Rogers 220V/110V Energiesystem: Netzunabhängige Solarenergie mit Abwärtstransformatoren

solar system with 220v to 110v step-down transformer

Roger Haug lebt auf der Insel Bonaire, einem sonnigen und abgelegenen niederländischen Gebiet in der Karibik. Als Leiter der Tauchbetriebe eines großen lokalen Tauchresorts bringt Roger sowohl praktische technische Erfahrung als auch zertifiziertes elektrotechnisches Wissen mit.

Roger hat sein Zuhause, das zuvor von einem Drehstromnetz mit 220V/110V versorgt wurde, so umgerüstet, dass es ausschließlich mit Solarenergie betrieben wird. Um sowohl 220V- als auch 110V-Haushaltsgeräte zu versorgen, hat er eine Anlage entworfen, bei der der Wechselrichter 220V AC liefert, von denen ein Teil mit zwei speziellen Transformatoren auf 110V heruntertransformiert wird.

Im Vergleich zu 110V-Wechselrichtern sind 220V-Solarwechselrichter in der Regel etwas wirtschaftlicher. Besonders in Regionen, in denen sowohl 220V- als auch 110V-Geräte verwendet werden, dient Rogers Aufbau als hochpraktisches und kosteneffizientes DIY-Solarreferenzsystem.


Stromquelle aus Solar, Generator und Batteriespeicher

Energieerzeugung des Solarsystems von Roger
Systemkomponenten von Rogers Energieanlage

Rogers netzunabhängiges Energiesystem wird von Solarpanels, einem großen Batteriespeicher und einem Notstromgenerator gespeist. Im Zentrum steht der POW-HVM11KW-48V-Wechselrichter, der 220VAC liefert und den gesamten Energiefluss koordiniert.

Seine 24 JA Solar 450W-Module erzeugen bis zu 10,8 kW, versorgen Haushaltslasten und laden einen 30kWh-Batteriespeicher, der aus zwölf 200Ah LiFePO₄-Batterien besteht, die in drei parallelen Strängen mit jeweils vier in Serie geschaltet sind. Diese Konfiguration liefert eine Nennspannung von 52,4V, die perfekt auf den Wechselrichter abgestimmt ist.

Als zusätzliche Absicherung hat Roger einen 5kW-Notstromgenerator installiert, der bei längeren bewölkten Perioden vorübergehend Unterstützung bieten kann. Dank der starken Kombination aus Solar und Batterie ist der Generator jedoch nur minimal im Einsatz und wird nur als letzte Option benötigt.



Transformator 220V auf 110V und Lastverteilung

Abwärtstransformatoren 220V auf 110V im Solarsystem
Energiefluss und Diagramm des Solarsystems mit 220V-auf-110V-Transformatoren

Rogers Solarwechselrichter liefert eine stabile 220V-Wechselspannung, die durch eine 60A-Sicherung fließt, bevor sie eine Stromschiene mit L1 und Neutralleiter erreicht. Von dort wird die Energie teilweise direkt an 220V-Verbraucher verteilt und teilweise zu einem Paar Abwärtstransformatoren 220V auf 110V geleitet.

Abwärtstransformatoren 220V auf 110V im Solarsystem
Abwärtstransformatoren 220V auf 110V im Solarsystem

Von dort versorgt ein Stromkreis direkt 220V-Verbraucher, während ein anderer einen 40A-Zweig zu zwei 5kW-Abwärtstransformatoren speist, die 220V in 110V AC umwandeln, jeweils durch 60A-Sicherungen geschützt, und zwei separate 110V-Stromkreise versorgen.

Um Sicherheit und ausreichende Stromkapazität zu gewährleisten, hat Roger während der Installation alle wichtigen Leiter ausgetauscht. Die Hauptverbindungen vom Wechselrichter zum Sicherungskasten wurden von 2mm² auf 10mm² aufgerüstet, während 6mm²-Kabel für die Leitungen von den Verteilungsschienen zu den einzelnen Stromkreisen verwendet wurden.

Zusätzlich verfügt die Generatorleistung über einen Y-Schalter, der entweder auf den Wechselrichtereingang schaltet oder den Wechselrichterausgang unterbricht und direkt an die 220V-Schiene anschließt. Von dort versorgt er 220V-Gruppen und den 220V-Eingang der zwei 110V-Spulen.


💡Verbesserungstipps:

Der Austausch der 220V-Sicherungen auf der Stromschienenseite durch einen ATS (Automatischer Umschalter) kann verhindern, dass potenzieller Rückstrom vom Generator zurück in den Wechselrichterkreis fließt, wenn der Generator direkt an die Stromschiene angeschlossen ist.

Verbessertes 220V-auf-110V-Solarsystem mit Abwärtstransformatoren
ATS-Anlage zum Schutz vor Rückstrom – Systemdiagramm


Gerätelasten und Energieverbrauch

Rogers Energieverbrauch ist gut ausbalanciert zwischen 220V- und 110V-Lasten und auf seine Solarerzeugung sowie Batteriespeicherkapazität optimiert.

Auf der 220V-Seite umfassen die Lasten eine Poolpumpe, vier Klimaanlagen, zwei Wassererhitzer und einen Kühlschrank, der etwa 140Wh pro Stunde verbraucht. Typischerweise laufen zwei Klimaanlagen gleichzeitig, um im tropischen Klima Komfort zu gewährleisten. Für Warmwasser läuft ein 3kW-Wassererhitzer etwa 10 Minuten pro Duschvorgang. Die Poolpumpe wird über eine Zeitschaltuhr gesteuert und läuft zweimal täglich jeweils eine Stunde.

Auf der 110V-Seite versorgen die Abwärtstransformatoren LED-Beleuchtung und gelegentlich Geräte wie Staubsauger oder Waschmaschine. Wenn aktiv, liegen die 110V-Lasten zwischen 0,6 und 1,6 Kilowatt.

Dank der nahtlosen Integration von Solar, Notstromgenerator und 220V-auf-110V-Transformator arbeitet Rogers 100% netzunabhängiges System seit dem 21. April zuverlässig, deckt konstant seinen täglichen Energieverbrauch von 24–28 kWh, insgesamt etwa 800 kWh pro Monat, und spart dabei rund 400 US-Dollar pro Monat an Stromkosten.

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