Solare Freiheit – Minikraftwerk am Carport

Der im letzten Jahr angeschaffte Rundpool hat sich in Bezug auf seinen Energiehunger als durchaus relevant bewiesen. Dieser Energiebedarf soll nun durch mehrere Maßnahmen deutlich reduziert und intelligenter werden. In diesem Artikel geht es um eine kleine Solaranlage zur unterstützenden Stromproduktion.

Projekt: Solaranlage

Kontakt: Boris Dirnfeldner

Link– eigenes Projekt –

Situation:
In der letzten Saison hat die Umwälzpumpe des Pools insgesamt bis zum Einwintern 800 kWh an Energie verbraucht. Das ist kein unmöglicher Betrag und auch in etwa im geplanten Rahmen, nichtsdestotrotz hat der Pool damit einen erheblichen Anteil am Gesamtverbrauch des gesamten Haushalts. Da der Energiebedarf gut mit Sonnenzeiten korreliert (Pool ist nur bei warmen Sommertagen in Nutzung und warmes Wasser erfordert mehr Umwälzzeit als kaltes Wasser), bietet sich die gezielte Unterstützung durch eine Solaranlage an.

Leider verfügt das Grundstück über keine gut ausgerichteten Flächen um eine reguläre Solaranlage in den rentablen Bereich zu bringen, daher muss hier eine günstigere Lösung her.
Durch ein günstiges Angebot für gebrauche Solarmodule hat sich eine Möglichkeit aufgetan, erheblich günstiger eine Lösung aufzubauen. Zumindest ist so weniger Kapital erforderlich so das zumindest Kostendeckung möglich ist.
In Verbindung mit persönlichen Interesse und der Ansicht, das ich Geld lieber in selbsttragende Projekte stecke als Versorgern zu geben, gibt es damit wenig Gründe gegen einen solchen Versuch.

Auslegung:
Die Anlage wird auf Basis eines Microwechselrichters und 2 Solarmodulen aufgebaut, die senkrecht an der Seitenwand vom Carport montiert werden. Die Berechnungen zeige ich in einem anderen Artikel, hier geht es mit dem reinen Aufbau weiter.

Warnung: Anlagen dieser Art (ebenso wie elektrisch betriebene Geräte in der Nähe von Wasserflächen) sind kein Spielzeug und brauchen besonderes Augenmerk auf Vorschriften und Aufbau!

Rechtlicher Rahmen:
Es ist in Deutschland nicht unbedingt einfach gewesen eine netzgebundene Anlage jenseits des typischen “Stromerzeuger”-Szenarios mit Einspeisevertrag und Gewerbe aufzubauen.
Eigentlich waren nur Inselanlagen möglich, wenn man nicht in die Mühlen der Regulierung kommen wollte. Und die sind derzeit noch kaum wirtschaftlich zu betreiben.
Eine Überarbeitung der Regularien ermöglicht es nun zumindest eine Anlage bis 600Wp vergleichsweise “kundenfreundlich” einzurichten. Man muss natürlich trotzdem die Normen einhalten und die Anlage anmelden.
Aber zumindest sind nun die Regeln klar(er) wie so eine kleine Anlage ohne Gewerbebetrieb eingerichtet werden kann und die Optionen zur Wegelagerei seitens der Versorger deutlich eingeschränkt. In der Konsequenz gibt es für eingespeisten Strom aber auch kein Geld.

Aufbau:
Die beiden Solarmodule werden seitlich am Carport an der Wand angebracht. Im geplanten (sommerlichen) Betriebszeitraum ist dort nicht mit Abschattungen zu rechnen, allerdings ist der Winkel zur Sonne ungünstig und damit der zu erwartende Ertrag geringer. Die Paneele sind 4 Jahre alt und damit bei ca. 95% der Nennleistung, aber ohne sichtbare Schäden und optisch bzw. elektrisch praktisch neuwertig.
Die Montage kann getrost als ein Abenteuer bezeichnet werden. Wenig Platz zum hantieren, weil zwischen Zaun und Carport nur ein kleiner Streifen Pflaster liegt. Keine weiteren Hände, die nicht ebenso zumeist im Weg stehen würden. Wegen dem (fehlenden) Platz auch kaum Optionen auf den Bohrer richtig Druck ausüben zu können.
Irgendwie sind die Module nun an der Wand dran und fest verbunden. Das die Module nicht ganz perfekt aufeinander ausgerichtet sind stört (falls überhaupt) nur den Nachbarn und fällt unter künstlerische Freiheit. Die beiden Kabelpaare der Module werden hinter den Modulen über Lochbohrungen nach innen geführt.

Verbunden werden diese über einen Microwechselrichter von APSystems mit unabhängigen MPPT Trackern für jedes Panel und einer maximalen Ausgangsleistung von 600W. Das Teil ist (im Vergleich zu den Solarmodulen) teuer, hat aber den Vorteil, das es etwas die Aufstellungsnachteile kompensiert und vor allen alle aktuellen Normen für den Betrieb eines solchen Systems nachweislich einhält. Damit sollte eigentlich für alle potentiellen Störer der Weltfrieden gesichert sein. Konkret werden hier die Normen EN50438 , VDE0126-1-1/A1 VFR2014, VDE AR-N 4105 unterstützt.
Der Wechselrichter kommt an die Innenseite der Carportwand auf eine Metallplatte.

Mit dem Netz verbunden wird der Wechselrichter über einen Trennschalter (“Not-Aus”), 6A Sicherung, einem Überspannungschutzmodul netzseitig und einem 2-Wege Energiezähler mit RS485-Schnittstelle zur Erfassung der Energieflüsse (“Anschlussbox”).

Das Überspannungschutzmodul (Phase und N-Leiter) wird über einen Staberder angeschlossen und Wechselrichter, Module und Montageplatte mit einem Potentialausgleich versehen.

Aus den Normen heraus ist es auch erforderlich, die Sicherung im Hausverteiler für den Teil des Hauses (bei mir die Wohnzimmerversorgung) auszutauschen gegen eine 10A-Variante (16A ist Standard), um eine Überlastung der Leitungen zu vermeiden. In der Theorie können sonst durch Netz und Solaranlage mehr als 16A durch Verbraucher gezogen werden und die Leitungen unzulässig erhitzen.

Betrieb:
Der Wechselrichter horcht permanent ob eine Verbindung zum Netz besteht und speist auch nur dann ein. Bei einer Trennung schaltet sich der auch sofort weg, ein Inselbetrieb wird also aktiv unterbunden (entsprechend der normativen Vorgaben).

Netzseitig kann durch den “Not-Aus” die Anlage getrennt (und auch verbunden) werden. Gemäß Spec wird der Wechselrichter innerhalb von wenigen Minuten nach der Lernphase mit dem Einspeisen beginnen.

Fazit:
Neben dem Lerneffekt sollte das System in Verbindung mit einer intelligenteren Poolsteuerung hoffentlich den beitragspflichtigen Energiebedarf des Pools deutlich herabsetzen. Bei ca. 250€ Stromkosten sollten sich die Anschaffungskosten damit relativ schnell amortisieren. Wenn keine Pumpe läuft, darf die Anlage den Grundbedarf (mindestens auf der verbundenen Phase) reduzieren.

Und falls das alles so nicht passiert, war es zumindest ein interessantes Projekt.

Update:
Nach den ersten Tagen kann ich sicher sagen, das die Anlage Strom produziert bis nahe den errechneten Spitzenwerten. Mein (intelligenter) Stromzähler im Haus kommt auch gut damit klar und scheint den Bezug über die 3 Phasen des Hausanschlusses zu saldieren. Das heißt, auch wenn ich auf einer Phase effektiv einspeise wird es gegen den gesamten Bezug verrechnet. Damit komme ich wahrscheinlich auf eine sehr hohe Quote beim Selbstverbrauch, sogar jetzt schon ohne Pumpe. 

 

Komponenten:
o 2x Solarpanel JaSolar JAM6 60/270 monokristallin, gebraucht.
o APSystems YC600 Mikrowechselrichter.
o Diverses Befestigungsmaterial
o Sicherungen
o Überspannungsschutz
o 2-Wege Energiezähler
o Netztrennschalter
o Staberder, Potentialausgleichschiene, Erdungskabel 10mm2

Überlegungen:
Der durch die Umwälzpumpe des Pools erforderliche Energiebedarf erfordert ein Überdenken der Betriebsstrategie. Eine Facette ist die ergänzende Versorgung durch selbstproduzierten Solarstrom.

Schäden:
– Keine. Alles Ok.

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