Berechnung Energiespeicher PV-Anlage

  • Hallo Leute,


    ich bin in der Ausbildung zum Elektrotechniker und muss für die Schule eine Berechnung für einen Energiespeicher für eine PV-Anlage durchführen und brauche dazu eure Hilfe. :wink:


    Folgende Ausgangssituation:
    Ein Kunde mit Einfamilienhaus in Freiburg (4-Personenhaushalt) wendet sich an ihre Firma mit der Bitte, ein Angebot für einen Energiespeicher für seine PV-Anlage zu erstellen. Der Eigenverbrauch liegt bei jährlich 3500 kwh. Die PV-Anlage ging am 1.12.2014 in Betrieb. Das Haus verfügt über KG, EG, OG und DG. Der Hausanschluss des EVU befindet sich im KG.
    Die PV-Anlage hat eine Größe von 5kwh/p.


    Unsere Aufgabe ist, ein Angebot für einen sinnvollen Energiespeicher zu erstellen und den Kunden bezüglich der Rentabilität der PV-Anlage zu beraten.


    Vielleicht könnt Ihr mir hierbei etwas helfen?


    Grüße Klausimausi

  • Hallo Klausimausi,
    Welches Auto ist für mich das richtige? Ich fahre jährlich 10'000 km...


    Die Fragestellung der Schule ist mehr als fragwürdig. Als bestmögliche Antwort fällt mir dazu nur ein "kein Energiespeicher ist der sinnvollste"

    10.35 kWp / Süd / 18° Dachneigung / Fronius Symo 7.0-3-M / Kostal Piko 5.5
    PowerDog als Energie-Manager u.a. für EV-Optimierung der Erdsonden-Wärmepumpe.
    Liebäugle seit längerem mit einem Speicher, habe aber noch immer nichts wirklich gescheites gefunden.

  • Hallo Kalusimausi


    Um das zu berechnen solltest Du auch wissen wann wird der Strom verbraucht. Wie sieht es mit dem Ertrag der PV aus. u.s.w
    Das ist/ wird ne Berechnung mit sehr vielen ungekannten. Oder soll es nur eine Werbeflyer werden ;-)
    Bei so wenig Infos könntest Du auch fragen welcher Fernseh macht das bessere Programm :mrgreen:


    Racer

    5,3 KW/p Sunmodule Plus SW 265, (S30°) Süd, DN33° seit 07/14 in 79189


    JK: 6 DJK:1

  • Räusper,

    Zitat von Klausimausi

    Ausbildung zum Elektrotechniker


    Zitat von Klausimausi

    5 kwh/p


    Die Einheit kenne ich noch nicht.


    Wofür steht das "p"?


    Knut

    20.12.11: 11,28 kWp | 22 (-10°) + 26 (-100°) Q.PRO 235 | STP 10000TL-10

    26.03.12: 9,18 kWp | 18 (80°) + 18 (-100°) Q.PEAK 255 | STP 8000TL-10

    17.08.15: 5,72 kWp | 22 (80°) Q.PRO 260 | STP 5000TL-20

    alle DN 22°


    FTP-Hosting für Photovoltaikanlagen - self.Logger.solar

    API für Prognosedaten zur Solarproduktion - Forecast.Solar

  • Es fehlen eine Menge an Details, z.B. hinsichtlich der Ziele die erreicht werden sollen - hoher Eigenverbrauch oder hohe Autarkie. Auch welches Verbrauchsprofil der Hauseigentümer über das Jahr hat.


    Überhaupt gibt es nicht nur eine Lösung sondern fast unendlich viele. Deshalb solltest Du Dir überlegen welche Punkte aus Deiner Sicht wichtig sind und warum, damit Du das dann begründen kannst.


    Wie mein Vorposter schon geschrieben hat, solltest gerade Du als zukünftiger Elektrotechniker darauf achten, dass Du die relevanten Einheiten alle jederzeit korrekt schreibst, und insbesondere dann auch auf die Klein-/Großschreibung der Buchstaben in den Einheiten achtest.

    Mobile Insel: PV 2kWp (mono), Solarregler 2xMPPsolar PCM5048 (MPPT), LiFePO4 1020Ah/25,6V, Lichtmaschine 4,2kW, Netzladegeräte 2xPhilippi AL30 24V, 2xKosun 6kW Sinus-WR 24V, Mastervolt Batteriemonitor BCM-III


  • Entschuldigung, 5 kWpeak natürlich. Ich mache zwar die Ausbildung zum Elektrotechniker im Profil Automatisierungstechnik aber das heißt nicht dass ich mich in jedem Bereich 100%ig auskennen muss. Ich werde danach wohl SPS-Programmierer werden und somit nie wieder eine PV-Anlage planen. Also sei mir dieser kleine Fehler hoffentlich verziehen...


    Zitat von egn

    Es fehlen eine Menge an Details, z.B. hinsichtlich der Ziele die erreicht werden sollen - hoher Eigenverbrauch oder hohe Autarkie. Auch welches Verbrauchsprofil der Hauseigentümer über das Jahr hat.


    Überhaupt gibt es nicht nur eine Lösung sondern fast unendlich viele. Deshalb solltest Du Dir überlegen welche Punkte aus Deiner Sicht wichtig sind und warum, damit Du das dann begründen kannst.


    Wie mein Vorposter schon geschrieben hat, solltest gerade Du als zukünftiger Elektrotechniker darauf achten, dass Du die relevanten Einheiten alle jederzeit korrekt schreibst, und insbesondere dann auch auf die Klein-/Großschreibung der Buchstaben in den Einheiten achtest.


    Ich denke dass ein möglichst hoher Autarkiegrad wichtig ist, dass möglichst wenig Energie vom EVU bezogen werden muss.


    Im Prinzip brauchen wir nur einen kleinen Anstoß zur Berechnung der Batteriekapazität, Wirtschaftlichkeitsrechnung usw.
    Daher dachte ich ein PV-Forum wäre die richtige Adresse.

  • Eigenverbrauch 3500KWh mit einer 5KWp Anlage :?:
    Das ist nicht ausgeschlossen, deutet aber auf 5-stelligen Verbrauch hin.
    Oder meinst Du den Gesamtstromverbrauch pro Jahr mit 3500KWh?


    Ich vermute mal, dass das Ziel der Aufgabe eher das Aufzeigen eines irgendwie nachvollziehbaren Rechenweges ist.
    Bezugskosten ausrechnen
    EEG Vergütung ausrechnen
    zusätzlich vermiedener Bezug durch den Speicher
    (hohe/unrealistische) Strompreissteigerung einrechnen
    Amortisation X Jahre vorgaukeln


    Sollte der Kern der Aufgabe tatsächlich ein sinnvoller Energiespeicher vor dem Hintergrund der Rentabilität sein, muss der Speicher komplett entfallen, da der Speicher eine negative Rentabilität mit bringt. Hätte den Vorteil, dass Du mit der Aufgabe sehr schnell fertig bist ... bedingt aber Eier. :mrgreen:


    Rechenweg gibt es hier tausendfach nachzulsene z.B. hier


    18x Heckert NeMo 60P, SMA SB4000TL-21, SunnyHomeManager, mit Metalldachpfannen, Ausrichtung +30° Dachneigung 35° in Betrieb seit 17.04.2014
    Seit 23.04.2016 Ausrichtung -150 Dachneigung 13° mit 6x 315Wp Astroenergy (große 72-Zeller) am SMA SB1.5

  • Zitat von Klausimausi

    Ich denke dass ein möglichst hoher Autarkiegrad wichtig ist, dass möglichst wenig Energie vom EVU bezogen werden muss.


    Hoher Autarkiegrad bedeutet aber auch, dass es die unwirtschaftlichste Variante ist, weil man einen großen Speicher braucht um den Überschuss eines Tages unter Umständen über mehrere Tage zu retten.


    Die 5 kWp PV ANlage wird ungefähr 5000 kWh/Jahr an Ertrag bringen. Du kannst das genauer bei PVGISnachrechnen. Dort findest Du auch den durchschnittlichen Ertrag im Monat. Für die Autarkieberechnung kann man meiner Meinung nach ganz gut den Stand-alone Rechner verwenden.


    Gibt man da z.B. 5000 Wp, 48V, 100 Ah, 20 % cut-off, 9589 Wh Tagesverbrauch, 35° Dachneigung ein, dann bekommt man eine eine Tabelle mit folgenden Daten:.





    Wie man sehen kann werden täglich im Schnitt 10 kWh an Strom nicht genutzt, und der Speicher wird jeden Tag vollkommen geleert, d.h. es wird selbst im Sommer noch Strom aus dem Netz bezogen.


    Verdoppelt man den Speicher kommt man auf die folgenden Daten:




    Jetzt sieht es schon besser aus. Die nicht genutzten kWh haben sich zwar nur um 1 kWh/Tag reduziert, aber im Sommer hat sich die Zahl der Tage an denen die Batterie leer wird deutlich reduziert. Spiel einfach mal mit den Werten. Irgendwo ist eine Grenze wo man kaum mehr Autarkie erreicht, weil in der dunklen Jahreszeit die Sonne einfach weniger scheint, während die Speicherkosten weiter steigen.


    Wie groß man den Speicher dann macht ist letztlich eine Kostenfrage. Rentabel ist das aber sicher nicht. Die Rentabilität hängt von den Speicherkosten pro kWh ab. Und diese hängen vom Preis des Speichers und der Zahl der kWh die der Speicher während seiner Lebensdauer liefern kann ab.


    Da gilt es dann auch die unterschiedlichen Speichertypen bei Blei und Lithium zu betrachten, und natürlich auch die Kosten der Speichersteuerung.

  • Serin hat geschrieben:
    Erfahrung mit Speichersystemen persönlich habe ich nicht, aber die Rechnungen krieg ich hin ;-)


    Hier einmal mein Beispiel aus einen anderen thread, eigenverbrauch klingt ja erstmal immer gut, aber du musst schon verstehen, wie viel (oder wie wenig) zusätzlichen Gewin du aus dem Speicher scheffelst. 1000 kWh klingen ja toll, bis zu mal darauf schaust, was du an zusätzlichem Geld einspart ;-) :


    1. Auf Eigenverbrauch fällt (solange du keine Kleinunternehmerregelung wählst) IMMER Umsatzsteuer an. Das heißt, dass du wenn du eine kWh aus deiner Batterie verbrauchst, IMMER 19% des EINKAUFSpreises an das FA abegeben musst. (Also wenn dich die kWh 25 Ct kostet, dann muss du für jede kWh Eigenverbrauch 4,75 Ct an das FA abdrücken). Daher kannst du NUR mit Nettostrompreisen rechnen.


    2. Jede hWh, die du durch deine Batterie jagdst, kannst du nicht verkaufen. Das heißt, dir entgeht die Einspeisevergütung von ca. 12 Ct. Das Musst du von deiner Erspanis abziehen.


    3. Ein Speicher hat Verluste. Selbst ein GUTER speicher hat nur ca. 80 - 90 % Nutzungsgrad. Das heißt, dass du für jede kWh aus deinem Speicher 1,1 - 1,2 kWh reinpacken musst.


    4. Du kannst einen Speicher (wenn dieser üblich dimensioniert ist) ungefähr 250 Zyklen im Jahr fahren lassen. Das heißt, dass die MAXIMAL gesparten kWh = Nutzgröße des Speichers * 250 sind. Das ist wichtig zu begreifen, damit man nicht sagt "wenn ich 8000 kWh mit meinem kleinen Speicher einspare, dann lohnt es sich".


    Jetzt kurz die Rechnung für dich:
    Wir nehmen an: Bruttostrompreis = 26 Ct
    Einspeisevergütung = 12 Ct
    Speichergröße (nutzbar) = 5 kWh
    Nutzungsgrad = 90% (hoch)


    Du sparst also für jede kWh durch deinen Speicher:
    (26 Ct/kWh / 1,19) - (12 Ct/kWh * 1,1) = 8,65 Ct/kWh
    das heißt, NUR achteinhalb Cent hast du von einer kWh als "Mehr" übrig, als wenn du Sie verkeufen würdest.


    Wieviele kWh schaffst du pro Jahr:
    5 kWh/Zyklus * 250 Zyklen = 1250 kWh
    Also ist es unrealistisch, mehr als 1250 kWh einzusparen durch den Speicher.


    Macht nach Adam Riese:
    1250 kWh * 8,65 Ct/kWh = 108 €/Jahr an Rendite.


    Wenn wir davon ausgehen, dass der Speicher 10 Jahre hält (oder von mir aus auch 20) dann darf der Speicher maximal Kosten:
    bei 10 Jahren = 1080 €
    bei 20 Jahren = 2160 €


    Von daher scheint er sich NICHT zu lohnen bisher.....


    Hallo,
    habe mich noch nicht mit Energiespeicher befasst. Aber diese Rechnung ist für mich nachvollziehbar.


    Sonnige Grüße


    braunerbaer

  • Hallo zusammen,


    ich habe mal aus den Infos eine kleines einfaches Excel gebaut. - siehe Anhang
    Wahnsinn was da für Verluste rauskommen, wenn ich die PV Anlage nicht mit rein rechne und den Speicher nachrüste und als eigenes Investment sehe.


    Gruß
    wellem