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Mit Strom aus Sonne und Wind - ist autarkes Leben einfacher

autarke Stromversorgung und EEG-Umlage

Eine besondere Regelung für Selbstversorgung mit Strom aus Sonne und Wind trifft das sogenannte „Erneuerbare Energien-Gesetz“ (EEG)

Dort ist festgelegt, dass Eigenversorgung „der Verbrauch von Strom, den eine natürliche oder juristische Person in unmittelbaren räumlichen Zusammenhang mit der Stromerzeugungsanlage selbst verbraucht, wenn der Strom nicht durch ein Netz durchgeleitet wird und diese Person die Stromerzeugungsanlage selbst betreibt.“  

Nach dem EEG hat jeder Stromerzeuger eine Abgabe für die Förderung  erneuerbarer Energien zu leisten. Von den großen Energiekonzernen wird die EEG-Umlage auf den Endverbraucher umgelegt. 

Theoretisch gilt dies für alle Stromerzeuger bundesweit, egal welche Menge und mit welchen Mitteln die elektrischer Energie  produziert wird. 

Im Interesse der Selbstversorgung (Inselanlagen) hat der Gesetzgeber Stromerzeugungsanlagen, die ausschließlich dem Eigenbedarf dienen und keine Einspeisung in das Netz vornehmen, von der EEG-Umlage gänzlich befreit. 

Eine weitere zeitliche Befreiung von der EEG-Umlage für 20 Jahre gibt es für kleine Anlagen, sofern die Leistung bis zu 10 KW beträgt und der jährliche Eigenbedarf unter 10 Megawatt liegt.

Windstrom als Inselanlage

Windkraft: Kleinwindenergieanlagen (Strominsel)

Strom – Energie der Natur, aus der Sonne und aus dem Wind nutzen. Wir sind an das Leben mit elektrischer Energie gewöhnt, egal ob Licht oder heißes Wasser für Tee und Kaffee, egal ob Kühl- und Gefrierschrank oder Rasenmäher, egal ob Fernseher, Computer, Smartphone, egal ob Bohrmaschine oder Teichpumpe.

Elektrische Energie soll nach Möglichkeit aus der Natur oder aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden.

Natürliche Quellen für elektrische Energie sind Wasser, Sonne, Licht und Wind. Die Gewinnung von Strom aus fließendem Wasser ist für private Anwendungen grundsätzlich ausgeschlossen und wird nicht weiter betrachtet.

Die Nutzung der Windenergie im großem Umfange ist nur durch Errichtung entsprechender starker Windkraftanlagen auf einem  extra dafür vorbereiteten Grundstück möglich, jedoch aufgrund der vielen Vorschriften für private Haushalte leider fast immer ausgeschlossen.

Für den eigenen Garten oder Bauernhof kann die Nutzung der Windenergie über sogenannte Kleinwindkraft oder Kleinwindenergieanlagen (KWEA) erfolgen, denn ein passendes  Windrad im Garten kann manche Energieprobleme schnell lösen. 

Kleinwindanlagen , gesetzliche Reglementierungen

Kleinwindenergieanlagen haben nach der gesetzlichen Norm eine maximale Windangriffsfläche von bis zu 2.000 m², das entspricht in etwa einem Rotordurchmesser von 16 Metern. Die Nennleistung der KWEA beginnt bei kaum einem KW bis zu maximal 500 KW. 

Die Norm legt auch fest, dass Hausanlagen auf dem Dach oder auf den mit dem Haus verbundenen Nebengebäuden ganz besonders für den Eigenbedarf, also für Selbstversorgung, nicht mehr als 6 KW haben dürfen. 

Viele kleinen Windräder für den Hof oder Garten erzeugen durchaus ausreichende 5 bis 30 Kilowatt, während die große Windkrafträder durchaus 3.600 bis 8.000 Megawatt in der Stunde erzeugen. 

Allerdings funktionieren sowohl die großen Windkraftanlagen als auch die kleinen Kleinwindenergieanlagen wirklich nur dann, wenn ausreichend Wind weht.

Das Prinzip der Energiegewinnung entspricht dem eines Dynamos, wie zum Beispiel eines Fahrraddynamo. Mehrere Rotoren, die sich auf einer Achse befinden, werden durch den Wind in eine rotierende Drehbewegung gebracht, auf Grund derer der Generator elektrische Energie erzeugt. Dieser Gleichstrom ist dann für den täglichen Bedarf  auf Wechselstrom mit 50 Hertz und ca. 230 Volt zu transformieren.

Am 18. Juni 2020 hatte der Bundestag den gesetzlichen Mindestabstand von 1.000 Metern der großen Windkrafträder zu Wohngebäuden beschlossen, ob dazu auch Windräder und Kleinwindkrafträder in einem Garten oder auf dem Bauernhof gehören, ist noch nicht bekannt. 

Weiterhin wurde nicht gesagt, ab welcher Größe des Windrades diese Maßnahmen gelten werden. 

Sonnenstrom nutzen

Sonnenenergie: Photovoltaik, Solar

Bei Windstille sind Alternativen erforderlich. 

Die Wandlung von Sonnen- und Lichtenergie in Strom ist heutzutage eine interessante Lösung für autonomes und autarkes Leben. Unter dem Oberbegriff Solartechnik wird Photovoltaik und Solarthermie verstanden. Photovoltaik produziert Strom, Solarthermie produziert Wärme.

Photovoltaik und Solarthermie sind technische Verfahren, um aus dem Licht bzw. der Strahlung der Sonne, der Solarenergie andere Energieformen zu gewinnen.

Als Solarenergie kann grundsätzlich sowohl Wärmeenergie (zum Beispiel die Aufheizung des Wassers) als auch elektrischer Strom verstanden werden. Physikalisch betrachtet, ist das die Wandlung einer Energieform in eine andere.

Photovoltaikmodule nutzen die Sonnenenergie zur direkten Erzeugung von Gleichstrom, der dann in Wechselstrom umgewandelt wird. Mit einer angemessenen Photovoltaikanlage ist autonome, autarke und unabhängige Stromversorgung möglich. 

Diese Stromversorgung schafft Unabhängigkeit von allen Netzanbietern, spart ständig steigende Kosten und Bezahlung von staatlichen Abgaben im Stromkreis und liefert auch dann elektrische Energie, wenn das öffentliche Netz  (Kabelbruch, Unwetter, technischer Kurzschluss) ausfällt.

Achtung: nur Eigenbedarf, dann "Rücklaufsperre"

Ausschließliche Nutzung von Photovoltaik zum Eigenbedarf 

Wenn du in dein privates netz deinen Sprom einspeist, abr nicht möchtest, dass dieser auch in das öffentliche Netz fließt (weil du sonst gewerblicher Stromerzeuger mit allen steuerlichen Nachteilen bist), dann benötigst du einen Zählr mit einer Rücklaufsperre.

Dieser Zähler mit Rücklaufsperre verhindert, dass dein Strom unberechtigt in das öffentliche netz abfließt.

* du willst nicht plötzlich gewerblicher Stromproduzent sein

* dein Strom soll nicht bei den vielen Nachbarn bei Ausfall des öfentlichen Stromnetzes landen.

Nur ein kleines Balkonkraftwerk (auch als Mieter) 

Es ist auch hier zwingend ein rücklaufgeschützter Zähler erforderlich. Dazu ist eine Klärung mit dem Netzbetreiber erforderlich, da diese das in Deutschland unterschiedlich handhaben. Die modernen Zähler können für monatlich etwa 20,00 Euro vom Netzbetreiber gemietet werden.

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Kein Problem, wir haben die besten Produkte für Kleinwindenergieanlagen und für Photovoltaikanlagen für dich zusammengestellt.



kleine Windkraftanlage
Einfamilienhaus
1500 Watt

kleine Garten-Windenergieanlage
400 Watt

Windenergieanlage
mit Mast komplett
700 Watt

Photovoltaik Anlagen
=Offgridtec=
100 Watt - 1080 Watt

Photovoltaik Anlage
komplett
=bau-tech=
600 Watt - 2000 Watt

Photovoltaik
modulare Inselanlage
=solartronics=
je Modul 130 Watt

verschiedene Stromzähler mit Rücklaufsperre

Stromzähler Zwischenstecker, Verhinderung der EEG-Umlage auf eigenen Strom

Bidirektionaler Zähler für Photovoltaik, Aggregate
Balkonanlagen

Erdwärme und Holzvergaser

Geothermie und Strom

Windstille und Dunkelheit, auch da gibt es Alternativen.

Solange die Sonne scheint oder es zumindest draußen hell ist, produziert die Photovoltaikanlage den Strom.Und wenn es dunkel ist? 

Nicht unerwähnt, aber für die Stromgewinnung in Deutschland derzeit noch uninteressant ist die Erdwärme

Hier bietet ein heute noch sehr kostenintensives Verfahren der Möglichkeit, die Wärmeenergie der Erde durch Aufheizen von Wasser für die Heizung von Wohnräumen zu nutzen. 

Eine Gewinnung elektrischer Energie aus Erdwärme in Deutschland ist hier nicht bekannt. 

Dagegen gibt es in ISLAND  derzeit 5 große geothermale Kraftwerke, die ca. 25% der Landesbedarfes an elektrischer Energie erzeugen. 

Holzvergaser und Strom

Windstille und Dunkelheit, weitere Alternativen.

Elektrische Energie wird relativ selten aus nachwachsenden Rohstoffen erzeugt. Holzvergaser sind eigentlich stromerzeugende Heizungen mit einem sehr hohen Wirkungsgrad. Inzwischen gibt es Holzvergaser, die ein Einfamilienhaus ganz autark und autonom mit Strom und Wärme ausreichend versorgen.

Diese Holzvergaser erzeugen durch eine Kraft-Wärme-Kopplung den benötigten Strom. Grundlage dabei ist die Vergasung von Hackschnitzeln oder Holzscheiten.

Dazu sollte dieses Brennmaterial in ausreichender Menge beschafft und bevorratet werden, um eine ganzjährige Stromversorgung zu gewährleisten.

Strom lagern, Batterien und mehr

Viele Möglichkeiten, Strom "zu lagern"

Batterien

Strombedarf

Der solaraffine Otto-Normalverbraucher kann sich ein Pumpspeicher in ausreichender Größe nicht leisten.

Dafür ist die Nutzung von Batterien üblich. Diese Batterien haben die Aufgabe, von Wind und Sonne am Tage zu viel erzeugte elektrische Energie für die Stunden zu lagern, in denen keine Windenergie oder auch einen Sonnenenergie zur Verfügung steht.

Für jeden Selbstversorger ist es von Vorteil, auch nachts, wenn die Photovoltaik nicht arbeitet, oder wenn kein Wind weht, eine gewisse Menge an Strom für seine Kühlgeräte, für Licht im Haus und für Fernseher und Computerausrüstung zur Verfügung zu haben.

Speichervermögen

Die Batterien sollten ein Speichervermögen besitzen, sodass eine Familie auch gut davon profitieren kann. 

Wenn eine Person pro Tag etwa 6 bis 7 KWh benötigt, und zwei Personen ca. 10-11 KWh, drei Personen ca. 13,5 KWH und 4 Personen ca. 15 KWh benötigen, dann lässt sich der tägliche Speicherbedarf schnell ermitteln. 

In Ein- und Zweifamilienhäusern sind Stromspeicher zwischen 8 und 15 KWh üblich.

Dies richtet sich nach der vorhandenen Photovoltaikanlage. Je größer die Photovoltaikanlage pro Kilowatt peak (KWp) ist, desto größer kann der Speicher sein, als Faustregel gilt, dass KWp und KWh in etwa identisch sein sollten.

Vorteile

Der Strom aus Batterien ist jederzeit abrufbar. Damit sind Batterien auch für die Bereitstellung von Notstrom bei plötzlichem Ausfall der zentralen Energieversorgung geeignet.

Im Gegensatz zu einem Aggregat werden die Batterien nur angeschaltet und der Strom ist da. Das Prinzip kennt heute jedes Schulkind, das zum Aufladen des Smartphone ein mobile Powerbank mit sich trägt.

Pumpspeicherkraftwerk

Funktionsweise

Ein Pumpspeicherkraftwerk speichert normalerweise elektrische Energie als potentielle Energie in einem Stausee. 

Zu Zeiten von sehr viel Verfügbarkeit und damit sehr billiger elektrischer Energie wird das Wasser durch Pumpen von einem unteren Becken (Tiefbecken) in ein oberes Becken (Speicherbecken) oder Stausee gehoben. 

Damit befindet sich im Wasser eine gewisse potentielle Energie, die beim Herablassen des Wassers auf einen Generator wieder in elektrische Energie gewandelt wird.

Das Ablassen des Wassers zum Erhalt zusätzlicher elektrischer Energie erfolgt üblicherweise zu Zeiten, in denen ein hoher Bedarf an Strom auf dem Markt ist und der Preis für den Strom wesentlich höher ist, als beim elektrischen Hochpumpen des Wassers.

Wirkungsgrad

Es werden in jedem Pumpspeicherkraftwerk mehr KWh zum Hochpumpen des Wassers benötigt, als sich durch den Rückfluss über den Generator wieder gewinnen lassen. 

Vorteile

1. Wenn das Speicherbecken voll Wasser ist, steht jederzeit ununterbrochen und auf Abruf eine gewisse Menge an elektrischer Energie zur Verfügung, die sofort unmittelbar in das netz eingespeist werden kann.  

2. Die Gewinnung der elektrischen Energie aus einem Pumpspeicherkraftwerk benötigt keinen „Starterstrom“, wie zum Beispiel Kohlekraftwerke oder Atomkraftwerke. Bei großflächigem Stromausfall kann der Strom des Pumpspeicherkraftwerkes auch zum Neustart anderer Kraftwerke verwendet werden.

Negation der Stromgewinnung = Strom absichtlich verbrauchen 

Es ist natürlich auch möglich, mit einem Pumpspeicherkraftwerk regulierend in den Wirtschaftskreislauf vom Stromproduktion einzugreifen. 

Beispielsweise verursacht das Abschalten eines Kohlekraftwerkes wegen niedrigem Verbrauch und hoher Verfügbarkeit von Strom auf dem Markt erhebliche Kosten für den Energiekonzern. 

Da kann es wirtschaftlicher sein, mit einem Pumpspeicherkraftwerk durch das elektrische Pumpen des Wassers nach oben in das Speicherbecken den überschüssigen Strom vom Markt zu nehmen. 

Das reduziert damit das sofort das verfügbare Stromangebot auf dem Markt und erhöht folglich den momentanen Strompreis. 

Anschließend wird das Wasser ohne Stromproduktion wieder in das Tiefbecken herabgelassen. 

Somit ist das leere Speicherbecken nun plötzlich eine Reserve des Energiekonzerns, um den Marktpreis von Strom nicht zu tief fallen zu lassen. 

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