Hallo an die Mitglieder des Akku-Doktor-Forums,
Zunächst möchte ich zum Ausdruck bringen, dass ich dieses Forum außerordentlich schätze. Es erinnert mich an die idealistischen Ziele des ursprünglichen Internets: den freien und konstruktiven Austausch von Informationen, gegenseitige Unterstützung und den gemeinsamen Beitrag zu einer besseren Zukunft – in diesem Fall zur Energiewende. Dafür gebührt allen Beteiligten mein Respekt.
Ich plane seit einiger Zeit die Errichtung einer Photovoltaikanlage mit einem 48-V-Batteriespeicher System auf unserem Grundstück. Dazu habe ich zahlreiche Beiträge gelesen und verschiedene Podcasts verfolgt, um mir ein möglichst umfassendes Bild von den technischen, wirtschaftlichen und rechtlichen Rahmenbedingungen in Deutschland zu machen.
Auf dieser Grundlage habe ich ein auf unseren persönlichen Bedarf abgestimmtes Anlagenkonzept entwickelt. Dabei unterscheide ich insbesondere zwischen Sommer- und Winterbetrieb. Ein weiterer wichtiger Bestandteil des Konzepts ist die Möglichkeit, überschüssigen, bzw. günstig eingekauften Strom über eine direkte physikalische Leitung an einen benachbarten landwirtschaftlichen Betrieb abzugeben.
Ich möchte die grundsätzliche Systemarchitektur hier zunächst zur Diskussion stellen und würde mich über fachliche Einschätzungen, Anregungen und gegebenenfalls auch Hinweise auf mögliche Denkfehler freuen.
In dieser Anfrage geht es extra noch nicht um „Leitungsquerschnitte, Absicherungen oder die Dimensionierung“ einzelner Komponenten. Diese Details sind natürlich ebenfalls wichtig, sollen aber jetzt nicht überlasten. Die Ausarbeitung liegt natürlich vor und wird gerne nachgereicht. Zunächst interessiert mich, ob die grundsätzliche Idee, also die Architektur und das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten sinnvoll und technisch schlüssig sind.
Der Netzbetreiber ist über das grundsätzliche Anlagenkonzept informiert und hat diesem grundsätzlich zugestimmt. Für die Umsetzung wird ein neues Erdkabel bis zum Netzübergabepunkt im Haus am Zähler verlegt. (Smartmeter)
Die Netzanschlussplanung ist dabei auf die maximal zulässige Leistung einer entsprechenden Direktmessung, mit Reserven, ausgelegt.
1. Photovoltaikanlage
Die Anlage befindet sich im ländlichen Raum in Niedersachsen.
Als Energiequelle ist eine PV-Anlage mit 30 kWp vorgesehen. Die Module werden auf einem Hallendach installiert, das nahezu exakt nach Süden ausgerichtet ist und nur sehr geringe Verschattung aufweist.
Damit sind ja grundsätzlich gute Voraussetzungen für eine hohe und gleichmäßige Solarstromproduktion gegeben.
2. Zentraler Technik- und Batterieraum
Die wesentlichen technischen Komponenten sollen in einem thermisch isolierten und kontrollierten, externen Schaltraum untergebracht werden.
Dort sollen unter anderem folgende Komponenten installiert werden:
* Wechselrichter (Fronius Verto)
* Gleichrichter bzw. Ladegeräte (Victron)
* Batteriesystem (Forum Amy)
* Schutz- und Schalttechnik
* Mess- und Regeltechnik (Victron)
* Steuerung des Microgrids (Victron)
Von diesem Technikraum aus soll neben dem eigenen Gebäude auch der benachbarte landwirtschaftliche Betrieb versorgt werden.
3. Direkte Versorgung des Nachbarbetriebs
Ein wesentlicher Bestandteil des Konzepts ist die Möglichkeit, überschüssigen und günstig eigekauften PV-Strom über eine direkte physikalische Nachbarschaftsleitung an einen landwirtschaftlichen Betrieb mit hohem Stromverbrauch abzugeben.
Dadurch könnte ein deutlich höherer wirtschaftlicher Wert für den Solarstrom erzielt werden als bei einer reinen Einspeisung ins öffentliche Netz. Nach meiner bisherigen Kalkulation könnte der erzielbare Preis pro Kilowattstunde hier ungefähr beim Doppelten der aktuellen Einspeisevergütung liegen, da der Nachbar als Grossverbraucher mit günstigen aber fixen Preisen arbeitet.
4. Zusammenspiel mit flexiblen Stromtarifen
Die Anlage soll mit dynamischen beziehungsweise flexiblen Stromtarifen betrieben werden.
Ziel ist es, die Batterie nicht ausschließlich mit selbst erzeugtem PV-Strom zu laden, sondern zusätzlich günstige Strompreise aus dem öffentlichen Netz zu nutzen.
In Stunden niedriger Strompreise soll – sofern kein ausreichender eigener PV-Strom zur Verfügung steht – Strom aus dem öffentlichen Netz bezogen und über entsprechend leistungsfähige Gleichrichter in die Batterie geladen werden.
Vorgesehen ist ein Batteriespeicher mit einer Gesamtkapazität von etwa 100 - 130 kWh. Die Batterie soll aus mehreren 48-V-Einheiten aufgebaut werden, voraussichtlich etwa 6–8 Einheiten mit jeweils rund 16,5 kW Leistung.
5. Betrieb bei hohen Strompreisen
Steigen die Strompreise deutlich an, soll die Betriebsstrategie entsprechend wechseln.
Das öffentliche Netz wird dann vom eigenen Microgrid getrennt und die Versorgung der angeschlossenen Verbraucher erfolgt aus dem eigenen Batteriesystem beziehungsweise aus der aktuell verfügbaren PV-Leistung.
Das Ziel ist somit eine möglichst intelligente Kombination aus:
PV-Erzeugung → Batteriespeicher → Eigenverbrauch → Versorgung des Nachbarbetriebs → Netzbezug bei niedrigen Preisen → Vermeidung teuren Netzbezugs bei hohen Preisen.
6. Zukünftige Großverbraucher
Neben dem normalen Haushaltsverbrauch werden künftig weitere größere elektrische Verbraucher hinzukommen, für die dieses System erdacht wurde.
Geplant sind insbesondere zwei Elektrofahrzeuge:
- ein Fahrzeug als Pendlerfahrzeug mit etwa 120 km Fahrleistung pro Arbeitstag
- ein zweites Elektrofahrzeug überwiegend für den Nahverkehr
Darüber hinaus ist perspektivisch die Installation einer Wärmepumpe mit Tiefenbohrung vorgesehen.
Diese soll unsere derzeit vorhandene Pelletheizung voraussichtlich in etwa 5–7 Jahren ersetzen. Deren 1500 l Pufferspeicher soll jetzt schon mit einem eigentlich nicht so effizienten Heizstab bei Überschuss erwärmt werden.
Damit wird sich der elektrische Energiebedarf des Grundstücks in Zukunft spürbar erhöhen.
7. Ziel des Gesamtkonzepts
Das übergeordnete Ziel ist daher nicht die Maximierung der PV-Einspeisung in das öffentliche Netz, sondern eine möglichst hohe Eigen- und Direktnutzung der erzeugten Energie (samt Versorgung des Nachbarbetriebs) in Verbindung mit einem großen Batteriespeicher und einer intelligenten Nutzung von Strompreisschwankungen.
Vereinfacht dargestellt sehe ich derzeit folgende Priorisierung:
- Eigener PV-Strom für den direkten Verbrauch
- Überschussstrom für den benachbarten landwirtschaftlichen Betrieb
- Überschussstrom in den Batteriespeicher
- Laden der Batterie aus dem öffentlichen Netz bei sehr niedrigen Strompreisen
- Nutzung des gespeicherten Stroms bei hohen Strompreisen bzw. zur Vermeidung von teurem Netzbezug
- Einspeisung verbleibender Überschüsse ins öffentliche Netz
Mir geht es an dieser Stelle vor allem um die grundsätzliche Systemarchitektur und die Betriebsstrategie.
Als ersten Schritt plane ich die notwendigen Infrastrukturmaßnahmen. Das meint die Verlegung entsprechend dimensionierter Erdkabel in den vorgesehenen Trassen.
Mich würde daher insbesondere interessieren, ob dieser Aufbau aus Eurer Sicht grundsätzlich schlüssig ist und an welchen Stellen ihr konzeptionelle Schwachstellen oder bessere Alternativen seht.
Für Hinweise und konstruktive Kritik bin ich sehr dankbar.
Es gibt selbstverständlich auch eine genauere Ausarbeitung mit entsprechenden Bauteilen, Leistungsdaten und Berechnungen, die mir für eine erste Frage hier im Forum allerdings zu überladen erscheint.
Danke für Eure Zeit und Euer Wissen!