PV & Akku

Das waren 2020 unsere Überlegungen

in Photovoltaik mit Stromspeicher

und Elektromobilität zu investieren.

Unabhängigkeit! Wir haben einen hohen Strombedarf und zukünftige Strompreiserhöhungen möchten wir kompensieren. Hierzu verweise ich auf folgenden Artikel.
Der gesamte Hausstrombedarf soll selbst erzeugt und letztendlich als Sektorenkopplung für ein E-Auto und ggf. später für eine Luft-Wärmepumpe (inkl. SG Ready Schnittstelle) zur Verfügung stehen.
Hohe Autarkie! Unser Stromzähler sollte sich so wenig wie möglich bewegen. Zudem werden die Wintermonate milder und dadurch erhöht sich der Autarkiegrad zusätzlich.
Möglichkeit der Nulleinspeisungskonfiguration, den eine Einspeisung für ein paar Cent kommt für uns nicht infrage. Es lohnt sich einfach nicht.
Stromspeicher zur optimierung des Autarkiegrad. Tagsüber produzierter Photovoltaik-Strom sollte in der Nacht oder für Notstrom zur Verfügung stehen.
Notstrom, noch besser Eigenstrom/Ersatzstrom mit echtem Inselbetrieb auf allen 3 Phasen im gesamten Haus.
Bei Stromausfall Amateurfunk/Notfunk aus dem Hauskraftwerk heraus. Und das ohne Störungen auf der Kurzwelle.
Gute Garantiebedingungen.
Wichtig auch der Kauf von reinen deutschen Technologien. Die Photovoltaik-Module aus Süddeutschland und die gesamte Produktion des Hauskraftwerks aus Wetter a.d. Ruhr.
Ein Hersteller mit Stabilität und Zukunftsvisionen bei einem nachhaltigen Gesamtkonzept, der sich Weiterentwickelt und dabei auch ältere Systeme mit berücksichtigt.
Zukunftsfähigkeit! Das Hauskraftwerk sollte jetzt schon Vehicle to Home bzw. Vehicle to Grid (V2G) unterstützen. Die bidirektionale Ladetechnologie für die Rückspeisung vom EAuto bspw. ins Haus wird in den kommenden Jahren hoffentlich auch in Deutschland möglich sein.
Eigene erneuerbare Energie erzeugen und somit Dauerschuldverhältnisse mit den Energieversorgern vermeiden.
Nachhaltig umweltfreundliche E-Mobilität mit Spaßfaktor.

Eine Wirtschaftlichkeitsberechnung steht für uns nur bedingt im Vordergrund. Aber nicht zuletzt in Verbindung einer konsequenten Sektorenkopplung mittels E-Auto und einer Luft-Wärme Heizung ggf. auch Warmwasseraufbereitung ist es äußerst wirtschaftlich.

Voraussetzung war eine Dachsanierung nach den neusten energetischen sowie ökologischen Maßnahmen. Auf einem alten Dach Photovoltaik zu installieren macht bekanntlich wenig Sinn. Im Herbst 2019 haben wir uns mit der Dachsanierung detailiert beschäftigt und uns Ende 2019 dazu entschlossen mit der Ausführung Anfang April 2020 zu starten.

Folgender energetisch-/unweltfreundlicher Dachaufbau:

Strömungsdichte Luftdichtheitsschicht.
Ökologische Wärmedämmung mit Cellulose Flocken mit einer Einbaudicke von 150 mm zwischen die Dachsparren mit ca. 2 bar eingeblasen.
Zusätzliche Aufdachdämmung mittels 80 mm Holzfaser-Dämmplatten.
Eindeckung mit glasierten Tondachziegeln.

Relativ schnell zu Beginn der Arbeiten haben wir uns gleichzeitig mit Photovoltaik und Stromspeicher beschäftig und hierzu Angebote eingeholt. Unsere Überlegungen führten über den Solateur zu Photovoltaik-Module von Axitec und einem Hauskraftwerk von E3/DC. Gerade weil das Haus vollständig eingerüstet und die Dachdecker vorhanden waren, haben wir die Photovoltaik-Module schnellstens bestellt. Bei einer späteren Installation hätten wir ein Gerüst erneut aufstellen und die Dachdecker erneut beauftragen müssen. Es bot sich sozusagen an, Photovoltaik-Module direkt mit der Dachsanierung zu installieren um letztendlich weitere Kosten einzusparen.

Photovoltaik-Module:

AXITEC Premium X HC – 144-halbzellig full-square hochleistungs monokristallin Solarmodule – entwickelt von Frauenhofer (ISE) Zentrum für höchsteffizienter Solarzellen – Schneelast max. 2400 Pa – 100 % Elektrolumineszenz-Prüfung – hochwertige Anschlussdose und Steckersysteme – 400 W pro Modul und garantierte positive Leistungstoleranz von 0-5 Wp durch Einzelvermessung – Höchste Modulleistung durch Half-Cut-Technologie und geprüfte Materialien – Exklusive lineare AXITEC Höchstleistungs-Garantie -> 15 Jahre Herstellergarantie auf 90 % der Nennleistung und 25 Jahre Herstellergarantie auf 85 % der Nennleistung – Mechanische Daten: L x B x H 2008 x 1002 x 40 mm – Gewicht 23,5 kg inkl. Rahmen.

Von diesen Photovoltaik-Modulen haben wir auf der Nordseite elf und auf der Südseite dreizehn mit separaten Strings installiert. Das ergibt insg. 9,6 Kw-Peak. Optimierer haben wir nicht verbaut weil wir weder auf der Nord- noch auf der Südseite vereinzelt Abschattungen zu erwarten haben. Daher auch der Einsatz der Half-Cut-Technologie. Die Nichtverwendung von Optimierern hat für einen Kurzwellen Funkamateur zudem EMV-Vorteile.

Das Hauskraftwerk von E3/DC:

Unser S10 E PRO ist mit einer Erzeugungsleistung bis 20 kWp ausgestattet und mit einem Zusatzsolarwechselrichter bis maximal 30 kWp ausgelegt. Verbaut ist ein 19,5 kWh Speicher und als Zusatzausstattung eine SG Ready Schnittstelle. Die Batteriekapazität im S10 E PRO ist auf volle Sektorenkopplung ausgelegt. Konfigurierbar sind Batterie Kapazitäten von 13 bis 39 kWh. Mit dem S10 E PRO wird bei hohen Jahresverbräuchen eine optimale Autarkie erreicht. Wärmepumpe und Elektroauto nutzen die hohe Ladeleistung. Die dreiphasige Ersatzstromversorgung kann mit bis zu 9 kW Dauerleistung das gesamte Hausnetz versorgen und somit auch mehrere größeren Lasten bedienen. Zudem auch eine Wärmepumpe bei Netzausfall in Betrieb setzen.

Das E3/DC S10 E PRO ist das leistungsstärkste Hauskraftwerk. Konzipiert ist es für Haushalte mit einem sektorenübergreifenden Jahresstrombedarf ab 8.000 Kilowattstunden, die für das Laden des Elektroauto oder andere Anwendungen eine hinreichend große Kapazität und eine entsprechend hohe Entladeleistung der Solarspeicher-Batterie benötigen.

E3/DC-Kunden mit einem Hauskraftwerk S10 E PRO und einer passend ausgelegten PV-Anlage erreichen über das gesamte Jahr Autarkiegrade von bis zu 85 % und volle Energiekostenfreiheit. Mit ihrer Eigenerzeugung und dem Solarspeicher deckt man den Bedarf für Haushalt, Wärmepumpe und E-Mobilität weitgehend selbst.

Das S10 E PRO macht die Vorteile des Hauskraftwerks in neuen Anwendungsfeldern nutzbar. Die Batteriekapazitäten reichen von 13 bis 19,5 Kilowattstunden im System und bis 39 Kilowattstunden mit dem externen Batterieschrank. Auch die anschließbare PV-Leistung lässt sich mit dem E3/DC-Zusatzsolarwechselrichter verdoppeln: Anlagen bis über 30 kWp sind damit über das S10 E PRO Hauskraftwerk für die Eigenversorgung nutzbar.

Besonders wichtig ist aber die Lade- und Entladeleistung, die je nach Batteriekonfiguration im Dauerbetrieb 6 bis 9 kW beträgt. Damit wird der Betrieb großer Wärmepumpen noch effektiver unterstützt und das regelmäßige nächtliche Laden des Elektroauto ausschließlich mit Strom aus dem Solarspeicher möglich. Aber auch die zukünftige bidirektionale Vehicle to Home Lösung ist heute schon in der E3DC Pro implementiert.

Leistung und Systemgarantie:

Die hohe Leistung des S10 E PRO ist auch im Zusammenhang mit der Notstromfunktion ein großer Vorteil. Die dreiphasige Ersatzstromversorgung kann nun mit 6 bis 9 kW Dauerleistung das gesamte Hausnetz auf 3 Phasen und somit mehrere größere Lasten neben Internetrouter, Telefonanlage, PC, TV und Kühlschrank zugleich auch Herd/Backofen, Waschmaschine, Trockner, Amateurfunkstation u.s.w. problemlos versorgen.

Für das S10 E PRO gilt wie bei allen Hauskraftwerken die volle Systemgarantie über einen Zeitraum von 10 Jahren. Das Gerät wird kostenfrei ferngewartet und erhält alle wichtigen Software-Updates automatisch. Eine Nachrüstung der Batteriekapazität ist innerhalb fünf Jahre nach Inbetriebnahme sogar möglich.

Unsere Ausstattung: E3DC S10 PRO mit 19,5 Kw Batteriespeicher. Wallbox Easy connect mit Typ 2 Ladekabel 3 Phasig für eine Ladeleistung bis 22 Kw. Der MG ZS EV wird Einphasig mit bis zu 7,4 Kw überwiegend im Sonnenmodus und selten gemischt im Sonnen/Netzmodus bzw. nur Netzmodus beladen.

Weil der produzierte PV Strom vollständig selbst verbraucht werden soll haben wir eine Nulleinspeisung vorgesehen. Eine Vergütung von wenigen Cent pro Kilowatt halten wir nicht für Lohnenswert und wir sorgen lieber für eine volle Haus- sowie Kfz-Batterie. Je nachdem was zukünftig der Gesetzgeber beschließt ist jederzeit die Einspeisung möglich und im Softwaremenü in Prozentschritten konfigurierbar.

Das E3DC S10 Pro Hauskraftwerk wurde im Juni 2020 geliefert und installiert. Nach der Installation erfolgte zuerst eine Testroutine und der Akku wird mit dem Erststart der Anlage auf 100 % (19,5 KW) beladen und anschließend vollständig entladen. Danach steuert die Software das Hauskraftwerk nach unseren Bedürfnissen. Die S10 PRO berücksichtigt die Wetterprognosen (Forecast) und misst sekündlich den Strombedarf. Morgens vor Sonnenaufgang wird sichergestellt das die Hausversorgung aus dem Akku, ansonsten von der Photovoltaik direkt gedeckt wird. Sobald Photovoltaik-Überschüsse über dem Hausverbrauch produziert werden wird der Akku gefüllt. Abends wenn die Lichtverhältnisse schwächer werden erfolgt der Ausgleich der Photovoltaik-Wechselrichterproduktion wieder aus dem Akku heraus bis zum nächsten Morgen. Weil wir eine Null-Einspeisung gewählt haben, produziert der Wechselrichter auch nur soviel wie benötigt wird. Dies alles kann mittels einer App oder dem Webinterface vollständig nachvollzogen werden. Auch sämtliche E3DC Anlagen im Bundesgebiet können als Anlagenvergleichswerte über das Portal ebenso eingesehen werden sofern der Betreiber dies freigegeben hat.

Unser reines EAuto ist als Zweitwagen ein Kompakt-SUV von dem Hersteller MG der vor Jahren von dem SAIC Konzern übernommen wurde. Der MG ZS EV in der Luxury Ausstattung besitzt eine 44,5 kWh Batterie und kommt nach WLTP 263 Kilometer weit. Die Beladung über unsere Wallbox erfolgt überwiegend mit selbst erzeugtem Sonnenstrom und sorgt dadurch für ein unschlagbar günstiges Autofahren mit leiser und enormer Antrittsstärke, dies verbunden mit einem hohem Spaßpotential.

Übersicht der möglichen Auswertungen:

Der Wechselrichter produziert wie hier oben abgebildet mit den PV-Modulen 7495 Watt. Diese Leistung wird zum einen für den direkten Hausverbrauch von 1284 Watt und der Rest von 6195 Watt für die Akkubeladung verwendet. Ein E-Auto ist gerade nicht zur Beladung an der Wallbox angeschlossen. In diesem Fall würde je nach der vorgegebenen Priorisierung ein Teil oder die gesamten 6195 Watt Sonnenstrom direkt in das E-Auto beladen. Selbstverständlich kann für die E-Auto Beladung auch der Mischbetrieb zwischen Sonnenstrom und Netzstrom oder nur Netzstrom eingestellt werden, sodass auch die vollen 22 kW an der Wallbox zur Verfügung stehen. Wir möchten jedoch die ausschließliche Sonnenbetankung vorziehen.

Bei der Netzeinspeisung wie hier oben rechts angezeigt von wenigen 16 Watt, handelt es sich um einen geringen Stromaustausch in Form von Netzbezug oder Netzeinspeisung der ständig stattfindet und normal ist. Erst bei einem Netzstromausfall trennt sich das Hauskraftwerk mittels Motorschalter vollständig vom öffentlichen Netz. Hierbei handel es sich um eine zwingende Vorgabe der Netzbetreiber für den Fall, dass eine Inselanlage für den Zeitraum eines Netzausfall betrieben wird. Steht das öffentliche Stromnetzt wieder zur Verfügung, stellt das Hauskraftwerk automatisch wieder die Verbindung zum öffentlichen Stromnetz über den Motorschalter her.

QUELLE und mit freundlicher Genehmigung von www.e3dc.com

Es stellt sich nicht die Frage ob man sich Photovoltaik leisten soll. Es stellt sich vielmehr die Frage ob man sich leisten kann kein Photovoltaik einzusetzen. Jedenfalls auf fossile Brennstoffe können wir zumindest bei der Hausstrom-Eigenversorgung und mit der Elektromobilität größtenteils verzichten.

Linksammlungen:

Hersteller E3/DC und deren Mediathek

Wichtige Neuerungen im EEG ab dem 01.01.2022

Agorameter Stromerzeugung und Stromverbrauch in Deutschland

Online Netzfrequenzmessung

Alternativ:

Victron Energy – Wechselrichter/Solar-Ladegeräte/MPPT/Systemüberwachung/etc.

Youtube Videos:

Energiewende

Was kann die E3/DC

Notstrom Inselbetrieb

Anschluss