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Batteriepuffer: Beispiele für Gewinn durch PV-Speicher auch bei gerin…
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…gem und hohen Verbrauch tagsüber
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@DDvO
DDvO committed Mar 20, 2024
1 parent b807939 commit cdb66bd
Showing 1 changed file with 78 additions and 13 deletions.
91 changes: 78 additions & 13 deletions Solar/index.md
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Expand Up @@ -2949,10 +2949,11 @@ Eigendeckungsanteil = 50 % des Verbrauchs (Autarkiegrad)
--->

Im Folgenden werden konkrete Zahlen gegeben für einen Haushalt mit 3000 kWh
Jahresverbrauch und einer nächtlicher Durchschnittslast von 190 W
Jahresverbrauch (bei nächtlicher Durchschnittslast von 190 W zwischen 0 und
6 Uhr und tagsüber Durchschnittslast von 375 W zwischen 8 und 16 Uhr)
mit einer typischen Balkonanlage in Süddeutschland mit optimal ausgerichteten
Modulen mit 850 Wp Nennleistung und typischen Wirkungsgraden, der
eine Pufferbatterie mit 1 kWh effektiv nutzbarer Kapazität hinzugefügt wurde.
Modulen mit 850 Wp Nennleistung und typischen Wirkungsgraden, der eine
Pufferbatterie mit 1 kWh effektiv nutzbarer Kapazität hinzugefügt wurde.
Dazu passt sehr gut eine 12,8 V 100 Ah LiFePO4-Batterie,
also mit nominell 1,28 kWh Kapazität, denn davon muss man ohnehin
mindestens 90% für eine gesunde Entladetiefe abziehen, und nochmal ungefähr 90%
Expand All @@ -2964,19 +2965,21 @@ Wie zuvor sind für den Wirkungsgrad des PV-Systems 92% angenommen
und für die Wechselrichtung (auch bei Entladung aus der Batterie) 94%.

Bei [optimaler Lade-/Entlageregelung, s.u.](#Regelungsstrategien),
die leider nur schwer zu realisieren ist,
gibt es keinen Verlust durch Überlauf des Speichers. Durch die Verwendung des
Speichers lässt sich der jährliche Eigenverbrauch von ca. 610 auf 8100 kWh
und der Eigenverbrauchsanteil von ca. 66 auf 83% des Nettoertrags steigern.
die leider nur schwer zu realisieren ist, gibt es keinen Verlust durch Überlauf
des Speichers, und anstatt dass der PV-Überschuss von ca. 310 kWh komplett
ins Netz eingespeist wird, kommt es nur noch zu 84 kWh Netzeinspeisung.
Hinzu kommen kleine Verluste des Ladereglers und der Speicherbatterie
von etwa 14 + 11 kWh. Durch die Verwendung des Speichers lässt sich somit
der jährliche Eigenverbrauch von ca. 610 auf etwa 8100 kWh und
der Eigenverbrauchsanteil von ca. 66 auf etwa 83% des Nettoertrags steigern.
Der PV-Bruttoertrag von 1062 kWh bzw. Nettoertrag 918 kWh wird also
gut genutzt; die Netzeinspeisung beträgt nur noch 75 kWh, der Rest sind
kleine Verluste des Ladereglers und der Speicherbatterie von 14 + 11 kWh.
Der 1 kWh Speicher ist mit ca. 225 Vollzyklen pro Jahr nur mäßig belastet.
gut genutzt. Der Speicher mit effektiv 1 kWh Kapazität
ist mit ca. 225 Vollzyklen pro Jahr nur mäßig belastet.
Bei 30 ct/kWh Strompreis ergibt sich durch die Hinzunahme des Speichers
eine jährliche Stromkosten-Einsparung von ca. 60€.

Selbst wenn die dafür nötigen Geräte günstig für z.B. 600€ erworben werden,
würde die Amortisationszeit für die Aufrüstung mindestens 10 Jahre betragen --
Selbst wenn die dafür nötigen Komponenten günstig für z.B. 600€ erworben werden,
würde die Amortisationszeit für die Aufrüstung etwa 10 Jahre betragen --
eher länger. Allerdings kann es sein, dass in dieser Zeitspanne bereits ein
Teil der nötigen Geräte erneuert werden muss. Vor Allem aber ist für kleine
PV-Anlagen eine optimale Regelung im Eigenbau schwer erreichbar, und kommerziell
Expand All @@ -2987,6 +2990,7 @@ erhältliche Lösungen ([siehe unten](#SSG-Speicher)) sind bislang zu teuer.
./Solar.pl Lastprofil_17_teils_31.csv 3000 Timeseries_48.215_11.727_SA2_1kWp_crystSi_14_35deg_0deg_2005_2020.csv 850 -peff 92 -tmy
Lastprofil-Datei : Lastprofil_17_teils_31.csv
Nächtliche Durchschnittslast= 189 W von 0 bis 6 Uhr
Tagsüber Durchschnittslast = 375 W von 8 bis 16 Uhr
PV-Nennleistung = 850 Wp
Max. PV-Bruttoleistung = 920 W am TMY-03-23 um 12h
Expand Down Expand Up @@ -3115,6 +3119,66 @@ Nutzungsgrad 83 %
Selbstversorgung 23 %
-->

Eine wichtige Rolle spielt natürlich die Verteilung des Haushalts-Verbrauchs
über den Tag. Im o.g. typischen Fall ergab sich bei Durchschnittslast von
375 W zwischen 8 und 16 Uhr und Durchschnittslast von 190 W
zwischen 0 und 6 Uhr durch den Speicher ein Jahresgewinn von 200 kWh.\
Wenn stattdessen die Durchschnittslast tagsüber nur 100 W beträgt und
nachts 234 W, dann steigt der Gewinn durch den Speicher auf 270 kWh.\
Wenn andererseits die Durchschnittslast tagsüber sogar 600 W beträgt und
nachts 124 W, dann sinkt der Gewinn durch den Speicher auf 180 kWh.

<!--
./Solar.pl Lastprofil_17_teils_31.csv 3000 Timeseries_48.215_11.727_SA2_1kWp_crystSi_14_35deg_0deg_2005_2020.csv 850 -peff 92 -tmy -dc -max_charge 100 -max_discharge 100 -capacity 1000 -bend 1,1,1,1,2,2,2,2,.295,.295,.295,.295,.295,.295,.295,.285,2,2,2,2,1,1,1,1
Nächtliche Durchschnittslast= 234 W von 0 bis 6 Uhr
Tagsüber Durchschnittslast = 100 W von 8 bis 16 Uhr
Speicherkapazität = 1000 Wh mit max. Ladehöhe 100%, max. Entladetiefe 100%, DC-gekoppelt
Optimale Ladestrategie (nicht gebrauchte Energie), max. Laderate 1 C
Optimale Entladestrategie (so viel wie gebraucht), max. Entladerate 1 C
Verlust durch Überlauf = 0 kWh
Ladeverlust = 17 kWh durch Lade-Wirkungsgrad 94%
Speicherverlust = 14 kWh durch Speicher-Wirkungsgrad 95%
Verlust während Entladung = 0 kWh durch Entlade-WR-Wirkungsgrad 94%
PV-Nutzung über Speicher = 242 kWh
Netzeinspeisung via Speicher= 0 kWh
max. Ladehöhe = 1000 Wh am TMY-01-10 um 12:27
Zwischenspeicherung = 271 kWh nach Ladeverlust
Vollzyklen = 271 (der effektiven Kapazität 1000 Wh)
PV-Eigenverbrauch = 566 kWh
PV-Überschuss = 594 kWh
Max. PV-Überschuss = 4.81 kWh am TMY-03-24
Netzeinspeisung = 323 kWh
PV-Eigenverbrauchsanteil = 58 % des PV-DC-Ertrags (Nutzungsgrad)
Eigendeckungsanteil = 19 % des Verbrauchs (Autarkiegrad)
-->
<!--
./Solar.pl Lastprofil_17_teils_31.csv 3000 Timeseries_48.215_11.727_SA2_1kWp_crystSi_14_35deg_0deg_2005_2020.csv 850 -peff 92 -tmy -dc -max_charge 100 -max_discharge 100 -capacity 1000 -bend 1,1,1,1,1,1,1,1,2.45,2.45,2.45,2.45,2.45,2.45,2.44,2.44,1,1,1,1,1,1,1,1
Nächtliche Durchschnittslast= 124 W von 0 bis 6 Uhr
Tagsüber Durchschnittslast = 600 W von 8 bis 16 Uhr
Speicherkapazität = 1000 Wh mit max. Ladehöhe 100%, max. Entladetiefe 100%, DC-gekoppelt
Optimale Ladestrategie (nicht gebrauchte Energie), max. Laderate 1 C
Optimale Entladestrategie (so viel wie gebraucht), max. Entladerate 1 C
Verlust durch Überlauf = 0 kWh
Ladeverlust = 11 kWh durch Lade-Wirkungsgrad 94%
Speicherverlust = 8.95 kWh durch Speicher-Wirkungsgrad 95%
Verlust während Entladung = 0 kWh durch Entlade-WR-Wirkungsgrad 94%
PV-Nutzung über Speicher = 160 kWh
Netzeinspeisung via Speicher= 0 kWh
max. Ladehöhe = 1000 Wh am TMY-03-15 um 11:03
Zwischenspeicherung = 179 kWh nach Ladeverlust
Vollzyklen = 179 (der effektiven Kapazität 1000 Wh)
PV-Eigenverbrauch = 877 kWh
PV-Überschuss = 201 kWh
Max. PV-Überschuss = 3.63 kWh am TMY-03-23
Netzeinspeisung = 22 kWh
PV-Eigenverbrauchsanteil = 90 % des PV-DC-Ertrags (Nutzungsgrad)
Eigendeckungsanteil = 29 % des Verbrauchs (Autarkiegrad)
-->

#### Regelungsstrategien für PV-Speicher {#Regelungsstrategien}

Weil man für ins externe Netz eingespeisten Strom keine Vergütung bekommt oder
Expand Down Expand Up @@ -3580,7 +3644,8 @@ und können damit unter realistischen Bedingungen rentabel sein.
Hier ein Vergleich des mit den unterschiedlichen Ansätzen erzielbaren
Jahres-Eigenverbrauchs auf Basis von Simulationen mit dem [SolBatSim](#SolBatSim)
für einen Haushalt mit 3000&nbsp;kWh Jahresverbrauch
und einer nächtlicher Durchschnittslast von 190&nbsp;W
(nächtliche Durchschnittslast 190&nbsp;W zwischen 0 und 6&nbsp;Uhr,
tagsüber Durchschnittslast 375&nbsp;W zwischen 8 und 16&nbsp;Uhr)
mit optimal ausgerichteten 850&nbsp;Wp Modul-Nennleistung in Süddeutschland
und typischen Wirkungsgraden.
Der besseren Vergleichbarkeit halber wurde hier generell eine Speicherkapazität
Expand Down

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