Absolut Beginner mit einer "Hausaufgabe"

PV-Anlage Stell dein Batterie/Powerwall/PV Projekt vor
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Hallo Leute, für eine Ausarbeitung einer Hausaufgabe suche ich Informatioenen, wie ich diese angehen sollte

oder vielleicht auch schon erste Antworten auf folgedes Thema:
Elektrische Energiespeicherung für eine PV-Hausanlage mit 5 kWp zur Optimierung des Eigenverbrauchs des Haushalts.
Annahme:

  • Verwendung von LiFePo-Akku-Technik zu Speicherung der benötigten Energiemengen
Fragen:
  • Welche andere Speichertechnologie neben LiFePo-Akkus könnten eine Alternative sein?
Ich nehme an es geht hierbei ausschließlich um andere Zell-Chemie oder gibt es auch ganz andere Ansätze? Ich habe schon sehr viele Videos angescheut und verstanden, dass LiFePo
  1. Die sicherste Technologie ist, die auch in PKWs eingesetzt wird, da diese Akkus nicht brennen können
  2. Die teuerste Akku-Zell-Chemie darstellt
  3. Etwas mehr Volumen benötigen um die gleiche Energiemenge zu speichern als andere (aber welche?)
  4. Temperaturempfindlich sind (unter 5°C schlecht laden und an Effektivität verlieren oder sogare beschädigt werden können)
Gibt es eine Übersicht zu allen Vor-/Nachteilen gegenüber anderer Zell-Chemie oder anderer Speichertechnik? Wo kann ich die finden?
  • Welche Nicht-Speichertechnologien könnten in Konkurrenz zu dieser Lösung stehen? Begründen Sie Ihre Aussagen.
Ich denke eine Direkteinspeisung über eine entsprechenden Anzahl von z.B. Balkon-PV könnte hier gemeint sein. Ich habe gelernt, dass es durchaus auch je nach Verbrauchsprofil effektiver sein kann, ganz auf einen Speicher zu verzichten. Wo finde ich die Hintergründe zu diesen Aussagen in den Videos?

Was gibt es noch?

  • Gibt es rechtliche Rahmenbedingungen, gesetzliche Vorschriften, technische Regeln oder Präqualifikationen für den Marktzugang, die beachtet werden müssen, und wenn ja, wie können diese den Planungsprozess beeinflussen?
Hier gibt es anscheinend sehr viel und ist für mich schlecht zu fassen: - VDE? - EEG? Was sind die wichtigen Dinge?

Das Durchforsten aller Video-Beiträge und dieses Forums ist zu aufwändig dafür.
Ich sehe auch eine große Fortentwicklung zu diesen Themen.

Kann mir jemand zu diesen Themen helfen?
Hinweise wo ich effektiv suchen kann würden mir schon ausreichen.

Vielen Lieben Dank!

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Rechtliche Vorgaben: TAB

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[quote data-userid="19641" data-postid="136356"]

  1. Die sicherste Technologie ist, die auch in PKWs eingesetzt wird, da diese Akkus nicht brennen können
  2. [...]
  3. Etwas mehr Volumen benötigen um die gleiche Energiemenge zu speichern als andere (aber welche?)
[/quote]Doch, doch, LiFePO4 oder kurz LFP kann auch brennen, aber ja doch, allerdings deutlich schwieriger als LiIon, weil die Energiedichte geringer ist. Prinzipiell möglich ist es aber schon. Und ja, LFP hat mehr Volumen (geringere Energiedichte), vor allem aber ein deutlich höheres Gewicht und damit bei Autos weniger Reichweite je kg Akku. Daneben gibt es die ersten Na-Akkus aus Asien, aber die Technik ist noch brandneu und nicht sehr verbreitet. Na-Akkus haben nochmals eine etwas geringere Energiedichte im Vergleich zu Li-Technologien, aber sind preislich günstiger und leider auch nochmal schwerer. Für stationäre Anwendungen spielt das aber keine Rolle, wohl aber beim Verkehr. Und dann gäbe es noch AGM-Bleiakkus, mit abermals geringerer Energiedichte, wobei Bleiakkus nicht so zyklenfest sind wie die Li-Kollegen.

[quote data-userid="19641" data-postid="136356"]

  • Welche Nicht-Speichertechnologien könnten in Konkurrenz zu dieser Lösung stehen? Begründen Sie Ihre Aussagen.
Ich denke eine Direkteinspeisung über eine entsprechenden Anzahl von z.B. Balkon-PV könnte hier gemeint sein. Ich habe gelernt, dass es durchaus auch je nach Verbrauchsprofil effektiver sein kann, ganz auf einen Speicher zu verzichten.[/quote]Ja, das ist dieses Baerbock-Märchen, daß das Netz als Speicher dient. ? ? ?

Entweder verbrauchst Du die gewonnene Energie sofort oder Du mußt sie in irgendeiner Art und Weise speichern, sei es als Wärme (z.B. Brauchwasser), aber auch Kälte, als E-Fuels, Lageenergie (Pumpspeicherkraftwerke) oder wie auch immer. Auch Wärme (genauer: Temperaturdifferenzen) kann man übrigens mit Peltier-Elementen wieder zurück in elektrische Energie wandeln, aber mit einem besch*ssenen Wirkungsgrad.

Bei der Speicherung von Energie gibt es noch ein Problem über das ganze Jahr: PV bringt am meisten im Mai und im Winter sieht's mau aus. Es gibt derzeit keine wirklich gut einsetzbare Speichermöglichkeit von Energie in Massenproduktion über ein halbes oder dreiviertel Jahr, weswegen PV nicht grundlastfähig ist. Heißt: Im Winter mußt Du entweder Strom zukaufen oder im Sommer den PV-Überschuß einspeisen, den aber auch keiner wirklich brauchen kann.

[quote data-userid="19641" data-postid="136356"]Hier gibt es anscheinend sehr viel und ist für mich schlecht zu fassen:

  • VDE?
  • EEG?
    Was sind die wichtigen Dinge?[/quote]Du willst jetzt aber nicht alles zu den VDE-Normen und -Empfehlungen wissen. Falls doch, könntest Du hinterher gleich Deine Elektrikergesellenprüfung absolvieren. ?

Es kommt hier auf die Tiefe an, die in Deiner Hausaufgabe gewünscht wird. Bei den von Dir genannten 5 kWp handelt es sich wohl um eine Dach- und nicht mehr um eine Balkonanlage. Da greifen dann ganz andere Vorschriften, wenn sie auf's Dach montiert werden. U.U. bist Du dann noch mit Blitzschutz dabei, aber wenn Du das alles für eine Hausaufgabe wissen möchtest, wirst Du Deines Lebens nicht mehr froh und Dein Lehrer auch nicht, wenn Du ihm bei der Abgabe zehn prallgefüllte Leitzordner auf den Tisch haust. Erwähnen könntest Du mit einem Satz zumindest beim Überspannungsschutz die VDE 0100-712, alles andere geht zu sehr in die Tiefe.

Gibt es denn als Anhaltspunkt eine Vorgabe, wieviele DIN A4-Seiten am Ende herauskommen sollen?

Daniel

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Kleinigkeiten, wie zum beispiel Waschmaschine und Geschirrspüler bei Sonne anzuschalten. Außerdem habe ich meine Teich und Poolpumpe so programmiert, daß sie nur bei überschuss laufen. Dadurch ist mein Eigenverbrauch, im Gegensatz zu dem Rechner hier statt 45% auf 55% gestiegen. Allerdings habe ich jetzt einen Stromspeicher und in diesem Jahr bin ich bisher bei 95% Eigenverbrauch gelandet.

Die technischen Sachen sollte man sich auf jeden fall anschauen, aber der bürokratische Aufwand wird sich bei 5kWp mit Speicher nicht lohnen aufgrund der niedrigen einspeisegebühr.

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@docemmettbrown Danke für deine Zusammenfassung.

  • Welche Nicht-Speichertechnologien könnten in Konkurrenz zu dieser Lösung stehen? Begründen Sie Ihre Aussagen.
Ich werde einfach ein kleines Windrad als Alternative zur PV anführen, natürlich mit den bekannten Vor-Nachteilen: Möglicher Lückenschluß bei Nacht, aber auch ganz andere Genehmigungsverfahren, vor allem für private Haushalte in Wohngebieten eher nicht möglich...

@jan106
Wasserräder und Pumpspeicherwerke können auch nur die Wenigsten in ihrem privaten Bereich einsetzen...
Es bleibt also bei der Idee von @CHP (was ich mit dem Verbrauchsprofil meinte ...) kurz: Strom nutzen, wenn er da ist.
Und was man nicht vergessen darf: Strom einsparen ist ja auch noch eine wichtige Energiequelle.
...mal gucken ob das auch als Alternative durchgeht :wink:

PS: Die Ausarbeitung soll 15 Seiten nicht überschreiten. Ich werde also die Gesetze nicht ausdrucken ?

Vielen Dank an alle!!

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Vorsicht mit dieser Verallgemeinerung. Geht man rein finanziell in der Gegenwart an das Thema mag das stimmen, dass es sich nicht rechnet/lohnt.

Aber!

Denkt man das ganze etwas weiter wird man feststellen, dass der zukünftige Nutzen und zwar der gesellschaftliche und nicht der individuelle, viel größer sein wird als auf den schnellen Blick ersichtlich.

Wer seinen Autarkiegrad durch die Nutzung eines Speichers erhöht, trägt aktiv dazu bei, dass weniger Strom im Netz benötigt wird, was dazu führt, dass weniger konventionelle (dreckige) Energie benötigt wird, was dazu führt, dass weniger CO2 ausgestoßen werden muss.

Wenn die anfallenden Herstellungs-, Transport- und Installationsemissionen durch die Anlage rausgeholt wurden, heißt das im Umkehrschluss, dass jede einzelne Wattstunde ab dem Zeitpunkt zu 100% grün ist. Das sollte uns jeden Cent wert sein!

Wenn du sagst "Hausaufgaben" denke ich mal, dass du noch jung bist und somit mehr Zukunft auf diesem Planeten haben wirst als ich. Daher sollte unbedingt, vorrangig in deine Anschauung zu diesem Thema eine Platz vorhanden sein, der nicht nach Individualvorteilen sondern nach Gesellschaftsvorteilen sucht!

Ich weiß, dass klingt Illusorisch, Abgehoben und Weltverbesserisch aber das ist unsere verdammte Aufgabe! Ansonsten ist in absehbarer Zeit Feierabend. Global gesehen.

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Da habe ich mich wohl ungünstig ausgedrückt. Eine klein 5kWp Anlage lohnt sich auf jeden Fall. Auch rein egoistisch gesehen, da sie sich schneller amortisiert.

Was sich hingegen nicht lohnt sind die Kosten und der Aufwand für die Anmeldung. Also ich zum Beispiel würde nur 12€ Einspeisegebühr pro Jahr bekommen, spare aber 1200€ Stromkosten.

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[quote data-userid="19641" data-postid="136810"]Ich werde einfach ein kleines Windrad als Alternative zur PV anführen[/quote]Also die Windräder werden mehr als kritisch gesehen: Zu laut (Stichwort Nachbarn), zu groß, zu wenig Ertrag.

Das Pumpspeicherkraftwerk war jetzt nicht für Dich privat gedacht, das ist eher etwas für die ganz großen Energieversorger oder für die Deutsche Bahn, die ebenfalls welche hat. Pumpspeicherkraftwerke liefern aber genau wie PV und Windkraft keine Grundlast, sondern sind nur und ausschließlich für Spitzenlast gedacht. Das heißt, den ganzen Tag über wird Wasser hochgepumpt und zu Stoßzeiten, wenn die S-Bahnen im 10 ms-Takt kommen, liefern diese dann die benötigte Energie.

Im privaten Bereich (Stichwort 5 kW) kannst Du Energieüberschüsse derzeit nur in LFP- und demnächst in Na-Akkus bunkern, natürlich immer mit Wirkungsgradverlusten verbunden. (LiIon wäre mir definitiv zu (brand-) gefährlich.) Dabei geht es aber nur um die Überbrückung eines Tages bzw. der Nacht. Im Sommer speichern und im Winter abrufen wird nicht funktionieren, das heißt, eine Abhängigkeit z.B. von Erdgas wird trotzdem bleiben, auch wenn's die Grünen nicht hören wollen. Die anvisierte "Klimaneutralität" 2045 (Deutschland) oder 2050 (Schweiz) wird definitiv nicht erreicht werden, aber eine Reduktion der fossilen Energien, die ist machbar und da sollte die Reise auch hingehen.

Daniel

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Kann ich nur zustimmen, aber es kommt noch etwas hinzu.

Die Abgabeleistung eines windrades geht mit dem Quadrat der Windgeschwindigkeit.

An der See, im Hafen, hast du immer Wind. Genug.

Im Häuserdschungel, nur 2 m über dem Dach, ist davon nur die Hälfte, wenn nicht nur ein Viertel der durchschnittlichen Windgeschwindigkeit.

Meine Wetteranlage, über dem Dach, zeigt einen Durchschnitt von 3 m/s. Die kleinen Windräder brauchen 8 m/s, als Beispiel.

Da fehlt dann grob ein Faktor 10 in der Abgabeleistung, ein 300 W Generator, Durchmesser knapp ein m, dümpelt also bei etwa 30 W herum. Das reicht nichtmal zum akkuladen.