diff --git a/Solar/index.md b/Solar/index.md index 97f76b089ad8..1fc63e219e3a 100644 --- a/Solar/index.md +++ b/Solar/index.md @@ -2695,12 +2695,13 @@ Batterie zwischenspeichern und von dort zeitlich versetzt über einen [netzgekoppelten Wechselrichter](#Netzwechselrichter) ins Hausnetz einspeisen. Diese Betriebsart kann man allgemein als *Strompufferung* bezeichnen. -Für die Auslastung eines Strompuffers gibt es eine Kennzahl, die von der +Für die Auslastung eines Speichers gibt es eine Kennzahl, die von der Kapazität des Speichers abstrahiert, nämlich die Zahl der *Vollzyklen* in einem Zeitraum, typischerweise ein Jahr. -Sie ist definiert als die Energie, die in dem Zeitraum insgesamt aus dem +Sie ist definiert als die Menge, das in dem Zeitraum insgesamt aus dem Speicher entnommen wird (nachdem sie natürlich vorher irgendwann eingespeichert -wurde), geteilt durch seine nutzbare Kapazität (also z.B. 90% der Nennkapazität). +wurde), geteilt durch seine nutzbare Kapazität +(also bei LiFePO4-Batterien z.B. 90% der Nennkapazität). Bei typischen Dach-PV-Anlagen mit üblicher Dimensionierung des Speichers liegt die Zahl der Jahres-Vollzyklen bei etwa 200. Aber je nach Größe der PV-Anlage und des Speichers sowie der zeitlichen @@ -2719,41 +2720,50 @@ eine Notstromversorgung (mit Inselwechselrichter) oder als Fahrzeugbatterie. Außerdem ist es für die ökologische Gesamtbilanz eigentlich besser, den überschüssigen Strom an die Allgemeinheit (auch ohne Vergütung) abzugeben. -Besser sieht es übrigens bei größeren PV-Anlagen aus. +Besser sieht es bei größeren PV-Anlagen aus. -Hier das Ergebnis von Simulationen für ein Haus mit angenommenen 5000 kWh +Hier das Ergebnis von Simulationen für ein Wohnhaus mit angenommenen 5000 kWh Jahresverbrauch und 200 W Mindestlast und ansonsten typischem Lastprofil, -PV-Anlage in Süddeutschland mit 10 kWp, -Speicher AC-gekoppelt mit effektiv 2 kWh, -der zwischen 19 und 5 Uhr konstant mit 200 W entladen wird, -und typische Verluste/Wirkungsgrade. -Nehmen wir mal 30 - 8 = 22 ct/kWh Strompreisdifferenz​ an. - -* Wenn der Speicher optimal, also nur mit PV-Überschuss, AC-gekoppelt geladen -wird, steigt durch die Nachteinspeisung -der PV-Eigenverbrauch von 1887​ auf 2513​ kWh im Jahr, -was bei den 22 ct/kWh Strompreisdifferenz etwa 135 €/Jahr Einsparung ausmacht. -Bei günstig gekauften Komponenten würde sich das also schon nach wenigen Jahren -amortisieren. +optimal ausgerichteter PV-Anlage in Süddeutschland mit 10 kWp, +mit einem kleinen Speicher mit effektiv 2 kWh +und typischen Verlusten/Wirkungsgraden. +Nehmen wir Einspeisevergütung und 30 - 8 = 22 ct/kWh Strompreisdifferenz​ an. + +* Wenn der Speicher optimal lastabhängig geladen und +entladen wird, dann steigt der PV-Eigenverbrauch von 2020​ auf 2746​ kWh im Jahr, +was bei den 22 ct/kWh Strompreisdifferenz etwa 160 €/Jahr Einsparung ausmacht. +Bei einem Eigenbau mit günstigen Komponenten, die insgesamt 1000€ kosten, +würde sich das nach gut 6 Jahren amortisieren. +* Bei ansonsten gleichen Daten, aber 4 kWh nutzbarer Speicherkapazität +steigt der Eigenverbrauch auf 3308 kWh im Jahr, was 283€ Einsparung pro Jahr +bringt und bei 1500€ Kosten eine Amortisationszeit von knapp 6 Jahren bringt. +* Bei 6 kWh Kapazität steigt der Eigenverbrauch noch etwas weiter auf 3734 kWh, +bei 8 kWh Kapazität auf 3988 kWh, wobei sich Amortisationszeit kaum ändert. + -* Wenn aber kein lastgeregeltes Überschussladen verwendet wird, -sondern der Einfachheit halber ein DC-gekoppeltes Ladegerät, + Die einfachsten Anlagen verwenden eine [*Konstanteinspeisung*](#Entnahme), wobei eine zeitgesteuerte Variante *Nachteinspeisung* genannt wird. Wie [etwas weiter unten ausgeführt](#Ladung), -bringen allerdings Anlagen -mit Konstanteinspeisung, bei der die PV-Erzeugung +bringen allerdings Anlagen mit Konstanteinspeisung, bei der die PV-Erzeugung nur in den Speicher geleitet wird (also ohne Überschussableitung oder eine noch deutlich aufwendigere lastabhängige Batterieladung), selbst bei optimierter Wahl der Entnahmeleistung sehr wenig, @@ -2834,8 +2846,10 @@ der Nacht. Wer die Konstanteinspeisung auf die nächtliche Durchschnittslast einstellt, verschenkt über die meiste Zeit, wo periodisch laufende Geräte wie Kühlschränke nicht laufen, mehr oder weniger teurer gespeicherten Strom! -Im Folgenden werden konkrete Zahlen gegeben für die -[o.g. typische Balkonanlage mit 600 Wp](#rentabel) gegeben, der +Im Folgenden werden konkrete Zahlen gegeben für einen Haushalt mit 3000 kWh +Jahresverbrauch und einer nächtlicher Durchschnittslast von 190 W +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. Dazu passt sehr gut eine 12,8 V 100 Ah LiFePO4-Batterie, also mit nominell 1,28 kWh Kapazität, denn davon muss man ohnehin @@ -2848,167 +2862,158 @@ 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 sehr schwer zu realisieren ist, -gäbe es keinen Verlust durch Überlauf des Speichers. Durch die Verwendung -des Speichers ließe sich der jährliche Eigenverbrauch von 460 auf 640 kWh -und der Eigenverbrauchsanteil von 59 auf satte 97% des Nettoertrags steigern. +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 623 auf 835 kWh +und der Eigenverbrauchsanteil von 67 auf 84% des Nettoertrags steigern. Für die Auslegung des Speichers sehr interessant ist Folgendes: -Eine Erhöhung der nutzbaren Speicherkapazität auf 2 kWh -würde keine weitere Steigerung des Eigenverbrauchs bringen, -und *schon eine Speicherkapazität auf 0,5 kWh brächte* -einen Eigenverbrauch von 628 kWh, also *einen Eigenverbrauchsanteil von 95%*.\ -Der PV-Bruttoertrag von 765 kWh bzw. Nettoertrag 660 kWh würde also fast maximal -genutzt, ab 1 kWh nutzbarer Kapazität wäre die Netzeinspeisung 0 kWh, -und der Rest -wären kleine Verluste des Ladereglers und der Speicherbatterie von 12 + 9 kWh. -Der 1 kWh Speicher wäre mit ca. 195 Vollzyklen pro Jahr nur mäßig belastet. Bei -40 Ct/kWh Strompreis ergäbe sich eine jährliche Stromkosten-Einsparung von 72€. - - - -Selbst wenn die dafür nötigen Geräte günstig für z.B. 720€ erworben werden, +Eine Erhöhung der nutzbaren Speicherkapazität auf 2 kWh würde mit 891 kWh +nur eine relativ geringe weitere Steigerung des Eigenverbrauchs bringen, +und *schon eine effektive Speicherkapazität auf 0,5 kWh brächte* +einen Eigenverbrauch von 775 kWh, also *einen Eigenverbrauchsanteil von 78%*.\ +Der PV-Bruttoertrag von 1081 kWh bzw. Nettoertrag 935 kWh wird also gut genutzt, +bei 1 kWh nutzbarer Kapazität ist die Netzeinspeisung nur noch 75 kWh, der Rest +sind kleine Verluste des Ladereglers und der Speicherbatterie von 15 + 12 kWh. +Der 1 kWh Speicher ist mit ca. 237 Vollzyklen pro Jahr nur mäßig belastet. +Bei 30 Ct/kWh Strompreis ergibt sich durch die Hinzunahme des Speichers +eine jährliche Stromkosten-Einsparung von ca. 64€. + +Selbst wenn die dafür nötigen Geräte günstig für z.B. 640€ erworben werden, würde die Amortisationszeit für die Aufrüstung mindestens 10 Jahre betragen -- -eher länger. Allerdings kann es sein, dass in dieser recht langen Zeitspanne -bereits ein Teil der nötigen Geräte erneuert werden muss. -Vor Allem aber ist für kleine PV-Anlagen die optimale Regelung unrealistisch -und auch eine Annäherung daran unverhältnismäßig aufwendig. +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 +erhältliche Lösungen ([siehe unten](#SSG-Speicher)) sind bislang zu teuer. + - - - -Der [Stecker-Solar-Simulator der HTW Berlin]( -https://solar.htw-berlin.de/rechner/stecker-solar-simulator/) -kommt mit identischen Wirkungsgrad-Annahmen, aber mit etwas anderen Annahmen -zur PV-Anlage, zur gleichen Steigerungsrate des Eigenverbrauchsanteil. - #### Regelungsstrategien für Stromspeicher {#Regelungsstrategien} @@ -5029,7 +5034,7 @@ Local IspellDict: german8 LocalWords: title keywords toc start refresh markdown pandoc width style margin LocalWords: zusammenfassung Messgeraet CC BY Std webp Ferrariszaehler IAMKlaus LocalWords: Unabhaengigkeitsrechner Stromwaechter Play SDM clams comment fazit -LocalWords: output calculation power unit rating Europe TSUN InGe DPM anker +LocalWords: output calculation power unit rating Europe TSUN InGe DPM anker only LocalWords: left right irradiance GHI buehneTop clear both png tgl RS solix LocalWords: potential csv grid tie inverter tmy peff ieff curb WiFi align LocalWords: standby xls jpg Balkonsolar center limiter off to html Rs