Version: 0.1.0
Stand: 04.11.2023
| Immobilie | GPS-Daten |
|---|---|
| Breitengrad: | 50.968071 |
| Längengrad: | 50.968071 |
Die entscheidende Kenngröße für die Wirtschaftlichkeitsanalyse einer PV-Anlage ist der Spezifische Jahresertrag.
Dieser wird in Kilowatt-Stunden je Kilowatt-Peakleistung angegeben [kWh/kWp].
In der Grafik ist zu erkennen, dass der spezifische Jahresertrag von Photovoltaikanlagen von Jahr zu Jahr schwankt. Das liegt an den Klima- bzw. Witterungsbedingungen, welche jährlichen Fluktuationen unterliegen. Es gibt diverse Anbieter für Ertragsdatenbanken für Photovoltaikanlagen. Sie liefern u.a. Referenzwerte für Deutschland.
Die nachfolgend angeführten Werte entstammen der Datenbank des
Solarenergie-Förderverein Deutschland
e.V., der größten deutschen
Photovoltaik-Ertragsdatenbank. Sie repräsentieren ein breites Spektrum
an geografischen und klimatischen Bedingungen. Beispielsweise weist
die DB für den PLZ-Bereich 5 für das Jahr 2023 eine Gesamtzahl von
2.556 angemeldeter PV-Anlagen. Deren summierte Nennleistungen belaufen
sich auf 26.640 kWp, d.h. durchschnittlich 10.225 pro Anlage.
Die nachstehenden Grafiken visualisieren die Daten für eine
Beispielanlage. Hierbei habe ich die gewälten Konfigurationparameter
so gesetzt, dass sich eine Analogie zu den Werten der
Referenz-Datenbank ergibt. Ziel ist die Darstellung möglichst
realistischer, erwartbarer Ergebnisse für den Standort der MEG
Kalkarer Straße 5.
| Gegenstand | Wert |
|---|---|
| Anlage Jahresertrag/Peak | 12.5 kWp |
| Stromspeicher [LiFePo]: | 6.5 kWh |
| Heizungssystem: | Gas-Thermen |
Zunächst allgemeine Kennwerte.:
Erwartbar sind damit folgende Abdeckungswerte für den Strombedarf:
Und diese differenziert auf die Jahresquartale:
Betrachtet man nun die Werte für den Verbrauch, die PV-Produktion und die Batterieladung ergeben sich folgende Kurven. Die Verläufe zeigen sehr deutlich das "Loch" im sogenannten "Tal der Tränen" der Wintermonate. Dennoch ergibt sich ein durchschnittlicher Autarkiewert von durchschnittlich 67 Prozent.
Zentrale Bedeutung für die Effizenz der Gesamtanlage kommen den PV-Modulen zu.
Als mögliche Verlegeflächen stehen zur Verfügung:
Dachfläche West (String-1)
Der Westflügel hat eine Länge von 6,25 Metern, bei einer Breite von
6,5 Metern. Bei einem Neigungswinkel von 40° Dachschräge ergibt sich
eine Neigungslänge von 6.73 Metern. Als Resultat ergibt sich eine
belebare Fläche von 43.72 m². Diese Fläche reduziert sich um
etwar ein drittel auf ca. 30 m², wenn PV-Panele montiert werden
(Maße der Panele, Dachgauben).
Dachfläche Ost (String-2)
Der Ostflügel hat die gleichen Maße wie der Westflügel. Auch hier
ergibt sich eine belegbare Fläche von 43.72 m². Bei Verwendung
von PV-Panelen reduziert sich hier die Nutzungfläche auf 35 m² (es
fehlen Dachgauben), eine vollständige Belegung ist aber duch die
DIN-Werte der Panelgrößen nicht möglich.
Fassadenfläche Süd (String-3)
Die Süd-Fassade bietet die rechnerisch größte Ertragskraft für die Nutzung von PV-Panelen. Der aktuelle Stand der Technik erlaubt die Produktion von Panele mit über 400 Wp zu witschafltichen Preisen. Deren Wirkungsgrad liegt bei maximal 24%. Die Panel-Größen sind normiert (DIN) und erfordern ein genaue Planung der Aufstellorte. Auch an gedämmten Fassaden (90% Neigung) ist die Montage von PV-Modulen auf Montageschienen möglich.
Kabelführung
Die Panele werden in einer Reihenschaltung (MC4, gemäß IEC 62852) zu
Strings. Üblicherweise werden unterschiedliche Panel-Gruppen
gebildet. Aktuelle Wechelrichter können die Eingangsströme von bis
zu 4 Strings schalten (MPP Tracker).
| Bezeichner | Ausprägung |
|---|---|
| Hersteller | Meyer Burger (Schweiz) |
| Produkt | Meyer Burger Tile |
| Werte | 10 Wp/je Ziegel, 160 W/m² |
| Wirkungsgrad | 16% |
| Garantie | 30 Jahre |
| Link | https://www.meyerburger.com/fileadmin/user_upload/PDFs/Produktdatenblaetter/DS-Meyer-Burger-Tile-DE.pdf |
| Montage-Video | https://www.meyerburger.com/de/solardachziegel |
Zitat: pv magazine Top Innovation 2022
"Meyer Burger Tile erhält vom pv magazine das Highlight-Prädikat Top Innovation. Unser Premium Solardachziegel kann nach Ansicht der Jury „mehr Dachdecker dafür begeistern, an der Energiewende mitzuwirken. Mit der Lösung könnten Denkmalschützer oder Hausbesitzer überzeugt werden, die sich aus ästhetischen Gründen bisher dagegen entschieden haben."
Montage-Photo:
Die Installation der elektrischen Komponenten ist zwingend in einem geschützten Versorgungsraum vorzusehen.
Unabhängig davon, ob die Anlage für eine Eigennutzung (Gringo-Anlage) oder eine Einspeisung nach EEG ausgelegt wird, ist Abnahme durch einen zertifizierten Elektro-Fachbetrieb vorzunehmen. Im Regelbetrieb fallen so hohe Stromstärken an, dass eine Absicherung nach dem aktuellen Stand der Tecknik zwingend ist.
Folgende Bauteile sind vorzusehen:
Ein hybrider Wechselrichter erfüllt mehrere elektrische Umsetzungen:
Nachfolgend eine Liste mit geeignete Wechselrichtern:
| Produkt-Name | Kennwerte |
|---|---|
| Deye SUN-30/33/35/40/50/60K-G03 | (30-50KW, Dreiphasig, 2-4 MPPT) |
| Deye SUN-15K-SG012HP4-EU-AM3 | DC max19500W, AC max 15000W, max 47A |
Regenerative Energien sind leider nicht konstant verfügbar. Die Sonnenstunden sind begrenzt und im Laufe des Jahres unterschiedlich lang und intensiv. Hingegen ist der Verbrauch eher antizylisch. Ist PV-Strom verfügbar, wird er in der Regeln nicht sofort abgenommen.
Daher ist ein Stromspeicher notwendig, der die Stommengen dann abgeben kann, wenn sie von Verbrachern angefordert werden. Die Auslegung der Kapazität von Strom-Speichern ist somit eine wesentliche Kenngröße für den erreichbaren Autarkiegrad einer Gesamtanlage. Die jetzigen Preise für Stromspeichern machen es unwirtschaftlich, deren Auslegung hinsichtlich der bereitgestellen Kapazität über die kWP-Werte der PV-Anlage auszulegen. Der maximale tägliche Ertragwert der PV-Anlage ergibt die maximal speicherbare Energiemenge. Ist der summierte Verbrauch der Abnehmer im Tagesverlauf höher als der Peak-Wert der PV-Anlage, muss der Differenzwert vom Versorger bezogen werden.
Interessant ist ein groß dimensionierter Stromspeicher dennoch: Die Spotmarktpreise des Stommarktes variieren erheblich, sowohl jahreszeitbedingt, als auch im Tagesverlauf. Mit geeigneten Tarifen kann man von Niedrigphasen profitieren und so den benötigeten Strom zu günstigen Preisen einkaufen und in bis zum Verbrauch zwischenspeichern. Gerade mit Blick auf die Nutzung von Luft-Wärmepumpen ist das sehr wirtschaftlich. Eine Heizungsversorgung wird so preiswerter als die Versorgung mit fossilen Brennstoffen (Gas, Öl, Pallet).
DIY Powerbank (48V System)
* 16*280Ah Akku
* Battery Management System (Balancer: Aktiv & Passiv)
* Stahgehäuse (Stapelbar 19'')
Absicherung
Erdung
Kabeltrasse
Der Sinn einer Wärmepumpe liegt in seiner Möglichkeit, Temperaturdifferenzen zwichen Außenbreich (Draußen) und Innenbereich (Wohnung) in Energie umzusetzen.
Eine Wärmepumpe funktiert analog zu einem Kühlschrank.Dieser entzieht dem Innenbereich Wärme, die an den Außenbereich abgeführt wird. Die Wärmepumpe dreht dieses Prinzip um.
Im ersten Schritt wird dem Außenbereich Energie entzogen. Diese Energie (Temperaturunterschied) wird genutzt, um ein Kältemittel zu verdampfen. Die Verdampfung stellt sich auch bei niedrigen Temperaturen ein. Das Kältemittel geht auch bei geringem Temperaturunterschied in den gasförmigen Zustand über.
Im zweiten Schritt wird das entstehende Gas über einen Kompressor verdichtet. Durch diesen Vorgang entsteht Wärme! Als Analogie: Wenn man mit einer Luftpumpe einen Fahrradschlauch aufpumpt, muss Kraft aufgebracht werden, um die komprimierte Luft über das Ventil in den Schlauch zu übertragen. Die Luft wird in der Pumpe durch diese Kraft komprimiert. Je größer der Druck, desto wärmer wird es am Ventilausgang der Luftpumpe.
Die Bewertung von Wirschaftlichkeit und Effizienz der Produkte kann über genormte Messwerte erfolgen.
Verkürzt gesagt geben sie darüber Auskunft, aus wieviel Watt eingespeister Leistung (Strom), wieviel Watt Wärmeleistung erzeugt werden kann.
Für die Bewertung der Nachhaltigkeit von Anlagen ist weiterhin als weiteres Kriterium das verwendete Kältemittel (Treibhauspotenzial) maßgeblich. Ähnlich zum FCKW-Problem bei Kühlschränken und Deos sollten moderne Wärmepumpen CO² neutrale Stoffe verwenden (hier: Propan, ).
Als Drittes Kriterium ist auch die Lautstäke der Pumpe gerade in Wohnbereichen wesentlich.
Die Eureka Serie des Österreichischen Start-Ups Lambda, ist
derzeit Spitzenreiter und technologischer Marktführer. Das Unternehmen
setzt alle bisher betrachteten Merkmale in optimaler Weise um. Im
Vergleich zu Konurrenzanbietern werden Effizienzwerte erreicht, die
ca. 26% weniger Strom verbrauchen und dabei Wirkunggrade über den
Faktor 5,5 erzielen. Dies illustrieren die folgenden Grafiken:
