Programm: Berechnung kostenoptimaler (Halb-)Insel

  • Moin allerseits,


    es ging mir in den letzten Monaten immer mal wieder ziemlich auf den Keks, dass bei Anfragen von Neulingen fast reflexhaft geantwortet wurde: „Pack dir knapp unter 10 kWp aufs Dach und speise ein! Damit hast du die besten Ertragsaussichten.“ Meine Überlegungen haben mich aber dahin geführt, dass genau das finanziell nicht optimal ist, zumindest nicht für den zukünftigen Anlagenbesitzer.


    Wenn Aussage gegen Aussage steht, dann fällt es schwer, eine Entscheidung zu treffen. Was ich brauchte waren mathematische Beweise! Kürzlich ging mir eine Argumentation derartig auf den S..., dass ich beschloss Beweise zu liefern. Einige Wochenenden später ist jetzt das vorläufige Ergebnis da: Ein Programm, mit dem man eine (fast) optimale Auslegung einer Halbinsel berechnen kann. Dieses Programm ist Freeware; jeder darf es nutzen, irgendwo anders einbauen, verkaufen oder was auch immer. Ich verdiene also nichts daran und ich will auch keine 'donations'.


    Der Grundgedanke ist, dass zunächst eine Anlage berechnet wird, die im ertragsstärksten Monat eine Vollversorgung ermöglicht. Das garantiert, dass jede kWh, die von der Anlage erzeugt wird, auch selber verbraucht wird; die Komponenten werden also optimal genutzt. Ein Nebeneffekt ist, dass nicht eine einzige kWh eingespeist wird. Jetzt werden sicherlich einige sagen, dass sie doch mit dem Überschuss im Sommer das Geld verdienen, damit sich die Anlage überhaupt lohnt. Dem setze ich entgegen, dass man mit einer optimierten Eigenverbrauchsanlage ungefähr dreimal mehr Geld sparen kann, als man mit einer Einspeiseanlage verdienen kann. Wenn man die Einkommensteuer mit einrechnet, liegt der Vorteil wahrscheinlich eher bei 5:1. Den Beweis kann man jetzt downloaden und selber überprüfen! Genau genommen mache ich diesen Post, damit man das macht.


    Da die Kosten für den Netzbezug im Allgemeinen höher sind als die Kosten der Eigenproduktion, kann man durch die Vergrößerung der Anlage teuren Netzstrom verdrängen und durch Eigenverbrauch ersetzen. Wird die Anlage dadurch so groß, dass man sie nicht mehr voll nutzen kann, dann steigt der Preis für die selbst genutzte kWh wieder. Im zweiten Schritt sucht das Programm deshalb das finanzielle Optimum zwischen der kleinsten sinnvollen Anlage und einer gerade eben überdimensionierten Anlage. Das Optimum ist definiert als der kleinste Preis pro kWh aus dem Strommix Direktverbrauch, Batteriebezug und Netzbezug (wobei man bei einer Insel statt Netz halt einen Generator hat).


    Aktuell kann man das Programm als Sourcecode in C oder als Executable für Windows von meiner Homepage downloaden (natürlich sind eine ausführliche Beschreibung sowie Beispieldatensätze dabei). Einfach auf http://www.jdhenning.de/OptimInsel gehen und die Dateien herunter laden.


    Da es keine fehlerfreien Programme gibt, sondern sich nur der Zeitraum zwischen dem Erkennen von zwei Fehlern exponentiell verlängert, bitte ich um Mithilfe. Um das Programm zu verstehen muss man kein C-Freak sein; jeder, der irgendeine Programmiersprache beherrscht, sollte das Programm verstehen können, denn es ist umfangreich kommentiert.


    Kommentare wie „Da stimmt was nicht“ sind vielleicht nett gemeint, helfen mir aber nicht wirklich weiter. Wer kann, möge den Fehler bitte so gut wie möglich eingrenzen (punktgenau per Debugger wäre natürlich absolut super). Lösungsvorschläge für die Beseitigung von Fehlern akzeptiere ich mit Handkuss (falls jemand das Geschlabber mag).


    Ich hatte schon mal mit Pezibaer gemailt und das Programm könnte, so es denn Anklang findet, eine Heimstatt im Batterie/Insel-Wiki finden. Ich glaube, dort hätte es auf lange Sicht den größten Nutzen.


    Abschließend noch eine Anmerkung: So dimensionierte Halbinseln wirken direkt und ohne zentrale Steuerung netzstabilisierend. Wenn die Einspeiseanlagen sehr viel Energie ins Netz einspeisen, dann reduzieren die optimierten Halbinseln ihren Verbrauch um den gleichen Prozentsatz. Wenn es also von den kWh her genauso viele optimierte Halbinseln wie Einspeiseanlagen gibt, dann sind die Auswirkung auf das Netz neutral! Viel sparen und der Gemeinschaft sehr dienlich sein, mehr kann man doch wohl nicht erwarten!

    Unser Kopf ist rund, damit das Denken die Richtung wechseln kann (Francis Picabia)

  • Endlich! :danke:
    Damit kann jeder nun selber nachrechnen und vergleichen .
    Was zumindest Selberbauer schon immer wussten.(Halb)Insel lohnt wenn so knapp wie möglich dimensioniert :mrgreen:
    Das seltsame ist ja auch das sämmtliche Berechnungsprogramme für Einpeiseanlagen durch die Bank
    jetzt schon kleine Anlagen in der Armortisation größere schlagen weil eben der direktverbrauchanteil
    steigt und der Kapitaleinsatz niedriger ist.Hier muß der waschechte Einspeiseanlagensolateur sich an die eigene
    Nase fassen denn die argumentation da verdient nur der Solateur gilt auch bei ihm.Warum 10kwp anlage wenn diese zu
    groß für den Kunden bzw.in der armortisationszeit nachteiliger.Einen Hinweis darauf gibts dann auch nicht unbedingt
    denn an 10Kwp hat der Handwerker ein paar € mehr.

    PIP 2424HS an 750Wp 3xShinsung Black Mono250 +1,5Kwp (6xShinsung Black Mono250)
    an FPS 100/50 an Bluebatt 24v 465Ah

    EA Sun ISolar SMV III 3K

    EA Sun SP 3K-24
    Siliken 3,3i 3,25Kwp 13xShinsung Black Mono 250
    VW T4 mit Evective 2000w + Varta 110Ah +0Wp

  • @JD .. Sorry habs mir bislang nicht wirklich ansehen können weil ich noch im Urlaub bin... Nur schnell vom drüber gucken ein kurze Statmenent,weil ich grad den Laptopangeworfen hab. Das was ich dir eh schon geschrieben hab, wenn du willst das man das wirklich benutzt setz das bitte in ein Excel Sheet oder Webinterface um.. Weil alles andere ist meines Erachtens nacht einfach zu abschreckend für die meisten.


    Zum Berechnung an sich..Prinzipiell scherst du das hie viel zu einfach für eine Berechnung über den Kam.. Grundlegenden das man hier einer Berechnung machen kann spielen hier noch wesentlich andere Faktoren mit ein um überhaupt mal auf einen Deckungsgrad zu kommen die auch individuell komplett unterschiedliche im bezug auf die Nutzung zu betrachten und bewerten sind.. Wie z.B die notwendige mindest Batteriegröße wie auch die Richtige Batterie.. .. wie auch man hier explizit aufpassen muß was man überhaupt für eine Ganzjahresdeckung der Batterie vorallem auch in den Wintermonaten zumten kann im Bezug auf den Entladegrad wie auch Teilladungen..wie auch braucht man da eigentlich ein Lastprofil für eine "Halbinsel" da... Dann kommen noch Punkte dazu wie die allgemeine Lebensdauer der Batterie und der restlichen Komponenten und auch notwendige Reinvestitionen... Ohne das wird das alles Ergebnis verzerrend


    Als Basis für den Laien würde ich für den Deckungsgrad immer PV Gis (Inselauslegung) heranziehen.. das funktioniert nicht schlecht, und hab ich auch schon öfters nachgerechnet und stimmt eigentlich ganz gut mit meinen Berchnung überein. Die optimum Inselergibt sich nicht rein "nur" auf die Anschaffungskosten sondern sind ein Resultat der Kombination von allen Komponenten damit man überhaupt einen Anhaltspunkt hat.


    Wie immer als rein Konstruktive Kritik zu sehen du hast dir hier ja viel arbeit angetan ich widmemich dann jetzt am letzten Abend dann wieder meinem letzten Urlaubsbier :)


    lg Pezi

    Wohnhaus 100% OFFGRIDInsel: 13,47kwp,5xMppt,BMV700,CCGX,2xMultiplus 5000, OPzS/PzS => 4150Ah/c100/48V
    TeichInsel: 930wp, 2xVictron Mppt 100/15, BMV600, SolarixPI 1100, 400Ah/OPzS 24V

    100% PVInsel Liveview | SDM630 Logger | INSEL WIKI

    "Denn auch eine Beziehung muss wie eine Insel sein. Man muss sie nehmen, wie sie ist, in ihrer Begrenzung - eine Insel, umgeben von der wechselvollen Unbeständigkeit des Meeres, immer während vom Steigen und Fallen der Gezeiten berührt." Anne Lindbergh

  • Ich war auch ein wenig überrascht von einigen Konsequenzen (so mein Programm denn halbwegs korrekt rechnet). Die erste Überraschung war, dass sich eine Anlage um so schneller rechnet, je mehr man die Batterie nicht wie ein rohes Ei behandelt, sondern sie knechtet. Dass es finanziell sinnvoll ist, die Batterie durch intensive Nutzung möglichst schnell zum Recyclinghof zu bringen (oder als Metallzuschlag den Warenwert zurück zu bekommen), habe ich bisher in keinem Beitrag im Forum gefunden.


    Die zweite große Überraschung war für mich, dass bei Eigenverbrauch unverschattete Südwände finanziell fast so ertragreich sind, wie angeblich optimal ausgerichtete Dachflächen. Es gibt also bei der Anlagenplanung enorme Unterschiede (nicht nur finanziell), ob man einspeisen will oder ob man möglichst viel solare Energie für sich selbst nutzen möchte.


    @Pezi
    In der neuen Version mit den Eingabedaten in einer Datei ist es zwar immer noch abschreckend, ist aber nicht mehr ganz so schlimm. Es ist angedacht, später einen GUI-Frontend zu machen, dann wäre das Problem auch geklärt. Jetzt geht es mir eigentlich mehr darum, ob die Umsetzung (Berechnung) nahe genug an der Realität ist. Oder populistisch ausgedrückt: Machen Halbinseln finanziell einen Sinn? Ich hoffe es mit meinem Programm zu beweisen.


    Das Programm ist auch definitiv nicht als professionelles Auslegungsprogramm gedacht (wie du schreibst bleiben viele Aspekte bleiben außen vor; die Frage ist, ob sie für eine Grundsatzentscheidung relevant sind; genau das möchte ich ja diskutieren). Falls jemand keine Lust hat einzuspeisen (warum auch immer), dann soll er sich zumindest ungefähr ausrechnen können, wie sich das finaziell auswirkt. Ich meine positiv; QED (was zu beweisen wäre).

    Unser Kopf ist rund, damit das Denken die Richtung wechseln kann (Francis Picabia)

  • @TE also dein Programm funktioniert bei mir nicht, beim Aufruf passiert rein garnix


    Übrigens was ist kostenoptimal?
    Hollst dir Akkus vom Schrottplatz kannst momentan mindestens 2/3 deines Verbrauchs generieren,
    Also Akkus kosten schon mal nix.
    Dann noch einen China-PIP wo ich mir für die nächste Anlage noch einen hole ....
    Na jedenfalls die neue Abrechnung vom VNB hat die "Chefin" sehr froh gestimmt :hab nun freie Hand mrgreen: :mrgreen::mrgreen::mrgreen:

  • Zitat von Murray

    @TE also dein Programm funktioniert bei mir nicht, beim Aufruf passiert rein garnix


    Falls rein gar nichts funktioniert mit dem Programm, das für 32-Bit-Windows kompiliert wurde, dann schmeiss mal deinen C-Compiler an. Spätestens dann sollte es funktionieren; vielleicht hast du nur vergessen, die Datei mit den Eingabedaten in das gleiche Verzeichnis zu kopiern; dann kann nichts passieren.


    Zitat von Murray

    Übrigens was ist kostenoptimal?


    Ist zwar in der Doku beschrieben, aber für dich noch einmal: Geringste Kosten pro kWh, die verbraucht wird (also über den gesamten Strommix).


    Zitat von Murray

    Hollst dir Akkus vom Schrottplatz kannst momentan mindestens 2/3 deines Verbrauchs generieren,
    Also Akkus kosten schon mal nix.


    Da hast du nicht ganz Unrecht, aber es gibt schon genug Leute, die sich fragen, wie oft denn eine normale Bleibatterie pro Jahr explodiert. Denen wird man kaum nahe legen können, dass sie mit Batterien vom Schrottplatz sicherer leben könnten. Auf der anderen Seite ist das Programm ja so ausgelegt, dass man die Batteriekosten und die noch möglichen Zyklen eintragen kann. Also wären auch deine Bedürfnisse von dem Programm abgedeckt.

    Unser Kopf ist rund, damit das Denken die Richtung wechseln kann (Francis Picabia)

  • Zitat von jdhenning

    Da es keine fehlerfreien Programme gibt, sondern sich nur der Zeitraum zwischen dem Erkennen von zwei Fehlern exponentiell verlängert, bitte ich um Mithilfe. Um das Programm zu verstehen muss man kein C-Freak sein; jeder, der irgendeine Programmiersprache beherrscht, sollte das Programm verstehen können, denn es ist umfangreich kommentiert.


    Kommentare wie „Da stimmt was nicht“ sind vielleicht nett gemeint, helfen mir aber nicht wirklich weiter. Wer kann, möge den Fehler bitte so gut wie möglich eingrenzen


    Zitat

    Verbr. Jan. Feb. Mar. Apr. Mai Juni Juli Aug. Sep. Okt. Nov. Dez.
    kWh/d 11.60 12.20 10.80 9.20 7.60 7.40 7.60 7.70 8.60 9.30 10.10 11.00


    Vielleicht die Einheit eintragen


    Zitat

    Wechselrichter inkl. Verkabelung = 300.00 Euro pro kWh


    Muss wohl kW heißen


    Zitat

    Laderegler inkl. Verkabelung = 1800.00 Euro pro kWh


    dto.


    Gibt so nach meiner ersten Durchsicht vielleicht noch logische Fehler aber die möchte ich erst verifizieren.

    PV, BHKW, Speicher ecoBATT, Bilanzpunktregler ecoBPR, Wallbox ecoLOAD, Renault ZOE
    Rechnen hilft. Bleistift, Papier und Taschenrechner und man wird sich über einige Ergebnisse wundern
    Oscar Perdok GmbH - Gildeweg 14 - 46562 Voerde PV, Wallboxe und mehr

  • Zitat von Murray

    @TE also dein Programm funktioniert bei mir nicht, beim Aufruf passiert rein garnix


    Das ist ein Kommandozeilenprogramm ohne GUI (sozusagen DOS-Ebene, nicht Windows), alles in ein Verzeichniss und dann von der Kommandozeile aus starten.


    Zitat von jdhenning

    Was ich brauchte waren mathematische Beweise! Kürzlich ging mir eine Argumentation derartig auf den S..., dass ich beschloss Beweise zu liefern.


    Gratuliere :wink:
    Eine wahre Meisterleistung :!:


    Du hast mathematisch exakt bewiesen, daß du ein Progrämmchen schreiben kannst, das als Ausgabe genau das liefert was du sehen möchtest. :wink:
    Da werden sich die Software-Riesen drum reissen, Microsoft ist es ja bis heute nicht gelungen, daß Windows immer genau das macht was der Entwickler möchte :mrgreen:


    Zitat von pezibaer

    Das was ich dir eh schon geschrieben hab, wenn du willst das man das wirklich benutzt setz das bitte in ein Excel Sheet oder Webinterface um.. Weil alles andere ist meines Erachtens nacht einfach zu abschreckend für die meisten.


    Stimmt, für die meisten ist das einfach nur eine "BlackBox". Die können nicht nachvollziehen was dein Programm macht. Und viele wissen garnicht mehr was eine Kommandozeile/ DOS-Prompt überhaupt ist.

    mit freundlichem Gruß
    smoker59

  • Zitat von jdhenning

    Moin allerseits,
    es ging mir in den letzten Monaten immer mal wieder ziemlich auf den Keks, dass bei Anfragen von Neulingen fast reflexhaft geantwortet wurde: „Pack dir knapp unter 10 kWp aufs Dach und speise ein! Damit hast du die besten Ertragsaussichten.“ Meine Überlegungen haben mich aber dahin geführt, dass genau das finanziell nicht optimal ist, zumindest nicht für den zukünftigen Anlagenbesitzer.


    Richtig, auch in der Schweiz passt die Reflexantwort nicht, sondern: Pack dir knapp 30 kWp aufs Dach und speise ein!
    Andere Länder, andere Sitten.
    Ich rechne noch einfacher: Wenn zwischen Import- und Exporttarif nicht mindestens 300% liegen, lohnt sich kein Speicher.
    einstein0

    33 J Erfahrung mit PV im Netzverbund. Erster zweiachsiger Tracker in Australien.
    2 kW- Hybrid-Insel im Camper, BEV: Hyundai Kona. 30kW-PV-Anlage Ost/West.
    PV-Notstromversorgung 10 kWh im MFH mit Infini 3 kW Hybrid-WR und 10 kWh Li-Testspeicher.


  • Der Punkt ist natürlich viel zu niedrig, real wird man da noch eine Null dran machen und hat gerade eine Grundausstattung. Zumindest beim Laderegler gehen die Kosten mit den kWp hoch (zumindest in weiten Bereichen). Das dürfte auch die Ergebnisse bei ungünstigen Winkeln etwas relativieren.
    Durch den angenommenen konstanten Verbrauch, ist auch der WR rechnerisch viel zu günstig, der kostet ja nach Nennleistung, ncith nach dem, was er später real abgibt. Das funktioneirt so nur, wenn man beimischen (Studer/Victron/"letsdoit") kann. Ich habe aber gerade keine Idee, wie man das verbessern kann, außer in der Eingabe die Kosten höher anzusetzen.


    Fairerweise sollte man imo auch Gegenüberstellen, wie der Preis ohne Batterie mit verschenken/abregeln ist (als Extremfall, mit Einspeisen kann es dann ja nur besser werden).


    Das Programm ist ja reines C, das sollte sich auch nach PHP übersetzen lassen, womit es schon mal "webtauglich" wäre. Freiwillige vor, ich ahbe ewig kein PHP gemacht.


    Einstein

    Zitat

    Ich rechne noch einfacher: Wenn zwischen Import- und Exporttarif nicht mindestens 300% liegen, lohnt sich kein Speicher.


    Nun, da sind wir in D halt schon bei einigen, insbesondre wenn man Module bekommt, für die man die normale EEG-Vergütung von max. 12.x ct/kWh nicht mehr bekommen kann.