Photovoltaikanlage Allgemein?
Hallo Leute,
demnächst baue ich und es muss anscheinend laut Gesetz eine Luftwärmepumpe eingebaut werden.
Ich habe es mir mal so grob ausgerechnet. Fünfköpfige Familie Eigenverbrauch an Strom jährliche ca. 5.000 kwh und die Wärmepumpe auch ca. 5000 kwh. Somit gesamt 10.000 kwh.
Leider verwirrt mich die ganze Elektrosprache mah, kwh, kilowatt usw., und ich komme damit garnicht klar.
Wieviele Paneele würde ich denn benötigen, um meinen ganzen Bedarf abzudecken? Ein Batteriespeicher soll auch in den Keller kommen, da spielt die größe des Speichers bestimmt auch eine Rolle.
Ich würde so ca. mit 30.000 Euro rechnen.
Ziel ist es natürlich, unabhängig vom Stromnetz zu sein.
6 Antworten
Wegen den Begriffen:
Strom mal Spannung ist Leistung, also Watt.
Energie ist Leistung über Zeit. 1000W × eine Stunde sind eine Kilowattstunde.
Das kann man sich vorstellen wie Geschwindigkeit und Kilometer. Je schneller man fährt, desto mehr Kilometer bekommt man in der gleichen Zeit geleistet. Also mehr Watt man "zieht", desto mehr Energie kommt pro Stunde zusammen.
Der Jahresverbrauch einer Familie mit 5000 kWh kann auf einen Durchschnitts Tagesverbrauch umgerechnet werden. Das Jahr hat 365Tage, also 5000kWh/365 Tage = 13,7 kWh pro Tag.
Da der Tag nur etwa 5 Stunden gutes Licht hat, muss die Anlage in der Zeit durchschnittlich etwa 3kW liefern für den normalen Familienstromverbrauch.
Klar ist es länger hell, aber das menschliche Auge regiert logarithmisch. Für das Auge "doppelt so hell" ist in Wirklichkeit 4× so hell. Das heißt wenn man morgens und Abends noch hervorragend sehen kann, liefert die Anlage nur noch wenige Prozent ihres Maximalwertes.
Und dann sind da Regentage, Schnee auf den Panelen und die Jahreszeiten.
Ich habe eine kleine Notstromanlage die theoretisch 240W spitze liefern kann. Rund um Neujahr hat die die meiste Zeit nur maximal 10W geliefert. Oft sogar zu wenig für die USB Geräte die ich damit lade.
Beim Batteriespeicher muss man also davon ausgehen, dass der auch mal mehr als eine Woche Saft liefern muss ohne dass die Solarzellen da eine Signifikante Menge an Strom beisteuern.
Ich kenne einige Anlagenbesitzer, die verkaufen im Sommer viel Strom und müssen im Winter mehr zurückkaufen als die im Sommer eingespeist haben. Selbst mit einer gigantischen Batterie ist der Autonome Betrieb nicht zu machen. Und die meisten haben Öl- und Gasheizung!
Ein Anlagenbesitzer hat ein gigantisches Grundstück. Der hat mehr als die 3-fache Solarfläche als ein großes Hausdach haben kann. Der Ärgert sich im Sommer über die gedrosselte Einspeisung (70% maximum) und muss im Winter viel Strom zukaufen, vor allem für seine Wärmepumpe. Im Winter, wenn die Wärmepumpe läuft kriegt der von der Sonne einfach nicht genug Strom. Dafür kann der im Sommer bei einer Hitzewelle sein Haus auf unter 18°C herunter kühlen mit dem Überschuss den der nicht einspeisen darf, also wenn seine Batterien voll sind.
Also auch ohne Deine Wärmepumpe ist es sehr schwierig, den normalen Stromverbrauch rein durch Solarzellen das ganze Jahr abdecken zu können.
Die 5000kWh Jahresverbrauch der Pumpe ist ja im Gegensatz zum normalen Stromverbrauch (Licht, Kochen, Fernsehen, Staubsaugen, Waschen, etc) nicht gleichmäßig. Während Täglich etwa gleich gekocht wird und zumindest Wöchentlich gleich gewaschen wird, braucht die Wärmepumpe im Sommer gar keinen Strom und im Winter ein vielfaches.
5000kWh sind auf eine Woche (52 Wochen pro Jahr) aufgeteilt nur 97kWh pro Woche. Bei der Heizung verteilt sich diese Energie aber nur auf wenige Wochen. Wenn man mal einfach ⅓ des Jahres ansetzt, dann läuft die Pumpe nur 17 Wochen. Damit braucht die dann im Durchschnitt etwa 300kWh pro Woche! Und das dann genau in der Zeit wo die Solarzellen am wenigsten Strom pro Tag liefern können. Und manche Tage bzw. Wochen erfordern besonders viel Heizung. Und das sind genau die "Schmuddelwettertage" wo die Solarleistung ein Minimum hat. Das bedeutet, dass Deine Batterien leicht 400kWh liefern müssen um so eine Woche überbrücken zu können.
Nicht Umsonst gibt es in Deutschland praktisch Niemanden der sein Haus erfolgreich auf "Insellage", also ganz ohne externe Versorgung umstellen konnte.
Du brauchst also den Stromanschluss! So viel Batterien kannst Du Dir nicht leisten um den Jahresstromverbrauch dem Jahresertrag der Solaranlage anzupassen. Also im Sommer Strom "bunkern" der dann im Winter verbraucht werden kann.
Möglich wäre das leicht mit einem Blockheizkraftwerk. Im Winter wenn kaum Solarenergie rein kommt heizt man dann mit einem Gas- oder Ölmotor der dann auch gleichzeitig Strom erzeugt. So ein Blockheizkraftwerk kann fast so viel Wärme aus dem Brennstoff machen wie eine normale Heizung und dabei wird dann "gratis Strom" erzeugt. Den kann man dann speichern oder einspeisen.
Also brauchst Du immer einen Stromanschluss. Im Sommer verkaufst Du einen Teil des Stromes und im Winter kaufst Du dann (mehr als das) zurück. Anders geht es leider nicht.
Aufpassen musst Du, dass eine normale Solaranlage nichts mehr machen kann, wenn der Strom von Außen ausfällt. Ohne den "Netztakt" von Außen können die Umrichter nicht arbeiten.
Hier hast Du zwei Mögklichkeiten das Problem zu umgehen.
1) Du hast einen Schwarzfallfähigen Umrichter und die entsprechende Verkabelung im Haus. Da Du neu baust, kannst Du die Elektroinstallation darauf vorbereiten.
Fällt der Strom von Außen aus, trennt ein Relais das Haus von der Zuleitung des Netzversorgers ab. Dann kann der Umrichter mit seinem eigenen Takt Strom im Haus erzeugen.Beim Umschalten fällt der Strom dann ganz kurz aus und kommt mit "neuer Frequenz" wieder. Kommt der Strom von Außen wieder zurück, dann muss wieder umgeschaltet werden. D.h. der Umrichter schaltet sich ab und dann wird das Netz von Außen wieder eingeschaltet. Geht das schnell genug (teuer) laufen sogar Computer ohne Probleme weiter.
2) Du hast zwei Umrichter. Einer der mit dem Netz von Außen arbeitet. Fällt der Strom aus, fällt das ganze Haus aus. Der zweite Umrichter ist eigenständig und hängt nur an den Batterien der Solaranlage. Der hat dann Steckdosen die auch bei Stromausfall noch unter Strom stehen. Da kannst Du dann wichtige Geräte wie Kühlschrank selber per Kabeltrommel einstecken während des Stromausfalls.
Machst Du weder 1) noch 2), sitzt Du bei Stromausfall im dunkler Kälte und kannst Dir Deine vollen Batterien nur angucken, nicht benutzen!
Eine vollständige Autarkie wirst Du wahrscheinlich nicht erreichen.
Dafür ist der Verbrauch der Wärmepumpe im Winterhalbjahr einfach zu hoch.
Nebenbei bemerkt, ist die WP, auch bei Neubauten, weiterhin keine Pflicht. In Kombination mit einer PV jedoch durchaus sinnvoll.
Ansonsten würde ich so viel installieren, wie die finanziellen Möglichkeiten und die Dachfläche hergeben. Hauptaugenmerk würde ich dabei erst auf die Dachfläche (aber nach Möglichkeit nicht mehr als 25 kWp), dann auf den Speicher legen. Dieser hilft wie bereits beschrieben im Winter (mit WP) nicht sehr weiter.
Dafür kannst Du wahrscheinlich über den Sommer mit der Einspeisevergütung so viel reinholen, dass es für den notwendigen Zukauf im Winter reicht. Funktioniert bei mir auch.
Alternativ wären noch die Strom-Cloud-Anbieter zu nennen. Dann ist zumindest eine rechnerische Autarkie möglich. Hier fallen monatlich eben relativ hohe Grundgebühren an, die erst einmal wieder reingewirtschaftet werden müssen.
Wir haben ebenfalls Wärmepumpe, Elektroauto und ein großes Haus mit zwei Wohnungen und schaffen es mit der 18kw PV-Anlage mit 10kwh Speicher nicht unseren Bedarf zu decken... Rechne eher mit einer Autarkie von 60-75% je nachdem, wie stark ihr euch nach der Sonne richten könnt
Wir haben eine Photovoltaikanlage mit 15 Paneelen und Akku für den Tagesbedarf. Kosten so ca. 21.000 €. Das Dach hat Ostausrichtung und wir wohnen zu zweit in Kiel. Der halbe März sieht jetzt so aus:
Hochgerechnet auf den Monat werden dass dann so 300 kWh Produktion werden. Und davon eben die Hälfte Überschuss.
(Blau ist der echte Verbrauch. Eigenverbrauch ist auch das Laden der Batterie, was sich entsprechend ausgleicht im Mittel. Orange ist echter Überschuss der eingespeist wird)
5000 kWh Jahresverbrauch ist echt ne Menge! Lässt sich da kein Strom sparen? Wir haben so 130 Watt Grundleistung für Kühlschrank etc.
Wir haben auch im Januar und Februar Überschuss gehabt.
Bei 10000kWh im Haus ist die Durchschnittsleistung 10000/8760 = 1.2kW
Da der Stromverbrauch im Winter höher ist solltest du aber die Leistung im Winter zur Berechnung verwenden.
Wenn wir mehr als durchschnittsverbrauch nehmen kommt man auf 2kW Durchschnittsleistung (konservative Annahme) also pro Tag 48kWh Verbrauch damit muss deine PV Anlage mindestens 48kWh am Tag liefern können bei mit etwa 8 Sonnenstunden im Winter pro Tag somit 5.8kW Leistung der Anlage.
Am Ende läufts vermutlich auf ca 8-10kWp raus also etwa 48m² Dachfläche. Bei ungünstiger Ausrichtung mehr
Es hängt aber vom Wohnort und der Dachausrichtung ab daher wird das für jeden Fall individuell gerechnet und wird vom Unternehmen gemacht welches die PV Anlage installiert. Es hängt zudem Stark von eurem Verbrauch im Winter ab. Die 2kW Durchschnittsleistung sind sehr konservativ gerechnet. Wenn ihr Strom spart würdet ihr vermutlich weit drunter liegen eher vri 1.3kW.
Ganz unabhängig vom Stromnetz wirst du natürlich nicht weil du so viel Speicherkapazität idR nicht unterbringst.