Unabhängige Stromversorgung

  • Hallo Zusammen

    Endlich schaffe ich es zu meinem ersten Thread :)


    Wir planen derzeit eine Sanierung unseres Hauses. Insgesamt sind 7 Haushalte darin. Ein grosser Punkt der bei mir noch offen steht ist die Stromversorgung.


    Ursprünglich war angedacht "einfach solar aufs dach knallen und gut ist". Nun ärgert mich aber der Gedanke, 20kwp Solar auf dem Dach zu haben und dennoch abhängig von einem Netzbetreiber zu sein. Ich hab viele Gründe aber auch wirtschaftliche.


    In letzter Zeit habe ich daher begonnen, mich mit der Geschichte Wechselrichter, Lithium Batterien und Stromgeneratoren zu befassen.


    Der Plan wäre nun eine Stromversorgung für dieses Haus zu bauen, welche alle 7 Wohnungen komplett unabhängig vom Netz versorgt.


    Als grobes konzept soll die Solaranlage tagsüber das Haus versorgen und die Batterien laden. Nachts oder bei schlechtem Wetter soll energie aus den Batterien gezogen werden. Um den Stromverbrauch im Griff zu haben soll das ganze mit einer Steuerung verbunden werden, welche die Wärmepumpe regelt und auch die Energiestände anzeigt, damit man den Verbrauch ggf ein wenig anpasst bevor die Batterieladung zur Neigung geht.


    Sollte die Solarleistung nicht ausreichen, soll ein 20kVA Generator angeschlossen werden, welcher zur Not die Batterien auflädt.


    Welche Produkte genau eingesetzt werden sollen, steht noch nicht fest.


    mich würde nun interessieren, ob jemand von euch ein ähnliches System im Einsatz hat. Welche Batteriekapazität ist wohl erforderlich um 7 Haushälte zu versorgen? Wieviel Leistung müssten die Wechselrichter etwa haben um genug Leistung zu bringen?


    Danke für eure Unterstützung.

    Frank

  • Don Pedro

    Hat das Thema freigeschaltet
  • Ein interessantes Thema, aber mit 7 Haushalten jenseits aller "einfachen" Größenordnungen.

    Simples Gedankenspiel: 7 Haushalte * 4 KW ergibt einen 28 KW Wechselrichter...

    Und da ist nich kein Whirlpool, Wärmepumpe oder eAuto dabei.


    Damit bist du in Unternehmensgrößenordnungen, weit weg vom privaten Bereich.

    Ich bin lieber auf etwas vorbereitet was nie passiert als nachher überrascht da zu stehen.

  • Hi,


    Ihr saniert, also werdet ihr in Kombination mit der Wärmepumpe wohl alles auf Bodenheizung umrüsten.


    7 Haushalte, je 85m² => 600m²


    Wärmebedarf Sanierter Altbau mit oder Neubau ohne Wärmedämmung: 0,08 kW/m²


    ergibt ~48kW Wärmebedarf


    Bei niedriger Vorlauf Temperatur, nehmen wir einen Wirkungsgrad von 3 an. Also solltest du mindestens 16kW für die Wärmepumpe aufbringen können.


    Das ist jetzt grob Überschlagen.


    Ich würde nicht nur in Lithium Batterien investieren, OldSchool Kaskadierte Warmwasser Schicht-Pufferspeicher, so kannst du wenns Mittag ist die Wärmepumpe in Vollast bei maximaler Sonne laufen lassen und Energie als Wärme in den Pufferspeicher schieben.

    Wenn du dann die Wärme im Haus brauchst, aus dem Pufferspeicher entnehmen und die Heizkreisläufe erhitzen.


    Warmwasser/Frischwasserbereiter kann auch über den Puffer das Warmwasser erzeugen.


    2kWh pro Person Warmwasser pro Tag.

    7 Haushalte => 28 Personen => 56kWh Energie Warmwasser pro Tag. Wenn das auch in den 10 Sonnenstunden passieren soll, dann sind das 6kW => 2-3kW Wärmepumpe Leistung obendrauf.


    Mit dem Ingenieursdaumen gerechnet, hast du mal mindestens eine Anlage mit 20kW am Start. Wenn die Anlage hauptsächlich am Tag laufen soll, deutlich größer so 40-50kW.

    Wenn die Anlage eher so 24/7 läuft und aus der Batterie versorgt wird, dann eher so 20kW.


    verwendest du 3 Stück Victron Quattro, mit 15kVA ergibt das 45kVA. Pro Phase ein Set, wären das 9 Stk. Von diesen 45kVA sind schon 7kVA pro Phase für die Wärmepumpe verplant. Bleiben pro Phase ca. 40kVA über.

    Einer kostet schlappe 6k€ => 72k€ alleine die Wechselrichter. Lader halt inklusive.


    Akkus und MPPT extra.


    Da kann man auch noch rumrechnen mit Gleichzeitigkeit. Alle Kochen gleichzeitig am 25. Dezember eine Weihnachtsente. Der Herd läuft auf 3 Phasen auf Volllast => 11kW.

    Alle 7 machen das Gleichzeitig => 77kW => 25kW pro Phase.


    Die Größenordnung 20kVA Generator für dein Projekt ist mal passend denk ich. Der läuft aber im Fall der Fälle 24/7 durch, damit die Batterie geladen bleibt.


    Ein Quattro könnte aber mit 9kW die Batterie laden. 9 Quattros => 81kW Ladeleistung, dafür ist der Generator unpassend.


    Meine FI im Haushalt sind hier mit 35A Vorgesichert => 230x3x35 = 25kW Leistung könnte ich hier im Haus verbraten. so als vergleichsgröße. mit 9 Victron Quattros könntest du auf 20kW pro Haushalt kommen. (9x15kva/7haushalte)


    Für so ein Projekt in der Größenordnung würd ich mir Solateur, Heizungsbauer, Energieberater und Projektmanager kommen lassen.



    bezüglich akku, rechne mit 10kWh pro Haushalt so im schnitt, pro Tag. => 4000kWh pro Jahr, 4 pers haushalt.

    Also 70kWh tagesverbrauch für das ganze haus. Wärmepumpe/Warmwasser ist da nicht inkludiert.


    3 Tage magst du bei Nebel oder Solarproblem nicht gleich leer sein, dann wären das 210 kWh => 500€ pro 1kWh => 100k€ für LiFePo4 Batterien.



    Das sind dann schon Dimensionen von 500k€ für WR, Batterien, Heizung, Puffer, ... Solar am Dach noch obendrauf, sollte aber auch abgestimmt sein.

    Das ist dann schon keine kleine private Anlage mehr. Ich schätze die sollte dann auch, aufgrund der größe vom konzessionierten Fachmann erstellt werden. Insbesondere Planung von dem Teil brauchts schon einen Profi.

  • Perfekt geschrieben rand00m!!! Unterschreibe ich zu 100%, ich habe meine Victron-Inselanlage gerade in der Fertigstellung und weiß von daher, dass sowas sowieso nur mit Victron machbar ist, bei mir sind jedoch ein paar Parameter anders, ich habe einen Tischherd und muß nicht auf einem E-Herd kochen wenn vom Netz nix kommt, die Heizung (Holzvergaser) braucht auch viel weniger Strom, als eine Wärmepumpe (vor allem nach dem ca. 3h dauernden Abbrand, wenn die 2000l Puffer voll sind), damit ist sowas viel leichter umsetzbar.

  • Cool, Danke für deinen Beitrag rand00m, ich bin gerade sehr positiv von diesem Forum überrascht


    Erstmal ist klar, dass dies kein Gebastel sein wird, die Installation werden wir mit unserem Elektroinstallateur und seinem Partner der Elektroingenieur ist und meiner Wenigkeit (Automatiker mit 15 Jahren Berufserfahrung) umsetzen.

    Die Zahlen die du, rand00m präsentierst sind genau was ich suche um mal anständig rechnen und auslegen zu können.


    Vielleicht noch ein paar weitere Eckdaten zur Wärmepumpe:

    Das Haus wird nach den neuesten Standards gedämmt. Es ist eine Wärmepumpe mit 35 kW vorgesehen. Ein Pufferspeicher mit 1000l warmwasser und eine Frischwasserstation kommt auch dazu.

    Die Frage die sich halt bei mir stellt, nimmt man es in Kauf, dass an Weihnachten der Generator mitarbeiten muss, oder sollen alle 7 weihnachtsgänse ab Batterie gebraten werden können....

    Was du aber klar recht hast ist im Allgemeinen dieser blöde Gleichzeitigkeitsfaktor. Tendenziell müssen alle gleichzeitig kochen können, was aber meiner Meinung dann nicht auch noch dazu kommen muss ist Gerschirrspülen, Heizen und Waschmaschine. Da sollte man seinen bedarf schon entsprechend anpassen können.

    Nun kommt bei mir aber noch eine andere Frage auf, gibt es Lösungen, die falls der Wechselrichter zu überlasten droht, Energie direkt ab Generator oder Netz mit ins Haus einspeisen können? wohl nicht oder?

    Ich nehme an, die Batteriewechselrichter gehen immer über einen DC-Zwischenkreis?


    ... ich bin gespannt, wo die Diskussion hinfürt ;-)

  • Cool, Danke für deinen Beitrag rand00m, ich bin gerade sehr positiv von diesem Forum überrascht

    Ich kann auch anders: "les dir erstmal die basics an bevor du so dumme fragen stellst" ;) <= hast du sowas erwartet? ;)



    Gib mal mehr infos her, personen, Quadratmeter, Dachfläche, etc...



    Wärmepumpe mit 35 kW

    klingt vernünftig, bin aber kein heizungsbauer oder energiefachmensch. hab nur meinen ingenieursdaumen benutzt.


    35kW Heizleistung thermisch, Wirkungsgrad 1:3 => 12kW elektrisch => 5kW pro Phase.


    kannst schonmal 5kWel pro Phase wegrechnen bei den Wechselrichtern.


    Ein Pufferspeicher mit 1000l warmwasser

    wie wird der befüllt mit Energie? E-Boiler, Wärmepumpe, Puffer-Schicht-Speicher.

    1000L für ~28 Personen, klingt erstmal wenig. Wieviel hat so eine Badewanne Volumen, 150-180 Liter.

    Samstag ist Waschtag. Meine Familie geht schon lange nichtmehr ins selbe Badewasser baden. Da hast du dann auch Gleichzeitigkeit.


    was aber meiner Meinung dann nicht auch noch dazu kommen muss ist Gerschirrspülen, Heizen und Waschmaschine. Da sollte man seinen bedarf schon entsprechend anpassen können.

    Wie willst du 7 Parteien im Haus, und ich vermute das sind nicht nur freunde sondern auch "gegner", auf Linie bringen und den Komfort im Vergleich zu einem Einfamilienhaus oder einer Wohnung in einem x-Beliebigen zinshaus erklären und auch durchsetzen können?

    Vorschriften wann man Waschmaschine und Trockner und Geschirrspüler und Wasserkocher und Toaster gleichzeitig verwenden darf?


    Nun kommt bei mir aber noch eine andere Frage auf, gibt es Lösungen, die falls der Wechselrichter zu überlasten droht, Energie direkt ab Generator oder Netz mit ins Haus einspeisen können? wohl nicht oder?

    Les dich mal hier ein: https://www.victronenergy.de/inverters-chargers/quattro


    Die Funktion die du möchtest lautet:


    pasted-from-clipboard.png



    pasted-from-clipboard.png


    Planst du 100% autark, oder schon noch mit einem herkömmlichen Netzanschluss?


    Soweit ich das verstanden hab, lässt sich sehr viel bei den Victrons einstellen.


    Zum Beispiel 9 Victrons, jeder kann mit 9kW Laden, du hast am Generator aber nur 20kVA, dann werden die Victrons auf 2,1kW Ladeleistung begrenzt (Summe 18,9kW) um den Generator nich zu überlasten.





    Ich nehme an, die Batteriewechselrichter gehen immer über einen DC-Zwischenkreis?


    Dein Setup würde dann so aussehen. Vermutlich.

    pasted-from-clipboard.png



    Es gibt sicher auch so integrierte Systeme, aber bei der Leistung würd ich eher auf diskrete, also ein Teil für eine Funktion setzen.


    Solar panel auf MPPT Laderegler auf Batterie.



    Ich bin jetzt kein Victron Verfechter oder verkäufer, da gibts sicher auch andere qualitätsprodukte. ich vermute aber, wenn dann musst du innerhalb einer produktfamilie bleiben, damit da auch eine zentrale steuerung mitspielt von den solarpanelen bis zum generator.

    Victron hat aber eine informative homepage. deswegen mag ich die. da kann ich viel nachlesen.

  • Nun kommt bei mir aber noch eine andere Frage auf, gibt es Lösungen, die falls der Wechselrichter zu überlasten droht, Energie direkt ab Generator oder Netz mit ins Haus einspeisen können? wohl nicht oder?

    Ich nehme an, die Batteriewechselrichter gehen immer über einen DC-Zwischenkreis?


    ... ich bin gespannt, wo die Diskussion hinfürt ;-)


    Ich denke eine Möglichkeit wäre im Haus Netzsteckdosen und Solarsteckdosen zu trennen. Oder zB die Grundlast aus dem Solarsystem zu decken, und die Spitzen übers Netz.


    Ich würde auch eine Kosten/Nutzenrechnung für Sommer/Winter anstellen. Wenn du im Winter autark heizen willst hast du im Sommer einen riesen Überschuss. Diese Energie musst du verbraten oder einspeisen, sonst rechnet sich die Anlage nicht.

    Oder du dimensionierst kleiner, kaufst aber im Winter Energie zu. (Netz, oder auch Generatordiesel, Holz, BHKW oder so). Die Generatorabwärme solltest du dann auf jeden Fall zur Warmwasseraufbereitung nutzen. Und den Generator 24/7 laufen lassen, damit du auch da einen ordentlichen Nutzen hast.

    Die Pufferspeicher würde ich sehr gross wählen, (Geringe Kosten, grosser Nutzen)


    Bezüg Wechselrichter: die meisten meiner Geräte kommen mit modifiziertem Sinus klar. Diese Wechselrichter sind deutlich günstiger. zB für Heizstäbe von Wärmepumpen oder Warmwasserzuheizer kann man diese billigen Wechselrichter absolut problemlos nehmen. Meine Kühltruhe läuft inzwischen auch problemlos mit so einem Ding.


    Wenn man das Haus sowieso renoviert kann man einen Haufen Geld sparen, indem man nur so gut wie sinnvoll ausführt. Da muss sich aber jemand auskennen. Handwerker werden dir immer ein Baukastensystem mit teuren Komponenten aufschwatzen. Damit verdienen sie selbst viel mehr, haben weniger Aufwand und weniger Denkaufwand. (bzw reicht das Handwerkerwissen / HTLerwissen einfach nicht aus)

  • Ich würde auch eine Kosten/Nutzenrechnung für Sommer/Winter anstellen. Wenn du im Winter autark heizen willst hast du im Sommer einen riesen Überschuss. Diese Energie musst du verbraten oder einspeisen, sonst rechnet sich die Anlage nicht.


    Jo, das hab ich noch garnicht gebracht.


    im winter gibts wenig sonne, aber viel Heizverbrauch.

    im Sommer gibts viel sonne, aber wenig heizverbrauch.


    Diese Azyklität musst du mitberücksichtigen.


    Insbesondere, im Winter wenn es kalt wird, sinkt der Wirkungsgrad.

    Bei der 0°C Schwelle fängt deine Wärmepumpe, sofern es eine luft-wärmepumpe ist, zyklisch die lamellen zu enteisen. Das kostet extra strom und senkt nochmal den wirkungsgrad.

    Wenn eine kältewelle kommt, und die kommt statistisch gesehen ganz sicher wieder, dann hast du keinen wirkungsgrad von 1:3 mehr, sonder mehr so ein 1:1,5 oder so.

    Viele Wämepumpen haben für -18°C und darunter Heizstäbe integriert da das physikalische konzept wärmepumpe, komprimieren von Gasen dann halt an seine Grenzen gelangt. Das ist dann ein 1:1 Wirkungsgrad.


    Bei einem -25°C Szenario für 3 Wochen, solltest du sehr gut isoliert haben, denn deine Wärmepumpe wird auf einmal 35kW-el Leistung ziehen um 35kW-thermisch zu erzeugen.


    BHKW oder so


    BHKW in der größenordnung ist dann eventuell lässig. die nano-bhkw haben sich nicht durchgesetzt... aber diese größenordnung ist eventuell schon interressant.


    aber damit hättest du im winter prozesswärme für deine warmwasser pufferspeicher, dann wenn du die brauchst, und könntest damit im Winter strom erzeugen wenn die solarpanele kein sonnenlicht bekommen weil winter.


    im sommer halt nicht.

  • Erstmals, entschuldigt die späte Antwort, ich war beruflich im ausland und hatte alle hände voll zu tun ;-)


    Ich kann auch anders: "les dir erstmal die basics an bevor du so dumme fragen stellst" ;) <= hast du sowas erwartet? ;)

    ja genau, nicht vergessen, der Kommentar von wegen ist eh zu teuer und ich bin eh zu blöd sowas zu kaufen ;-)


    Nochmals vielen Dank für eure konstruktiven Hinweise


    Die Datenblätter der Victron geräte habe ich auch schon studiert, die sehen wirklich gut aus. Für mich stellt sich derzeit halt die Frage, will ich alle 7 Wohnungen mit Strom versorgen, oder vielleicht doch besser nur die 3 Wohnungen die von meiner Familie bewohnt werden. Das wird wohl eher eine Mathematische als philosophische / technische Frage ;-) (Blick in den Geldbeutel)


    Bezüglich der Auslegung der PV Anlage im Winter; da habe ich eigentlich kein problem damit, wenn ich Strom entweder vom Generator oder aus dem Netz zur unterstützung beziehen muss. Ich denke, es macht keinen Sinn eine Anlage zu überdimensionieren wegen den paar Wintermonaten.


    Die idee, die Abwärme des generators zum heizen zu nutzen finde ich brilliant, ein kumpel von mir macht das auch mit seiner Biogas anlage....


    Generator konnte ich heute gerade noch einen ab Lager kaufen hat 19 kVA mit dieselmotor.... denn bis im kommenden Winter werde ich meine Anlage wohl kaum schon im Betrieb haben...

    Vorläufig werde ich einfach nur den Generator als Stromausfall-lösung einsetzen. 1000l Heizöl habe ich auch bereit....

  • Soo, Hallo zusammen, ich bin endlich mal wieder ein Wenig im Lande und kann mich an den Wochenenden meinem Projektchen widmen :)


    danke JoBe für deinen hinweis, dieser ist mir bereits bekannt. Ich werde den Generator erstmal für den Normalgebrauch mit Diesel betreiben. Sollte es dazu kommen, dass ich ihn längere Zeit intensiv brauche und Diesel möglicherweise nicht verfügbar sein, werde ich ihn dann mit heizöl betreiben.

    Motoröl habe ich eines von Castrol gefunden, was sich gut für den Betrieb mit Heizöl eignet. Sobald der erste ölwechsel fällig ist, werde ich auf dieses Öl umrüsten.

    Gestern nachmittag habe ich auch endlich die Zeit gefunden, den Generator bei meinem Landmaschinenhändler des Vertrauens abzuholen ^^


    Ich werde nun in einem Separaten Thread darüber berichten, wie ich ihn umbaue damit er ferngesteuert und/oder vollautomatisch gestartet und ausgeschaltet werden kann.... Link zum Thread folgt....

  • soo, da mein Generator nun selbstständig Arbeiten kann, kommt der nächste Schritt zur unabhängigen Stromversorgung:

    Ich habe mich entschieden, erstmal nur 2 Haushaltungen die auch von mir und meiner Familie genutzt werden autark betreiben zu können. Der Generator hat genug reserve um wenns wirklich sein muss, auch noch zusätzliche Haushalte zu versorgen. Ggf. muss man sich dann halt arrangieren damit nicht alle gleichzeitig kochen.


    Die idee ist nun, dass die autarken Haushalte mittels Batterie und Wechselrichter für den Tagesbedarf ausser leistungsintensiver Dinge wie Kochen und Heizen betrieben werden sollen.


    Also Licht, Kommunikation, ggf Abends mal in der Glotze einen Film schauen soll immer funktionieren ohne das der Generator läuft.


    Zum Kochen und den Betrieb der Wärmepumpe wird dann der Generator laufen. Mit der überschüssigen Energie (oder Solar) werden zeitgleich wieder die Batterien geladen.


    Das Kühlwasser des Generatores zum Heizen nutzen habe ich mir nochmals überlegt, da dies aber einiges an Aufwand bedeuten würde, habe ich die idee, den Generator so zu stationieren, dass die Wärmepumpe die warme Abluft (ev inkl. Abgas) ansaugt. so sind im winter schnell mal 5° Wärmere Luft zur Verfügung, was die Wärmepumpe effizienter macht.


    Für Anregungen & Kommentare bin ich immer dankbar.


    Grüsse Frank

  • ......


    Also Licht, Kommunikation, ggf Abends mal in der Glotze einen Film schauen soll immer funktionieren ohne das der Generator läuft.

    ....

    :/ äähhh ... Glotze während eines Blackouts ???? Wie soll das gehen ?

    .... gibt das Leben dir eine Zitrone, mach' draus eine Limonade.

  • ich wusste, dassdieser kommentar komt 8o

    ich gehör noch zu den altmodischen,die so runde scheiben namens DVD oder Blu-Ray im Regal haben ^^

    Habe ich auch, und einen Großteil sogar auf meinem NAS.

    Ich bin lieber auf etwas vorbereitet was nie passiert als nachher überrascht da zu stehen.