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In der Absicht, den Strombedarf eines Fahrzeuges über
solar erzeugte Energie zu decken, wurde eine Photovoltaik(PV)-Anlage
auf dem Dach meines Einfamilienhauses installiert. Dabei standen
zwei Verfahren zur Wahl :
In unserem dichtbesiedelten Land
mit seiner ausgeprägten Infrastruktur für elektrische
Energie hat Autonomie eigentlich wenig Sinn. Die netzgekoppelte
PV-Anlage, inzwischen auch von den EVUs unterstützt,
bietet dagegen den Vorteil eines Synergieeffektes, der schließlich
allen vernetzten Systemen innewohnt. So findet Stromproduktion
und -verbrauch der solaren Energie im gegenseitigen Interesse
statt. Auf lokale Speicherung der Energie kann verzichtet
werden, die Versorgungssicherheit und der wirtschaftliche
Nutzen sind optimiert. Es wurde eine PV-Anlage im Netzverbund
installiert (Bild 4).
Sie besteht aus folgenden Komponenten:
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Solargenerator
Typ M75 Siemens-Solar, 21 Stück, monokristallin,
Gesamtfläche F = 8,45 m2
Spitzenleistung PMPP= 1,008 kWp
Wirkungsgrad h = 11,93 % (Zellenwirkungsgrad 15%)
Wechselrichter
Typ PV-WR 1500, SMA-Regelsysteme GmbH
Nennleistung Pn = 1,5 kW
Spitzenleistung Pp = 2,5 kW
Wirkungsgrad h = 90 % für P> 1/4 Pn
Der Wechselrichter erfüllt die Anschlußbedingungen
der EVUs.
Meßeinrichtung
Solarstromzähler:von PV-Anlage erzeugte Energie
Entnahmezähler: für die aus dem öffentlichen
Netz entnommene Energie
Einspeisezähler: für die in das öffentliche
Netz eingespeiste Energie
Entnahme- und Einspeisezähler sind jeweils mit einer
Rücklaufsperre versehen.
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Zur Abschätzung des Energieertrages
der PV-Anlage wird auf die Untersuchungsergebnisse des Meteorologischen
Observatoriums Hamburg (Deutscher Wetterdienst) zurückgegriffen
(siehe [1]). Es liegen Meßdaten über 24 Jahre (1966
- 1989) vor. Aufgezeichnet wurde die diffuse Strahlung (abgeschattete
Sonnenscheibe) und die direkte Strahlung. Die Globalstrahlung
ist die Summe aus diffuser und direkter Strahlung. Die monatlichen
Mittelwerte über 24 Jahre sind in Bild 5 dargestellt. Es
zeigt die jahreszeitabhängige Solarstrahlung auf eine horizontale
Fläche.
Aus diesen gemessenen
Werten läßt sich mit Hilfe der Winkelfunktionen
die Einstrahlung auf eine beliebig ausgerichtete Fläche
ermitteln. Hierzu müssen allerdings entsprechende Annahmen
über die Verteilung der diffusen Strahlung über
die Himmelskugel und das Reflexionsverhalten des Erdbodens
getroffen werden. In Bild 6 ist die jährliche Globalstrahlung
auf eine geneigte Fläche dargestellt.
Die PV-Anlage
ist nach Süden mit einer Abweichung von 15° Ost ausgerichtet
und besitzt eine Neigung von 23°. Damit liegt die Globalstrahlung
in der Nähe der maximalen Einstrahlung von Gmax = 1040
kWh/m2 anno. Bei der Abschätzung des Jahresertrages wird
ausgegangen von
G = 1000 kWh/m2
anno
F = 8,45 m2
h = 11,93 % für Solarmodule
h = 90 % für Wechselrichter
Der jährliche Ertrag wird also auf ca. 900 kWh/anno geschätzt.
Die PV-Anlage wurde im Rahmen des
"Bund-Länder-1000-Dächer-Photovoltaik-Programms"
installiert. Die grundsätzliche Absicht besteht darin,
mindestens soviel Energie zu erzeugen, wie für den Betrieb
eines Solarmobils erforderlich ist. Darüber hinaus wurden
Maßnahmen zur Energieeinsparung im allgemeinen Haushalt
in die Wege geleitet, z.B.
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Einsatz von Stromsparlampen
– Waschmaschine mit Warmwasseranschluß
– Hochisolierte Gefriertruhe
– Betriebszeitreduzierung der Umwälzpumpe
für die Fußbodenheizung auf 2/9
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Die Anlage ist seit November 1991 in Betrieb.
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entkoppeltes System, bei dem die Energiespeicherung lokal
in