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AndreasS

Active member
20.06.2021
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Stromausfälle von Brownout bis Blackout werden immer wahrscheinlicher.

Meine Idee, hier werden Vorsorgemaßnahmen erörtert sowie deren Kosten und Nutzen diskutiert.
Was ist wo wie machbar und sinnvoll?
Ein Städter in einer kleinen Mietwohnung wird anders vorsorgen als ein Dörfler mit Haus und Garten.
Wir denken nicht nur an den direkt bei uns im Haus fehlenden Strom wie Licht und Fernseher aus.
Die Folgen sind schon schlimm genug, Kühlschrank geht nicht und Festnetztelefon (außer analog) ist sofort tot.
Die ganze Infrastruktur ist platt, Geschäfte können nicht öffnen, Bargeldautomaten sind funktionslos.
Auch Tankstellen können nicht öffnen, mir bleibt an Reichweite nur der Kraftstoff, der noch im Tank ist.

Ich fange mal bei mir an, wohne auf dem Land im Eigenheim.
Heizung ist kein Problem, wir haben zusätzlich Kaminöfen und einen Vorrat an Holz und Briketts.
Kochen geht auch, üblicher dreiflammiger Gasherd Camping für Propanflaschen.
Wir haben einen kleinen Vorratskeller mit Lebensmitteln und Getränken.
Neben Kerzen und Taschenlampen gibt es bei uns etwas LED-Beleuchtung 12 Volt Akkubetrieb.
Brauchwasser haben wir in Regentonnen.
Damit kann man nicht nur Tee und Kaffee kochen, sondern auch, ganz wichtig, damit das WC spülen!
 
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leachim200

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20.06.2021
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Hallo AndreasS, danke für Deinen Kommentar. Und in der Tat ist es so, man sollte sich auf einen Blackout vorbereiten.

Stromausfall
 

frifix

Member
23.06.2021
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Genau diesen Diskussionsbeitrag wollte ich auch schon anregen und bin froh, dass so einige Punkte bereits angeführt worden sind, von AndreasS.
Meine Situation gleicht der vom AndreasS angegebenen. Dreiflammiger Gaskocher mit z.Zt. 3 Gasflaschen 14 kg, wie sie hier in Katalonien üblich sind. Dazu LED-Strahler, Lebensmittelvorrat. Wasser gibt es in der Umgegend an Quellen (braucht bisher nicht abgekocht werden) oder am nahen Fluss Muga, das dort entnommene Wasser würde ich über 100 Grad erhitzen.
Ich habe mich schon etwas mit Notstromaggregaten beschäftigt. Da wir unsere Heizung über Öl betreiben, wäre hier eine Dieselvariante angebracht.
Hier im Süden käme auch eine Vollversorgung über Photovoltaik infrage. Das habe ich nach Eintrudeln der Kostenvoranschläge aber erst einmal ad acta gelegt. Mir ist daran gelegen, Blackouts / Brownouts von max. 4 Wochen zu überbrücken.
Ich freue mich auf den Fortgang der Diskussion hierzu!
 

AndreasS

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20.06.2021
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Thema Photovoltaik...

Die meisten EIKE-Leser werden wissen, daß übliche Photovoltaikanlagen bei Netzausfall ebenfalls ausfallen.
Grund ist, sie müssen sich mit dem Netz synchronisieren, um in dieses einspeisen zu können.
Anlagen, die bei Netzausfall auf Inselbetrieb umschalten können, sind selten.
Mit anderen Worten, will man wirklich Selbstversorger werden, benötigt man eine inselfähige Anlage!

Bei mir ist eine Photovoltaikanlage für ausschließlichen Inselbetrieb in ernsthafter Planung.
Eigentlich war das mal ein Entwurf für ein Wochenendhäuschen, abends Licht und Strom für z.B. TV.
Kann man mit anderen Energiequellen heizen und kochen, wird der Strombedarf schon deutlich geringer.
Ein Kühlschrank muss nicht zwangsweise elektrisch sein, es gibt auch Absorberkühlschränke für Propan.

Welche Inselanlage habe ich geplant?
Sie soll mit 24 und auch 12 Volt Gleichspannung funktionieren und ist akkugepuffert.
Die Pufferung erfolgt mit üblichen Bleiakkus, Autobatterien, leicht erhältliche Massenware.
12 V ist gängig im Auto und 24 V beim LKW, es gibt viele Geräte, die damit funktionieren.
Man schaue nur bei Campingzubehör und LKW-Fahrer schätzen auch elektrische Annehmlichkeiten.
Will man einen leistungsfähigen Wechselrichter (Geschirrspüler, Waschmaschine) betreiben, ist 24 V sinnvoll.

Anfangen werde ich mit drei üblichen Solarpaneelen um die 300 Watt peak und 60 Einzelzellen.
Ein Paneel wird nach Osten gerichtet sein, eins nach Süden und das dritte nach Westen.
Entsprechender Sonnenschein vorausgesetzt, hat man so halbwegs gleichmäßige Leistung über den Tag.
Die Hersteller geben MPP an, damit ist der günstigste Arbeitspunkt gemeint, maximale Leistung.
Bei 60 Zellen ist der in der Gegend 28 Volt, entspricht recht genau der Lichtmaschinenspannung LKW 24 V.
Man kann sich somit teure Ladeelektronik sparen, die Paneele fast direkt an den Akkupuffer 24 V anschließen.
Mit "fast" meine ich, es muss Vorsorge getroffen werden, daß die Akkus nicht überladen werden, gasen.
Bei 60 Zellen ist eine Leerlaufspannung größer 30 V zu erwarten, weit über der zulässigen Ladespannung.

Kosten und Nutzen
Drei Paneele bekommt man manchmal recht günstig, Restposten oder gebraucht, neu ca. 500 Euro.
Interessanter wird es bei den Akkus, Strom speichern kostet ernsthaft Geld.
Eine handelsübliche Autobatterie 12 Volt und 88 Ah entspricht 1 kWh Speicherkapazität und kostet 100 Euro.
Sinnvoller Ladestrom bei Bleiakkus ist 1/10 der Nennkapazität, somit gerundet 9 Ampere pro Akku.
4 kWh Akkuspeicher sollten es mindestens sein, also 400 Euro.
Somit kann man mit 18 A laden, sollte bei den drei Paneelen brauchbar passen, unterschiedlich ausgeleuchtet.
Akkus halten nicht lange, Autofahrer wissen das.
Vielfahrer benötigen alle zwei Jahre eine neue Autobatterie, bei Wenigfahrern können es auch 6 Jahre sein.
Nehmen wir an, so eine Bleibatterie schafft 300 Vollzyklen, hat also in ihrem Leben 300 kWh gespeichert.
100 Euro geteilt durch 300 gleich 33,3 Cent pro gespeicherter Kilowattstunde Strom.
 

leachim200

Moderator
Teammitglied
Moderator
20.06.2021
121
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Thema Photovoltaik...

Die meisten EIKE-Leser werden wissen, daß übliche Photovoltaikanlagen bei Netzausfall ebenfalls ausfallen.
Grund ist, sie müssen sich mit dem Netz synchronisieren, um in dieses einspeisen zu können.
Anlagen, die bei Netzausfall auf Inselbetrieb umschalten können, sind selten.
Mit anderen Worten, will man wirklich Selbstversorger werden, benötigt man eine inselfähige Anlage!

Bei mir ist eine Photovoltaikanlage für ausschließlichen Inselbetrieb in ernsthafter Planung.
Eigentlich war das mal ein Entwurf für ein Wochenendhäuschen, abends Licht und Strom für z.B. TV.
Kann man mit anderen Energiequellen heizen und kochen, wird der Strombedarf schon deutlich geringer.
Ein Kühlschrank muss nicht zwangsweise elektrisch sein, es gibt auch Absorberkühlschränke für Propan.

Welche Inselanlage habe ich geplant?
Sie soll mit 24 und auch 12 Volt Gleichspannung funktionieren und ist akkugepuffert.
Die Pufferung erfolgt mit üblichen Bleiakkus, Autobatterien, leicht erhältliche Massenware.
12 V ist gängig im Auto und 24 V beim LKW, es gibt viele Geräte, die damit funktionieren.
Man schaue nur bei Campingzubehör und LKW-Fahrer schätzen auch elektrische Annehmlichkeiten.
Will man einen leistungsfähigen Wechselrichter (Geschirrspüler, Waschmaschine) betreiben, ist 24 V sinnvoll.

Anfangen werde ich mit drei üblichen Solarpaneelen um die 300 Watt peak und 60 Einzelzellen.
Ein Paneel wird nach Osten gerichtet sein, eins nach Süden und das dritte nach Westen.
Entsprechender Sonnenschein vorausgesetzt, hat man so halbwegs gleichmäßige Leistung über den Tag.
Die Hersteller geben MPP an, damit ist der günstigste Arbeitspunkt gemeint, maximale Leistung.
Bei 60 Zellen ist der in der Gegend 28 Volt, entspricht recht genau der Lichtmaschinenspannung LKW 24 V.
Man kann sich somit teure Ladeelektronik sparen, die Paneele fast direkt an den Akkupuffer 24 V anschließen.
Mit "fast" meine ich, es muss Vorsorge getroffen werden, daß die Akkus nicht überladen werden, gasen.
Bei 60 Zellen ist eine Leerlaufspannung größer 30 V zu erwarten, weit über der zulässigen Ladespannung.

Kosten und Nutzen
Drei Paneele bekommt man manchmal recht günstig, Restposten oder gebraucht, neu ca. 500 Euro.
Interessanter wird es bei den Akkus, Strom speichern kostet ernsthaft Geld.
Eine handelsübliche Autobatterie 12 Volt und 88 Ah entspricht 1 kWh Speicherkapazität und kostet 100 Euro.
Sinnvoller Ladestrom bei Bleiakkus ist 1/10 der Nennkapazität, somit gerundet 9 Ampere pro Akku.
4 kWh Akkuspeicher sollten es mindestens sein, also 400 Euro.
Somit kann man mit 18 A laden, sollte bei den drei Paneelen brauchbar passen, unterschiedlich ausgeleuchtet.
Akkus halten nicht lange, Autofahrer wissen das.
Vielfahrer benötigen alle zwei Jahre eine neue Autobatterie, bei Wenigfahrern können es auch 6 Jahre sein.
Nehmen wir an, so eine Bleibatterie schafft 300 Vollzyklen, hat also in ihrem Leben 300 kWh gespeichert.
100 Euro geteilt durch 300 gleich 33,3 Cent pro gespeicherter Kilowattstunde Strom.

Danke für Deinen Beitrag. Aber es ist in der Tat nur eine Insellösung,
 

AndreasS

Active member
20.06.2021
34
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Lieber leachim200!

Sollten wir uns näher kennen, können wir gern "Du" zueinander sagen.
Möglicherweise tauschen wir uns dazu über Private Nachricht aus, heißt hier offensichtlich Unterhaltung.
Ich bin selbst Admin, habe vor Jahren ein Forum übernommen, da wurde das "Du" vor meiner Zeit eingeführt.
Ich kann damit leben, jüngere Leute neigen zum "Du", ältere empfinden es eher als unhöflich.
Schreibe ich Kommentare bei EIKE ( EIKE - Europäisches Institut für Klima & Energie ) , möchte ich nicht mit "Du" angeredet werden.
Ich habe einige Doktores und Professores im Bekanntenkreis, da war zuvor das "Sie" angesagt, später "Du".
Ist man auf einer Wellenlänge, eventuell abends bei einem Glas Bier oder Wein, ergibt sich das häufig.
Ausdrücklich meine Einladung, mich per persönlicher Nachricht zu kontaktieren!
 

Equinox

New member
25.06.2021
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Zur Dokumentation: ich arbeite für ein Unternehmen, das u.a. Tankstellen betreibt und letztes oder vorletztes Jahr ist zum ersten Mal in der Firmengeschichte das THW vorstellig geworden und hat nachgefragt, wo sie einen Generator anschließen können, um die Tankstelle im Fall eines Stromausfalls in Betrieb halten zu können.
 

Bernard Neelen

Well-known member
25.06.2021
51
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Thema Photovoltaik...

Die meisten EIKE-Leser werden wissen, daß übliche Photovoltaikanlagen bei Netzausfall ebenfalls ausfallen.
Grund ist, sie müssen sich mit dem Netz synchronisieren, um in dieses einspeisen zu können.
Anlagen, die bei Netzausfall auf Inselbetrieb umschalten können, sind selten.
Mit anderen Worten, will man wirklich Selbstversorger werden, benötigt man eine inselfähige Anlage!

@AndreasS
Interessante Ansätze!
Ich würde aber schon vermuten das ein Stromausfall vor allen Dingen bei einer längeren Wind/Solar Flaute wahrscheinlich sein wird - also auch bei Ihnen bleibt dann sehr wahrscheinlich auch nur die geladene Batterieleistung.

Mal abgesehen davon wie lange man im Inselbetrieb bestehen können möchte und wie absurd es eigentlich ist so etwas zu benötigen, denke ich mir wäre ein kleiner Dieselgenerator per Heizöltank betrieben die sinnvollste bezahlbare Alternative.
 

AndreasS

Active member
20.06.2021
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Lieber Bernard Neelen!

Zu dem Thema Dunkelflaute habe ich mir auch schon Gedanken gemacht.
Bei Agorameter ( Agorameter ) habe ich mal gestöbert.
Ich nahm mir eine Woche um die Wintersonnenwende und eine um die Sommersonnenwende.
Da bin ich grob auf 1:10 gekommen, also Ertrag Photovoltaik Winter zu Sommer.
Im Winter reicht es für LED-Licht und einfaches Radio, mit dem man wichtige Meldungen hört.
Im Sommer ab 4 kWh Speicherkapazität ginge auch mal einmal Waschmaschine anstellen.

Sie erwähnten ein Notstromaggregat, ist bei uns auch vorhanden.
Wer einen Heizöltank hat, sollte natürlich ein Aggregat mit Diesel wählen.
Bei mir ist es ein Benziner geworden, Drehstrom 5-6 KVA, gab es mal günstig, als das THW ausmusterte.
Das ist ein ordentlicher Brocken um die 100 kg, den man nicht mal eben schnell wegtragen kann...
Es soll ja Mitmenschen geben, gerade in Krisenzeiten, die gewisse Enteignungstendenzen haben.
Kleinere Aggis Camping haben teilweise einen zusätzlichen Ausgang 12 Volt.
Da würde es mich nicht wundern, wenn das eine Lichtmaschine ist, an der man Akkus 12 Volt laden kann.
Ich habe ja bei meiner Anlage 24 Volt geplant.
Da bin ich am überlegen, daß ich zusätzlich mit 24 Volt über Generator aufladen kann.
Es dümpelt bei mir im Hinterkopf ein alter Rasenmähermotor in Verbindung mit Lichtmaschine 24 V LKW.
 

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Bernard Neelen

Well-known member
25.06.2021
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@Anreas S

Nun, ich denke da an die kommenden Winter!
(Das Chaos nimmt immer mehr Raum ein)

Genauer gesagt in dem Winter wenn alle Kern- und Kohlekraftwerke abgeschaltet wurden und aus politischen Kalkül NordStream 2 nicht genutzt wird. Die Niederländer wegen geologischer Verwerfungen in Groningen, ihren Gas-Export wie geplant reduzieren. - kaum Wind da ist an einem kalten Morgen und die Industrie fährt gerade ihre Maschinerie wieder hoch - Blackout!...
Hauptgrund wäre die Gleichgewichtigkeit des Argumentes - entweder Gas zum Heizen oder Gas für die Stromherstellung ?

Dann wird es sehr schwer werden, dass alles dezentral - ohne kraftvolle 50 Hz Vorgabe wieder hochzufahren!

Und für den Fall wäre es halt gut sich selbst vorzubereiten. Denn der Blackout würde sicher einige Tage dauern. Insofern auch mein Gedanke sich selbst zu versorgen mittels Power aus dem Heizöltank.

Aber ich glaube auf Dauer wirtschaftlich als Inselbetrieb zu bestehen - wäre sicher möglich - aber wahrscheinlich noch recht lange zu teuer.

Ich vermute die wirtschaftliche Grenze liegt bei ca. 50-60 Cent je KW/h
 

AndreasS

Active member
20.06.2021
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Machen wir mal eine Überschlagsrechnung kleiner Dieselgenerator mit Heizöl!

Der derzeitige Heizölpreis, Mittelwert Juni 2021, liegt bei etwa 70 Cent pro Liter.
Gerundet hat 1 Liter Heizöl oder Diesel 10 kWh Energie gespeichert.
Man käme so auf 7 Cent pro kWh, ist aber bei Umwandlung in Strom Milchmädchenrechnung.

Ein Notstromaggregat Diesel dürfte so etwa einen Wirkungsgrad von 20 bis 25 % haben.
Am größten sind die Verluste des Dieselmotors, nicht ganz vernachlässigbar die des Generators.
Ausgehend von 70 Cent kostet jetzt die kWh Strom 28 bis 35 Cent bei Eigenproduktion.
Zum Vergleich, aktuell kostet die kWh bei Stromanbietern etwa 32 Cent, etwa Mitte Eigenversorgung.
Auch habe ich nur den Kraftstoffpreis genommen, Kosten Aggregat nicht berücksichtigt.

Es gibt aber noch einen Haken!
Die Rechnung gilt nur, wenn das Aggregat im sinnvollen Lastbereich betrieben wird.
Gerade nachts ist der normalerweise nicht gegeben, man schaltet lieber das Aggregat aus.
Nur woher kommt dann der Strom, wenn ich nachts mal kurz Licht anmachen will?
Da wird langsam die Akkupufferung interessant, obwohl teuer.

Bernard Neelen schrieb was von 50 - 60 Cent pro kWh, nicht näher erläutert.
Das deckt sich recht gut mit meiner Kalkulation, wenn ich von mehreren Tagen Stromausfall ausgehe.
Gehen wir davon aus, wir schalten das Aggregat stundenweise an und speichern zwischen.
In der Zeit läuft es im Fenster sinnvoller Wirkungsgrad, z.B. Waschmaschine + Akkus laden.
Speicherkosten 33 Cent/kWh plus ungünstig 35 Cent Erzeugung gleich 78 Cent/kWh.
Mittelwert direkt erzeugter Strom zu gespeichert gleich (33 + 78)/2 = 56 Cent.
Das ist genau in der Spanne, die Herr Neelen angibt!
 

Bernard Neelen

Well-known member
25.06.2021
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@ AndreasS,

Ich danke für die wunderbare Analyse!

Die Rechnung ist die eine Seite die Umsetzung eine andere. Einerseits ist es reizvoll der politischen Gängelung mittels eigenem Genius zu entkommen, andererseits ist es ja nicht freiwillig und aus infrastruktureller Sicht auch völlig blödsinnig.

So kreisen meine Gedanken häufig um die eventuelle Möglichkeit mittels elektrolytisch/oxidativer Umsetzung von z. B. relativ günstigem Magnesium - direkt in Strom? Auch wenn der Energiegehalt nur bei ca. 7 kWh/kg liegt, hätte man aber keine bewegten Teile! Der Wirkungsgrad könnte vielleicht in der Gesamtstrecke bei 50% liegen. Aufgrund einer strukturell begrenzten Zellenanzahl ergebe sich wahrscheinlich die Erforderniss eines hochspannens der Voltzahl gerade so viel um geignete Pufferakkus aufzuladen - Rest ist bekannt.

Das Ganze entspräche mehr einem Akku den man nur materiell auffüllen müsste. Übrig bliebe nur chemisch neutrales MgO in Wasser. Der Rohstoffpreis liegt zwar nur bei 2,6 € aber die nutzbare Form wäre ja Anlagenspezifisch z. B. als Stäbe, Bleche oder Granulat, jedoch höher.

Sie sehen nicht nur Sie sind im gedankliche Ausweichmodus.


Eigentlich Ärgert es mich, dass es genau diese Eigenschaft der Technologen ist - immerzu Ausweichend - die dümmlichste Politik ertragbar zu machen!
 

AndreasS

Active member
20.06.2021
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Sehr geehrter Herr Neelen, Chemie hatte ich nur in der Schule.

Deswegen kann ich nicht viel zum Wirkungsgrad und der chemischen Reaktion sagen.
Spannende Frage, wo bekomme ich im Krisenfall Nachschub Magnesium her?

Auch im Krisenfall bekommt man noch halbwegs brauchbar Diesel oder eher Heizöl.
Da habe ich mir mal meine Gedanken gemacht, wie das auf dem Land geht.
Bei uns die Genossenschaft hat für die Bauern eine kleine Dieseltankstelle, Tank überirdisch.
Zapfen mit einfachem Schlauch geht dann problemlos im Gegensatz zum unterirdischen Tank.

Unser Nachbar hat eine Zentralheizung mit Heizöl, jedoch kein Aggregat.
Wir haben ein Aggregat und er will ein paar Stunden seine Zentralheizung laufen lassen.
Dann bekommt er von mir Strom und im Tausch gibt er mir dafür einen Kanister Heizöl.

In Anlehnung an Magnesium, schauen Sie mal nach Batterien Zink/Luft!
Die Kapazität pro Gewichtseinheit ist sehr hoch, allerdings ist der Entladestrom niedrig.
Abgesehen von Hörgerätebatterien gibt es die auch als Block- oder Lampenbatterien.
Nissen hat welche 6 Volt mit 50 Ah, gerade mal 680 Gramm "schwer", Preis unter 20 Euro.
Mit zwei von denen in Reihe kann man recht lange eine Notbeleuchtung LED 12 V betreiben.
Nissen gibt für eine Baustellenleuchte bei Dauerlicht mit der Batterie 2400 Betriebsstunden an.
Ein Jahr hat 8760 Stunden, die Hälfte davon gehört zur Nacht mit Dunkelheit.
Nissen Batterien-und-Akkumulatoren
 

Bernard Neelen

Well-known member
25.06.2021
51
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Sehr geehrter Andreas S

Der Nachschub, gerade im Winter, ob Solar, Heizöl, Magnesium, Zink würde für uns im Inselbetrieb immer zum Problem werden!
....selbst Holz für den Kamin.
Da würde man dann flott feststellen müssen das auch andere von dem Tank bei der Genossenschaft wussten.

Ich glaube es gibt da keinen Königsweg der noch zu entdecken ist, oder wirtschaftlich sinnvoll zu betreiben wäre.

Auch wenn es sicher reizvoll ist darüber nachzudenken. In einem anderen Thema hier im Forum wurde wieder auf den DFR - Reaktor
hingewiesen - es ist “Die Lösung“ unserer Energie- und Kernabfallprobleme - wird aber aus politischen Gründen abgelehnt!
Es ist sogar gesetzlich definiert, dass zukünftig in der BRD nie wieder Kerntechnik für die Stromerzeugung genutzt werden darf!

Die uns umgebenden Strukturen werden immer chaotischer.
So könnte es ihnen mit Ihrer Solaranlage passieren, dass man ihnen den Inselbetrieb oder mir die Heizölverwendung zur eigenen
Stromversorgung einfach gesetzlich verbietet - würde ich sogar erwarten.

Ein Land in dem die Menschen nicht einmal merklich aufmucken wenn man ihnen unter absurden Sicherheitsgründen
die Grundrechte abspricht - ungeachtet dessen, dass man diese gerade aus Sicherheitsgründen installiert hat.

Es scheint so zu sein das sich alles nach ca. 100 Jahren wiederholen muss.
Unsere Soldaten stehen schon wieder 150 km vor Sankt Petersburg und es interessiert.....Nicht!
Wie zu Kaiserszeiten fahren unsere Kanonenboote wieder in Richtung China....?

Verstehen Sie mich bitte nicht falsch, aber es ist vielleicht so, dass wir zwei Technologen uns über
das schlechte Funktionieren des Vergasers unterhalten, während der Wagen auf den Abgrund zufährt.
 

AndreasS

Active member
20.06.2021
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Sehr geehrter Herr Neelen!

Das mit den Technologen und dem Wagen ist interessant, baue ich mal aus.
Habe ich zwar nicht gelernt, im Leben habe ich schon Vergaser repariert und auch Bremsanlagen.
Meine Fahrzeuge sind etwas älter, noch nichts mit Schnittstelle für Diagnosecomputer.
Werkstätten für meine Fahrzeuge gibt es vereinzelt noch, werden aber immer seltener.
Bei Ihnen vermutlich ähnlich, mehr Grundverständnis vorhanden als im Bevölkerungsdurchschnitt.

Nehmen wir das mal mit Vergaser und Bremse im übertragenen Sinne!
Wir beide müssen nicht die vorgegebene Hauptstraße fahren, wir finden uns auch ohne Navi zurecht.
Müssen wir auf eine Schotterpiste ausweichen, könnte uns der Reifen platzen.
Wir haben Werkzeug und einen Ersatzreifen, sind bald wieder fahrbereit.
Hinter uns hupt keiner, der damit andeuten will: "Lass mich durch, ich will möglichst schnell zur Klippe!"
 

Bernard Neelen

Well-known member
25.06.2021
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Sehr geehrter Andreas S

Okay!

Nur zum Spaß gedacht!...Die einfachste Lösung ist ja auch häufig die Beste.
(Wegen Details - ich bin kein Elektrotechniker!)

Aber Sie sagten:"....speichern wäre zu teuer.....

Die derzeit billigste 12 V-Autobatterie kostet 37 € hat 46 A/h - also > 500 W/h.
Da würde man der Einfachheit halber, auch um Verluste bei der Hochspannung zu verhindern, einfach 20 dieser Batterien kaufen,
dann wären schon mal in Reihe 240 Volt da - müssten wir dann nur noch wechselrichten! - landen dann vielleicht genau bei 230 Volt~.

Vermuten wir mal das ein geeigneter Last-Wechselrichter ca. 300 € kostet, dann kommen noch die 740 € für die Akkus und eine Ladeeinheit hinzu
( Die Akkus könnten ja nacheinander aus dem Netz geladen werden)
liegen wir komplett inklusive Schaltkasten, Weichen, Kabelgedöns, Sicherungen bei ca. 1500 € .
Aufgeladen durch Netzpower.

Dafür hätten wir dann 10 Stunden 1 KW oder die entsprechende Intervallnutzung dieser Leistung.
Das sollte in einem normalen Haushalt ohne Herdnutzung, vielleicht für 3- max.4 Tage Notausgleich reichen .............das wäre es doch eigentlich schon ?

Drei bis Vier Tage Unabhängigkeit von der Welt und dem Blackout für 1500 € mit billigen Massengütern und technisch überschaubarem Aufwand,
Die Batterien sind Wartungsfrei, relativ kompakt, da man nur die Selbstentladung kompensieren muss, sollte die Lebensdauer auch sehr
viel länger sein! - vielleicht sogar 12 Jahre +?
Der Platzbedarf liegt bei ca. einem halben Quadratmeter - Würde vielleicht sogar in Mietwohnungen umsetzbar sein.
Die Akkus lassen sich gut in einem Schrank stapeln - Belüftung nicht vergessen! Kochen und Heizen allerdings auf Propanbasis.

Man wird nicht viel Power nutzen können denn der Internetknoten in der Straße hat ja auch keinen Saft, also man hat auch nicht sehr viel mehr von der Power als Licht und Kühlung, Rechner....( Fernsehnachrichten sehe ich seit 2014 sowieso nicht mehr - lohnt nicht )

Was halten Sie davon?
 

AndreasS

Active member
20.06.2021
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Herr Neelen, der Ansatz ist schon recht interessant!

Im Gegensatz zu Ihnen komme ich aus der Elektrotechnik, jedoch eher analoge Nachrichtentechnik.
Schaltnetzteile habe ich schon mehrfach entwickelt und gebaut.
Da ist was Wahres dran, je kleiner die Differenz, um so besser der Wirkungsgrad.

Wir machen mal ein kleines Gedankenexperiment.
Nehmen wir 19 Akkus 12 V, sind wir bei 228 V, fast perfekt nominelle 230 Volt.
Mit Leistungselektronik ist es kein Problem, die 228 V umzuschalten.
Wechselspannung besteht ja aus einer positiven und einer negativen Halbwelle.
Unser Umschalter Leistungselektronik kann dann diese beiden gewünschten Halbwellen bereitstellen.
Haken an der Sache, das ist Rechteckspannung, im Netz haben wir Sinusspannung.
Sehr einfache Wechselrichter 12 -> 230 Volt funktionieren nach dem Prinzip, machen Rechteckspannung.
Bonmot für ältere Leser mit Kenntnis Elektrotechnik, Autoradios mit Röhren nutzten Zerhacker.
Damit wurde aus 6 oder 12 V die Anodenspannung gewonnen, einfachster mechanischer Wechselrichter.
Bild, Link anklicken:
Datei:Schaltskizze Elektromechanischer Zerhacker.svg – Wikipedia

Manche Geräte kann man auch mit so einer Rechteckspannung versorgen, kein Problem bei ohmschen Lasten.
Das sind vor allem Herde, Glühlampen, Heizstrahler, Wasserkocher...
Einige Netzteile PC oder Laptop mit weitem Eingangsspannungsbereich kommen damit vermutlich auch zurecht.

Bei einem Wechselrichter sollte schon halbwegs brauchbar eine Sinusspannung herauskommen.
Schauen Sie mal nach Wechselrichtern Photovoltaik, die Inselbetrieb können.
Werden die im halbwegs brauchbaren Arbeitspunkt betrieben, ist >> 80 % Wirkungsgrad realistisch.

Ich warte erst mal eine Antwort ab!
Zu dem Thema kann ich noch viel mehr schreiben.
 

Bernard Neelen

Well-known member
25.06.2021
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Hallo Andreas S,

ich suche immer nach einer möglichst einfachen Lösung. Könnte man eine bessere vielleicht sogar qualitativ höhere Wechselrichtung über
eine direkte Motor <-> Generatorkopplung erzielen?

Dann hätten wir wenigstens eine echte Sinuswelle und der gesamt Wirkungsgrad sollte in Summe noch an die 90 % heranreichen
...oder?
 

AndreasS

Active member
20.06.2021
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Herr Neelen, die Kopplung Motor auf Generator ist durchaus machbar!

Da fällt mir eine lustige Geschichte ein, ist schon einige Jahre her.
Ich schrieb in einem Forum, in dem es auch Leute Hifi HighEnd gibt.
Einer wollte eine besonders saubere Stromversorgung für seine Hifi-Anlage haben.
War eigentlich als Spaß gedacht, dem schrieb ich von der Möglichkeit Motor -> Generator.
Der Mann war sofort Feuer und Flamme, wollte Details wissen, Kosten sekundär.

Einen Wirkungsgrad > 90 % halte ich für unrealistisch bei Anlagen < 10 kVA (kW).
Genaue Werte habe ich momentan nicht parat, müsste ich nachschlagen.
Der Preis ist hoch, zumindest wenn man eine Firma beauftragt.

Wäre ich ich Meisterschüler Mechatronik, wäre das ein interessantes Meisterstück!
Die mechanischen Anforderungen gehen, man benötigt einen Rahmen für Motor und Generator.
Die Kopplung kann direkt sein, Getriebe und Keilriemen sind auch denkbar.

Ernsthaft spannend wird es auf der elektrischen Seite!
Am Ende sollen ja 400 V Drehstrom herauskommen, frequenz- und spannungsstabil.
Beide Parameter sind stark lastabhängig, da benötigt man Regelkreise.
Wegen der DC-Versorgung mit Akkus wird man einen Gleichstrommotor nehmen.
Der treibt dann einen fremderregbaren Synchrongenerator an.

Die Frequenz 50 Hz kann man messen, damit wird die Drehzahl des Gleichstrommotors geregelt.
Bessere Plattenspieler oder Tonbandgeräte/Kassettenrekorder haben so eine Regelung.
Dafür bieten sich zwei Wege an.
Beim Gleichstrommotor mit Festerregung (Magnete) regelt man die Betriebsspannung.
Dafür benötigt man wuchtige Leistungselektronik, durch die der gesamte Gleichstrom muss.
Gleichstrommotore mit Fremderregung, also Feldwicklung, gibt es auch.
Da wird dann die Leistungselektronik kleiner und den Anker kann man sofort an die Akkus anschließen.

Kommen wir zur Generatorseite, da soll die Spannung (dreiphasig) brauchbar 400 Volt betragen.
Das mit der Regelung bei der Fremderregung funktioniert recht ähnlich.
Einziger Unterschied, es wird die Spannung herangezogen, nicht die Frequenz.

Ich habe jetzt den Königsweg geschildert, es gibt auch simplere Lösungen.
Die sind aber üblicherweise auf einen Arbeitspunkt optimiert, nicht auf einen weiten Bereich.
Mein Aggregat geht so einen Weg, Einfachstregelung bei der Fremderregung des Synchrongenerators.
Der Benzinmotor hat eine einfache Fliehkraftregelung, sehr grob.
Resultat, beim Lastwechsel schwanken Frequenz und Spannung deutlich, weit über 10 %.

Ich rate zu handelsüblichen Wechselrichtern, muss ja nicht gleich einer für eine Photovoltaikanlage sein.
Es gibt viele Wechselrichter 12 und 24 V in unterschiedlichen Qualitäten und Preisen.
Man kann ja mehrere betreiben, je nach Anforderung.
 

AndreasS

Active member
20.06.2021
34
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Selbstversorgung Photovoltaik auf Balkonien!

Spaßeshalber habe ich die Überschrift provokant gewählt, Akku laden geht aber brauchbar.
Im ersten Beitrag schrieb ich, der Städter in einer Mietwohnung hat nur eingeschränkte Möglichkeiten.
Ich war auch mal Städter, hatte eine kleine Wohnung mit Balkon.

Bei brauchbar Sonne ist es durchaus realistisch, eine Autobatterie 12 V mit Photovoltaik aufzuladen.
Warum bieten sich Akkus 12 Volt an?
Es gibt sehr viel Zubehör 12 V, direkt Zigarettenanzünder KFZ oder Camping.
Man kann nicht nur damit Laptop oder Mobiltelefon laden, auch kleinerer Wechselrichter 230 V geht.
Beleuchtung LED 12 V ist gängig, LED Stripe gibt es als Meterware auf Rollen.

Betrachten wir mal ein kleines leistungsfähiges Solarmodul, was für 12 Volt geeignet ist:
Solarmodul für 12 Volt Autobatterie
Das im Link hat 50 Watt, eher dürftig, es gibt aber dazu ein Datenblatt, mit dem man was anfangen kann.
Im Link findet man es unter "Dokumente", PDF-Datei.
Der Hersteller gibt 50 Watt im günstigsten Arbeitspunkt 17,8 Volt an.
Wer sich nicht das Datenblatt heruntergeladen hat, hier die Graphik Leistungsdiagramm:

solardiagramm.jpg

Das Bild ist schon im Datenblatt unscharf, liegt nicht an mir.
Man sieht deutlich, mit dem Solarmodul kann man auch bei wenig Sonne bis ca. 16 V mit Konstantstrom laden.
Das passt prima, übliche Bleiakkus 12 V haben etwa eine Ladeschlussspannung 14 Volt.
Man kann das Solarmodul direkt an den Bleiakku anschließen, ganz ohne Ladeelektronik.
Vorsicht ist geboten, man muss dann die Ladespannung überwachen und von Hand trennen!

Was kann ich vom Solarmodul 50 Watt und einer kleineren Autobatterie 44 Ah erwarten?
Nicht wirklich viel, reicht aber für Kleingeräte und etwas Licht!
Die Autobatterie kann rechnerisch 12 V x 44 Ah = 528 Wh speichern, gerundet 0,5 kWh.
Nehmen wir an, wir haben mittleren Sonnenschein 10 Stunden, 1,5 A Ladestrom.
Das sind dann 15 Ah, wir haben ab Abend 0,18 kWh zur Verfügung.
Komfortabel ist das nicht, wenn man von einem mittleren Haushalt mit ca. 10 kWh pro Tag ausgeht.
Andererseits, unter den Blinden ist der Einäugige König.
Selbst im Winter ist mit LED-Beleuchtung annehmbar Licht gegeben, deutlich mehr als mit Kerzen.
 
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