Integrierter Controller oder Solarumrichter?
250 m³/Tag in Andalusien
Im Guadalquivir-Tal zieht eine tropfbewässerte Obstanlage ihr Wasser aus einem 120 m tiefen Brunnen und füllt ein hochgelegtes Becken. Der Spitzenbedarf liegt bei 250 m³ am Tag, es gibt keine Stromleitung auf der Parzelle und der Betrieb will auch keine. Drei Pumpenfamilien halten diesen Betriebspunkt: ein LORENTZ-PSk2-Controller, ein permanenterregter GRUNDFOS-SPE-Motor am RSI-Umrichter und eine asynchrone GRUNDFOS SP am selben Umrichter. So trennt LE LAB sie, und so zeigt sich, warum eine durchaus reale Funktion des Umrichters hier nichts wiegt.
Eine Obstanlage, ein Becken, keine Steckdose
Das Schema ist das tausender andalusischer Parzellen: ein Brunnen, eine Leitung, die zu einem Bewässerungsbecken steigt, und die Tropfleitungen, die vom Becken aus im Gefälle laufen. Die Pumpe muss also nicht der Nachfrage der Tropfer folgen, sie hat eine einzige Aufgabe, das Becken im Lauf des Tages zu füllen. Ein Netzanschluss steht nicht zur Debatte: die Station ist weit entfernt, und Solar im Takt der Sonne passt genau zu dieser Art Befüllung.
Die Eingangsdaten
Sieben Antworten genügen. Die Referenzstadt für die Einstrahlung ist Córdoba, die Wassertiefe 120 m, die Förderhöhe zum Becken 5 m, die Leitung 150 m. LE LAB berechnet die Gesamtförderhöhe selbst, 132 m, indem es die Druckverluste zum Höhenunterschied addiert. Das Feld für die Zusatzversorgung bleibt auf Nein, und diese Antwort zählt so viel wie alle anderen.
Die Zusammenfassung vor der Berechnung. Die Gesamtförderhöhe wird für Sie berechnet, sie ist nicht einzugeben.
Die gewählte Lösung: ein integrierter Controller
LE LAB wählt eine LORENTZ PSk2-40 mit dem Pumpenteil C-SJ42-19, eine 6-Zoll-Einheit für bis zu 63 m³/h und 200 m Höhe. Das Feld zählt 48 Module zu 630 Wp, also 30 240 Wp, verschaltet in drei parallelen Strängen zu sechzehn Modulen in Reihe. Die mittlere Produktion liegt bei 281,7 m³ am Tag bei 250 gefordert.
Die Lösung auf einen Blick: die Pumpe, das Feld und die mittlere Produktion, mit der saisonalen Spanne ohne Umschweife.
Die drei Familien am selben Betriebspunkt
LE LAB zeigt nicht nur eine Antwort. Bei 250 m³ am Tag und 132 m Höhe halten drei Familien den Bedarf, und sie ordnen sich nach der Größe des Photovoltaikfelds, das sie verlangen. Genau dort öffnet sich der Abstand.
| Lösung | Photovoltaikfeld | Mittlere Produktion | Ausrüstung |
|---|---|---|---|
| LORENTZ PSk2-40 C-SJ42-19 | 30 240 Wp · 48 × 630 Wp | 281,7 m³/T | integrierter Controller PSk2-40 |
| GRUNDFOS SPE 32-23 | 35 280 Wp · 72 × 490 Wp | 276,4 m³/T | Umrichter RSI 37 kW, Sinusfilter, Temperaturfühler |
| GRUNDFOS SP 77-15 | 46 350 Wp · 90 × 515 Wp | 283,3 m³/T | Umrichter RSI 110 kW, Sinusfilter, Temperaturfühler |
Die SPE verlangt 17 % mehr Module als die PSk2, die asynchrone SP 53 % mehr. Der Abstand zwischen den beiden Grundfos überrascht nicht, es ist der des Motors: die asynchrone SP gegen die permanenterregte SPE nimmt bei vergleichbarer Hydraulik und gleicher Fördermenge mehr auf. Der Abstand zur PSk2 kommt zugleich aus dem Wirkungsgrad der Kette und daraus, dass LE LAB in jeder Familie die sparsamste Pumpe wählt, die den Bedarf hält.
Die Produktion, Monat für Monat
Auf der realen Einstrahlung der Region reicht die Produktion von 206,8 m³ am Tag im Dezember bis 362,9 im Juli. Ausgelegt wird auf den mittleren Monat, und die Spanne wird gezeigt, wie sie ist: die Wintermonate fallen unter die geforderten 250 m³. Für eine Obstanlage ist das der richtige Kompromiss, denn die Bewässerungsspitze fällt genau dorthin, wo die Sonne steht. Wer die 250 m³ im Dezember bräuchte, liest dieses Diagramm und legt auf den ungünstigsten Monat aus, was die Anwendung anbietet.
Die geschätzte Monatsproduktion gegenüber der Linie des Bedarfs. Die blaue Kurve ist der Niederschlag, sie sagt die Bewässerungssaison besser als ein Kalender.
Der Wechselstromeingang des RSI, und warum er hier nichts wiegt
Der GRUNDFOS-Solarumrichter RSI hat eine Funktion, die der PSk2-Controller serienmäßig nicht hat: er nimmt Wechselstrom an. Das Photovoltaikfeld und eine Drehstromeinspeisung werden an dieselben Eingangsklemmen des Umrichters gelegt, über eine Quellenumschaltung, die verhindert, dass beide gleichzeitig verbunden sind, und der Hersteller stellt diese Einspeisung als Ersatzversorgung bei Ausfall des Solarfelds dar. Das ist ein echter Vorteil, sofern man ihn braucht.
Auf dieser Obstanlage verlangt sie niemand. Das Kriterium trennt also nichts, und die Rangfolge entscheidet sich an dem Einzigen, was Module und Stellfläche kostet, der Größe des Felds. So gewinnt der integrierte Controller, obwohl der Umrichter eine Möglichkeit mehr bietet. Im Nachbarland, an einem weit tieferen Brunnen und mit dem Netz an der Station, gibt dieselbe Frage die umgekehrte Antwort, und das aus guten Gründen.
Die Feldgröße entscheidet, der Wechselstromeingang wiegt nicht
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