Benutzer:PoC/Stromversorgungsautarkie

Unabhängigkeit vom E-Werk. Schöner Gedanke?

Gedankenschnipsel

• Handvoll Autoakkus im Keller werden tagsüber von Solarzellen auf dem Dach geladen bis zur Ladeschlusspannung,
• Verteilung in separatem Netz im Haus?
• Anschluss 12V-Verbraucher (Lampen, Computerkrams, …) → Stepdownwandler auf 5V?

Oder:

• Zwei Akkukreise mit Umschaltmöglichkeit. Ein Kreis wird geladen, einer wird entladen,
  • Ladekreis: Akkus parallel,
  • Endladekreis: 18-20 Akkus in Reihe → 216-240V Gleichspannung.
• Gleichstromfähige Verbraucher?
• Schaltnetzteile mit ca. 230V statt 325V (nach internem Gleichrichter) betreibbar? (115V-Netze: 163V, Abstand für automatische Umschaltung gross genug?).
• Professionelle USV als "Wechselrichter"?

Präzisierung

Bei den derzeitigen Preisen und den vorhandenen Förderungen für Photovoltaik ist ein derartiges Gebastel wenig lohnenswert. Außerdem arbeiten Anlagen wegen der hohen Ströme zum Wechselrichter mit Spannungen bis zu 1 kV, die vom Dach kommen - und einstrahlungsbedingt sehr stark schwanken. Ein Laden von Akkus ist damit wiederum mit viel regeltechnischem Aufwand verbunden. Inzwischen sind PV-Wechselrichter mit Anschluss für Pufferakkus auf dem Markt, welche diese Überlegungen aufs Abstellgleis schieben.

So verbleibt lediglich die Frage, wie man die tagsüber eingefangene Leistung möglichst selbst für die Nacht speichern kann. Die preiswersteste Möglichkeit besteht wohl darin, über ein mehr oder weniger intelligentes Ladegerät für Autobatterien diverse 100 Ah-Akkus zu laden, solange genügend Überschuss vom Dach kommt. Die zu Verfügung stehende Leistung kann nach dem Punkt des ”Reicht nicht mehr für den Betrieb“ auf die Akkus umgeschaltet und so für Grundverbraucher des Nachts genutzt werden. Wechselrichter aus dem Automobilbereich sind sehr günstig zu haben.

Beispiel

Ein Dauerverbraucher mit 300 W soll nachts auch im Winter autark versorgt werden können.

Rechnen wir also mit einer maximalen Laufzeit von 14 Stunden (im Winter ist es recht lange dunkel), dann muss eine Energiemenge von 4,2 kWh gespeichert werden. Auf handelsübliche 12 V-Akkus umgerechnet sind das 350 Ah, also rund vier Akkus zu je 100 Ah. Kostenpunkt pro Akkus rund 90 €, also Gesamtkosten von 360 €.

Der Akkublock möchte ja auch tagsüber geladen werden. Also brauchen wir während der Hellstunden Energie für den laufenden Betrieb des Verbrauchers zuzüglich der Ladung des Akkus: (10 h, 300 W = 3 kWh + 4,2 kWh = 7,2 kWh). Die Anlage müsste also imstande sein, während der Hellstunden mindestens 720 W zu erbringen. Eine Anlage mit 7 kW Peak kann das während eines durchschnittlichen, trüben Wintertages nicht leisten. Maximale Leistungen von 500 W sind eher normal. Im Winter besteht also keine Autarkie. Selbst wenn mal zeitweise die Sonne scheint und es einen Energieüberschuss gibt, so brauchen Akkus doch ihre Zeit zum Laden.

Zu den 360 € für die Akkus kommen nochmal ca. 100 € für einen hochqualitativen Wechselrichter ausreichender Leistung (500 W) und ein Standard-Akkuladegerät, was ebenfalls um die 100 € kostet. Gesamtkosten für die Anschaffung also knapp 600 €. Dies ohne die notwendige Steuerung, welche den Akkulader vom Netz trennt, sobald der Wechselrichter signalisiert, dass Strom vom Netz eingespeist werden muss.

Update

Wie sich herausgestellt hat, bietet https://www.victronenergy.de/ mit dem MultiPlus eine sehr interessanten Lösungsansatz. Dazu kommt noch die Tatsache dass manche Eigenentwicklungen und Erweiterungen bestehender Software auf GitHub veröffentlicht werden.

Wenn man zudem eine kostenneutrale Quelle für gebrauchte Bleigelakkus hat, sieht die Berechnungsgrundlage schon wieder ganz anders aus.