Drei Handlungs-Schwerpunkte
Solaranlagen auf
- 70 Prozent der Dachflächen
- 70 Prozent der Fassadenflächen
- 3 Prozent der Ackerflächen
und Windanlagen auf
- 15 Prozent der Ackerflächen
- 15 Prozent der Waldflächen
Eine von tausend
verschiedenen
Möglichkeiten.
Siehe dazu
http:/www energiewenderechner.de
könnten bilanziell den Jahresbedarf an Strom, Wärme
und Verkehr in Deutschland decken.
Solaranlagen auf
- 70 Prozent der Dachflächen
- 70 Prozent der Fassadenflächen
- 3 Prozent der Ackerflächen
und Windanlagen auf
- 15 Prozent der Ackerflächen
- 15 Prozent der Waldflächen
könnten bilanziell den Jahresbedarf an Strom, Wärme
und Verkehr in Deutschland decken.
Wie schafft man den Ausgleich zwischen zeitweiligem
Überangebot und zeitweiligem Mangel ?
Planung der
Stromwirtschaft
Ausbau der Stromnetze minimieren
durch Ausbau dezentraler Speicher
Vorschlag des Solarenergie-Förderverein Deutschland (SFV)
Ausbau der Stromnetze minimieren
durch Ausbau dezentraler Speicher
Solarenergie-Förderverein Deutschland (SFV)
Dipl.-Ing. Wolf von Fabeck
Vordringliches Problem:
Anschluss von Solarstromanlagen wird immer häufiger
von Netzbetreibern abgelehnt.
Die Niederspannungsnetze würden angeblich überlastet.
Wie können Solaranlagen das Stromnetz überlasten?
Zulässige Spannung im Niederspannungsnetz 230 Volt plus minus 10 Prozent
Wie können Solaranlagen das Stromnetz überlasten?
Zulässige Spannung im Niederspannungsnetz 230 Volt plus minus 10 Prozent
Niederspannungsnetz 230 V
Wie können Solaranlagen das Stromnetz überlasten?
Zulässige Spannung im Niederspannungsnetz 230 Volt plus minus 10 Prozent
Niederspannungsnetz 230 V
Mittelspannungstransformator
Zulässige Spannung im Niederspannungsnetz 230 Volt plus minus 10 Prozent
Niederspannungsnetz 230 V
Messpunkt
Netzberechnung geht von folgendem
ungünstigsten Fall aus:
Kein Stromverbrauch (alle Bewohner im
Sommerurlaub)
Zulässige Spannung im Niederspannungsnetz 230 Volt plus minus 10 Prozent
Niederspannungsnetz 230 V
Messpunkt
Netzberechnung geht von folgendem
ungünstigsten Fall aus:
Kein Stromverbrauch (alle Bewohner im
Sommerurlaub)
Zulässige Spannung im Niederspannungsnetz 230 Volt plus minus 10 Prozent
Niederspannungsnetz 230 V
Messpunkt
Niederspannungsnetz 230 V
Messpunkt
Mit dem Ansteigen der Sonne
steigt die Spannung am Ende
des Netzzweiges
Niederspannungsnetz 230 V
Messpunkt
Mit dem Ansteigen der Sonne
steigt die Spannung am Ende
des Netzzweiges
Niederspannungsnetz 230 V
Mit dem Ansteigen der Sonne
steigt die Spannung am Ende
des Netzzweiges
Niederspannungsnetz 230 V
Die Spannung am Ende des
Netzzweiges steigt über den
zulässigen Höchstwert 230 V
+ 10 Prozent = 253 Volt
Spannung am Hausanschluss in Volt
Niederspannungsnetz 230 V
Die Solaranlagen am Ende des Netzzweiges
erhalten deshalb keine Anschlussgenehmigung
Die Solaranlagen am Ende des
Netzzweiges erhalten deshalb
keine Anschlussgenehmigung
Niederspannungsnetz 230 V
Berechnung der Spannungsanhebung
230 Volt
Berechnung der Spannungsanhebung
230 Volt
Berechnung der Spannungsanhebung
230 Volt
Berechnung der Spannungsanhebung
In einem Netzzweig ohne Stromeinspeisung und ohne
Stromverbrauch ist die Spannung überall gleich.
230 Volt
Berechnung der Spannungsanhebung
Solarstrom I
Berechnung der Spannungsanhebung
Solarstrom I wird mittels
Sonnenenergie durch das
Niederspannungsnetz
getrieben.
Solarstrom I
Berechnung der Spannungsanhebung
Solarstrom I wird mittels
Sonnenenergie durch das
Niederspannungsnetz
getrieben.
Solarstrom I
A
B
R
Zwischen den Punkten A und B
hat das Netzkabel einen
Widerstand R
Berechnung der Spannungsanhebung
Solarstrom I wird mittels
Sonnenenergie durch das
Niederspannungsnetz
getrieben.
Solarstrom I
A
B
R
Zwischen den Punkten A und B
hat das Netzkabel einen
Widerstand R
Damit der Strom I durch den
Widerstand R fließt, muss am
Punkt B die Spannung höher
sein, als am Punkt A
Berechnung der Spannungsanhebung
I
A
B
Ud = R * I
Spannungsdifferenz zwischen B und A
(Ohmsches Gesetz)
Punkt A :
Spannung konstant 230 V
A
UA = 230 V
I
B
UB = UA + R * I
A
B
Plus 4 Volt
230 Volt
234 Volt
Zahlenbeispiel
Wenn zwei Solaranlagen
einspeisen, fließt zwischen B und A
der zweifache Strom I
Deshalb verdoppelt sich dort die
Spannungsanhebung auf 8 Volt
A
B
Plus 8 Volt
230 Volt
238 Volt
C
Plus 4 Volt
242 Volt
Wenn drei Solaranlagen einspeisen,
fließt zwischen B und A der
dreifache Strom I
Deshalb verdreifacht sich dort die
Spannungsanhebung auf 12 Volt
A
B
Plus 12 Volt
230 Volt
242 Volt
C
Plus 8 Volt
250 Volt
D
Plus 4 Volt
254 Volt
Unzulässig,
weil über 253 Volt
(230 Volt plus 10 %)
Zusammenfassung
Spannungsanhebung Ud
ergibt sich aus
I
Leitungswiderstand R
Ud = I * R
und
Stromstärke I
Spannungsanhebung Ud
ergibt sich aus
I
Leitungswiderstand R
Ud = I * R
und
Stromstärke I
Spannungsanhebung Ud
ergibt sich aus
I
Leitungswiderstand R
Ud = I * R
und
Stromstärke I
Wie verkleinert man die
Spannungsanhebung?
I
Netzausbau
Ud = I * R
Bisher verkleinerte man R
Variante
Netzausbau
Es fließt mehr Solarstrom durch
das Niederspannungsnetz.
I
230 Volt
Netzausbau
Es fließt mehr Solarstrom durch
das Niederspannungsnetz in
das Mittelspannungsnetz
Die Mittelspannungsnetze
müssen ebenfalls verstärkt
werden,
I
230 Volt
Netzausbau
Konsequenzen des Netzausbaus
Der Konzern
Seine Erzeugungsanlagen
Sein
Stromnetz
Seine Filialen
Abhängigkeit von den Stromkonzernen
Der Konzern
Seine Erzeugungsanlagen
Sein
Stromnetz
Seine abhängigen Kunden
Seine Filialen
Und nun kommt der
Der Konzern
Seine Erzeugungsanlagen
Sein
Stromnetz
Seine abhängigen Kunden
Seine Filialen
Und nun kommt der
Ausbau der Fernübertragungsleitungen
Der Konzern
Seine Erzeugungsanlagen
Sein
Stromnetz
Seine abhängigen Kunden
Seine Filialen
Seine Fernübertragungsleitungen
Seine Fernübertragungsleitungen
Seine Fernübertragungsleitungen
Der Konzern
Seine Fernübertragungsleitungen
Seine Filialen
Seine Fernübertragungsleitungen
Offshore
Windparks in
Nord- u. Ostsee
Seine Fernübertragungsleitungen
Der Konzern
Seine Fernübertragungsleitungen
Seine Filialen
Seine Fernübertragungsleitungen
Offshore
Windparks in
Nord- u. Ostsee
Gaskraftwerke mit
Erdgas aus Russland
Der Konzern
Seine Fernübertragungsleitungen
Seine Filialen
Seine Fernübertragungsleitungen
Offshore
Windparks in
Nord- u. Ostsee
Gaskraftwerke mit
Erdgas aus Russland
Der Konzern
Desertec –
Wüstenstrom
aus Nordafrika
Seine Filialen
Pumpspeicherkraftwerke
in Norwegen
Offshore
Windparks in
Nord- u. Ostsee
Gaskraftwerke mit
Erdgas aus Russland
Der Konzern
Desertec –
Wüstenstrom
aus Nordafrika
Seine Filialen
Pumpspeicherkraftwerke
in Norwegen
Offshore
Windparks in
Nord- u. Ostsee
Desertec –
Wüstenstrom
aus Nordafrika
Gaskraftwerke mit
Erdgas aus Russland
Die
Technik
wechselt
Seine Filialen
Pumpspeicherkraftwerke
in Norwegen
Offshore
Windparks in
Nord- u. Ostsee
Gaskraftwerke mit
Erdgas aus Russland
Der Konzern
Desertec –
Wüstenstrom
aus Nordafrika
bleibt
Die Abhängigkeit bleibt
Seine Filialen
Pumpspeicherkraftwerke
in Norwegen
Offshore
Windparks in
Nord- u. Ostsee
Gaskraftwerke mit
Erdgas aus Russland
Der Konzern
Desertec –
Wüstenstrom
aus Nordafrika
bleibt
Die Strukturen bleiben
Die Abhängigkeit bleibt
Seine Filialen
bleiben
Pumpspeicherkraftwerke
in Norwegen
Offshore
Windparks in
Nord- u. Ostsee
Gaskraftwerke mit
Erdgas aus Russland
Der Konzern
Desertec –
Wüstenstrom
aus Nordafrika
bleibt
Die Strukturen bleiben
Die Abhängigkeit steigt
Seine Filialen
bleiben
Ausbau der Netze ist nicht unsere Lösung
Die Akteure haben kein Interesse an einer raschen
Umstellung auf Erneuerbare Energien und können sie
beliebig verzögern
Ausbau der Netze ist nicht unsere Lösung
Die Akteure haben kein Interesse an einer raschen
Umstellung auf Erneuerbare Energien und können sie
beliebig verzögern
Politische Unruhen verzögern das gesamte Projekt (z.B.
Libyen)
Ausbau der Netze ist nicht unsere Lösung
Die Akteure haben kein Interesse an einer raschen
Umstellung auf Erneuerbare Energien und können sie
beliebig verzögern
Politische Unruhen verzögern das gesamte Projekt (z.B.
Libyen)
Abhängigkeit von den Energie-Großkonzernen nimmt zu
Bürgerbeteiligung ist nicht möglich
Ausbau der Netze ist nicht unsere Lösung
Die Akteure haben kein Interesse an einer raschen
Umstellung auf Erneuerbare Energien und können sie
beliebig verzögern
Politische Unruhen verzögern das gesamte Projekt (z.B.
Libyen)
Abhängigkeit von den Energie-Großkonzernen nimmt zu
Bürgerbeteiligung ist nicht möglich
Unnötige volkswirtschaftliche Kosten für die Fernleitungen,
denn sie können bei europaweitem Ausfall von Wind und
Sonne keine Speicher ersetzen. Und diese könnten auch
dezentral ohne Fernleitungen gebaut werden.
Ausbau der Netze ist nicht unsere Lösung
Die Akteure haben kein Interesse an einer raschen
Umstellung auf Erneuerbare Energien und können sie
beliebig verzögern
Politische Unruhen verzögern das gesamte Projekt (z.B.
Libyen)
Abhängigkeit von den Energie-Großkonzernen nimmt zu
Bürgerbeteiligung ist nicht möglich
Unnötige volkswirtschaftliche Kosten für die Fernleitungen,
denn sie können bei europaweitem Ausfall von Wind und
Sonne keine Speicher ersetzen. Und diese könnten auch
dezentral ohne Fernleitungen gebaut werden.
Im Katastrophenfall (Orkane, Erdbeben, Terroranschlag etc.)
bricht das gesamte System europaweit zusammen
Ausbau der Netze ist nicht unsere Lösung
Die Akteure haben kein Interesse an einer raschen
Umstellung auf Erneuerbare Energien und können sie
beliebig verzögern
Politische Unruhen verzögern das gesamte Projekt (z.B.
Libyen)
Abhängigkeit von den Energie-Großkonzernen nimmt zu
Bürgerbeteiligung ist nicht möglich
Unnötige volkswirtschaftliche Kosten für die Fernleitungen,
denn sie können bei europaweitem Ausfall von Wind und
Sonne keine Speicher ersetzen. Und diese könnten auch
dezentral ohne Fernleitungen gebaut werden.
Im Katastrophenfall (Orkane, Erdbeben, Terroranschlag etc.)
bricht das gesamte System europaweit zusammen
Als Beispiel für Entwicklungsländer nicht geeignet
Pumpspeicherkraftwerke
in Norwegen
Offshore
Windparks in
Nord- u. Ostsee
Gaskraftwerke mit
Erdgas aus Russland
Der Konzern
Desertec –
Wüstenstrom
aus Nordafrika
bleibt
Seine Filialen
bleiben
Offshore
Windparks in
Nord- u. Ostsee
Pumpspeicherkraftwerke
in Norwegen
Gaskraftwerke mit
Erdgas aus Russland
Der Konzern
Desertec –
Wüstenstrom
aus Nordafrika
bleibt
Seine Filialen
bleiben
Offshore
Windparks in
Nord- u. Ostsee
Pumpspeicherkraftwerke
in Norwegen
in den Alpen?
Gaskraftwerke mit
Erdgas aus Russland
Der Konzern
In den Karpathen?
Desertec –
Wüstenstrom
aus Nordafrika
bleibt
In den Pyrenäen
In der Eifel?
Im bayerischen Wald
Am Vogelsberg?
In der Rhön?
Seine Filialen
bleiben
Offshore
Windparks in
Nord- u. Ostsee
Der Platz
reicht nicht
Desertec –
Wüstenstrom
aus Nordafrika
Pumpspeicherkraftwerke
in Norwegen
in den Alpen?
Gaskraftwerke mit
Erdgas aus Russland
Der Konzern
In den Karpathen?
bleibt
In den Pyrenäen
In der Eifel?
Im bayerischen Wald
Am Vogelsberg?
In der Rhön?
Seine Filialen
bleiben
Offshore
Windparks in
Nord- u. Ostsee
Der Platz
reicht nicht
Desertec –
Wüstenstrom
aus Nordafrika
Pumpspeicherkraftwerke
in Norwegen
in den Alpen?
Der Konzern
In den Karpathen?
Gaskraftwerke mit
Erdgas aus Russland
Umweltverbände
wehren sich
bleibt
In den Pyrenäen
In der Eifel?
Im bayerischen Wald
Am Vogelsberg?
In der Rhön?
Seine Filialen
bleiben
Wohin mit den Stromspeichern?
Größenvergleich
Pumpspeicherkraftwerk und Bleibatterie
1 kWh
speichern
Oberbecken
Pumpspeicherkraftwerk
Größenvergleich
Pumpspeicherkraftwerk und Bleibatterie
1 kWh
speichern
4 Kubikmeter
Wasser
Im Unterbecken
2 Bleibatterien
Aufladbare Batterien als Kurzzeitspeicher
(Tag-Nacht-Speicher)
Zur Entlastung der Niederspannungsnetze
2 Bleibatterien
Es folgt ein Vorschlag für eine vereinfachte Förderung dezentraler Speicher
in Verbindung mit einer PV-Anlage
Folgende weitere Vorschläge sind in Bearbeitung und werden später veröffentlicht.
- Förderung dezentraler Speicher im Nierspannungsnetz ohne Verbindung
zu einer PV-Anlage
- Förderung von Speichern im Mittelspannungsnetz in der Nähe von Windparks
- Förderung von dezentralen Langzeitspeichern im Nieder- und Mittelspannungsnetz
2 Bleibatterien
Aufladbare Batterien als Kurzzeitspeicher
(Tag-Nacht-Speicher)
Zur Entlastung der Niederspannungsnetze
Rückblende
2 Bleibatterien
Solarstrom I wird mittels
Sonnenenergie durch das
Niederspannungsnetz mit
dem Widerstand R getrieben.
Dazu gehört eine treibende
Spannungsdifferenz Ud
I
230 Volt
Ud = I * R (Ohmsches Gesetz)
Ud = I * R
Bisher verkleinerte man
den Widerstand R
durch Netzausbau
Unsere Alternative:
Speicherbau
I
230 Volt
Ud = I * R
Wir verkleinern I indem wir die
Solarleistung auf den Abend und
die folgende Nacht verteilen.
In den Mittagsstunden ist der Solarstrom besonders hoch und überlastet
bisweilen das Netz. Nachts liefern die Solarmodule überhaupt keinen Strom
Leistung
Peak-Leistung der Solarmodule (wird nur selten erreicht)
Tageshöchstleistung (DC)
Leistung
Peak-Leistung der Solarmodule
Tageshöchstleistung (DC)
Freiwillige Selbstbeschränkung
Leistung
Peak-Leistung der Solarmodule
Freiwillige Selbstbeschränkung:
Umrichterleistung (AC)= 1/3 Peak-Leistung (DC)
Wir speichern die mittägliche Leistung und speisen sie am Abend und in der Nacht ein
Tageshöchstleistung (DC)
speichern
Direkt einspeisen
Batterie
aufladen
Tageshöchstleistung (DC)
speichern
Spitzenleistung des Umrichters (AC)
Direkt einspeisen
Batterie
aufladen
Tageshöchstleistung (DC)
speichern
Spitzenleistung des Umrichters (AC)
Direkt einspeisen
Batterie
aufladen
Tageshöchstleistung (DC)
speichern
Spitzenleistung des Umrichters (AC)
Direkt einspeisen
Batterie
aufladen
Tageshöchstleistung (DC)
speichern
Spitzenleistung des Umrichters (AC)
Direkt einspeisen
Batterie
aufladen
Tageshöchstleistung (DC)
speichern
Spitzenleistung des Umrichters (AC)
Direkt einspeisen
Batterie
aufladen
Tageshöchstleistung (DC)
speichern
Spitzenleistung des Umrichters (AC)
Direkt einspeisen
Batterie
aufladen
Tageshöchstleistung (DC)
speichern
Spitzenleistung des Umrichters (AC)
Direkt einspeisen
Batterie
aufladen
Direkt einspeisen
Batterie
aufladen
Einspeisen
speichern
Direkt einspeisen
Einspeisen
Einspeisung der
gespeicherten Energie
ins Stromnetz
Direkt einspeisen
Einspeisen
Einspeisung der
gespeicherten Energie
ins Stromnetz
Direkt einspeisen
Einspeisen
Einspeisung der
gespeicherten Energie
ins Stromnetz
Direkt einspeisen
Einspeisen
Ende der Netzeinspeisung
zum Schutz der Batterie
vor Tiefentladung
Volkswirtschaftliche Vorteile:
1. Die mittägliche Solarspitze liefert einen Anteil
zur Deckung der abendlichen Lastspitze
Direkt einspeisen
Einspeisen
Ende der Netzeinspeisung
zum Schutz der Batterie
vor Tiefentladung
Volkswirtschaftliche Vorteile:
1. Die mittägliche Solarspitze liefert einen Anteil
zur Deckung der abendlichen Lastspitze
2. Die Netze brauchen weniger Ausbau
Direkt einspeisen
Einspeisen
Ende der Netzeinspeisung
zum Schutz der Batterie
vor Tiefentladung
An Tagen mit sehr hoher Solareinspeisung
reicht die gespeicherte Energie bis in die Morgenstunden
Direkt einspeisen
Einspeisen
An Tagen mit sehr hoher Solareinspeisung
reicht die gespeicherte Energie bis in die Morgenstunden
Direkt einspeisen
Einspeisen
An Tagen mit sehr hoher Solareinspeisung
reicht die gespeicherte Energie bis in die Morgenstunden
Direkt einspeisen
Einspeisen
Mittags
Solargenerator
mittags
Umrichter
Einspeisezähler
ohne
Rücklaufsperre
AC
DC
Speicher
Die Rücklaufsperre muss weggelassen werden, damit
Betreiber ihre Batterie zwar an trüben Tagen aus dem
Stromnetz aufladen können, aber diesen Strom dann nicht
gewinnbringend als Solarstrom einspeisen können
Abends
Solargenerator
Umrichter
AC
DC
Speicher
Einspeisezähler
ohne
Rücklaufsperre
Nachts
Solargenerator
Umrichter
AC
DC
Speicher
Einspeisezähler
ohne
Rücklaufsperre
Bei
Stromausfall
Solargenerator
mittags
Umrichter
Einspeisezähler
ohne
Rücklaufsperre
AC
DC
Automatische
Trennung bei
Stromausfall
Speicher
Hausanschluss
Verbraucher im
Haushalt
Zweirichtungszähler
Solargenerator
mittags
Umrichter
Einspeisezähler
ohne
Rücklaufsperre
Jede angezeigte
kWh erhält die
Regelvergütung
plus einem
Speicherbonus von
19 ct/kWh
AC
DC
Automatische
Trennung bei
Stromausfall
Speicher
Hausanschluss
Verbraucher im
Haushalt
Zweirichtungszähler
Notwendige Änderungen (Diskussionsvorschlag)
- AC-Spitzenleistung des Umrichters = 1/3 der DC-Peakleistung des Solargenerators
- Netzanschlussberechnung nur für die (kleine) AC-Leistung des Umrichters
- Vorrang für Solareinspeisung auch für gespeicherten Solarstrom
- Zusätzliche Vergütung für den gesamten direkt und indirekt eingespeisten
Solarstrom in Höhe von 19 cent/kWh
Änderungsvorschläge für das EEG:
§ 9 (1) EEG: Netzbetreiber sind auf Verlangen der Einspeisewilligen verpflichtet,
unverzüglich ihre Netze entspechend dem Stand der Technik zu optimieren, zu
verstärken und auszubauen oder Stromspeicher zu integrieren, um die Abnahme,
Übertragung und Verteilung des Stroms aus Erneuerbaren Energien oder Grubengas
sicherzustellen.
Ferner § 3 Nr. 7 EEG: "Netz" (ist) die Gesamtheit der miteinander verbundenen
technischen Einrichtungen zur Abnahme, Übertragung, Verteilung und Speicherung
von Elektrizität für die allgemeine Versorgung.
Ende des Vorschlag für eine vereinfachte Förderung dezentraler Speicher
in Verbindung mit einer PV-Anlage
Folgende weitere Vorschläge sind in Bearbeitung und werden später veröffentlicht:
- Förderung dezentraler Speicher im Niederspannungsnetz ohne Verbindung
zu einer PV-Anlage
- Förderung von Speichern im Mittelspannungsnetz in der Nähe von Windparks
- Förderung von dezentralen Langzeitspeichern im Nieder- und Mittelspannungsnetz
Um Leitungsausbau zu sparen,
Stromspeicher in der Nähe der Solaranlagen
z.B. im Keller
Wir setzen auf Unabhängigkeit von den Kohle- und Atomkonzernen.
Elektrische Energie speichern und erzeugen wir selber aus Sonne,
Wind und mit anderen Technologien der Erneuerbaren Energien
Solaranlagen, Windanlagen, Kurzzeitspeicher, Langzeitspeicher
Wir setzen auf Unabhängigkeit von den Kohle- und Atomkonzernen.
Elektrische Energie speichern und erzeugen wir selber aus Sonne,
Wind und mit anderen Technologien der Erneuerbaren Energien
Im Katastrophenfall:
haben wir eine
Selbstversorgungsfähige Energie-Insel
Solaranlagen, Windanlagen, Kurzzeitspeicher, Langzeitspeicher
Die bestehenden Übertragungsnetze wollen wir nicht abschaffen. Sie
können auch zukünftig beim Ausgleich zwischen Überschuss- und MangelGebieten genutzt werden.
Aber wir brauchen keine neuen Fernübertragungsleitungen, denn wir
setzen auf Windparks, Solaranlagen und Speicher in der Nähe der
Verbraucher
Solaranlagen, Windanlagen, Kurzzeitspeicher, Langzeitspeicher

Seine