Haus komplett mit Photovoltaik-Strom versorgen, unabhängig von fossilen Energien

[florian.]

Gar nicht. Er würde weder verbraucht noch gespeichert. Er verpufft.

Strom (energie) Verpufft?
naja nicht wirklich.

entweder bekommen die Stromversorger die Regelung hin.
(gibt auch negative Strompreise, Pumpspeicherkraftwerke freuen sich)
oder die Netzfrequenz steigt.
ab ~51Hz gibts Probleme...

 

[Eisbrecher99]

Hallo,

das ganze ist eine Idee, die mir letztens eingefallen ist. Hat man eine große Freifläche, könnte man dort eine Photovoltaik-Anlage installieren (z.B. ein Dach, eine große Wiese, etc.).

Mit dem gewonnenen Strom aus diesen Photovoltaik-Anlagen könnte man dann zum einen den Bedarf an normalem Stromverbrauch decken, als auch eine Heizanlage für Warmwasser für die Heizung betreiben. Gekocht wird auch mit Strom.

Was haltet ihr von der Idee, ein Haus komplett unabhängig von fossilen Energien mit Photovoltaik-Strom zu versorgen?

Für jemanden mit viel Geld und einem Hang zur Verwirklichung von Liebhaberideen sicherlich machbar, aber der bessere Weg ist heute entweder ein Mix aus verschiedenen Technologien oder eben die preisbewusste Schiene, d.h. man bleibt beim Konventionellen.

Wenn man sich mal durchrechnet, was eine 4 köpfige Familie im Durchschnitt am Tag in einem EFH an Strom verbraucht, dann kann man das heute schon realisieren. Problem ist nur, dass die Leistung für eine Anlage alleine nicht ausreichen wird, die Preise jedoch schon für eine Anlage mit Lithium oder Blei/Gel (oder wie das geheißen hat) Akkus schon ordentlich gesalzen sind... jedenfalls was man von dt. Herstellern auf dem Markt findet.
Die Tesla Powerwall könnte da einen Umbruch bringen. Für Privathaushalte sollen sich max. 9-10 dieser in Reihe schalten lassen, so dass sich max. 90kwh speichern ließen. Es hat geheißen, eine Powerwoll würde mit ~4.000USD, ohne Einbau, kosten. Das ist schon eine Ansage. Ist aber wiederum nur alles eine Frage des Preises und wie lange die Akkuzellen den Gebrauch überstehen.

Warmwasser mit einer Solaranlage hat sich ja schon bewährt. Heizen mit Strom würde ich niemals. Dafür gibt es einfach schon bewährte bessere Systeme, die aber wiederum alle über Wärmepumpe laufen. Egal ob über Luft/Wärmetauscher, Eisspeicher, Erdkollektoren oder Geothermie. "Autark" wäre man dabei erst, wenn sich der tägliche Verbrauch der Wärmepumpe für die PV-Anlage hereinholen ließe.

Um möglichst wenig Energie zu verschwenden, würde ich heute kein Haus mehr ohne KNX bauen, d.h. Heizung in Verbindung mit den Rolläden bei Sonneneinstrahlung, Licht, etc. nur noch "smart" steuern lassen. Diese Spielereien in der Werbung mit "Smartphone steuert Smarthome" ist hingegen alles andere als "smart".

 

[Bates83]

Dein Projekt kam mir bekannt vor, auf der Seite habe ich eine Menge dazu lesen können: Das Gleichstromhaus

Hier findest Du viele Informationen wie man seinen Strom-Energiebedarf im
Haus oder gar in der Wohnung mit dem Gleichstrom von Photovoltaikmodulen deckt.
Nicht mit dem üblichen 230 Volt Wechselstrom, sondern mit 12 Volt Gleichstrom !
Dadurch hast Du keinen Elektrosmog durch Wechselstrom in deinen Wohnräumen,
und verbrauchst sehr viel weniger Energie, weil Du sehr viele Netzteile einsparst.
Auf über 1300 Seiten kannst Du hier nachlesen wie Du ohne großen Kostenaufwand
fast energieautark werden kannst, aber dafür auch deinen Lebensstil anpassen musst.
Viel Spaß beim lesen, lernen und staunen…
Sonnige Grüße, Thomas

 

[florian.]

12V im Haus?
größter Schwachsinn überhaupt.

Große Verbraucher Herd/Backofen/Staubsauger usw. brauchen gerne mal 3600Watt.
Das sind bei 12V mal eben 300 Ampere.
Statt 1,5mm² Kupferleitungen verlegt man dann halt 100mm² oder wie?
Bei den Kupferpreisen wird das ein Teurer Spaß.

 

[Onkelhitman]

@florian.
Hmpf, unglücklich ausgedrückt. Es wird einfach nicht genutzt. Du musst ja nicht die Energie aus den Photovoltaiks benutzen. Lass die zwei Pole unangeschlossen und es passiert: Nichts. Du hast da zwar ein Potential, nutzt es aber nicht.

 

[niqlas]

Soweit ich euch alle richtig verstanden habe, ist das Problem von Strom aus erneuerbaren Energie, sei es nun Photovoltaik, Wind, o.ä., dass dieser zwar unter guten Bedingungen (z.B. viel Sonnenschein) entsprechend erzeugt werden kann, bei schlechten Bedingungen (z.B. bedeckter Himmel im Winter) hingegen nicht ausreichend erzeugt werden kann.

Daraus ergeben sich drei Situationen:
a. Energieerzeugung deckt sich exakt mit dem Energiebedarf (unwahrscheinlich)
b. Energieerzeugung ist größer als Energiebedarf
c. Energieerzeugung ist niedriger als der Energiebedarf

Es gäbe die Option, komplett auf einen eigenen Energiespeicher zu verzichten, seinen nicht benötigten Strom einzuspeisen und bei höherem Bedarf Strom aus dem Netz zu beziehen.
Herrscht zum Beispiel im Winter für längere Zeit eine sehr bedeckte Wetterlage, ist das Problem bei einem fortgeschrittenen Ausbau der erneuerbaren Energien, z.B. mit hohem Anteil an Photovoltaik-Anlagen, dass in dieser Situation alle zu wenig Strom haben. Da in dieser Situation alle Energie benötigen, müsste diese aus einem Energiespeicher genommen werden.

Ob dieser nun bei mir im Keller steht (aufgrund des kleinen Umfangs wahrscheinlich geringerer Wirkungsgrad), von einer Gemeinschaft oder dem Energieanbieter betrieben wird (wahrscheinlich größerer Wirkungsgrad, da größerer Umfang), macht letztendlich ja keinen Unterschied, oder?

Von Power-to-Gas (siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Power-to-Gas) höre ich in diesem Zusammenhang zum ersten Mal.
Man würde den Strom (nach der Wasserelektrolyse) methanisieren, richtig? Bei Bedarf kann man das Gas verbrennen und direkt zum Heizen verwenden oder damit Wasser erhitzen und durch Turbinen wieder Strom erzeugen?

Was ich noch nicht ganz verstanden habe, ist die Funktion einer Wärmepumpe. Das ist doch im Prinzip nur eine Art große Thermoskanne, aus der ich auch noch nachts mein Haus heizen kann, wenn die Sonne nicht mehr scheint und das Wasser erwärmt, richtig?

 

[florian.]

Autark macht keinen Sinn, weil das umwandeln lagern und zurück wandeln egal in welchen Stoff immer Ineffizient ist. (weit unter 50%) da ist es immer sinnvoller, den zu viel produzierten Strom zu Verkaufen. nennt man dann nicht mehr Autark, sondern Nullenergiehaus

Die Energieanbieter nutzen in der regel keine Speicher (außer Pumpspeicherkraftwerke).
sondern schalten jeh nach Bedarf schnelle Kraftwerke zu ober ab Gas/Öl/Biogas/Pumpspeicher,Wasser usw.

eine Wärmepumpe hat mit einer Thermoskanne nix zu tun.
Zum einen hat man eine Leicht erwährte Flüssigkeit (z.b. Grundwasser 25°C):
Jetzt will man aber bei 60°C Duschen. geht schlecht...
Die Wärmepumpe holt die Energie aus dem 25°C Wasser. dadurch Kühlt dieses auf 15°C ab.
Die Wärmeenergie der 10°C Temperaturunterschied nutzt man dann um das Duschwasser auf die 60°C zu bringen.

Aus 1Kwh Strom (Für die Wärmepumpe) kann man so bis zu 4Kwh Heizleistung erzeugen.

 

[Onkelhitman]

Du kannst bis zu 7KWh Heizenergie pumpen aus einem KWh. Den Rest holst du dir über das Grundwasser. Da du aber das Grundwasser ja irgendwo "hinschütten" musst, kannst du das direkt in den Garten durchpumpen, dann versickert es wieder und wird zu: Grundwasser.

 

[florian.]

wo hast du die 7Kwh her?

Ich kenn es eigentlich nur so, dass auch bei großen Industriellen Erdwärmekraftwerken nur der Faktor 4 erreicht wird. neben dem Wärmetauscher gibt es ja auch noch die Pumpe, welche Strom benötigt.

 

[Onkelhitman]

http://www.heliotherm.com/de/grundwasserwaermepumpe.html
Ich sagte ja, das sind Grundwasserwärmepumpen. Die haben eine höhere Leistungszahl wenn man sie mit einer guten Heizungsanlage kombiniert (Fußbodenheizung wäre optimal, damit die Wärme gleichmäßig im Raum verteilt wird)

 

[niqlas]

Du kannst bis zu 7KWh Heizenergie pumpen aus einem KWh. Den Rest holst du dir über das Grundwasser.

Was ist mit "Heizenergie pumpen" gemeint? Ich verstehe noch nicht so ganz, was das aussagt.

Danke für die Erklärung der Funktion der Wärmepumpe. Zusammen mit diesem Video (https://www.youtube.com/watch?v=hOii1MeOl9M) habe ich es verstanden.

Angenommen ich habe relativ viele Photovoltaik-Anlagen und keinen eigenen Speicher (gibt es sowas?). Durch das EEG würde meine Einspeisung in das Stromnetz vergütet, oder? Was hat es mit negativen Strompreisen auf sich bzw. muss ich unter Umständen für das Einspeisen meines Stroms Geld bezahlen?

 

[florian.]

die Vergütung ist über das EEG geregelt.
Früher gab es pro Kwh mal 58 Cent, also weit mehr, als man selber für den Strom zahlte.
Damals hat man immer den ganzen Strom ins Netz Eingespeist. gab einfach mehr Geld.

Aktuell ist die Vergütung irgendwo bei 15-20cent, also weniger als man selber für Strom bezahlt.
daher lohnt es sich jetzt, den Strom selbst zu verbrauchen und nur überschüssigen Strom einzuspeisen.

Speichern lohnt sich eigentlich nie, durch den schlechten Wirkungsgrad (egal welches Verfahren) ist es Wirtschaftlich immer Sinnvoller den Strom einzuspeisen.


Der Negative Strompreis betrifft nur die Börse, das kann dir eigentlich egal sein.
Die Energiekonzerne Kaufen und Verkaufen da fleißig Strom.
Gibt es zu viel Strom, wird der Preis auch schon mal Negativ.

 

[Onkelhitman]

Ich meine immer noch, dass man mit fast unendlich vielen Photovoltaikanlagen nur sein Geld verbrennt. Nichts gegen die Methode, autark zu sein, oder vom Netz getrennt, bzw soviel zu sparen wie möglich ist. Da gibt es aber eben andere Methoden, und die Photovoltaik ist es sicherlich nicht.

Wie schon von mir beschrieben, du brauchst bei der Wärmepumpe kaum Dachfläche für die Erzeugung des Stroms zur Betreibung dieser.
Jeglicher Überschuss müsste also entweder gespeichert werden oder aber eingespeist. Die Frage lautet auch: Wie lange hält so ein Modul? Klar kann das auch 20 Jahre halten und länger. Aber ist das wirklich so? Ich persönlich weiss das nicht, da müssten dir hier Leute schreiben, die schon so lange eine Anlage haben. Denn geht sie früher kaputt (und du willst ja ne große Anlage), musst du neu investieren. Die Investition kostet aber zum einen Geld, und zum anderen wird zur Herstellung ja auch Energie verbraucht. Es tritt also weder ein Geldvorteil noch Umweltvorteil ein.

Hast du aber nur eine relativ kleine Anlage, und da fällt was aus, sind auch deine Kosten bei einer Neuanschaffung geringer.

Ziel sollte es daher sein, seinen Grundumsatz zu reduzieren, sodass man weniger Fläche benötigt. Nicht mehr. Wer gibt denn "sinnlos" 100 000€ aus für ne Photovoltaikanlage, aber die Fenster sind nur 2-fach verglast? Der sollte das Geld lieber in Dämmung und eine gute Lüftungsanlage stecken.

 

[niqlas]

Alles klar, danke für die Erläuterung!

Noch zwei andere Fragen:
Kann man Autos (ggf. auch Boote) mit dem aus der Methanisierung gewonnen Methan betreiben? Das normale LPG-Autogas ist ja kein Methan.
Edit: Habe gearde gelesen, dass es funktioniert.

Ist es möglich, mittels Solarthermie und Wärmepumpen einen Stromgenerator durch Wasserdampf anzutreiben?
Edit: Mir ist gerade aufgefallen, dass dieser Vorgang wenig sinn macht, wenn man durch Photovoltaik direkt den elektrischen Strom hat.

Damit hat sich soweit erstmal alles geklärt.

Falls ich weitere Fragen o.ä. habe, werde ich mich an Euch wenden. Vielen Dank nochmals für die offene und konstruktive Diskussion

 

[Lost_Byte]

Das speichern geht wohl am besten mittels Wasserstoff.
Damit kommt man aber nur auf eine Effizienz von ~25%

Von Strom zu Wasserstoff zu Strom erreicht man heute bereits einen Wirkungsgrad von bis zu 70% (Stand Hannover Messe 2013). Wenn man noch die Wärme nutzen kann, dann liegt man irgendwo bei 98% rum.

Was passiert, wenn die Photovoltaik-Module so viel Strom erzeugen, dass dieser nicht mehr gespeichert werden kann, weil der Speicher schon voll ist, und auch nicht ins Netz eingespeist werden kann, weil dort die Kapazität gedeckt ist? Wie würde man diesen Strom "entsorgen"?

Wenn du eine Inselsystemanlage (keine Stromverbindung ans allgemeine Stromnetz) nutzt, dann brauchst du entsprechende Wechselrichter, die damit klar kommen. Die merken auch, wenn der Stromspeicher voll ist und regeln dementsprechend ab, sodass kein weiterer Strom produziert wird.

Herrscht zum Beispiel im Winter für längere Zeit eine sehr bedeckte Wetterlage, ist das Problem bei einem fortgeschrittenen Ausbau der erneuerbaren Energien, z.B. mit hohem Anteil an Photovoltaik-Anlagen, dass in dieser Situation alle zu wenig Strom haben. Da in dieser Situation alle Energie benötigen, müsste diese aus einem Energiespeicher genommen werden.

Ob dieser nun bei mir im Keller steht (aufgrund des kleinen Umfangs wahrscheinlich geringerer Wirkungsgrad), von einer Gemeinschaft oder dem Energieanbieter betrieben wird (wahrscheinlich größerer Wirkungsgrad, da größerer Umfang), macht letztendlich ja keinen Unterschied, oder?

Für den Fall, dass mehr Energie gebraucht wird, als erzeugt sollen ja zum Beispiel Gaskraftwerke herhalten. Diese können ihre Leistung innerhalb einer sehr kurzen Zeit anpassen. Es gibt aber auch nahe Berlin einen Projektwindpark mit großem Energiespeicher.
Zum 2.: Wo der Energiespeicher steht ist egal, sobald du die beim Umwandeln entstehende Wärme nutzen kannst. Wenn das der Fall ist, liegt der Wirkungsgrad fast immer bei über 90%.

Aktuell ist die Vergütung irgendwo bei 15-20cent, also weniger als man selber für Strom bezahlt.
daher lohnt es sich jetzt, den Strom selbst zu verbrauchen und nur überschüssigen Strom einzuspeisen.

Speichern lohnt sich eigentlich nie, durch den schlechten Wirkungsgrad (egal welches Verfahren) ist es Wirtschaftlich immer Sinnvoller den Strom einzuspeisen.

15-20Cent/kWh wäre schön. Man liegt derzeit bei ca. 12cent/kWh. Es gibt aber Fördergelder für Speichersysteme, sodass diese nicht ganz so unrentabel sind, wie man im ersten Moment denken mag.

Ich meine immer noch, dass man mit fast unendlich vielen Photovoltaikanlagen nur sein Geld verbrennt.

Jeglicher Überschuss müsste also entweder gespeichert werden oder aber eingespeist. Die Frage lautet auch: Wie lange hält so ein Modul? Klar kann das auch 20 Jahre halten und länger. Aber ist das wirklich so? Die Investition kostet aber zum einen Geld, und zum anderen wird zur Herstellung ja auch Energie verbraucht. Es tritt also weder ein Geldvorteil noch Umweltvorteil ein.

Hast du aber nur eine relativ kleine Anlage, und da fällt was aus, sind auch deine Kosten bei einer Neuanschaffung geringer.

Ziel sollte es daher sein, seinen Grundumsatz zu reduzieren, sodass man weniger Fläche benötigt. Nicht mehr. Wer gibt denn "sinnlos" 100 000€ aus für ne Photovoltaikanlage, aber die Fenster sind nur 2-fach verglast? Der sollte das Geld lieber in Dämmung und eine gute Lüftungsanlage stecken.

Wenn man sich vom Händler nicht übern Tisch ziehen lässt, liegt man bei einer Photovoltaikanlage (ohne Speichersystem - inklusiv Montage - vollständige Einspeisung ins Stromnetz) bei einer Rendite von ca. 10% jährlich (bei ca. 800 Sonnenstunden jährlich. Je nach Region und Ausrichtung sind aber auch gerne mal 1000 Sonnenstunden drin). Geld verbrennt man also gewiss nicht.
Auch beim Energieeinsatz zur Herstellung der Module ist bereits nach ca. 2 Jahren wieder drin (bei Dünnschicht eher 3 Jahre, aber wer schraubt sich schon Dünnschichtmodule aufs Dach?). Sofern die Anlage länger als 2 Jahre hält (meine älteste ist jetzt 7 Jahre alt und das, was die größten Probleme machen könnte sind die Kabel, da damals witterungsbeständige Kabel noch nicht so verbreitet waren), ist sie also auch umwelttechnisch ein Gewinn.
Und selbst wenn in ein paar Jahren die alten Anlagen sollten reihenweise auszufallen, dann heißt das nicht, dass das auf die heutigen Anlagen auch noch zutrifft. Immerhin liegen da auch 15 Jahre Entwicklung zwischen (und nach 12 Jahren ist so eine Anlage i.d.R. komplett refinanziert).

Die richtige Menge an Solaranlage ist die, dass das Hausdach voll ist. Nicht mehr, und nicht weniger

 

[Onkelhitman]

Klar, bei unendlich viel Geld spielt das auch keine Rolle. Dann kann man sein Hausdach vollklatschen, nen dicken Akku in den Keller stellen, zwei Tesla fahren, und nebenbei noch nen Windrad hinstellen. Möglich ist das alles. Sinnvoll eher weniger.

 

[Lost_Byte]

@Onkelhitman: Wenn du 10% Rendite aus der Investition in eine Photovoltaikanlage hast, dann hast du nachher mehr Geld als vorher. Daher brauchst du nicht unendlich viel Geld, sondern nur die Möglichkeit, dass dir irgendeine Bank einen Kredit gibt, der weniger als 10% Zinsen kostet. Das sollte vor allem beim derzeitigen Zinsniveau möglich sein. Wenn du den Strom zusätzlich noch selbst nutzen kannst und dadurch deine Stromkosten senken, liegt die Rendite sogar da drüber.

 

[Onkelhitman]

Du hast deine Anlage versichert, falls etwas kaputtgeht?

 

[Lost_Byte]

@Onkelhitman: Gegen Strumschäden etc. eine Versicherung. Bei einem Defekt eines Moduls oder so gibt es immer noch die Garantie.

 

[Onkelhitman]

Aha, also Folgekosten. Wusste ich nicht, wurde nicht erwähnt. So eine Kosten/Nutzenanalyse geht nur, wenn man weiss, was alles kostet, was man für Wartung bezahlt, wie die Gegebenheiten sind, kommt es öfter mal zu Hagel? Oder möglicherweise Schnee im Winter, das belastet die Module und den Träger. Flachdach? Alles Sachen, die auch bei den Kosten eine Rolle spielen. Dann müssen die Module, wie du ja schreibst, ca. 10 Jahre halten bis das Geld wieder drin ist. Einfach alles auf dem Dach zupflastern ist also nicht soooo einfach.

Verkaufen mag in Deutschland noch gut gefördert werden. In Österreich weiss ich das nicht. Wohnt man in der Schweiz weiss ichs auch nicht. Kommt also auch darauf an, wo man wohnt.