Stromverbrauch messen und steuern - Frauenhofer-Projekt

Es wird Technik zur zentralen Messung des eigenen Stromverbrauchs sowie zur Steuerung von Stromverbrauchern beschrieben.

U.a. wird ein Geschäftsmodell gesucht, private Stromverbraucher zu Genossenschaften zusammenzuschließen und Regelenergie zu vermarkten.

http://www.itwm.fraunhofer.de/fileadmin/ITWM-Media/Zentral/Pdf/Berichte_ITWM/2011/bericht_200.pdf

Solarlog: S0-Schnittstelle geht periodisch offline

Die ganze Komplexität der Stromverbrauchsmessung wird sehr schön in diese Blog beschrieben:
http://sebastians-blog.wangnick.de/index.php?/archives/2-Solaranlage-und-Eigenstromverbrauch.html

Er hat eine Erklärung, warum der Solarlog periodisch offline geht:
Andersherum soll der Solarlog angeblich bei weniger als einem Impuls pro Minute den S0-Eingang abschalten. Ein Impuls pro Minute entspricht (bei 1000 Impulses pro kWh) 60W. Passt auch bei uns (unser Grundverbrauch liegt über 60W), könnte für andere aber etwas knapp sein.

Das erklärt mein Problem nicht, warum das Gerät fast immer offline ist. Wenn das die Erklärung ist, so ist der Schwellwert > 60 Watt:

25.12.11 15:54:00 - 15:54:140 - Power
25.12.11 15:47:45 - 15:53:59255 - Offline
25.12.11 15:46:45 - 15:47:440 - Power
25.12.11 15:46:00 - 15:46:44255 - Offline
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25.12.11 15:29:45 - 15:45:44255 - Offline
25.12.11 15:28:30 - 15:29:440 - Power
25.12.11 15:28:15 - 15:28:29255 - Offline
25.12.11 15:28:00 - 15:28:140 - Power
25.12.11 15:00:45 - 15:27:59255 - Offline
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25.12.11 14:48:45 - 14:59:29255 - Offline
25.12.11 14:47:45 - 14:48:440 - Power
25.12.11 14:47:30 - 14:47:44255 - Offline
25.12.11 14:47:15 - 14:47:290 - Power

Persönliche Energiebilanz - Prognose 2012

Nachdem ich jetzt meinen PV-Strom nicht mehr komplett einspeise sondern auch selbst nutze, reduziert sich mein Strombezug deutlich und die Struktur der Energieflüsse verändern sich gegenüber 2010: http://energiethemen.blogspot.com/2011/11/personliche-energiebilanz.html

Zudem braucht das neue Auto weniger Sprit und wir fahren seit diesem Jahr weniger.

So dürfte es 2012 aussehen:

Monitoring des Stromverbrauchs

Seit dem 2.12. habe ich einen Stromzähler mit S0-Schnittstelle. Mit meinem neuen Solarlog 200 will ich Stromerzeugung und Stromverbrauch auswerten und überwachen. Leider gibt es noch technische Probleme, die von Inek Solar in den nächsten Wochen wohl gelöst werden.

Jetzt bin ich Dank Ralph auf eine sehr interessante, einfache, leistungsfähige und kostengünstige Lösung zur Überwachung von Stromverbrauch und Gasverbrauch gestoßen:

• http://www.co-met.info/Ethernet-Gateway-COM-1-co.met
• http://www.edl-cockpit.com/
• http://www.co-met.info/datenlogger-fuer-stromzaehler-co.met
• http://www.ebay.de/itm/IP-Gateway-COM-1-iPhone-App-Strom-Cockpit-/260828093050?pt=Software&hash=item3cba90da7a#ht_952wt_1153

Und eine iPhone-App gibt es gleich mit dazu.

Photovoltaik tötet Solarthermie

Unter dieser Headline titel die aktuelle Ausgabe von Photon: http://www.photon.de/photon/photon_2011-11.htm

Begründung: mit zukünftig weniger als 24 Cent erzeugt die PV mit einer Wärmepumpe die Wärme billiger als Sonnenkollektoren.

Also 24 Cent / 3 (Wärmepumpenfaktor) = 8 Cent pro KWH Wärme.

Beine Solarthermieanlage erzeugt die Wärme mit rund 10-12 Cent pro KWH (Aufgrund der Anschaffungskosten).

Zudem wir PV-Strom jedes Jahr günstiger während Solarthermie keinen vergleichbaren Preisverfall hat. Bei der Solarthermie geht im Sommer viel Energie verloren, weil sie nicht benötigt wird. Die PV-Anlage kann dann den Überschuss einspeisen.

Grundsätzlich ist die Argumentation richtig. Es wurden aber wichtige Argumente vergessen:

• Der PV-Strom hat die Grid-Parität quasi erreicht und wird daher nicht mehr günstiger
• Auch die PV-Anlage mit Wärmepumpe hat das Problem, dass wenn im Winter viel Wärme benötigt wird, der Strom dafür nicht bereitsteht.
• PV-Anlage + Wärmepumpe erzeugt keine Wärme. Es müssen zusätzlich Erdbohrung für Erdwärme oder ein Erdkollektor gebaut werden. Oder aber ein Luft-Wärmetauscher, der im Winter aber extrem ineffizient ist, wenn die Außertemperatur unter 0 Grad ist

Persönliche Energiebilanz

Inspiriert durch die Energieflussbilder für Deutschland, habe ich mal ein persönliches Energieflussbild erstellt. Es ist leider ein großer Fehler enthalten: Bei der Bahn habe ich den Primärenergieverbrauch mit der genutzten Energie verwechselt. Daher sind die Verbrauchswerte der Bahn um den Faktor 3 zu groß eingezeichnet. Für die Prognose 2012 habe ich die Werte der Bahn korrigiert.

Verwendete Software: http://www.e-sankey.com/de/download/

AG Energiebilanzen

Sehr informative Darstellung der Energiegewinnung und des Energieverbrauchs in Deutschland

http://www.ag-energiebilanzen.de

Insbesondere die Energieflussbilder und die Berichte über aktuelle Trends.

Das Energieflussbild ist übrigens ein Sankey-Diagramm

Die Diagramme auf ag-energiebilanzen.de wurden offenbar mit e-sankey erstellt. Hier ein Demo-Video: http://www.e-sankey.com/de/demos-screenshots/

Es gibt eine 30 Tage Testversion.

Schöne Beispiele gibt es unter: http://www.sankey-diagrams.com/

Dort ist auch ein Auflistung passender Software: http://www.sankey-diagrams.com/sankey-diagram-software/

Freeware Excel-Macro zur für Sankey-Diagramme: Sankey Helper.

Mit Visio geht das sogar ohne Zusatzsoftware: Logistik-Wissen.com

Heizung mit 100% Solarenergie?

Ein Sonnenkollektor liefert im Sommer erheblich viel mehr Energie, als man für Warmwasser und Heizung benötigt. Im Winter liefert er jedoch nur einen winzigen Bruchteil der benötigten Warmwasser- und Heizungsenergie.

Es wäre daher naheliegend, die Wärmeenergie im Sommer in Wassertanks für den Winter zu speichern.

Mein Haus hat ein Jahreswärmeenergiebedarf von 1600 m3 Gas, d.h. 17'000 KWH, d.h. 61.200 MJ (Mega Joule). Wieviel Wasser benötige ich, um diese Energiemenge zu speichern?

Variante 1: Wärmeisolierten Wassertank im Sommer aufheizen

Der Sonnenkollektor kann dass Wasser auf ca. 80 Grad aufheizen. Mit einer Wärmepumpe kann man die Energie bis 5 Grad herausziehen. D.h. 75 Kelvin Differenz.

Pro Kelvin speichert 1 m3 Wasser 4.2 MJ.

Daraus ergibt sich eine benötigte Energiemenge von 194 m3.

D.h. grob eine Größe von 10*10*2 Metern, d.h. es verschlingt den ganzen Keller.

Variante 2: Wassertank im Garten vergraben und im Winter einfrieren um die Schmelzenergie zu entziehen

Die Idee stammt aus einem Beitrag der Sendung Galileo.

Die Schmelzwärme von einem m3 Eis beträgt rund 334 MJ.

Zusätzlich kann man die Wärmeenergie des Wassers nutzen. Bei einem Tank im Erdreich kann man eine Temperaturdifferenz von 20 Grad bis 0 Grad nutzen. D.h. 20 Kelvin mit 84 MJ pro m3.

Zusammen ergibt sich eine Speicherung von 418 MJ pro m3.

Für den Jahresenergiebedarf ergibt sich damit eine Speichergröße von 146 m3.

Vergleich von Variante 1 und 2:

Das ist weniger als Variante 1 aber immer noch sehr viel.

Ein Vorteil der Variante 2 ist, dass sich die 20 Grad (oder 15 Grad) im Erdreich beliebig lange speichern lassen während man bei der Vorhaltung von 80 Grad über mehrere Monate mit Verlusten rechnen muss. Allerdings muss bei Variante 2 mehr Energie für die Wärmepumpe aufgewendet werden als bei Variante 1. Dies ist in der Rechnung nicht berücksichtigt.

Fazit:

Keine der beiden Varianten sind für den benötigten Jahresenergiebedarf wirklich praktikabel.

Man müsste also zunächst durch Wärmedämmung den Jahresenergiebedarf deutlich senken.

Variante 2 bietet die Möglichkeit, auch in den Wintermonaten (erhebliche?) Energiemengen vom Sonnenkollektor in den Pufferspeicher einzuspeisen. Bei einer konstanten Schmelz/Gefriertemperatur von 0 Grad kann der Sonnenkollektor auf dem Dach z.B. bei 5 Grad Außentemperatur und starker Bewölkung Energie in den 5 Grad kälteren Erdspeicher einspeisen. In der Übergangszeit kann die Wärmepumpe den Wärmebedarf direkt dem Dachkollektor entnehmen anstatt den Erdspeicher zu belasten. D.h. es muss nicht der gesamte Jahresenergiebedarf gespeichert werden können.

Vermutlich kann man damit die Speichergröße um 30-50% reduzieren.

Nach einer Reduzierung des Wärmebedarfs um 50% käme man dann vielleicht auf 40-50 m3, was aber immer noch riesig ist.

Also müsste man wohl eine konventionelle Heizung zusätzlich bereithalten, oder von vorne herein ein Niedrigenergiehaus bauen.