TGA Gebäudetechnik

TGA Ausgabe 07-2011
Autarke Eigenstromversorgung

Vorgeschmack auf die Grid Parity

Abb. 1 Haus ohne Stromanschluss: Die Helma Eigenheimbau AG, Lehrte, hat ein Einfamilienhaus (162 m² Wohnfläche) vorgestellt, das sich ohne Netzanschluss über eine Photovoltaik-Anlage und ein Akku-System autark mit elektrischer Energie v (Quelle: Helma)
Abb. 1 Haus ohne Stromanschluss: Die Helma Eigenheimbau AG, Lehrte, hat ein Einfamilienhaus (162 m² Wohnfläche) vorgestellt, das sich ohne Netzanschluss über eine Photovoltaik-Anlage und ein Akku-System autark mit elektrischer Energie versorgt. Beheizt wird das „EnergieAutarkeHaus“ weitgehend solar, ein geringer Restheizwärmebedarf wird mit Holz gedeckt Webcode 316495.

Während die Diskussion um das Für und Wider der Solarstromförderung kein Ende zu nehmen scheint, drängen – schneller als von vielen Experten erwartet – Konzepte auf den Markt, die Photovoltaik-Anlagen mit Batteriesystemen koppeln und die Eigen­tümer rund um die Uhr mit Solarstrom versorgen können. Damit begibt sich die Photovoltaik auf einen aussichtsreichen Weg, Häuser künftig kostengünstig und weitgehend autark mit Strom zu versorgen.

Es ist der 8. Juni 2011, 18.25 Uhr. Vor einer Viertelstunde ist mein Rückreisezug pünktlich in München, zum vierten Mal Gastgeber der weltweit größten Messe der Solarwirtschafft, gestartet. Die Fahrkarte ist bereits kontrolliert, die Zugbegleiterin bleibt bis zum Endbahnhof an Bord, mein Sitznachbar auf dem Fensterplatz steigt mit mir zusammen um. Gute Voraussetzungen ein wenig Schlaf nachzuholen, schließlich bin ich schon seit 3.00 Uhr auf den Beinen, habe mich ab 4.20 Uhr im Anreisezug zur Intersolar Europe durch einen Stapel Vorankündigungen der Aussteller gearbeitet und dann auf zahlreichen Ständen interessante Fachgespräche geführt…

„Ist dir klar was das bedeutet? Im klassischen Stromverkauf an Endkunden werden die Eigenheimbesitzer scharenweise abwandern!“ Aha, der Mann in der Sitzreihe mit Tisch vor mir war wohl auch auf der Intersolar. Er ist etwa Mitte fünfzig, komplett kahlgeschoren, trägt eine Hornbrille und einen piekfeinen dunklen Anzug. Sein Gegenüber ist etwa 15 Jahre jünger. Deutlich legerer gekleidet und mit Dreitagebart würde man eigentlich ihn für den Besucher der Intersolar halten. Krawatten schmücken dort auch nach der Entwicklung zur weltweiten Leitmesse nur eine Minderheit.

Dreitagebart: Nun mal der Reihe nach, dein Messebesuch war ja anscheinend ziemlich aufregend. Schade, dass ich dich nicht begleiten konnte. Darum verstehe ich ganz und gar nicht, was du mir sagen willst.

Hornbrille: Ich spreche von einem Wandel im Photovoltaikgeschäft auf Privatdächern. In der ersten Phase galt es, möglichst viel Dachfläche und Kapital für eine Photovoltaik-Anlage zur Verfügung zu stellen. Die Investoren konnten über die 20 Jahre gesicherte Stromvergütung eine ordentliche Rendite erzielen. Eine Photovoltaik-Anlage auf dem eigenen Dach war also in erster Linie eine Kapitalanlage.

Dann wurde im Sommer 2010 die gesetzlich geregelte Vergütung um ein neues Element erweitert. Wenn man einen Teil des selbst erzeugten Solarstroms auch gleich selbst verwendet, steigt langfristig die Wirtschaftlichkeit durch den verdrängten Haushaltsstrom. Für Anlagen die, bis zum 1. Januar 2012 in Betrieb gehen, kann sich der Anlagenbetreiber zurzeit den selbstgenutzten Strom zwischen 12,36 und 16,74 Ct/kWh vergüten lassen, bei der Volleinspeisung erhält er 28,74 Ct/kWh. Steigen die Strompreise, steigt bei diesem Modell die Rendite.

Dreitagebart: Aha, und ihr könnt bei diesem Vergütungsprinzip weniger Strom in Rechnung stellen. Gut für Betreiber der Photovoltaik-Anlage, schlecht für euch. Funktioniert die Selbstnutzung denn so ohne weiteres, die Sonne scheint ja nur am Tag?

Hornbrille: Stimmt genau. Angebot und Bedarf überlappen sich nur in einem begrenzten Umfang. Der Selbstnutzungsanteil ist auch abhängig von der Größe der Photovoltaik-Anlage. Die höhere Vergütung von 16,74 Ct/kWh gibt es für den Anteil des selbstgenutzten Stroms, der 30 % der im selben Jahr durch die Anlage erzeugten Strommenge übersteigt. Zwar können die Betreiber versuchen, Waschmaschine und Geschirrspüler hauptsächlich bei starker Sonneneinstrahlung zu benutzen, aber in einem ­typischen Haushalt fällt ein Großteil des gesamten Verbrauchs als Grundlast an: Diverse Netzteile für Telefone, Uhren, Radiowecker, elektrische Zahnbürsten, Router usw. In Deutschland entfallen allein 22 Mrd. kWh/a auf Stand-by-Verluste in Privathaushalten und Büros an. Das sind zwar „nur“ gut 30 W pro Bundesbürger, die summieren sich aber auf eine Kraftwerksleistung von 2,5 GW, das entspricht der addierten Nennleistung von Biblis A und Biblis B. Dazu kommt ein großer und steigender Anteil am Stromverbrauch für Unterhaltungselektronik. Die startet aber erst richtig durch, wenn die Sonne untergeht. Den Stromverbrauch für Kochen und Kühlen kann man schlecht verlagern.

Dreitagebart: Verstanden. Da ich den Verbrauch nur in begrenztem Umfang verlagern kann, muss ich also den Photovoltaikstrom speichern…

Hornbrille: Genau! Wir kommen jetzt in die dritte Phase des Photovoltaikgeschäfts auf Privatdächern. Die Solarstromanlagen werden nun mit einer Batterie kombiniert. Die Idee ist natürlich nicht neu, es fehlte aber bislang ein Durchbruch bei der Wirtschaftlichkeit. Offensichtlich hat aber die bessere Vergütung von selbst genutztem Solarstrom hier die Tür geöffnet. Nun geht es zunehmend darum, den Strombezug vom Energieversorger zu minimieren. Unser Kernprodukt Strom kommt damit unter Druck. Aus der Marktforschung wissen wir zudem, dass die Verbraucher einen anderen Wirtschaftlichkeitsmaßstab ansetzen, wenn sie mit einer Investition Unabhängigkeit gewinnen können.

Dreitagebart: Nie wieder eine Stromrechnung… Also dafür wäre ich auch zu haben! Aber ich kenne dich doch. Was unternehmt ihr dagegen?

Hornbrille: Da haben wir schlechte Karten. Die Entwicklung dezentraler Stromspeicher anzureizen, ist politisch erwünscht. Wir hatten immer gehofft, dass der Passus im Erneuerbare-Energien-Gesetz vornehmlich die Größe neuer Anlagen durch eine Renditemaximierung begrenzt. Nun bekommen wir schon jetzt einen Vorgeschmack auf die Grid Parity – wenn die Stromgestehungskosten mit einer Photovoltaik-Anlage dem Endkundenstrompreis entsprechen. Wer dann das notwendige Kapital hat, kann sich weitgehend bei uns abmelden. Ich erwarte, dass durch eine Verlängerung der Selbstnutzungsregelung die Nachfrage nach Batteriesystemen sehr schnell steigt und dann preismindernde Skalierungseffekte einsetzen. Vermutlich ist bereits etwas in Gang gesetzt worden, dass uns zwingt, das Geschäftsmodell mit Endkunden neu auszurichten. Er ist schon verrückt: Vielleicht lassen wir uns demnächst nicht mehr für die Stromlieferung bezahlen, sondern für die Bereitstellung einer Photovoltaik-Anlage mit Stromspeicher.

Dreitagebart: Und bei den jetzt verfügbaren Batteriesystemen – brauche ich dann gar keinen Stromanschluss mehr?

Hornbrille: Technisch ist das möglich, aber noch zu teuer. Mit den Konzepten mit wirtschaftlichem Anspruch lassen sich aber acht bis neun Monate ohne externen Strombezug mit ein wenig Disziplin erreichen. Nur bei ungünstigen Konstellationen wird dann eine kleine Menge aus dem Netz zugespeist. Zudem gibt es im Sommer eine Überproduktion, die die Investoren ins Netz speisen wollen. Geworben wird mit bis zu 80 % Eigenstromnutzung. Und für einen Gänsebraten an einem verhangenen ersten Weihnachtsfeiertag sind die Batteriespeicher auch nicht ausgelegt.

Dreitagebart: Was darf ich mir eigentlich unter einem Batteriespeicher vorstellen?

Hornbrille: Für Kleinanlagen haben industriell gefertigte Plug-and-Play-Systeme, an die nur noch die Photovoltaikmodule, die Stromanlage des Kunden und der Bezugs- und Einspeisezähler angeschlossen werden müssen, die größte Marktchance. Solar- und Batteriewechselrichter, Energiemanagement und ggf. auch der Eigenstromzähler sowie der Batteriespeicher befinden sich dann in ein oder zwei innen aufgestellten Gehäusen, zusammen sind sie etwa so groß wie ein Standkühlschrank.

Zurzeit gibt es zwei unterschiedliche Akku-Techniken. Relativ preisgünstig sind Blei-Gel-Akkus, die Lebensdauer wird auf acht Jahre geschätzt, wenn man nur etwa 30 bis 40 % der Kapazität nutzt. Bezüglich Lebensdauer, Selbstentladung und Zyklenwirkungsgrad erreichen Lithium-Ionen-Akkus deutlich bessere Werte, sind aber auch deutlich teurer. Allerdings besteht hier auch das größte Kostensenkungspotenzial. Bei einem Wirtschaftlichkeitsvergleich muss man spitz rechnen, da ein ungünstigerer Wirkungsgrad durch die EEG-Vergütungsregelungen gedämpft wird. Die Kommunikation der Anbieter gegenüber den Fachzielgruppen übt sich jedenfalls schon im Technologiestreit, einige haben ihr System für beide Varianten konzipiert.

Schon bald dürfte ein Preiskampf entstehen. E3/DC, mehrheitsbeteiligte Tochter des Energieversorgers EWE, hat für ihr System Energy Storage S10 mit integriertem Solarwechselrichter und Batteriewechselrichter in einer DC-Kopplung, Energiemanagement und Hausnetzmessung sowie einem 5,4-kWh-Lithium-Ionen-Akku einen vorläufigen Endkundenpreis von 6096 Euro zuzüglich Installationskosten angekündigt. Von Conergy wurde für einen ähnlichen Aufbau mit einem 8,8-kWh-Lithium-Ionen-Akku ein voraussichtlicher Preis von 15000 Euro genannt.

Dreitagebart: Was sagen eigentlich deine Erdgas-Kollegen zu diesen Entwicklungen? Hornbrille: Ach, die denken ganz pragmatisch. Die Gaskunden können ihr Geld auch nur einmal investieren. Und ein alter Gaskessel ist gut fürs momentane Geschäft. Hat der Kunde die Wahl, wird er sich wohl eher von der Stromrechnung befreien, als die Heizung vorzeitig zu modernisieren.

Dreitagebart: Übrigens, letzte Woche habe mir eine Strom erzeugende Heizung mit Stirlingmotor vorrechnen lassen. Die Wirtschaftlichkeit hat mich aber nicht überzeugt. Erst bei einem unrealistisch hohen Eigenstromverbrauch wurde das Konzept attraktiv. Sag mal, warum werden eigentlich die Mikro-BHKWs nicht mit Batteriesystemen kombiniert? Und wäre es nicht sinnvoll, die Photovoltaik-Anlage und die Strom erzeugende Heizung in der Batterie zusammenzuführen…

„Entschuldigung, ich würde sie ja schlafen lassen, aber müssen Sie nicht auch in Göttingen umsteigen?“ Freundlich lächelt mich mein Sitznachbar an und bittet mich ihn vorbeizulassen. Nur geträumt? Auch auf der Sitzreihe mit Tisch vor mir macht eine Mutter sich und ihre drei Kinder ausstiegsfertig. Jochen Vorländer

Mehr Infos zum Thema im TGAdossier Photovoltaik: Webcode 975

  • Abb. 2 Bernd Sauter, Geschäftsführer und Firmengründer von Azur Solar mit dem Eigenstrom­system Independa. Das System wird mit einem Energiemanager zur Regelung des gesamten ­Energieflusses für eine Photovoltaikleistung von 1,5 bis 8,5 kW angeboten. Als Solarspeicher favorisiert Azur Solar einen Blei-Gel-Akku und sichert Kunden eine Nutzungsdauer von acht Jahren mit einem Vollwartungsvertrag ab. Das System kann aber auch mit anderen Akku-Systemen ausgerüstet werden. Azur Solar will bis Ende 2011 über 1000 Independa-Systeme verkaufen.
  • Abb. 4 Conergy Sonnenspeicher mit 8,8 kWh, erweiterbar auf 13,2 kWh Speicherkapazität. Conergy setzt mit den Argumenten Langlebigkeit und maximaler Wirkungsgrad auf einen Lithium-Ionen-Speicher, der auf 7000 Vollzyklen ausgelegt ist, was in einem typischen Haushalt einer Nutzungsdauer von rund 20 Jahren entspricht. Zusammen mit dem integrierten Wechselrichter soll der Systemwirkungsgrad 85 % erreichen.
  • Abb. 5 E3/DC hat sein Energy-Storage-System S10 zur Intersolar als das „erste für den Endkunden wirtschaftlich darstellbare Hausstromkraftwerk in Industrietechnik“ vorgestellt. S10 basiert auf einem 5,4-kWh-Lithium-Ionen-Akku (erweiterbar auf 9 kWh) mit einer Lebensdauer von 20 Jahren. Technischer Kern ist die Verschmelzung von Solarwechselrichter und Batteriewechselrichter in einer DC-Kopplung. Als vorläufigen Endkundenpreis gibt E3/DC 6096 Euro zzgl. Installationskosten an. Die Serienfertigung soll im Dezember 2011 starten.
Azur Solar
Conergy
E3/DC
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