{"id":4571,"date":"2013-11-14T08:47:12","date_gmt":"2013-11-14T08:47:12","guid":{"rendered":"http:\/\/www.windland.ch\/wordpress\/?p=4571"},"modified":"2014-04-30T14:54:53","modified_gmt":"2014-04-30T14:54:53","slug":"autarkie-mit-photovoltaik-fuer-haushalte-unbezahlbar-und-technisch-noch-nicht-moeglich","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.windland.ch\/wordpress\/?p=4571","title":{"rendered":"Autarkie mit Photovoltaik: F\u00fcr Haushalte unbezahlbar und technisch noch nicht m\u00f6glich"},"content":{"rendered":"

Energieautarkie am Beispiel Sonne: Wie ideal ist dezentral?<\/h2>\n

\"fredfmueller8\"Angesichts st\u00e4ndig steigender Strompreise schwappt eine neue Welle von Bauernf\u00e4ngerei \u00fcber Deutschland: Propagiert wird die Strom-Unabh\u00e4ngigkeit von Haushalten mithilfe von Solarkollektoren auf dem Dach und Batterien im Keller. Zwar gehen die Verg\u00fctungen f\u00fcr Solaranlagen aktuell immer weiter zur\u00fcck, doch werden Batterien seit einiger Zeit gef\u00f6rdert. Zahllose sch\u00f6ne bunte Internetseiten und Prospekte mit fr\u00f6hlichen Menschen im trauten Heim suggerieren, wie sch\u00f6n die \u201eeigene\u201c, saubere gr\u00fcne Energie doch sei. Daf\u00fcr ist Mann oder Frau Umweltbewegt nat\u00fcrlich gerne bereit, ein paar Euros in die Hand zu nehmen. Doch ist eine solche Kombination aus Solarzellen und Batterien wirklich eine L\u00f6sung f\u00fcr unsere Energieprobleme?<\/i><\/p>\n

Um dieser Frage nachzugehen, muss man sich einmal die Erfordernisse einer \u201edezentralen Energieversorgung\u201c, wie sie von gr\u00fcnbewegten Zeitgenossen unerm\u00fcdlich propagiert werden, genauer ansehen. Unter Fachleuten spricht man in solchen F\u00e4llen auch von \u201eInsell\u00f6sung\u201c. Um die Sache einfach zu halten, nehmen wir an, eine einzelne Familie mit 4 Personen wolle sich aus der Abh\u00e4ngigkeit von den Energieriesen befreien. Man kappt die Netzverbindung und setzt jetzt einzig auf Solarzellen sowie Batterien als Speicher f\u00fcr solche Zeiten, wo die Sonne mal gerade ein P\u00e4uschen einlegt. Was w\u00fcrde daf\u00fcr ben\u00f6tigt, und wie sieht die entsprechende Kalkulation aus? Um das zu untersuchen, braucht man zun\u00e4chst realistische Daten. Hierf\u00fcr wurden deshalb die in Deutschland installierten Solarkapazit\u00e4ten sowie die damit produzierten Strommengen \u00fcber eine 1-Jahresperiode hinweg analysiert. Datenquelle sind die von der deutschen Stromb\u00f6rse (EEX) ver\u00f6ffentlichten Erzeugungsstatistiken in viertelst\u00fcndlicher Aufl\u00f6sung.<\/p>\n

Solarstromproduktion im Jahresverlauf<\/b><\/p>\n

F\u00fcr die hier durchgef\u00fchrte Betrachtung wurde als Ausgangspunkt der 1-Jahresperiode der April 2012 gew\u00e4hlt, weil dadurch gleich am Anfang ein hohes Solaraufkommen gew\u00e4hrleistet wird. Das zwischen April 2012 und M\u00e4rz 2013 in Deutschland produzierte Aufkommen an Solarstrom zeigt Bild 1<\/b>.<\/p>\n

\"fredfmueller9\"Bild 1:<\/em><\/b> Solarstromproduktion in Deutschland im Zeitraum von April 2012 bis M\u00e4rz 2013 in MWh (Datenquelle: EEX)<\/em><\/p>\n

Schon beim ersten Blick auf den Verlauf zeigt sich, dass das Aufkommen an Solarenergie genau gegenl\u00e4ufig zur \u00fcblichen Bedarfskurve verl\u00e4uft: Im Winter, wenn der Energiebedarf am gr\u00f6\u00dften ist, liefert die Fotovoltaik die geringsten Ertr\u00e4ge. Dies zeigt sich auch, wenn man sich die entsprechenden Nutzungsgrade der FV-Anlagen im Jahresverlauf ansieht, Bild 2<\/b>. Bei dieser Kalkulation wurde \u00fcbrigens der Zubau, der im Laufe der Untersuchungsperiode stattfand, mithilfe eines linearen Ausgleichsfaktors ber\u00fccksichtigt.<\/p>\n

\"fredfmueller10\"Bild 2. <\/em><\/b>Monatliche Nutzungsgrade der in Deutschland installierten Fotovoltaikanlagen im Zeitraum April 2012 bis M\u00e4rz 2013<\/em><\/p>\n

Entsprechend der geringeren Sonnscheindauer und des schlechteren Einfallswinkels im Winter zeigt sich ein Abfall des Nutzungsgrades von ca. 20 % in den sonnenreichen Sommermonaten auf teils weniger als ein Zehntel dieses Wertes in den vier dunklen Monaten November bis Februar. F\u00fcr die Gesamtperiode ergab sich \u00fcbrigens ein \u00fcber dem langj\u00e4hrigen Durchschnitt liegender Gesamtnutzungsgrad von 12 %. Diese Nutzungsgradkurve diente als Grundlage f\u00fcr die Absch\u00e4tzung des Solarstromaufkommens im nachfolgend vorgestellten Beispiel.<\/p>\n

Familie Mustermann und ihr autarkes Solarhaus<\/b><\/h2>\n

Unsere Test-Inselfamilie Mustermann besteht aus Vater, Mutter und zwei fast erwachsenen Kindern und lebt in einer Doppelhaush\u00e4lfte, die nach heutigem Standard ged\u00e4mmt ist. Als Beitrag zum Klimaschutz verzichtet man auf fossile Energietr\u00e4ger wie \u00d6l oder Gas und hat stattdessen eine elektrische Warmwasserbereitung sowie eine moderne W\u00e4rmepumpenheizung. Mustermanns verbrauchen j\u00e4hrlich die f\u00fcr einen solchen 4P-Haushalt typische Strommenge von 6190 kWh [WIKI] und f\u00fcr die W\u00e4rmepumpenheizung zus\u00e4tzlich nochmals 2500 kWh, macht zusammen 8690 kWh. W\u00e4hrend man beim normalen Stromverbrauch in erster N\u00e4herung einen konstanten Verlauf \u00fcber das Jahr hinweg annehmen kann, h\u00e4ngt der Strombedarf der Heizung nat\u00fcrlich von der Jahreszeit bzw. von den Aussentemperaturen ab. Im vorliegenden Fall wird davon ausgegangen, dass sich Mustermanns auch hierbei musterg\u00fcltig verhalten und die entsprechende Strombedarfskurve der \u00fcblichen Berechnung mittels Gradtageszahlen nach VDI 2067 entspricht. Den sich aus diesen Betrachtungen ergebenden Jahresverlauf des Stromverbrauchs zeigt Bild 3<\/b>.<\/p>\n

\"fredfmueller11\"Bild 3<\/em><\/b>. Verlauf des Strombedarfs von Familie Mustermann von April 2012 bis M\u00e4rz 2013<\/em><\/p>\n

Dimensionierung der Solaranlage<\/b><\/h2>\n

Die entscheidende Forderung an die zu beschaffende Solaranlage muss nat\u00fcrlich sein, dass sie den Jahresbedarf der Familie vollst\u00e4ndig decken kann, und das \u00fcber den gesamten Nutzungszeitraum von mindestens 20 Jahren und auch in etwas schlechteren Sonnenjahren, denn der Z\u00e4hler soll ja abgeklemmt bleiben. Da Fotovoltaikpaneele mit einer Maximalleistung (kWp<\/sub>) von 1 kWp<\/sub> bei einem Nutzungsgrad von 12 % im Jahr 1051 kWh liefern, br\u00e4uchte man theoretisch rund 8,3 kWp<\/sub>, um die ben\u00f6tigte Jahresstrommenge zu erzielen.<\/p>\n

Zun\u00e4chst einmal m\u00fcssen jedoch noch Abschl\u00e4ge mit Blick auf Modulwirkungsgrad, Dachneigung und Abschattung ber\u00fccksichtigt werden, die man im Durchschnitt mit 8 % veranschlagen kann. Hinzu kommt die Tatsache, dass bei der Batteriespeicherung Verluste auftreten. Leider findet sich dazu nicht in jedem Prospekt eine Angabe. Deshalb sollte man beim F\u00fcllen und Entleeren der Batterien Verluste von 10 % ansetzen. Um beide Faktoren auszugleichen, muss man die Solaranlage entsprechend gr\u00f6\u00dfer dimensionieren. Weitere Korrekturen betreffen den Ausgleich des Leistungsabfalls der Kollektoren im Verlauf der Zeit, den man mit 25 % ansetzen kann, sowie eine Sicherheitsmarge von 20 % f\u00fcr Jahre, in denen der Anlagenertrag wegen schlechten Wetters niedriger ausf\u00e4llt. Hieraus ergibt sich folgende Auslegung:<\/p>\n