kleine Solaranlage – Hausnetzeinspeisung, Inselanlage Notstromversorgung – einzeln und kombiniert

Es gibt verschiedene Möglichkeiten um mit Hilfe der Sonne und dem Wind den Strom zu erzeugen und im eigenen Haus nutzbar zu machen!

Man kann:

  • den Strom direkt in das Hausnetz einspeisen – Hausnetzeinspeisung
    Die Hausnetzeinspeisung dient als grüne Stromquelle, die den Strombedarf vom öffentlichen Stromnetz stark verringert!

  • den Strom in Batterien speichern, so daß er auch in sonnen- und windarmen Zeiten oder in der Nacht verfügbar ist – Inselanlage, die auch als Notstromversorgung dienen kann

  • die Hausnetzeinspeisung und Inselanlage miteinander kombinieren
     

Für die nachfolgend vorgestellten Solarstrom- und Windstromanlagen gelten die handelsüblichen Leistungs- und Produktgarantien bei den Solarmodulen und 2 Jahre Herstellergarantie bei dem Wechselrichter.

Ein paar Fakten zur Wirtschaftlichkeit der hier vorgestellten Solarstrom- und Windstromanlagen:

  • bei besten Bedingungen (sonniger Hochsommertag) erzeugen 500W-Solarmodule circa 2,5 bis 3 kWh
  • bei einer Windgeschwindigkeit von 11 m/s (kleine Bäume schwanken) liefert der Windgenerator seine max. elektrische Leistung von 400 W, weht dieser Wind 6 Stunden lang, dann liefert das Windrad 2400 Wattstunden
  • laut Erfahrungswerten von Experten, liefert die 500 W-Solaranlage 400 bis 500 kWh im Jahr und die 400 W-Windanlage, je nach Windverhältnissen, 400 bis 800 kWh im Jahr – zum Vergleich eine sparsame Kleinfamilie braucht ca. 1800 kWh im Jahr, eine 1000 W-Solaranlage liefert 800 bis 1000 kWh im Jahr
  • mit einer 500W-Solaranlage lassen sich zwischen 100 € und 125 € Stromkosten sparen, daß bedeutet die Anlage amortisiert sich bereits nach ca. 10 Jahren, größere Anlagen amortisieren sich noch schneller, weil die Anschaffungskosten, im Verhältnis geringer sind
  • mit der Windanlage lassen sich, je nach Windverhältnissen, zwischen 100 € und 200 € Stromkosten sparen, daß bedeutet die Anlage amortisiert sich nach weniger als 3 Jahren


In der Regel werden die Anlagen nur als Solarstromanlage ausgeliefert, da sich eine Windstromanlage erst in Gegenden ab mittleren Windgeschwindigkeiten von 5 m/s lohnt (dies gilt z. B. für Emden, an der Nordseeküste).

 

Die Hausnetzeinspeisung …

ermöglicht es den Solar– und Windstrom direkt für den Betrieb des Kühlschranks oder des Wasserkochers zu nutzen. Der Strom muß also nicht zwingend zum E-Werk rückgespeist oder in einem Akku zwischengespeichert werden. 

Da der Strom immer den Weg des geringsten Widerstands nimmt, ziehen sich die im Hausnetz aktiven elektrischen Geräte den Strom, den sie brauchen und der am leichtesten verfügbar ist. Das ist natürlich der Solarstrom. Ist nicht genügend Solarstrom verfügbar, so holen sich die Geräte den benötigten Reststrom aus dem öffentlichen Stromnetz. 

Dauernde Stromverbraucher sind z. B. der Kühlschrank, der Gefrierschrank oder die elektronische Heizungsregelung. Auf diese sollte die Anlage ausgelegt werden.  

Der Tagesbedarf einer sparsamen Kleinfamilie (Vater, Mutter, 1 Kind) liegt bei etwa 4,5 kWh. Für den Eigenbedarf dieser Kleinfamilie reichen 1500 Watt. Das sind z. B. 6 Module mit jeweils 250 Watt. Diese erzeugen an einem sonnigen Hochsommertag ca. 6 kWh. So eine kleine Solaranlage gibt es als Komplettpaket bereits für 2600 €.

Was passiert, wenn die Solaranlage mehr Strom erzeugt, als im Hausnetz verbraucht wird? Ist der Strombedarf der im Hausnetz aktiven Verbraucher geringer, als der von den Solarmodulen gelieferte Strom, dann wird dieser überschüssige Strom automatisch in das öffentliche Netz zurückgespeist. Der Strom fließt jetzt in umgekehrter Richtung über den Hauptstromzähler, der dann rückwärts laufen würde. Deshalb ist im Stromzähler eine Rücklaufsperre eingebaut. 

Die Rückspeisung muss beim Netzbetreiber angemeldet werden und der Wechselrichter muss direkt mit einem Zweirichtungszähler (Dreiphasen-Ferraris-Zähler) verbunden werden. Dieser Zähler, der vom Netzbetreiber gekauft werden muss, mißt und protokolliert sowohl den vom E-Werk benötigten Strom, als auch den überschüssigen Solarstrom, der zum E-Werk rückgespeist wird. Außerdem sollte ein zusätzlicher Zähler für den Eigenverbrauch installiert werden. Das alles muss von einem Elektriker gemacht werden. 

hausnetzeinspeisung-funktionsschaltbild

Damit die am Hausnetz angeschlossenen, elektrischen Geräte betrieben werden können, muss der Solar-Gleichstrom in einen entsprechenden Wechselstrom gewandelt werden. Der Wechselrichter muss diesen Wechselstrom mit dem Netzstrom synchronisieren. Dabei müssen entsprechende vom Netzbetreiber vorgegebenen Sicherheitsstandards eingehalten werden. Diese sind in der VDE-AR-N 4105 genauer beschrieben. So muß der Wechselrichter beispielsweise bestimmte Grenzen einhalten, was Frequenz und Amplitude betrifft. Wenn die Schwankungen zu groß werden oder die Netzspannung ausfällt, dann schaltet sich der Wechselrichter ab.

Wäre der Strombedarf immer höher als der Strom den die Solarmodule liefern, dann könnte man theoretisch die Solarmodule bzw. den Wechselrichter direkt an die nächste Steckdose im Hausnetz anschließen. In der Regel ist das aber nicht der Fall, so daß ein rückspeisungsfähiger Stromzähler erforderlich ist. Nicht zuletzt sind die einzelnen Stromkreise im Hausnetz für bestimmte Grenzströme ausgelegt (meist 16 A, bei höheren Strömen löst der Sicherungsautomat aus). 

Angenommen es sind folgende Dauerverbraucher am Hausnetz angeschlossen: Ein energiesparender Kühlschrank mit kleinem Gefrierfach: 150 W | eine sparsamer Gefrierschrank 140 W | ein Internet-Router: 10 W | zwei Schnurlos-Telefone: 1 W; Der Gesamtleistungsbedarf der Geräte wäre 301 W.

Eine 500 Watt-PV-Anlage wäre also ausreichend um während der Sonnenstunden von April bis einschließlich Oktober die Leistung für die Dauerverbraucher zu erzeugen.
Schon diese kleine Anlage würde während der Hochsommer-Monate mehr Leistung liefern, als die im Hausnetz angeschlossene Grundlast verbraucht. Damit wäre ein Zweirichtungszähler erforderlich.

Eine Alternative zum Zweirichtungszähler, wäre eine Schaltung, die den überschüssigen Solarstrom in einem Akku zwischenspeichert und ihn somit zeitunabhängig verfügbar macht. Die im nächsten Abschnitt "Inselanlage" vorgestellten Beispiele zeigen, wie solche Lösungen aufgebaut werden. Diese Lösungen können auch als Notstromversorgung dienen.


 

Die Inselanlage (Notstromversorgung)

Mit einer Notstromversorgung können die besonders wichtigen elektrischen Geräte (Lampen, Wasserkocher, Kühlschrank, …), auch ohne das öffentliche Stromnetz betrieben werden. So ein Notfall wäre z. B., wenn das öffentliche Stromnetz für längere Zeit ausfällt.

Grundsätzlich können Sie eine Inselanlage überall dort anwenden, wo kein öffentliches Stromnetz zur Verfügung steht.

Die Inselanlagen sind geeignet für:

  • Outdoor-Anwender (z. B. Hausboot, Berghütte, Fischerhütte)

  • wachsame Menschen, die sich eine kleine Notstromversorgung aufbauen möchten, die den schlechten Zustand unserer Stromnetze kennen und deshalb wissen, daß wir in Zukunft häufiger mit Stromausfällen rechnen müssen

  • Menschen, die viel unterwegs sind und deshalb eine autarke Stromversorgung brauchen (z. B. Verkaufsstand, Verkaufswagen, Wohnmobil, Segelyacht, Motorrad- und Fahrradfahrer auf Tour)

520 Watt Plug & Play Insel-Solaranlage

Die Solarbox zur autarken Stromversorgung, komplett mit allen benötigten Einzelteilen und Anschlüssen – fertig zusammengebaut. Einzelne Teile der Anlage können auch an Ihre individuellen Wünsche angepasst werden.

Die Anlage liefert im Jahr (in Süddeutschland) ca. 450 kWh. An einem sonnigen Sommertag werden bis zu 2000 Wattstunden erzeugt. Damit leuchtet eine 60 Watt-Lampe 33 Stunden und ein PC mit Monitor (125 Watt) kann damit 16 Stunden betrieben werden.

Die Insel-Solarbox kann ganz einfach in Betrieb genommen werden!

Am gewünschten Ort  aufstellen – Solarmodule anstecken – Verbraucher an die Steckdosen anschließen – Fertig

Es wird kein Spezialwerkzeug benötigt.

weitere Informationen dazu:

Download: Info-Flyer (PDF, 464 kByte) | Bestellung

Herausforderung: Ihre Insel-Solaranlage weitestgehend selber bauen!

Bauen Sie doch Ihre Insel-Solaranlage weitestgehend selbst!

Das macht Spaß, hebt das Selbstwertgefühl, trainiert Ihre handwerklichen Fähigkeiten und Sie können so eine Menge Geld sparen.

oder

Arbeiten Sie doch mit anderen Selbermachern, in einem Workshop-Netzwerk zusammen!

Sie können sich dazu kostenlos über eine entsprechende Internet-Plattform mit den anderen Bastlern aus der näheren Umgebung verbinden und sich gegenseitig beraten, diskutieren und hilfreiche Antworten auf Ihre Fragen finden. Sie haben auch einen kostenfreien Zugang zur Lernplattform, mit den Workshop-Videos, zum Webforum und zu den FAQ‘s (häufig gestellten Fragen).

weitere Informationen dazu:

Download: Info-Flyer (PDF, 429 kByte) | Online-Coaching-Schaubild  (PDF, 244 kByte) | Anmeldung

Angebote für eine kleine Inselanlage

Die Inselanlage, die auch als Notstromversorgung, dienen kann, besteht aus: Laderegler, Wechselrichter, Solarmodule, Windrad, Batterien, Batterieladegerät und den Verbindungskabeln.

Die nachfolgend vorgestellte 500 Watt-Solaranlage erzeugt an einem sonnigen Hochsommertag soviel Leistung, daß ein Winkelschleifer (750W) damit 2,6h betrieben werden kann.

ein PC & Monitor (125W), 16h
ein 32"-LCD-TV (90W), 22 h
eine 14,4h Kühlbox (65W), 30h
ein Laptop (25W), 80h
eine Energiesparlampe (11W), 181h
ein Handyladegerät (5W), 400h

 

 

Leseprobe
(PDF) 

Bauteil-Liste für eine Solaranlage 500
Watt oder 1000 Watt, 12/24 Volt

Ich habe eine hochwertige und preiswerte Auswahl an Bauteilen zum Bau einer Insel-Solaranlage, aus dem riesigen Angebot an Solarmodulen, Ladereglern, Batterien und Wechselrichtern für euch zusammengestellt. 

Jedes Bauteil ist genau beschrieben. Wichtige technische Daten sind schön übersichtlich in einer Tabelle aufgelistet – die Datenblätter wurden verlinkt.

Falls es empfehlenswertes Zubehör gibt, so wird dieses ebenfalls mit kurzer Beschreibung und Bestelladresse genannt.

Zu jedem größeren Bauteil werden sinnvolle Alternativen genannt. Auch diese sind genau beschrieben, mit wichtigen technischen Daten und Bestelladresse.

Die einzelnen Teile wurden bewußt nach Qualität und gutem Preis ausgewählt und können mit Hilfe ausgewählter Online-Shops und -Marktplätze
sicher und preiswert im Internet gekauft werden.

Anhand des Blockschaltbilds, ist genau ersichtlich, wie die einzelnen Teile zusammengeschaltet sind.

So kann jeder mit etwas technischem Geschick, seine Insel-Solaranlage selbst zusammenbauen.

Eine wertvolle Hilfe dazu ist meine Foto-Bastelanleitung "Selbst Strom erzeugen I – Die eigene Insel-Solarstromanlage preiswert und umweltschonend bauen".

 

Veröffentlicht am 29.08.2016

35 DIN-A4-Seiten


 

 

 

Die Bauteil-Liste der 500 Watt-Solaranlage als PDF

4,5EUR

mit PayPal bezahlen




 

Die Bauteil-Liste der 1000 Watt-Solaranlage als PDF

4,5EUR

mit PayPal bezahlen



 

oder

überweisen Sie den Betrag direkt auf mein Konto 
bei der 1822direkt:
IBAN: DE42 5005 0222 1240 8600 89
BIC/SWIFT: HELADEF1822

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Die Kombination aus Stromspeicher und Umschalten zwischen Inselbetrieb und öffentlichem Stromnetz (AllinOne-PV-Anlage)

Mit Hilfe einer entsprechenden Umschalt-Elektronik wird der Solarstrom so gut es geht in das Hausnetz eingespeist, falls mehr Solarstrom erzeugt, als benötigt wird, so wird dieser in Batterien gespeichert. Sind die Batterien voll, so wird der überschüssige Solarstrom ins EVU zurückgespeist.

So kann man den Solarstrom weitestgehend vor Ort verbrauchen und schafft sich damit ein Stück Unabhängigkeit von der Strompreisgestaltung der Energieversorger und kann den weiter steigenden Strompreisen gelassener entgegen sehen.

 

Die Bastelvariante für preisbewusste Selbstbauer

Eine Solar- und Windstromanlage, mit Hilfe einer ausführlichen Fotosammlung und einer schriftlichen Bauanleitung zu dieser Anlage, selber bauen …

Ich habe eine Solar- und Windstromanlage, weitestgehend aus Schrott und Gebrauchtteilen zusammengebaut und dabei viele Fotos gemacht, die Schritt für Schritt sehr detailliert zeigen, wie ich das Ganze gemacht habe. Diese Fotosammlung mit kurzen Kommentaren, habe ich in ein eBook gepackt. Außerdem existiert für den Bau der Anlage eine sehr ausführliche, schriftliche Bauanleitung von einem Bastler, der schon 30 Jahre solche Anlagen baut und in seinen Bauanleitungen viele Details verrät.
Falls Interesse an der Fotosammlung und der schriftlichen Bauanleitung besteht, so schreiben Sie mir einfach eine kurze Mail (martin.glogger@netzwerkkompetenz.org).

Bilder und Fotosammlung zur Solarstromanlage …

Bilder und Fotosammlung zur Windstromanlage …

martin

 

 

 

 

 

Martin Glogger
Coach, Ingenieur, Autor
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93093 Donaustauf

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