Was bisher geschah...

Hi,

da ich keinen Balkon am Haus habe, musste ich die Solarzellen auf dem Dach anbringen.
Mein Süddach ist bereits seit 15 Jahren mit Solarzellen "belegt" (zur Einspeisung).
Es blieb mir für den Eigenverbrauch also erstmal nur das Norddach übrig.

Wichtigstes Ziel war die Eigenversorgung, die auch in Zeiten ohne öffentliches Netz funktionieren sollte.
Das nächste Ziel war die Nachhaltigkeit. Ich wollte ein System, bei dem ich nicht alle paar Jahre die Akkus austauschen muß oder bei dem ich nach ein paar Jahren aus den Solarmodulen nur noch die Hälfte der Anfangsleistung herausbekomme.
Die Wirtschaftlichkeit der Anlage war nicht der alles entscheidende Faktor. Trotzdem ist die Anlage so konzipiert, dass ich lange genug lebe um den Break-Even noch zu erleben.

Auf meinem Norddach habe ich 48 Maxeon zu je 400W Peak installiert. Wegen der Verschattungen durch zwei Kamine und eine Klimaanlage habe ich die Module nicht in Serie, sondern strangweise parallel geschaltet. Das hat den Vorteil dass verschattete Module nicht die Leistung nichtverschatteter Module beeinträchtigen, zudem können Module mit teilweiser Verschattung nicht durch die hohe Systemspannung einer Serienschaltung zerstört werden. Insgesamt habe ich 6 Stränge mit jeweils ungefähr 8 Modulen, was eine Betriebsspannung von ca. 60 V bei einem maximalen Strom von ca. 25 A bedeutet.
Der Hersteller gibt 25 Jahre Garantie auf die Module.

Als Energiespeicher verwende ich 240 LTO Zellen mit je 40AH, die zu 24 Blocks zu je 10 Zellen verschaltet sind (24s10p). Das macht etwa 20 Kilowattstunden Kapazität.
Laut Hersteller habe die Zellen eine Zyklenfestigkeit von 30.000 Zyklen.

Die Hybrid-Wechselrichter HYB5032M (= baugleich Steca Solarix PLI 5000-48) haben wahrscheinlich eine kürzere (Rest-)Lebensdauer als ich, aber für $325 plus Versand darf ruhig in den nächsten Jahren ab und zu mal einer ausfallen.
Immerhin nennt der Hersteller 2 Jahre als Garantiedauer, aber das hat wohl eine eher geringe Bedeutung, da er in China sitzt.
Ich habe mir drei Stück besorgt und sie zu einem Drehstromnetz verschaltet. Momentan stehen mir also 12kW verteilt auf drei Phasen zur Verfügung.
Drei weitere baugleiche Wechselrichter als Reserve sind schon bestellt.

Die Anlage läuft seit Mai 2020 störungsfrei und hat bisher jeden Tag die gesamte elektrische Energie erzeugt, die wir verbrauchen. Bei Sonnenschein sind die Akkus bereits morgens voll und die Anlage "langweilt" sich, was sich aber im Winter ändern dürfte. Unser Stromverbrauch beträgt im Schnitt 20 kWh in 24 Stunden.

In der näheren Zukunft werde ich das Haus von Drehstrom auf 1-Phasen-Wechselstrom umstellen. Das hat den Vorteil, dass sich die Last dann nicht ungleich auf die Wechselrichter verteilt und somit die Ressourcen gleichmäßig genutzt werden. Einzelne Wechselrichter werden so nicht überlastet während die anderen nichts zu tun haben. Diese Maßnahme ist ziemlich aufwändig, da ich die Verkabelung zu den Elektroherden neu verlegen (wegen des dann zu dünnen Neutralleiters) und eine Drehstrompumpe auf Wechselstrom umrüsten muß.

Wenn ich dann im Herbst Lust habe, werde ich einen Dieselgenerator mit der Anlage koppeln und die Abwärme in die Heizungsanlage einspeisen.
Allerdings ist die Auswahl des Motors entscheidend für die Nachhaltigkeit: Lange Lebensdauer und wenig Wartungsaufwand findet man bei einfachen Dieselmotoren, wie sie in Entwicklungsländern verwendet werden. Der elektrische Wirkungsgrad ist dabei sekundär, da die Abwärme ja der Heizung zugeführt wird.

Als Zukunftsprojekt schwebt mir dann noch vor, die im Sommer zuviel produzierte elektrische Energie in einem Energiespeicher für den Winter zwischenzuspeichern, in Form von chemischer Energie mittels Natriumhydroxid nach dem Vorbild der Natronlokomotive von 1833. Das ist zwar viel Aufwand, sollte aber den Heizölverbrauch noch einmal spürbar senken.
Die Lebensdauer eines solchen Energiespeichers, wenn er aus Edelstahl statt aus Eisen oder Kupfer gebaut wird dürfte meine Lebensdauer übersteigen.

...Klaus

Hallo Klaus,
mich umschleicht ein kleiner Gedanke von NEID ;-).
Woohh .. das ist ja mal eine Anlage.
3 WR und dann noch 3 in Reserve... 240 LTO's ...
Hast du nähere Infos zu dem Natrium... Speicher?
Hast du besondere Bezugsquellen zu den LTO's
Und ja, der Winter wird spannend ... ich verkneif mir mal meine "Standartbedenken " :wink:
Viel Spass noch hier ... wirst sicher viele Fragen beantworten ...
Gruß Manfred

https://de.wikipedia.org/wiki/Natronlokomotive
Wenn man Nartiumhydroxid mit Wasser zusammenbringt, wird es sehr heiß (Winter).
Wenn man das Wasser ausdampft, kann man den Überschussstrom verbraten (Sommer).
Es gibt zwar modernere Verfahren mit höheren Energiedichten und besseren Wirkungsgraden, aber als Heimwerker kommt man weder an die nötigen Detailinformationen noch an die Substanzen und Apparate um modernere Verfahren umzusetzen. Deswegen die Primitivlösung mit NaOH. So ein System aus Kunststoff und Edelstahl wird mich wahrscheinlich überleben, und diese Robustheit schätze ich.

Die LTOs habe ich beim Hersteller gekauft. 24 Stück wollte ein Freund haben, ich habe nur 240 Verwendet. Die Preise sind Stückzahlabhängig. Ich habe einen ganz guten Preis bekommen denke ich.

Die Inverter sind übrigens GENAU die Gleichen wie die von Steca (steca solarix pli 5000-48), nur dass sie bei Steca pro Stück ca. 949 Euro kosten (mit Parallelinterface). Ich zahle mit Versand hier für 3 Stück ca. 1200 Euro.
Die Inverter sind allerdings nicht die Qualität, die man sich erhofft. Die Software hat etliche Bugs, aber die Funktionen, die ich wirklich brauche funktionieren.
Schlecht ist der Eigenverbrauch von über 50 Watt pro Stück, auch im Leerlauf. Für die Nacht habe ich deswegen einen 2kW-Inverter mit nur 16,5 Watt Leerlaufverlusten, aber um den betreiben zu können, muss ich erst das Haus auf Einphasenstrom umstellen. So wird mir auch in Zukunft nicht langweilig...

...Klaus

Moin Klaus,

Was du hier beschrieben hast:
Wenn man Nartiumhydroxid mit Wasser zusammenbringt, wird es sehr heiß (Winter).
Wenn man das Wasser ausdampft, kann man den Überschussstrom verbraten (Sommer).
Es gibt zwar modernere Verfahren mit höheren Energiedichten und besseren Wirkungsgraden, aber als Heimwerker kommt man weder an die nötigen Detailinformationen noch an die Substanzen und Apparate um modernere Verfahren umzusetzen. Deswegen die Primitivlösung mit NaOH. So ein System aus Kunststoff und Edelstahl wird mich wahrscheinlich überleben, und diese Robustheit schätze ich.

Hab ich mir auch schon bei diversen Videos angesehen. Ich wollte diesen Winter wenn mein Akku fertig ist mit eigenen Versuchen in genau der Richtung auch austesten wie man dies machen könnte.

Ich wünsche dir viel Erfolg im Vorhinein und falls du damit shcon angefangen hast gern deine Erfahrungen beschreiben. Ich denke wir alle sehen das wir im Sommer viel zu viel Energie über haben die man irgendwie in den Winter speichern muss.

Grüße

Nils

Hallo Nils,

nein, ich habe damit noch nicht angefangen. Im Moment bin ich noch vollauf damit beschäftigt meine Solaranlage zu verbessern, sprich ein Monitoring zu implementieren und die Konfiguration der Inverter zu verbessern. Ich denke dieses Jahr werde ich wahrscheinlich was NaOH angeht noch nichts unternehmen, außer vielleicht ganz kleine Versuche, 5 kg NaOH hebe ich bereits hier, damit könnte ich anfangen zu testen.

Wenn Du neue Erkenntnisse zu diesem Forschungsprojekt gewinnst, darfst Du mich gerne daüber in Kenntnis setzen.

...Klaus

Hallo Klaus, hallo Nils,
ähhh ... mich auch bitte informieren.
ABER... ich habe mal bei Wiki überflogen. Es soll eine Energiedichte von etwa 30-35Wh / kg haben.
Ein Vergleich Akku zu NaOH:
Bei 1kWh = 1000Wh / 30Wh/kg = 33,3Kg
Ein Li-Akku kostet etwa 200€ je kWh => 200€ / 33kg = 6€/kg dürfte maximal der Aufwand für NaOH kosten. Würde man eine WP verwenden dürfte es nur 1/3 der
kosten sein ... demnach 2€ / kg.
25kg Sack habe ich für 80€ gesehen => 80/25 = 3,20€ würde alleine das Basismaterial kosten.
Ein 600l Kunststoffgittertank hätte einen Energieinhalt von 600x 30Wh/Kg = 18000Wh = 18kWh.
18kWh als Wärme ist recht wenig und entspricht etwa 1,8Liter Heizöl.

Aber, ich bin NICHT sicher ob meine Überschlagsrechnung so zulässig ist! Würde sie in etwa stimmen, ist der Kostenaufwand in etwa so hoch wie Akku's :roll:
Was für mich auch nicht sicher ist, worauf sich die Angabe von 30-35Wh / kg bezieht?
Ist es das Basismaterial NaOH ?
Ist es das in Wasser "gelöste" NaOH ?
Ist es die "Endmenge", wenn noch mehr Wasser eingefüllt wird um die Wärmereaktion zu realisieren?
Ich habe die Vermutung, dass alleine meine Platzverhältnisse nicht ausreichen ... und die Kosten auch recht hoch sind.
Kann mir bitte jemand sagen, Manfred du hast da Blödsinn gerechnet! Es würde mich freuen.

Gruß Manfred

Hallo Klaus, hallo Nils,
ähhh ... mich auch bitte informieren.
ABER... ich habe mal bei Wiki überflogen. Es soll eine Energiedichte von etwa 30-35Wh / kg haben.
Ein Vergleich Akku zu NaOH:
Bei 1kWh = 1000Wh / 30Wh/kg = 33,3Kg
Ein Li-Akku kostet etwa 200€ je kWh => 200€ / 33kg = 6€/kg dürfte maximal der Aufwand für NaOH kosten. Würde man eine WP verwenden dürfte es nur 1/3 der
kosten sein ... demnach 2€ / kg.
25kg Sack habe ich für 80€ gesehen => 80/25 = 3,20€ würde alleine das Basismaterial kosten.
Ein 600l Kunststoffgittertank hätte einen Energieinhalt von 600x 30Wh/Kg = 18000Wh = 18kWh.
18kWh als Wärme ist recht wenig und entspricht etwa 1,8Liter Heizöl.

Aber, ich bin NICHT sicher ob meine Überschlagsrechnung so zulässig ist! Würde sie in etwa stimmen, ist der Kostenaufwand in etwa so hoch wie Akku's :roll:
Was für mich auch nicht sicher ist, worauf sich die Angabe von 30-35Wh / kg bezieht?
Ist es das Basismaterial NaOH ?
Ist es das in Wasser "gelöste" NaOH ?
Ist es die "Endmenge", wenn noch mehr Wasser eingefüllt wird um die Wärmereaktion zu realisieren?
Ich habe die Vermutung, dass alleine meine Platzverhältnisse nicht ausreichen ... und die Kosten auch recht hoch sind.
Kann mir bitte jemand sagen, Manfred du hast da Blödsinn gerechnet! Es würde mich freuen.

Gruß Manfred
Ich komme auf 3-4 kWh Speicherfähigkeit pro Tonne NaOH. Das ist das 3-4-fache verglichen mit nur Wasser als Speichermedium. In China kann man eine Tonne NaOH für 1000€ bekommen.
Das bedeutet grob, dass man 3-4 kWh zum Preis von 1000€ speichern könnte. Das ist nicht billiger als Akkus.
LEIDER HAST DU DICH NICHT VERRECHNET
Ich weiß auch nicht mehr, was ich damals gerechnet habe als ich den Plan fasste NaOH-Speicher zu bauen...
Hat sich dadurch erledigt.
Bliebe noch Paraffin oder Zeolith als Speicher, LiPOs haben zu wenige Zyklen.
Oder das Haus in Mikroporöse Vakuumplatten einpacken, ist aber alles zu teuer.

Hi alle.

Ich hatte nach den Kosten damals nicht geschaut da in dem youtube Video der empa von 3000l für ein ganzes Haus ausgegangen war. Und da war ich ganz zufrieden mit der Menge.

Ist wie mit den Akkus am Anfang erstmal klein anfangen anlesen etc und dann schauen. Danke für die Kosten Rechnung.

Grüsse Nils

Hallo und Gruß in die Runde - habe mich übrigens heute frisch angemeldet hier.

Den Thread hier (also NaOH speziell) habe ich schon vor einem guten Jahr entdeckt aber noch keinen echten Grund gefunden aktiv zu werden. Doch der Winter naht, u.so.. - ums mal euphemistisch zu sagen :wink:

Jedenfalls..
Meine bisherigen Recherchen ergeben ca.max. 330Wh/Liter (bei einer NaOH Lösung von 50% auf 25% verdünnt) und, vorausgesetzt ein Arbeits-Vakuum von etwa 100..30mbar, um den Prozess effizient umzukehren - also Wasser verdampfen und die Lösung auf 50% zu "resetten". In der vorhergehenden Diskussion scheinen mir die Rechungen nicht ganz schlüssig!?

Meine Info's habe ich durch die 2 Paper/PDFs:

https://web.archive.org/web/20201107204233/https://www.dora.lib4ri.ch/empa/islandora/object/empa%3A2503/datastream/PDF/Fumey-2014-Development_of_a_closed_sorption-%28published_version%29.pdf

https://www.spf.ch/fileadmin/user_upload/spf/publ/eurosun2016-0058-Dudita.pdf

und als Ergänzung das Phasendiagramm - nur weils so hübsch ist.. :angel:



Als Inspiration natürlich erwähnenswert, der Bericht bei 3sat (nano), der dort vor einigen Jahren gelaufen ist, bzw. nun bei YT zu sehen ist:

https://www.youtube.com/watch?v=W-bhdJ-jlrs

Vor einger Zeit habe ich mir also schon mal paar Gedanken gemacht und entsprechend was Eigenes zusammen gereimt. Klar, nun wäre das jetzt immer noch nicht wirklich billig aber nach 10 Jahren und dem "hübschen" Resourcen-Chaos (was sich wohl noch etwas zieht - *hüstel), mindestens ne tiefere Überlegung wert.
Eine/meine Idee ist schon mal, nicht den ganzen Kreislauf im Unterdruck zu betreiben/halten sondern nur in Etappen (später dann sicher automaisiert) ca. 50..100 Liter Lauge separiert bei 100..30mbar zu verdampfen (Sommer) und im Winter einfach das fehlende Wasser dem System wieder zuzuführen.

Das Einzige bzw. Entscheidende, was noch nervt sind die Apothekenpreise ! für NaOH-Flakes-99%. Z.B. Herrlan (in DE der "billigste" der mir immerhin konkrete Preise zeigt) will etwa 140,-€ pro 25kg, ergo >10000,-€ für 2t bzw. ca. 4000 Liter 50%ige NaOH-Lauge. Also die Menge die es braucht um eine Winter-Saison halbwegs ausreichend Wärme zu erzeugen.
OK - bei 20 Jahren sind es dann 500,-€ pro Winter, das liest sich schon besser, aber PV bzw. P-Wärme will ja auch noch angeschafft sein, dann die Installation, die NaOH Aufbereitung, Verschleiß,..

Ich denke, je nach Projektion, 10% des Jahreseinkommens für Wärme sollten reichen, in meinem Fall wären dass aktuell 1000,- (jepp ! *lol) und in 10 Jahren dann wohl Richtung 2000,- minimal - sag ich mal.. :wink: Von daher sollte sich die Anlage (sogar bei o.g. Apothekenpreisen für NaOH) eigentlich um 2030 amortisiert haben - Verschleiß/Wartung mal aussen vor.

Übrigens, wenn ich halbwegs richtig liege, und mal ganz praktisch denke, dann wäre ne Bestellung in "Alibaba-land" mit ca. 800€/t NaOH-Flakes (entspräche 20€ pro 25kg Sack - 1/7 etwa !) ein extrem ernsthaftes Argument für mehr als nur eine Sammelbestellungsüberlegung. Naja - zzgl. natürlich der Container für 27t (?) Fracht. Wie - oder besser wo? - sind da eigentlich die Preise gerade ... :?
Wer kennt sich eigentlich damit aus?
Und Wer macht mit? .. :sunglasses:

Gruß Sven.

Leute habt ihr mal mit NaOH gearbeitet? Im Labor wird dies unter hohen Sicherheitsmaßnahmen durchgeführt.
Nicht ohne Grund ist Natronlauge ein Gefahrenstoff. Es entstehen stark alkalische Aerosole, daher nur im Abzug mit Vollschutz etc. von erfahrenen eingewiesen Personen. Das Zeug hat 1 molar in Lösung PH14. Na super Idee.

Ganz ehrlich, keiner will 1000 kg NaOH im Keller haben. Das Zeug ist extrem hygroskopisch und reagiert unter Entfeuchtung des Raumes. Es muss luftdicht gelagert werden.
Sonst wird aus Flakes, Pulver oder was auch immer ein schöner Brocken, den Ihr bergmännisch abauen könnt, im Vollschutz bitte.

Wir hatten vor Urzeiten mal einen Unfall im Labor mit Personenschaden durch Natronlauge. Der arme Kerl läuft heute noch rum mit dem Gesicht von Freddy Krüger

Das ist keine gute Idee und YT ist hier kein guter Lehrer. Die technische Unwirtschaftlichkeit habt ihr ja schon erkannt :thumbup:

Hallo und Gruß in die Runde - habe mich übrigens heute frisch angemeldet hier.

Den Thread hier (also NaOH speziell) habe ich schon vor einem guten Jahr entdeckt aber noch keinen echten Grund gefunden aktiv zu werden. Doch der Winter naht, u.so.. - ums mal euphemistisch zu sagen :wink:

Jedenfalls..
Meine bisherigen Recherchen ergeben ca.max. 330Wh/Liter (bei einer NaOH Lösung von 50% auf 25% verdünnt) und, vorausgesetzt ein Arbeits-Vakuum von etwa 100..30mbar, um den Prozess effizient umzukehren - also Wasser verdampfen und die Lösung auf 50% zu "resetten". In der vorhergehenden Diskussion scheinen mir die Rechungen nicht ganz schlüssig!?

Meine Info's habe ich durch die 2 Paper/PDFs:

https://web.archive.org/web/20201107204233/https://www.dora.lib4ri.ch/empa/islandora/object/empa%3A2503/datastream/PDF/Fumey-2014-Development_of_a_closed_sorption-%28published_version%29.pdf

https://www.spf.ch/fileadmin/user_upload/spf/publ/eurosun2016-0058-Dudita.pdf

und als Ergänzung das Phasendiagramm - nur weils so hübsch ist.. :angel:



Als Inspiration natürlich erwähnenswert, der Bericht bei 3sat (nano), der dort vor einigen Jahren gelaufen ist, bzw. nun bei YT zu sehen ist:

https://www.youtube.com/watch?v=W-bhdJ-jlrs

Vor einger Zeit habe ich mir also schon mal paar Gedanken gemacht und entsprechend was Eigenes zusammen gereimt. Klar, nun wäre das jetzt immer noch nicht wirklich billig aber nach 10 Jahren und dem "hübschen" Resourcen-Chaos (was sich wohl noch etwas zieht - *hüstel), mindestens ne tiefere Überlegung wert.
Eine/meine Idee ist schon mal, nicht den ganzen Kreislauf im Unterdruck zu betreiben/halten sondern nur in Etappen (später dann sicher automaisiert) ca. 50..100 Liter Lauge separiert bei 100..30mbar zu verdampfen (Sommer) und im Winter einfach das fehlende Wasser dem System wieder zuzuführen.

Das Einzige bzw. Entscheidende, was noch nervt sind die Apothekenpreise ! für NaOH-Flakes-99%. Z.B. Herrlan (in DE der "billigste" der mir immerhin konkrete Preise zeigt) will etwa 140,-€ pro 25kg, ergo >10000,-€ für 2t bzw. ca. 4000 Liter 50%ige NaOH-Lauge. Also die Menge die es braucht um eine Winter-Saison halbwegs ausreichend Wärme zu erzeugen.
OK - bei 20 Jahren sind es dann 500,-€ pro Winter, das liest sich schon besser, aber PV bzw. P-Wärme will ja auch noch angeschafft sein, dann die Installation, die NaOH Aufbereitung, Verschleiß,..

Ich denke, je nach Projektion, 10% des Jahreseinkommens für Wärme sollten reichen, in meinem Fall wären dass aktuell 1000,- (jepp ! *lol) und in 10 Jahren dann wohl Richtung 2000,- minimal - sag ich mal.. :wink: Von daher sollte sich die Anlage (sogar bei o.g. Apothekenpreisen für NaOH) eigentlich um 2030 amortisiert haben - Verschleiß/Wartung mal aussen vor.

Übrigens, wenn ich halbwegs richtig liege, und mal ganz praktisch denke, dann wäre ne Bestellung in "Alibaba-land" mit ca. 800€/t NaOH-Flakes (entspräche 20€ pro 25kg Sack - 1/7 etwa !) ein extrem ernsthaftes Argument für mehr als nur eine Sammelbestellungsüberlegung. Naja - zzgl. natürlich der Container für 27t (?) Fracht. Wie - oder besser wo? - sind da eigentlich die Preise gerade ... :?
Wer kennt sich eigentlich damit aus?
Und Wer macht mit? .. :sunglasses:

Gruß Sven.
[edit] Gerade nochmal geschaut.. nur um die 500,- die Tonne auf Alibaba (1/10) !!, dazu natürlich nur Fracht im Container (26t) oder eben x2, x3, ..werde mal forschen - der Frachtpreise wegen. [edit]