieb mit 48 V ausgelegt, um die Last effizient bewältigen zu können.

Auf die Schätzung des Verbrauchs anhand der Nutzungsdauer des Wechselrichters gehen wir hier nicht näher ein, da wir dies bereits in einem anderen Artikel behandelt haben.

In diesem Abschnitt berechnen wir die Anzahl der Lithiumbatterien, die für einen 5000-W-Wechselrichter erforderlich sind, wobei wir von einer Betriebsstunde bei voller Kapazität ausgehen. Als Beispiele verwenden wir die 48-V-Lithiumbatterien mit 100 Ah und 200 Ah von PowMr:

• 100 Ah 48 V Lithiumbatterie : Maximaler kontinuierlicher Entladestrom von 100 A.
• 200 Ah 48 V Lithiumbatterie : Maximaler kontinuierlicher Entladestrom von 150 A.

Um die Lebensdauer des Akkus zu verlängern, ist es nicht empfehlenswert, ihn dauerhaft mit dem maximalen Entladestrom zu verwenden. Daher haben wir den Entladestrom auf 20 Ampere eingestellt.

Anzahl der Lithiumbatterien zur Versorgung eines 5-kW-110-V-Wechselrichters

Ein 5000-W-110-V-Wechselrichter verbraucht bei voller Belastung ungefähr 45,45 Ampere (wie in Schritt 2 berechnet). Um herauszufinden, wie viele Batterien benötigt werden, können wir die folgende Formel verwenden:

Anzahl der Batterien = erforderliche Ampere / Batterieentladestrom

Vorausgesetzt, der Batterieentladestrom beträgt 20 A:

Anzahl der Batterien = 45,45 Ampere / 20 Ampere ≈ 2,27 Batterien

Da Teilbatterien nicht möglich sind, bräuchten Sie mindestens drei Batterien mit je 48 V, um einen 5000-W-Wechselrichter mit 110 V zu versorgen.

Anzahl der Lithiumbatterien zur Versorgung eines 5-kW-240-V-Wechselrichters

Bei einem 240-V-System verbraucht der Wechselrichter 20,83 Ampere. Mit der gleichen Formel und einem Entladestrom von 20 A:

Anzahl der Batterien = 20,83 Ampere / 20 Ampere ≈ 1,04 Batterien

Dies bedeutet, dass Sie 2 Batterien benötigen, um einen 5000-W-Wechselrichter mit 240 V sicher zu versorgen.

FAQ – Kann eine 12-V-Batterie einen 5000-W-Wechselrichter betreiben?

Der Betrieb eines 5000-W-Wechselrichters mit einer 12-V-Batterie wäre nicht praktikabel, da er einen extrem hohen Strom erfordern würde. Ein 12-V-Wechselrichter würde beispielsweise Folgendes verbrauchen:

Ampere = 5000 W / 12 V = 416,67 Ampere

Dieser Strompegel würde eine 12-V-Batterie schnell entladen und könnte Schäden verursachen. Für größere Wechselrichter wie 5000-W-Systeme sind Batteriebänke mit höherer Spannung, beispielsweise 24 V oder 48 V, weitaus effizienter und handlicher.

Sie können auch mehrere 12-V-Batterien kaufen und deren Verbindung anpassen, um die gewünschte Spannung zu erreichen. Wenn Sie beispielsweise zwei 12-V-Batterien in Reihe schalten, erhalten Sie 24 V , und wenn Sie vier 12-V-Batterien anschließen, erhalten Sie 48 V. Wir empfehlen Ihnen, unseren Leitfaden zu seriellen und parallelen Batterieanschlüssen zu lesen.