Nutzung der Energie unserer Sonne

In Österreich liegt die durchschnittliche Sonneneinstrahlung bei rund 1.100 kWh pro
Quadratmeter und Jahr.

Ein Einfamilienhaushalt benötigt bei uns etwa 28 m² Kollektorfläche um einen
Jahresverbrauch von 3500 kWh abzudecken.

Da die Vergütung für Strom der ins Netz eingespeist wird stark gesunken ist, wird es nun
sehr interessant den Strom selber zu speichern.

Besonders dazu eignen dürfte sich die Redox-Flow-Zelle da hier die Energie in einer
Flüssigkeit gespeichert wird die lange ohne nenneswerte Energieverluste lagerfähig ist.

Es hat sich aber auch gezeigt dass sich Bleiakkus auch über Jahre gut bewähren und ein
Lithiumspeicher bringt einen noch größeren Wirkungsgrad.

Ich betreibe nun seit etwa 10 Jahren ein Experiment und habe mein Haus komplett auf
Inselstromversorgung umgestellt um heraus zu finden wie weit ich die Stromversorgung
selbst bereitgestellen kann und wann ich auf's öffentliche Netz zurück greifen muß.

Meine Anlage hat folgende Ausstattung:

* Gesamtleistung der PV-Module ca. 5 kWp (inzwischen schon 9kWp)

* Windrad mit 3,8m² Winderntefläche und rund 300W Leistung.
  (wurde 2016 von einem Tornado zerstört und wurde ersetzt gegen eines mit 150W)


* Kapazität des Blei-Akkus 48V 500Ah (24kWh davon 12kWh nutzbar)
  (wurde am 1. Jänner 2017 gegen einen 20 kWh Lithium-Eisen-Speicher ausgetauscht
  und dann noch einmal erweitert auf 30kW)


* 3 KW / 5 kW Inselwechselrichter mit eingebautem MPPT Laderegler.

  

Zum größten Teil wird die Photovoltaikanlage zum Laden der Akkus vom Haus und
meiner Elektrofahrzeuge verwendet. Sobald aber die Akkus voll sind wird die
überschüssige Energie, wenn benötigt, in Wärme umgewandelt bzw. im Sommer
das Haus klimatisiert.


Kostal Projekt lithium1

Der hier eingezeichnete Konvekor wurde nun ergänzt mit einem 2kW Durchlauferhitzer
der des Warmwasser der Thermischen-Solaranlage  nachheizt bevor es in den
Pufferspeicher fließt. Somit wird die Warmwasserbereitstellung auch im Winter ohne
Pelltsheitzung möglich. Es wurde weiters 2016 eine 3,5 kW Klimaanlage installiert die
auch als Wärmepumpenheizung funktioniert und so meinen Pelletsverbrauch weiter
gesenkt hat.  

Das Herz der Anlage ist ein Energiemeter und eine von mir entwickelte
Mikroprozessor-Steuerung die versucht möglicht viel vom eigenen Strom zu verwenden
und so wenig wie möglich aus dem öffentlichen Netz zu beziehen.

Es kommt praktisch nie dazu, dass Strom ins öffenliche Netz eingespeist wird da der Zähler
das 
erkennt und der µC sofort das Ladegerät so weit  hoch regelt daß gerade nichts
importiert oder exportiert wird.

Sollten die Batterie und das Auto vollgeladen sein wird der überschüssige Strom in
Wärme umgewandelt bzw. im Sommer damit gekühlt.
Wenn auch hier keine Energie mehr benötigt wird, dann wird der Einspeise-
wechselrichter abgeregelt und erst wieder bei Bedarf stufenweise hochgefahren.

Soweit ich bis jetzt gesehen habe lässt sich damit die Stromversorgung von Anfang
Februar bis ende Oktober zu 100% mit dieser Anlage bereit stellen. In den Wintermonaten
wenn die Batterieladung weit absinkt schaltet sich ein Ladegerät zu, das mit derselben
Leistung die Batterie lädt, wie gerade im Haus verbraucht wird, und meistens läuft es
mit 250 Watt Ladeleistung.

Seit 2020 ist nun auch ein kleiner Server in Betrieb, der mein Haus noch um einiges smarter
macht. Es werden nun viele Geräte untereinander intelligent verknüpft und es lässt sich die
Energie noch effizienter nutzen. Das Ladegerät im Elektroauto regelt die Ladeleistung nun
exakt so hoch wie gerde mein Stromüberschuss ist.

Für den Fall dass der Strom trotzdem mal knapp wird und kein öffentlicher Strom zu Verfügung 
steht, habe ich auch ein Stromaggregat zusammengebaut um die 48V Akkus bei Bedarf

direkt zu laden zu können. Der Motor ist auf Propangas-Betrieb umgebaut und kann
auch mit Biogas betrieben werden damit der Betrieb etwas günstiger und sauberer wird.
Es hat sich vor ein paar Winter bei einem starken Eisregen gezeigt wenn das öffentliche Netz
ausfällt und nicht ausreichend Sonnenstrom vom Dach kommt, es ganz nützlich ist, wenn
man die Akkus damit nachladen kann.

3 Stunden laden mit dem Aggregat bringt 3 kWh in die Akkus und das reicht ca. für einen
Tag bei meinem Stromverbrauch. Da die PV-Anlage aber auch an düsteren Tagen etwas
Strom liefert oder etwas Wind geht brauchten nicht jeden Tag die ganzen 3 kW geladen
werden.

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