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autarke Energie, Teil 3

Das elektrische Konzept

Autarkie: Erläuterung, wie ein Wohnhaus autark mit (zunächst elektrischer) Energie versorgt werden kann.
02.04.2011.
Autarke Energieversorgung eines Wohnhauses / energieautarkes Haus. Teil 3.

In diesem dritten Teil - und es werden noch einige Teile folgen - wollte ich eigentlich vorstellen, wie ich Windkraft und Photovoltaik koppeln möchte. Doch dies verschiebe ich (etwas), denn aufgrund der aktuell sehr günstigen Preisentwicklung von Photovoltaikmodulen, und der Ergebnisse meiner Wetterprotokolle, die ich seit 2 Jahren führe, habe ich mich entschieden, die Energieversorgung zunächst einmal nur aus Photovoltaikmodulen bereit zu stellen. Das bedeutet also, ich entscheide mich zunächst nur für eine PV Anlage. Optional wird später eine WKA (Windkraftanlage) angekoppelt werden. Zunächst entscheide ich mich für eine 11 kWp PV Anlage. Diese Leistung hat sich aufgrund einer der vorhandenen Dachflächen ergeben. Ich gehe in den Folgeteilen auch noch ausführlich auf die technischen Details ein. Das "Wärmeversorgungsproblem" muss ich hier zunächst verschieben. Dieses wird in einen der Folgeteile gelöst. Aktuell wird noch intensiv mit div. Fachleuten (Stand April 2012) diskutiert, welche Art Wärmeversorgung gewählt werden soll.

Warum jetzt nur noch PV, und keine Windkraft?

Der Grund für diese neuen Überlegungen liegt darin, dass eine 11 kW/p PV Anlage unter normalen Umständen fast jeden Tag min. 10% Ihrer Nennleistung liefert. Bei 5 Stunden pro Tag sind das also 5 x 10% von 11 kWp, also rund 6 kWh elektrische Energie pro Tag, auch bei sehr stark bedecktem Himmel ist min. noch mit rund 3 kWh zu rechnen. Es wird realistisch nur sehr wenige Tage im Jahr geben, an denen eine solche Anlage nicht min. 5 bis 10% Ihrer Nennleistung liefert.

Das Konzept ist also so ausgelegt, dass die PV Anlage (die ja die Lichtleistung der Sonne direkt in elektrischen (Gleich)Strom/Spannung umwandelt) so bemessen ist, dass sie auch bei sehr bedecktem Himmel schon so viel Energie liefert, dass dies zum abdecken der benötigten Energie (der Verbraucher im Haushalt) reicht, oder aber min. einen guten Teil dazu beitragen kann. Der Rest kommt aus Akkus. Dazu später mehr.

Natürlich bedeutet dieses Verfahren auch, dass es sehr sehr viele Tage im Jahr gibt, an denen eine solche Anlage so viel Strom liefert, wie wir in einem "normalen" 4 Personen Haushalt gar nicht verbrauchen können. Denn im Frühjahr und/oder Herbst, liefert eine solche 11 kWh p PV Anlage pro Tag locker 60 kWh elektrische Energie - wie gesagt, pro Tag. Das ist natürlich viel mehr, als man "normalerweise" pro Tag "verbraten" kann. Doch auch dazu werde ich in einem Folgebeitrag eine Lösung vorstellen, und zeigen wie man diese überschüssige Energie sinnvoll nutzen kann. Und noch ein weiterer Grund, warum ich mich zunächst nur auf PV konzentriere und die WKA (Windkraftanlage) zunächst nicht mit einfliessen lasse, diese aber optional einbinden werde; PV Module sind praktisch wartungsfrei und extrem langlebig. Das bedeutet: einmal gekauft hat man im Normalfall ein ganzes (Haus)Leben lang Ruhe.

Nochmal konkrete Annahmen

Ein 4 Personen Haushalt wird bei einem "normal sparsamen" Umgang mit elektrischen Strom pro Tag ca. 8 kWh elektrische Energie verbrauchen. Dies sind Fakten, die ich meinen mittlerweile fast 3 jährigen Aufzeichnungen (werden noch veröffentlicht) entnehmen kann. Dieser Wert variert natürlich etwas. Im Sommer wird es weniger sein, im Winter mehr. Im Schnitt auf das Jahr bezogen ist das aber realistisch! In Summe pro Jahr sind das 2900 kWh elektrische Energie (wie gesagt, pro Jahr). Ja, das ist weniger als uns immer von den Energieversorgern eingeredet wird. Denn die sagen ja, rund 4000 kWh pro Jahr bei einer 4 köpf. Familie "sei normal". Warum sollten die auch sagen, dass weniger besser und "normal" ist? DIE wollen doch nur Strom verkaufen! Also reden die Ihren Kunden ein, 4000 kWh für einen 4 P. Haushalt sei "normal". Ist es aber nicht! Selbst 3000 kWh ist noch recht viel. 2500 kWh ist ein leicht ereichbarer Wert! Dazu muss man einfach nur noch etwas vernünftiger mit elektrischen Strom umgehen. Das eine will man (Geld sparen und autark sein) das andere muss man dann eben auch (nämlich Energie dann nehmen, wenn sie da ist).

Wie erreicht man einen so geringen Verbrauch?

Zunächst noch einmal ganz deutlich; 2500 kWh Stromverbrauch jährlich ist nicht ausserordentlich wenig für einen 4 P. Haushalt (4 Personen Haushalt). Dies erreicht man, indem man die Waschmaschine nicht bei jeder Gelegenheit benutzt, und auch den elektrischen Trockner nicht. Auch der Elektroherd muss sorgsam benutzt werden. Sorgsam bedeutet nicht, nicht mehr zu kochen. Es bedeutet lediglich, langsam anzuheizen und Restwärme der Platten zu nutzen. Denn wenn ich ein Auto schnell auf 100 kmh beschleunige, dann geht das zwar schnell, aber ich verbrauche dabei mehr Sprit, als wenn ich es langsam auf 100 kmh beschleunige. Genauso verhält sich eine elektrische Herdplatte. Genauso verhält sich ein elektrischer Trockner. Genauso verhält sich die Heizung einer Waschmaschine! Doch diese Geräte sind so aufgebaut, weil wir nicht warten können oder wollen bis der Vorgang abgeschlossen ist. Wir wollen nicht lange warten, bis das Wasser auf dem Herd kocht. Wenn wir aber bereit sind, länger zu warten (z.B. doppelt so lange) dann können wir dabei bis zu 50% Energie sparen. Details, Beweise und Testergebnisse folgen hier noch.

Was das Kochen betrifft; optimal wäre eh ein Induktionsherd, da nur dieser einen optimalen Wirkungsgrad hat. Doch - dies nur ganz nebenbei - Induktionsherde wie auch Microwellenherde sind möglicherweise nicht gerade gesundheitsförderlich (siehe Link unten). Doch das hier vorgestellte System kann auch mit alten Geräten erstaunliche Einsparpotenziale freisetzen! Auch ein normaler PC (Desktop PC womöglich noch mit einem uralt-Röhrenmonitor) ist dann tabu. Sorry, aber solche Stromfresser sollten Sie fachgerecht entsorgen. Es kommen nur noch sparsame Geräte zum Einsatz, z.B. nur noch Notebooks. Licht wird über LED Technik realisiert. Auch die vorhandenen Geräte müssen entweder modifiziert werden (Details dazu folgen) ODER wir verwenden ein spezielles Stromnetz (mit reduzierter Netzspannung, Details dazu folgen), welches wir selber erzeugen. Wir entscheiden uns hier für die zweite Variante, denn diese ist extrem clever, vorhandene Geräte müssen nicht modifiziert werden, und brauchen dennoch deutlich weniger Energie, bei praktisch gleicher Leistung.

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