PV-Anlagen Ergänzung durch Dieselgenerator

  • Hallo liebe Forumsmitglieder,


    in meiner Bachelorarbeit lege ich eine PV-Anlage für den Blackout-Fall aus. Dabei muss im Winter ein Verbrauch von 6 kWh pro Tag gedeckt werden. (Hierbei ist Heizung, Kühlung und abgespeckte Beleuchtung mit inbegriffen) Leider kann die PV-Anlage trotz Speicher das im Winter nicht leisten. Aus diesem Grund soll nun ein Dieselgenerator integriert werden, allerdings nur oberflächlich. Das bedeutet, ich soll herausfinden welche Größe eines solchen Generators geeignet wäre und welche Auswirkungen dies hätte. In einem Satz sollte dabei erwähnt werden wie teuer ein solches Gerät ist.
    Ich habe nun ausgerechnet, dass noch 5,29 kWh pro Tag gedeckt werden müssen, wenn man die Erträge der PV-Anlage abzieht.
    Allerdings ist es mir jetzt leider ein Rätsel wie ich daraus die nötige Leistung des Dieselgenerators ermittle. Vielleicht stehe ich gerade auch einfach auf dem Schlauch!
    Ich hoffe, dass mir hier jemand weiterhelfen kann.


    Vielen Dank im Voraus!

  • Die Leistung des Generators ist sekundär.
    Im Vordergrund.
    Die Leistung darf nur so stark sein das die Batt diese aufnehmen kann und drehzahlabhängig regelbar sein.
    Je höher die aufnehmbare Leistung desto kürzer die Laufzeit bis Batterie wieder voll.
    Je größer die Battkapa desto längere Laufzeiten,dafür weniger oft.

    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

  • Und je höher die Leistung des Diesels desto kürzer muss er laufen.


    Wenn Du einen Speicher hast, gibt es doch einen maximalen Ladestrom. Und maximal dieser darf der Dieselgenerator bringen.
    Wenn Dein Speicher 48V und 400AH hat, dürfte der maximale Ladestrom zwischen 40 und 80A liegen. Das Mittel von 60A multipliziert mit der Spannung sollte also die Generatorleistung gut treffen, in dem Fall 2880VA=W=2,88kw.
    Bei nur 6kwh Tagesverbrauch ist dein Speicher aber sicher kleiner dimensioniert, also vielleicht nur 48V 100A, dann dürfte dein Generator nur 0,72kw liefern...

    Hybridinsel, 3 phasig, 3 XTM 4.000, 2 Variotrack, BSP, Staplerbatterie 775 AH 48V, eff. ca. 8 kwp (4,75 auf SO und 5,25 auf NO), 250er Yingli
    PoorMan'sTesla=PMT=Renault Fluence und 120l Elektroboiler als Überschußverwerter...

  • Danke schonmal für eure schnellen Antworten!
    Hm, ich glaube dann ist bei mir grundsätzlich was schief gelaufen. Aus den Berechnungen über die Strahlungssumme, versch. Verlustfaktoren etc. habe ich eine Modulleistung von 1,1 kWp erhalten.
    Über die folgende Forme aus dem Buch Photovoltaik von Mertens habe ich dann einen Wert von 12 kWh für den Speicher erhalten.


    Kapa= Tägl. Energieverbrauch*Autonomietage/0,7


    0,7 weil der Speicher lt. Buch nicht unter 30 Prozent fallen soll und für Sommer 3,5 Autonomietage. Im Sommer dann dementsprechend sogar nur ein tägl. Verbrauch von 2,41 kWh. (Im Winter aufgrund der Heizung natürlich höher)
    Was ist daran falsch? :(

  • Da die Anlage nur virtuell ist und nicht nach einer Kostenoptimierung gefragt ist, kannst du auch Li-Akkus einsetzen. Die sollte man nur im Bereich zwischen 10% SoC und 90% SoC nutzen und haben den großen Vorteil, dass sie weitgehend hochstromfest sind (dafür rund 4-mal teurer als Blei). Dann könnte man einen der gängigen Generatoren einsetzen, aber ob es unbedingt Diesel sein muss?


    Kapa= Tägl. Energieverbrauch*Autonomietage/0,7 = 6,0 * 3,5 / 0,7 = 20 kWh


    Bei 24 Volt wären das 800 Ah. Wenn man die Batterie mit 120 Ampere lädt (sind 15% von Kappaangabe), dann kommt man auf eine Ladeleistung von 3 kW (2.880W) und das Ganze passt.

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

  • Danke! Das macht Sinn und war verständlich :-)
    Gäbe es dann jetzt auch eine Möglichkeit den Akku durch den Einsatz des Dieselgenerators kleiner zu dimensionieren? z.B. Dadurch dass der Generator dann einfach häufiger anläuft, um die Batterie zu laden?
    Was muss ich dabei beachten?

  • Zitat von LilaWolke

    Danke! Das macht Sinn und war verständlich :-)
    Gäbe es dann jetzt auch eine Möglichkeit den Akku durch den Einsatz des Dieselgenerators kleiner zu dimensionieren? z.B. Dadurch dass der Generator dann einfach häufiger anläuft, um die Batterie zu laden?
    Was muss ich dabei beachten?


    Kann man machen, ist aber in der Praxis nicht so empfehlenswert. Der Verschleiß findet hauptsächlich beim Anlaufen statt. Wenn der Motor warm ist, ist der Verschleiß minimal. Das Ganze läuft letztlich auf eine Mini-Max-Aufgabe hinaus. Man kann berechnen, wie viel man für eine kWh aus der PV bezahlen muss (Einkauf, Aufbau, Abschreibung, Zinsen und Batterieverschleiß) und was einen eine kWh aus dem Dieselgenerator kostet (Anschaffung, Abschreibung, Zinsen, Verschleiß, Wartung und Betriebskosten). Dann nimmt man die Anlagengröße, mit der man im Sommer gerade eben PV-Vollversorgung hat; die minimale Batteriegröße ist dann die, die einen gerade über die Nacht bringt. Dann für jeden Monat ausrechnen, wieviele kWh von der PV kommen können und wieviele vom Generator kommen müssen. Da die Kosten für eine Generator-kWh ziemlich sicher sogar über den normalen Netzkosten liegen, macht man dann die Panelfläche im nächsten Durchgang zum Beispiel um ein kWp größer und rechnet alles noch mal durch. Dieses Spiel wiederholt man so lange, bis die aufsummierten Kosten übers Jahr steigen; dann lieferte die vorherige Berechnung das Kosten-Optimum. Viel Arbeit, aber dann hat man wirklich eine weitgehend saubere Grundlage.


    Diese Grundlage liefert das preisliche Optimum ohne stochastische Wettereinflüsse. Dann legt man die Autonomiezeit fest und bekommt die passende Batteriegröße. Wenn du in die Datenblätter von Batterien gehst (PzS oder OPzS), dann gibt es dort ein Diagramm, aus dem man ersehen kann, bei welcher Zyklentiefe die Batterie wieviele Zyklen mitmacht, um dann bei rund 80% der Nennkappa zu sein. Wenn du die Zyklentiefe in kWh umrechnest und mit der Zyklenzahl multiplizierst, dann bekommst du den möglichen Durchsatz. Was viele nicht wissen ist, dass dieser fast nicht von der Zyklentiefe abhängig ist (so man über 80% DoD bleibt). Wenn die so bestimmte kalendarische Lebenserwartung nicht deutlich über 12 Jahren liegt (bei Blei), dann gibt es keine zu großen Batterien, denn jede gespeicherte kWh kostet gleich viel, erhöht aber die Autonomiezeit.

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

  • Zitat

    Gäbe es dann jetzt auch eine Möglichkeit den Akku durch den Einsatz des Dieselgenerators kleiner zu dimensionieren? z.B. Dadurch dass der Generator dann einfach häufiger anläuft, um die Batterie zu laden?


    Theoretisch schon ,es käme auch der Langlebigkeit zu gute bei längeren Laufzeiten mit nur geringfügiger überdeckung. Anschaffung ,Brennstoff,und Wartung werden im Prinzip die Kwh denoch teurer kommen als über Solar und Batt oder Netzstrom.
    (Und stören könnte das dezente Brummen die Nachbarn auch)
    In zukunft konnten Brennstoffzellen gerade mit kleinen Leistungen die ständig durchlaufen günstiger werden. :wink:
    http://www.elcore.com/

    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
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  • Zitat von Zellenschaden

    Und je höher die Leistung des Diesels desto kürzer muss er laufen.


    Wenn Du einen Speicher hast, gibt es doch einen maximalen Ladestrom. Und maximal dieser darf der Dieselgenerator bringen.
    Wenn Dein Speicher 48V und 400AH hat, dürfte der maximale Ladestrom zwischen 40 und 80A liegen. Das Mittel von 60A multipliziert mit der Spannung sollte also die Generatorleistung gut treffen, in dem Fall 2880VA=W=2,88kw.
    Bei nur 6kwh Tagesverbrauch ist dein Speicher aber sicher kleiner dimensioniert, also vielleicht nur 48V 100A, dann dürfte dein Generator nur 0,72kw liefern...


    Bei Hoppecke steht in der Gebrauchsanweisung
    Ladeströme sind bis 2,40Volt/Zelle nicht begrenzt.
    http://www.hoppecke.de/produkt…ation/powerbloc-opzs.html


    Gruß
    Thomas

    9,99KWp Yingli 270W Ost/West, SMA9000TL-20, Home Manager.
    48V 775Ah Bater an 2 Victron Multigrid
    2,7KWp Axitec AC-300M/156-60S Südausrichtung
    Victron BlueSolar 150/60-Tr

    Panasonic Aquarea 9KW Split

    Vectrix VX-1

  • Das mag da ja stehen, aber im allgemeinen nimmt man Werte zwischen C5 und C10. Andererseits begrenzt Hoppecke auf die 2,4 V, die dann schnell erreicht sind. Es stellt sich die Frage, was zu hohe Ladeströme bei Blei auslösen, ich denke da an stärkeren Verschleiß, weiß es aber auch nicht genau.


    Generell würde ich für das spezielle Problem eher eine niedrigere Ladung bei längerer Laufzeit planen wollen. Ähnlich wie ein BHKW. Es ist ja so, dass die Anlage im Winter defakto keinen Strom hat, also muss der Generator im Winter täglich seinen Einsatz leisten. Bei längeren Laufzeiten ist der Wirkungsgrad des Generators sicher besser, zumal häufige Motorstarts mehr Energie benötigen, als gleichmäßiges Durchlaufen lassen. Damit benötigt man dann auch die Batterie nur als Puffer um größere Leistungen und Bedarfe abdecken zu können. In dieser Konstellation würden 1-max. 2 Autarkietage sicher ausreichen, zumal im Sommer immer mit ausreichend PV STrom gerechnet werden kann, selbst wenn es trübe ist. Da iwr keine Angaben zur Anlagengröße PV haben ist das Ganze halt zu optimieren. Baue ich 60kwp aufs Dach, brauche ich auch im Winter keinen Generator, bei 6kwh Verbrauch, ist aber wahrscheinlich unmöglich, bzw. extrem teuer und ineffizient. Baue ich nur 3kwp aufs Dach, habe ich im Sommer schon unverwertbare Überschüsse (außer ich speise noch ein) und im Winter läuft der Generator täglich... 2kwp reichen im sommer auch schon, im Winter ist dann nur noch Notstrombetrieb angesagt. Dann stellt sich die Frage, ob nicht besser noch ein BHKW anstatt eines Generators integriert werden soll, da dann die Abwärme des Aggregats auch noch sinnvoll genutzt werden kann. Damit kann vollkommene Autarkie erreicht werden. Ob das wirtschaftlich sinnvoll ist, mag eine Berechnung verifizieren...

    Hybridinsel, 3 phasig, 3 XTM 4.000, 2 Variotrack, BSP, Staplerbatterie 775 AH 48V, eff. ca. 8 kwp (4,75 auf SO und 5,25 auf NO), 250er Yingli
    PoorMan'sTesla=PMT=Renault Fluence und 120l Elektroboiler als Überschußverwerter...