Welche Leistung erreicht die Solaranlage unter diesen Bedingungen?

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Welche Leistung erreicht die Solaranlage unter diesen Bedingungen?

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Wie viel Außenluft benötigt eine 5 kW Wärmepumpe?

Um wie viel Prozent reduziert sich die Leistung einer Solaranlage bei starker Bewölkung?

Welche kWp-Leistung sollte eine Photovoltaikanlage für 50 Watt Dauerbetrieb haben?

Accepted Answer

Um die Leistung einer Solaranlage zu berechnen, sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen: 1. **Sonneneinstrahlung (I)**: Die Menge an Sonnenenergie, die pro Quadratmeter auf die Solaranlage trifft, gemessen in Watt pro Quadratmeter (W/m²). 2. **Fläche der Solarmodule (A)**: Die Gesamtfläche der Solarmodule in Quadratmetern (m²). 3. **Wirkungsgrad der Solarmodule (η)**: Der Prozentsatz der Sonnenenergie, den die Solarmodule in elektrische Energie umwandeln können. Die Leistung (P) der Solaranlage kann mit der folgenden Formel berechnet werden: \[ P = I \times A \times \eta \] Dabei ist: - \( P \) die Leistung in Watt (W), - \( I \) die Sonneneinstrahlung in Watt pro Quadratmeter (W/m²), - \( A \) die Fläche der Solarmodule in Quadratmetern (m²), - \( \eta \) der Wirkungsgrad der Solarmodule (als Dezimalzahl, z.B. 0.20 für 20%). Beispiel: - Sonneneinstrahlung \( I = 1000 \, \text{W/m}^2 \) (typischer Wert bei voller Sonneneinstrahlung), - Fläche der Solarmodule \( A = 10 \, \text{m}^2 \), - Wirkungsgrad \( \eta = 0.20 \) (20%). Dann wäre die Leistung: \[ P = 1000 \, \text{W/m}^2 \times 10 \, \text{m}^2 \times 0.20 = 2000 \, \text{W} \] Die Solaranlage würde unter diesen Bedingungen eine Leistung von 2000 Watt (2 kW) erreichen.

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Der sogenannte „Trafoverlust“ (korrekt: Trafoverluste) bei einem 630 kVA Öltransformator setzt sich aus zwei Hauptkomponenten zusammen: 1. **Leerlaufverluste (Eisenverluste):** Diese... [mehr]

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Der sogenannte „Trafoverlust“ (korrekt: Trafoverluste) bei einem 630 kVA Öltransformator setzt sich aus zwei Hauptkomponenten zusammen: 1. **Leerlaufverluste (Eisenverluste):** Diese, wenn der Trafo unter Spannung steht, aber keine Last angeschlossen ist. 2. **Lastverluste (Kupferverluste):** Diese entstehen, wenn der Trafo unter Last betrieben wird. Die genauen Werte hängen vom Hersteller und Modell ab, aber für einen typischen 630 kVA Öltransformator gelten folgende Richtwerte (nach DIN EN 50588-1 bzw. Ökodesign-Richtlinie): - **Leerlaufverluste:** ca. 950–1.100 Watt - **Lastverluste:** ca. 7.500–8.500 Watt (bei Nennlast) **Beispiel:** Ein moderner 630 kVA Öltransformator hat typischerweise: - Leerlaufverluste: 1.000 W - Lastverluste: 8.400 W **Gesamtverluste bei Volllast:** Leerlaufverluste + Lastverluste = ca. 9.400 W **Hinweis:** Die tatsächlichen Werte können je nach Baujahr, Hersteller und Ausführung variieren. Für exakte Angaben solltest du das Typenschild oder das Datenblatt des jeweiligen Transformators heranziehen. Weitere Informationen findest du z.B. bei [Siemens Energy](https://www.siemens-energy.com/global/en/offerings/power-transmission/transformers/distribution-transformers.html) oder [ABB](https://new.abb.com/products/transformers/distribution-transformers/oil-immersed).

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Die benötigte Außenluftmenge für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe hängt davon ab, wie viel Wärme aus der Luft entzogen werden muss, um die gewünschte Heizleistung zu err... [mehr]

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Die benötigte Außenluftmenge für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe hängt davon ab, wie viel Wärme aus der Luft entzogen werden muss, um die gewünschte Heizleistung zu erreichen. Die Berechnung basiert auf dem Prinzip, dass der Wärmepumpe durch die angesaugte Luft Wärme entzogen wird, wobei die Temperaturdifferenz (ΔT) zwischen der angesaugten und der abgegebenen Luft sowie die spezifische Wärmekapazität der Luft eine Rolle spielen. **Berechnungsgrundlage:** Die Formel zur Berechnung der benötigten Luftmenge lautet: Q = m × c × ΔT - Q = zu entziehende Wärmeleistung (in Watt) - m = Massenstrom der Luft (in kg/s) - c = spezifische Wärmekapazität der Luft (ca. 1.005 kJ/kg·K) - ΔT = Temperaturdifferenz zwischen ein- und ausströmender Luft (in Kelvin) **Umstellung nach Volumenstrom:** Der Volumenstrom (V, in m³/h) ergibt sich aus: V = (Q) / (ρ × c × ΔT) × 3600 - ρ = Dichte der Luft (ca. 1,2 kg/m³) - 3600 = Umrechnung von Sekunden auf Stunden **Beispielrechnung für 5 kW Heizleistung:** Angenommen, die Wärmepumpe kühlt die Außenluft um 5 K (ΔT = 5 K) ab: - Q = 5.000 W - ρ = 1,2 kg/m³ - c = 1.005 kJ/kg·K = 1.005 kJ/kg·K × 1.000 = 1.005 J/g·K = 1.005 kJ/kg·K = 1.005 kJ/kg·K (bleibt gleich, da in kJ) - ΔT = 5 K Einsetzen in die Formel: V = (5.000) / (1,2 × 1.005 × 5) × 3600 V = (5.000) / (6,03) × 3600 V = 829,7 × 3600 V = 2.987.000 / 1.000 (da 1 kJ = 1.000 J) V ≈ 2.987 m³/h **Ergebnis:** Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe mit 5 kW Heizleistung benötigt – bei einer angenommenen Temperaturdifferenz von 5 K – etwa **3.000 m³ Außenluft pro Stunde**. **Hinweis:** Der tatsächliche Wert kann je nach Temperaturdifferenz, Effizienz der Wärmepumpe und Umgebungsbedingungen variieren. Bei kleinerer Temperaturdifferenz steigt der benötigte Luftvolumenstrom entsprechend an. Weitere Informationen findest du z.B. bei [Viessmann](https://www.viessmann.de/de/wohngebaeude/waermepumpe.html) oder [Stiebel Eltron](https://www.stiebel-eltron.de/de/home/produkte-loesungen/erneuerbare_energien/waermepumpe.html).

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Bei starker Bewölkung kann sich die Leistung einer Solaranlage um etwa 70 % bis 90 % reduzieren. Das bedeutet, dass unter dichter Wolkendecke oft nur noch 10 % bis 30 % der maximal möglichen... [mehr]

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Bei starker Bewölkung kann sich die Leistung einer Solaranlage um etwa 70 % bis 90 % reduzieren. Das bedeutet, dass unter dichter Wolkendecke oft nur noch 10 % bis 30 % der maximal möglichen Leistung erreicht werden. Der genaue Wert hängt von der Dicke und Art der Wolken sowie vom Solarmodultyp ab. Bei leichter Bewölkung kann die Reduktion geringer ausfallen, während bei sehr dunklen, dichten Wolken die Leistung auf ein Minimum sinkt.

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Um 50 Watt Leistung im Dauerbetrieb (also um die Uhr, 24 Stunden am Tag) mit einer Photovoltaikanlage bereitzustellen, muss man berücksichtigen, dass Solaranlagen nur tagsüber Strom erzeugen... [mehr]

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Um 50 Watt Leistung im Dauerbetrieb (also um die Uhr, 24 Stunden am Tag) mit einer Photovoltaikanlage bereitzustellen, muss man berücksichtigen, dass Solaranlagen nur tagsüber Strom erzeugen und die Sonneneinstrahlung schwankt. Außerdem gibt es Verluste durch Wechselrichter, Speicherung (z. B. in Batterien) und andere Systemkomponenten. **Berechnungsschritte:** 1. **Täglicher Energiebedarf:** - 50 Watt * 24 Stunden = **1.200 Wh = 1,2 kWh pro Tag** 2. **Ertrag einer PV-Anlage pro kWp:** - In Deutschland erzeugt 1 kWp Photovoltaikleistung im Jahr etwa 900–1.000 kWh (je nach Standort, Ausrichtung, Neigung). - Pro Tag: 1.000 kWh / 365 ≈ **2,74 kWh pro Tag und kWp** 3. **Benötigte PV-Leistung (ohne Verluste):** - 1,2 kWh / 2,74 kWh ≈ **0,44 kWp** 4. **Verluste berücksichtigen:** - Verluste durch Wechselrichter, Laderegler, Batterie etc. betragen typischerweise 20–30 %. - Sicherheitsfaktor: 1,3 - 0,44 kWp * 1,3 ≈ **0,57 kWp** **Fazit:** Um 50 Watt im Dauerbetrieb (24/7) bereitzustellen, sollte die Photovoltaikanlage mindestens **0,6 kWp** (600 Watt Peak) haben, wenn eine Speicherung vorgesehen ist und typische Verluste berücksichtigt werden. **Hinweis:** Die tatsächliche benötigte Leistung kann je nach Standort, Ausrichtung, Verschattung und Systemauslegung variieren. Für eine genaue Auslegung empfiehlt sich eine individuelle Planung.