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 Dive Operations Manager eines großen lokalen Tauchresorts bringt Roger sowohl praktische technische Erfahrung als auch zertifiziertes elektrotechnisches Wissen mit.

Roger hat sein Zuhause, das zuvor von einem dreiphasigen 220V/110V-Netz versorgt wurde, so umgerüstet, dass es ausschließlich mit Solarenergie betrieben wird. Um sowohl 220V- als auch 110V-Haushaltsgeräte zu versorgen, hat er ein System entworfen, bei dem der Wechselrichter 220V AC ausgibt, wovon 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 Anlage als hochpraktisches und kosteneffizientes DIY-Solarreferenzsystem.


Energiequelle aus Solar, Generator und Batteriespeicher

Energieerzeugung des Solarsystems von Roger
Systemkomponenten von Rogers Energieanlage

Rogers netzunabhängiges Energiesystem wird von Solarmodulen, einem großen Batteriespeicher und einem Notstromgenerator betrieben. 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 den Haushalt und laden einen 30kWh-Batteriespeicher, der aus zwölf 200Ah LiFePO₄-Batterien besteht, die in drei parallelen Strängen mit jeweils vier in Serie angeordnet sind. Diese Konfiguration liefert eine Nennspannung von 52,4 V, perfekt auf den Wechselrichter abgestimmt.

Als zusätzliche Resilienzschicht hat Roger einen 5kW-Notstromgenerator installiert, der während längerer bewölkter Perioden vorübergehend Unterstützung bieten kann. Dank der starken Kombination aus Solar- und Batteriesystem ist der Generator jedoch nur minimal im Einsatz und wird nur als letzter Ausweg benötigt.



Abwärtstransformator 220V zu 110V und Lastverteilung

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

Rogers Solarwechselrichter liefert eine stabile 220V AC-Ausgabe, die durch eine 60A-Sicherung geht, bevor sie eine Stromschiene bestehend aus L1 und Neutral erreicht. Dann wird die Leistung teilweise direkt an 220V-Lasten verteilt und teilweise zu einem Paar Abwärtstransformatoren 220V zu 110V geleitet.

Abwärtstransformatoren 220V zu 110V im Solarsystem
Abwärtstransformatoren 220V zu 110V im Solarsystem

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

Um Sicherheit und richtige Stromkapazität zu gewährleisten, ersetzte Roger während der Installation alle wichtigen Leiter. Hauptanschlüsse vom Wechselrichter zum Sicherungskasten wurden von 2mm² auf 10mm² aufgerüstet, während 6mm²-Kabel für Leitungen verwendet wurden, die Verteilungsschienen mit einzelnen Stromkreisen verbinden.

Zusätzlich verfügt die Leistung des Generators über einen Y-Schalter, entweder zum Wechselrichtereingang oder zum Abschalten des Wechselrichterausgangs und direkten Anschluss an die 220V-Schiene. Von dort versorgt er 220-Gruppen und den 220V-Eingang der 2 110V-Spulen.


💡Verbesserungstipps:

Der Austausch der 220V-Sicherungen auf der Stromschienen-Seite 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-zu-110V-Solarsystem mit Abwärtstransformatoren
ATS-Einrichtung zum Schutz vor Rückstrom – Systemdiagramm


Gerätelasten und Energieverbrauch

Rogers Energieverbrauch ist gut ausbalanciert zwischen 220V- und 110V-Lasten, optimiert, um seine Solarerzeugung und Batteriespeicherkapazität anzupassen.

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 Komfort im tropischen Klima zu gewährleisten. Für Warmwasser läuft ein 3kW-Wassererhitzer etwa 10 Minuten pro Duschvorgang. Die Poolpumpe wird von einem Timer gesteuert und läuft zweimal täglich jeweils eine Stunde.

Auf der 110V-Seite versorgen die Abwärtstransformatoren die Stromversorgung für LED-Beleuchtung und gelegentlichen Gebrauch von Geräten wie Staubsauger oder Waschmaschine. Wenn aktiv, liegen die 110V-Lasten zwischen 0,6 und 1,6 Kilowatt.

Dank der nahtlosen Integration von Solartechnik, einem Notstromgenerator und einem 220V-zu-110V-Transformator arbeitet Rogers vollständig netzunabhängiges System seit dem 21. April zuverlässig. Es deckt konstant seinen täglichen Energiebedarf von 24–28 kWh, was etwa 800 kWh pro Monat entspricht, und spart ihm rund 400 US-Dollar an Stromkosten pro Monat.

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