autarke Energie, Teil 2
Wohnhaus autark mit Wärme und Strom versorgen
Erläuterung, wie ein Wohnhaus autark mit Energie versorgt werden kann.
Autarke Energieversorgung eines Wohnhauses / energieautarkes Haus. Teil 2.
Machen Sie mit, und seien Sie gegen Atomkraft!
18.07.2010 - JB - im Teil 1 haben wir realistisch angenommen, dass ca. 3600 kWh Wärmebedarf pro Jahr (bei 120 m2 Wohnfläche, entspricht in etwa 350 Liter Heizöl) erforderlich ist, und für den Strombedarf ca. 2400 kWh erforderlich ist. Das macht in Summe also 6000 kWh Energiebedarf pro Jahr. In diesem Teil 2 soll nun erläutert werden, wie man alleine über die Sonne und den Wind (also ohne öffentlichen Stromanschluss, ohne Gasanschluss, ohne Heizöl, eben ohne all diese Dinge) an diese Energiemenge herankommt, wie man sie speichern kann (wenn mal keine Sonne sichtbar ist, und kein Wind weht), und wie man dafür sorgt, dass auch bei tagelanger Windstille und gleichzeitig tagelang bedecktem Himmel noch Energie bereit gestellt werden kann, ohne das einem der Strom, oder die Wärme (im Winter) ausgeht, und womöglich die Nachbarn über uns lachen! Es geht, versprochen! Und es ist nicht so teuer, wie man denkt!
Leistung von PV und Windkraft
Eine 1 kW p PV Anlage erzeugt pro Jahr rund 1 MWh elektrischen Strom. Das sind 1000 kWh. Da wir in unserer Annahme rund 6000 kWh Energie (Strom und Wärme) benötigen, müssen wir also rechnerisch auch min. eine 6 kW p PV Anlage verwenden. Aus Kostengründen (aber nicht nur deswegen) entscheiden wir uns in unserem Beispiel jedoch zunächst für eine 3 kW p PV Anlage. Die benötigte Fläche beträgt rund 30 qm PV Module, die z.B. auf einem Süddach montiert sein sollten. Diese PV Anlage wird also pro Jahr rund 3000 kWh elektrischen Strom erzeugen, den wir für die Hausstromversorgung und für die Hauswärmeversorgung verwenden. Bei Sonnenschein wird diese Anlage pro Tag min. 10 kWh elektrischen Strom erzeugen. Das Problem ist nur, dass wir ja eine autarke Energieversorgung realisieren wollen. Wir haben also kein öffentliches Stromnetz, welches wir als (Strom)Puffer (quasi als Akku) verwenden können, bzw. verwenden wollen. Unser Problem wird also sein, dass es Tage geben wird, an denen eine solche PV Anlage schlicht nicht genügend Leistung bereit stellen wird. Deswegen brauchen wir Hilfe. Und zwar von einer Windkraftanlage.
Realistische Annahme: Wind und Sonne
Seit Anfang 2009 protokolliere ich anhand einer PV Anlage (und einer Windkraftanlage) täglich die Erträge. Meine Messungen haben ergeben, dass in Deutschland realistisch davon ausgegangen werden kann, dass eine Kombination mit einer Windkraftanlage (WKA) - vorrausgesetzt, die WKA wird in einem freien Gelände, oder hoch genug (10 Meter...) montiert - fast jeden Tag entweder genügend Strom von der PV Anlage, oder von der WKA erzeugt wird. Nur höchst selten ist mit einer Serie von 3 bis 5 Tagen zu rechnen, an denen die PV Anlage nur 5 bis 10% Leistung bringt, und/oder die WKA nur 5 bis 10% Leistung bringt. Wir kombinieren also unsere 3 kW p PV Anlage mit einer 3 kWp WKA. Dabei kann es sich z.B. um zwei Hauswindkraftanlagen mit je 3 Meter Rotordurchmesser handeln. Eine solche 3 kW p WKA wird - abhängig vom Standort - durchschnittlich ca. min. 2000 kWh elektrischen Strom erzeugen.
Gute Tage speichern, schlechte Tage überbrücken
Wenn wir es also schaffen, u.a. durch sparsamen Umgang mit (elektrischer) Energie, diese Serie von Tagen, an denen wenig Strom von der PV und/oder von der WKA erzeugt werden kann, zu überbrücken (z.B. mit einem ausreichend dimensioniertem Akku) dann sind wir aus dem "Schneider". Wie das geht, welche Geräte verwendet werden müssen, für was für ein Stromnetz wir uns entscheiden, welchen Notfallplan wir einplanen müssen, usw. usf. das erfahren Sie in Teil 3 dieser phantastischen, aber realistischen und absolut ernst gemeinten Serie.
Fortsetzung folgt...
....in Kürze. Im Teil 3 erläutere ich die technische Kombination von PV und WKA, und die verwendeten Akkus, das Lademanagement, sowie das elektrische Konzept (welches Stromnetz, welche Spannung...), auch in Verbindung mit einem energiesparenden Umgang mit dem erzeugten Strom (sparsame Verbraucher...). Zu den Kosten kann ich schon jetzt etwas sagen; rechnen Sie mit ca. 10.000 Euro bis 20.000 Euro - je nach Größe von PV Anlage, WKA, und Speicherakku (incl. Notfallprogramm / Notstromversorgung). Also einfach nächstes mal ein etwas günstigeres Auto kaufen, und das Geld in etwas Sinnvolles investieren! :-)
Ergänzende Links
- autarke Energieversorgung, Teil 1, Annahmen.
- autarke Energieversorgung, Teil 2, Erläuterungen.
- autarke Energieversorgung, Teil 3, das generelle Konzept.
- autarke Energieversorgung, Teil 4, (folgt.....).
- schon vergessen? Der traurige Unfall 1986 in Tschernobyl.
- sehr traurig, aber wahr; die Lügen der Atomlobby.
- was ist Energie eigentlich? Ein Energievergleich gibt Aufschluss.
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