Balkonkraftwerke (eBook)

Verstehen und einfach einsteigen

Jörg Rippel (Autor)

eBook Download: EPUB

2023 | 1. Auflage
192 Seiten
Rheinwerk Computing (Verlag)
978-3-8362-9845-2 (ISBN)

Infos

Die Stromrechnung senken und gleichzeitig die Umwelt schützen? Gar nicht so schwierig, wie man vielleicht denken mag! Wie's geht, zeigt Ihnen Jörg Rippel Schritt für Schritt in diesem Ratgeber.
Neben Hinweisen zum Stromsparen finden Sie praktische Hilfestellungen und Tipps rund um Balkonkraftwerke. Sie beginnen mit der Erfassung des eigenen Strombedarfs, richten Ihr persönliches Sonnenkraftwerk ein, kümmern sich um ein bisschen Papierkram und erzeugen flugs Ihren eigenen Strom.

Aus dem Inhalt:

• Ist das wirklich alles so einfach? Einstieg in die Photovoltaik
• Wie viel Strom brauche ich überhaupt?
• Strom (und Geld) sparen
• Den Verbrauch im Blick behalten
• Do it yourself: was Sie selbst machen können
• Das passende Modell finden
• Der richtige Platz: Ausrichtung und Aufstellung
• Das Balkonkraftwerk installieren
• Der Papierkram: Anmeldung, Förderung, Versicherung
• Off the Grid: unterwegs Strom erzeugen

Das Basteln mit elektronischen Geräten gehörte schon immer zu Jörgs Hobbys. Privat beschäftigt er sich gerne mit Mikrocontroller- und Mikrocomputing-Projekten, beruflich hat er mehr als 20 Jahre in verschiedenen IT-Unternehmen und in der Luft- und Raumfahrtindustrie gearbeitet. Als Systemingenieur lag sein Schwerpunkt auf der Zusammenführung und Pflege komplexer Systeme, die aus vielen verschiedenen technischen Bereichen bestehen. Heute lebt er mit seiner Frau im Grünen und schraubt gerne an kreativen Projekten, wobei es auch immer mal wieder Probleme gibt und nicht immer alles beim ersten Versuch funktioniert. Trotzdem - oder gerade deswegen - macht ihm die Arbeit mit Elektronik immer Spaß. Sein Wissen teilt er in Fachbüchern und Beiträgen. Ausbildungen und Studiengänge in Elektronik, Funktechnik und Informatik haben dafür gesorgt, dass er ein breites Wissen zu allerlei elektrischen Geräten hat. Dazu gehören die Erstellung von analogen und digitalen Robotern, der Bau von Computern, das Betreiben von Amateurfunk und Satellitenfunk, das Design von Schaltungen und Platinenlayouts, die Arbeit mit 8- und 32-Bit-Mikrocontrollern und die Programmierung in verschiedenen Sprachen.

Textauszug

1    Einführung: Ist das wirklich alles so einfach?

Strom ist teuer geworden. Und Energieverschwendung ist schlecht für die Umwelt.
Die Probleme lassen sich leicht beschreiben, aber wie sieht es mit den Lösungen aus? Was kann ich tun, um Geld zu sparen und die Umwelt zu schützen?

Balkonkraftwerke sind kleine Photovoltaikanlagen, die Privathaushalten helfen, ihre Stromkosten zu senken und erneuerbare Energien zu nutzen. Diese Anlagen können einfach installiert werden und erfordern keine speziellen handwerklichen Fähigkeiten. Sie sind weit verbreitet und erschwinglich. Balkonkraftwerke können einen Teil des Stromverbrauchs im Haushalt abdecken und tragen zur Reduzierung von CO2-Emissionen bei. Durch die Kombination von Balkonkraftwerken mit ein paar schlauen Stromsparmaßnahmen kann jeder Haushalt einen Beitrag zur Energiewende leisten, Geld sparen und die Umwelt unterstützen.

Das war die Kurzfassung dieses Buchs. Jetzt wissen Sie bereits, worum es geht. Schauen wir uns aber zunächst ein wenig genauer an, was ein Balkonkraftwerk überhaupt ist.

Photovoltaik ist die Technik, mit der Sonnenenergie in elektrischen Strom umgewandelt wird. Dazu werden sogenannte Solarmodule genutzt, die Solarzellen enthalten. Diese Solarmodule machen keinen Lärm, lassen sich recht unauffällig nutzen, sie sind langlebig und nahezu wartungsfrei. Besonders attraktiv ist, dass kein schädliches CO2 erzeugt wird, wenn Strom auf diesem Weg aus Sonnenenergie gewonnen wird.

Eine Photovoltaikanlage, die wir an unser Balkongeländer hängen können, ist die kleine Schwester der großen Anlagen, die Sie wahrscheinlich schon auf Hausdächern oder in großen Solarparks gesehen haben. Während diese sehr viel Geld kosten und mit erheblichem Aufwand betrieben werden müssen, ist ein Balkonkraftwerk günstig in der Anschaffung und kann auch ohne Fachwissen installiert und genutzt werden.

1.1    Photovoltaik – der Begriff der Stunde

Photovoltaik wird mittlerweile an diversen Stellen eingesetzt. Aktuell sehen wir auf vielen Hausdächern, neben Autobahnen und auf Brachflächen große Solaranalagen. Früher lohnten sich Photovoltaikanlagen nur, wenn man groß investierte und den gewonnenen Strom entweder direkt verbrauchen oder wieder ins Netz einspeisen konnte. Diese Voraussetzungen waren aber lediglich gegeben, wenn man ein solches Projekt kommerziell betrieb. Inzwischen bieten Balkonkraftwerke für fast jeden Privathaushalt eine Möglichkeit, den eigenen Geldbeutel zu entlasten.

Durch die handhabbare Größe eines Balkonkraftwerks und die einfache Anschlussmöglichkeit können Sie auch als Laie ein Balkonkraftwerk aufstellen und anschließen. Die weite Verbreitung der Technik hat zu einer Vereinheitlichung und Vereinfachung geführt. Die Stecker sind genormt, die Technik ist modular und austauschbar geworden. Auch die Preise sind dadurch inzwischen deutlich besser.

Balkonkraftwerke können Sie mittlerweile überall kaufen. Im Baumarkt, beim Elektrofachmarkt, sogar im Supermarkt werden Sets angeboten, die den notwendigen Wechselrichter, die Solarmodule und Kleinteile für die Befestigung mitbringen (siehe Abbildung 1.1). Im Internet gibt es selbstverständlich ebenfalls eine riesige Auswahl an fertigen Balkonkraftwerk-Sets in verschiedenen Leistungsklassen und mit einer großen Anzahl an Ausstattungsvarianten. Wir gehen das später im Detail durch, aber der grobe Überblick sieht so aus:

Abbildung 1.1     Ein 300-Watt-Balkonkraftwerk-Set

Ein übliches Solarmodul mit etwa 330 bis 400 Watt Leistung hat eine Größe von 1 Meter × 1,7 Meter. Ein Balkonkraftwerk kann aus einem oder zwei dieser Solarmodule bestehen. Die Variante mit einem Solarmodul wird als 300-Watt-Balkonkraftwerk bezeichnet, die Variante mit zwei Solarmodulen wird 600-Watt-Balkonkraftwerk genannt. Es ist absehbar, dass die Maximalgrenze bald angehoben wird, sodass es im nächsten Jahr auch 800-Watt-Balkonkraftwerke geben wird.

Eines der Solarmodule, oder auch beide, wird an einen Wechselrichter angeschlossen, wie Sie ihn beispielhaft in Abbildung 1.2 sehen. Dieses Gerät stellt den Übergang zwischen den Solarmodulen und Ihrem Hausnetz dar.

Abbildung 1.2     Balkonkraftwerk-Wechselrichter von DEYE

Dieser Wechselrichter wird mit einer ganz normalen Anschlussleitung in Ihre Steckdose gesteckt. Der von den Solarmodulen erzeugte Strom wird dabei von diesem Wechselrichter umgewandelt und in Ihr Hausnetz geleitet. Angeschlossen wird das Balkonkraftwerk also an eine gewöhnliche Schukosteckdose, die oftmals direkt in Reichweite ist. (Was Sie tun können, wenn keine Steckdose in der Nähe ist, bespreche ich in Kapitel 8, »Ein Balkonkraftwerk installieren«, wenn es um den Aufbau geht.)

In der Übersicht sieht das ganze Konstrukt also wie in Abbildung 1.3 aus.

Abbildung 1.3     Die Solarmodule werden an den Wechselrichter angeschlossen, dieser kommt dann an eine normale Steckdose Ihrer Wohnung.

Ein Balkonkraftwerk wird immer als fertig zusammengestelltes Komplettpaket angeboten. Alle darin enthaltenen Komponenten – die Solarmodule und der Wechselrichter, die Anschlussleitungen und Stecker zur Einspeisung in das Hausnetz – sind aufeinander abgestimmt und fertig konfektioniert. Im Normalfall wird Ihnen dieses Set in den zwei schon genannten Varianten, mit einer Leistung von 300 oder von 600 Watt, verkauft, also mit einem oder mit zwei Solarmodulen, die Sie dann an Ihrem Balkon anbringen können.

Leistung, Spannung und Strom

Redet man über Solarmodule, Balkonkraftwerke und den Stromverbrauch, fallen immer wieder einige Begriffe, die erst einmal erklärt werden müssen:

• Leistung und Watt: Ist die Menge an Energie, die in einer Zeiteinheit (meist Stunde, abgekürzt h) verbraucht oder erzeugt wird. Wird oft mit W abgekürzt. Ein Balkonkraftwerk erzeugt Energie, ein Kühlschrank verbraucht sie.

• Wp: Damit ist Watt Peak gemeint, also die Spitzenleistung, die ein Solarmodul bei optimaler Sonneneinstrahlung erreichen kann.

• Spannung und Volt: Die elektrische Spannung mit der Maßeinheit Volt oder abgekürzt V bezeichnet die elektrische Ladung in einem Stromkreis. Sie kennen diese Bezeichnung von Ihrer Steckdose, aus der 230 Volt Wechselspannung herauskommen.

• Strom und Ampere: Die elektrische Stromstärke wird mit der Maßeinheit A bezeichnet und gibt an, wie intensiv der Strom ist, der durch einen Leiter fließt. Sie kennen diese Bezeichnung von Sicherungen. In Ihrem Sicherungskasten sind wahrscheinlich 16-A-Sicherungen eingebaut.

• Verbrauch: Das ist ein Begriff, der in der Alltagssprache sehr schwammig verwendet wird. Ein Gerät hat immer eine gewisse Leistung, womit umgangssprachlich ausgedrückt werden soll, wie stark ein Gerät ist: »Meine Bohrmaschine hat 500 Watt.« Damit ist aber nicht gemeint, wie viel die Bohrmaschine verbraucht, denn der Verbrauch bezieht sich immer auf einen Zeitraum: Würde die Bohrmaschine eine Stunde lang durchgehend laufen, hätte sie einen Energiebedarf von 500 Wh.
  Ist etwas in Watt angegeben, ist dies der Momentanverbrauch. Wird der Verbrauch mit einer Zeiteinheit angegeben, dann ist damit der Energiebedarf gemeint. Hier wären es dann 500 Wattstunden (500 Wh).

Der Verbrauch wird in Wattstunden (Wh) oder Kilowattstunden (kWh) angegeben, wenn der Momentanverbrauch schwankt. Läuft beispielsweise eine Waschmaschine, muss das Reinigungsprogramm mal das Wasser erwärmen, mal die Trommel drehen, mal abpumpen – all dies benötigt unterschiedlich viel Strom und wird mehrmals pro Stunde gemacht. Deshalb wird aus dem Momentanverbrauch nicht klar, was über eine Stunde hinweg im Durchschnitt an Strom verbraucht wird. Aus dem Grund gibt der Hersteller des Geräts einen Durchschnittsverbrauch pro Stunde an, die Wattstunde.

1.1.1    Noch wichtiger als die Stromerzeugung: der Verbrauch

Ob Sie die große oder die kleine Variante des Balkonkraftwerks benötigen, hängt von Ihrem Verbrauch ab. Denn die Leistung eines Balkonkraftwerks soll so dimensioniert sein, dass Sie damit die ständig laufenden Geräte Ihres Haushalts beim Stromverbrauch unterstützen können. Und von diesen Geräten hat heutzutage jeder Haushalt genug: Kühlschränke und Gefriertruhen, eine Heizung im Winter, das Warmwasser, der Internetrouter. Andere Geräte laufen oft mehrere Stunden am Tag: der Computer,...

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 9.10.2023
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Mathematik / Informatik ► Informatik ► Netzwerke
• Themenwelt: Technik
• ISBN-10: 3-8362-9845-7 / 3836298457
• ISBN-13: 978-3-8362-9845-2 / 9783836298452