Nachts photovoltaische Gänse braten

Hallo,

ist schon wieder April?

Um diese Frage auch nur ansatzweise korrekt beantworten zu können, würden zunächst mal Daten über die Leistungsaufnahme des Backofens, sowie über dessen Verluste (Wärmeisolation, Abdampf, Luftdurchsatz...) benötigt. Ferner, in welcher Größenordnung mit Verlusten bei Spannungswandlern bzw. Wechselrichtern zu rechnen ist. Die Verluste innerhalb der Akkus dürften bei den zu erwartenden Gesamtverlusten nur eine völlig untergeordnete Rolle spielen. Im übrigen weiß ich noch nicht mal, wie lange eine durchschnittliche Gans gebacken werden muss. 5kWh zur Verfügung stehende (Netto-)Energie sollten aber "gefühlt" in etwa ausreichend sein, um eine Gans zu garen.

Allerdings ist kostbarer in Akkus gespeicherter Solarstrom für diese Aufgabe generell ungeeignet. Die Kosten/Nutzen-Efizienz geht gegen Plums! Ich würde in jeden Fall zum Heizen Gas oder andere, gegenüber (gespeicherten!) Strom geringerwertige, Energieträger empfehlen und den akkumulierten Strom lieber für Licht, Computer, Telekommunikation, Pumpen, Staubsauger o.ä. verwenden.

Grüße, Tom

OK, ich glaube jetzt komme ich hinter den Kern der Frage: Ladefektor von Bleiakkus und Lebensdauer im Sinne einer Kosten/Nutzen-Rechnung.

Der Ladefaktor beschreibt das Verhältnis zwischen eingeladener und entnommener Energie eines Akkus, also die Verluste. Er beträgt bei Bleiakkus zwischen 1,05 und 1,2. Man muss also das 1,05 bis 1,2fache dessen, was man später zu entnehmen gedenkt, vorher einladen. 5kWh eingeladene Energie reichen also aus, um 3kWh zu entnehmen. Nicht berücksichtigt sind hier solche Spezialitäten wie Selbstentladung bei langen Standzeiträumen und dergleichen. Aber das war ja auch nicht die Frage.

Die zweite Frage ist aber nur schwierig pauschal zu beantworten, weil einfach zuwenig Daten für eine halbwegs zutreffende Kalkulation vorliegen. Allein schon für die Abschätzung des Akkuverschleißes bei Entnahme von 3kWh ist die Kenntnis der zugehörigen Akku-Entladetiefe unerlässlich, denn dadurch, dass der Akku-Verschleiß sich mit ansteigernder Entladetiefe unverhältnismäßig stark erhöht, ist klar, das große Akkus bei Entnahme von 3kWh weniger verschleißen als kleine. Aber wie auch immer, ich "rate" mal eine Gesamtkapazität, die sich m.E. aus der Größe der töglichen Strom-Ernte ergibt. Der effektive mittlere Ertrag soll im Winter bei 5kWh täglich liegen. Dann wird der Ertrag im Somme etwa um den Faktor sechs größer sein, das wären also 30kWh täglicher Sommerertrag. Ich hielte es für sinnvoll, mindestens einen Sommer-Tagesertrag in den Akkus speichern zu können. Doch schon bei 30kWh werden hierfür ganz beachtliche Akkugrößen benötigt. Ohne weiter auf die Spannungen und Aufteilungen der verschiedenen hierfür nötigen Akkubänke eingehen zu wollen, rechne ich mal ganz simpel in Ah bei 12V-Akkus um und komme auf mindestens 2500Ah, die in Form von 12V-Akkus vorhanden sein müssten. Praktisch würde man aber vermutlich das doppelte einsetzen, denn man sollte die Akkus ersten nie ganz entladen und zweitens vermindert sich schon kurze Zeit nach der Installation die effektive Kapazität der Akkus, so dass man nur noch weniger Energie darin speichern kann. Das nennt sicht dann Verschleiß.

Zurück zum Beispiel: Rechnen wir z.B. mit 10 Stück 12V/250Ah-Akkus, um im Sommer so ungefähr 30kWh speichern zu können. Eine solche (zyklenfeste) Akkubank kostet etwa EUR 5.000. Im Winter dürften die Akkus erfahrungsgemäß nicht sehr gut geladen sein und bei optimistischer Schätzung regelmäßig so um 50% Energieinhalt dümpeln. Dann stünden also bei einer maximal 70%igen Entladetiefe noch 20% entnehmbare Kapazität zur Verfügung, das wären so ungefähr 6kWh (jetzt bitte keine akademischen Brüche einwenden, das hilft in der Sache selbst nicht weiter, sondern verwirrt nur). Wenn man nun 500 solcher Lade/Entladevorgänge voraussetzt, bevor die Akkus als verschlissen zu betrachten wären, käme man auf einen Akku-Wertverlust je Einzelentladung von rund EUR 10,-.

Dieser Betrag ist aber mit Vorsicht zu genießen, denn je nach Betriebsbedingungen können die Akkus auch mal 5.000 oder auch nur 50 Zyklen durchhalten. Entsprechend betrügen dann die Kosten des einzelnen "Gansbackens" zwischen EUR 1,- und EUR 100,-. Auch reicht eine einzelne schwere Tiefentladung (oder eine ähnliche Betriebsstörung) aus, um die Akkus nachhaltig zu schädigen oder im schlimmsten Fall zu zerstören. Solche Fälle müssten ebenfalls irgendwie statistisch mit eingerechnet werden, aber ich bin kein Versicherungsmathematiker... Fest steht jedenfalls, dass man bei günstigeren Entladetiefen durchaus auch einen geringeren Akkuverschleiß haben kann, aber dann braucht man in jedem Fall größere - und dann natürlich auch teurere - Akkus. Aber es handelt sich hierbei auch nur um einen Fingerzeig, wo die Reise hingeht. Nicht mit einberechnet sind Arbeitskosten für Installation bzw. Auswechseln der Akkus.

Natürlich lassen sich Bleiakkus recyclen, aber das kann man nicht selber machen, sondern muss dies der Industrie überlassen. Man selbst kauft halt neue - recycelte - Akkus. In Zahlung werden defekte Altakkus für gewöhnlich nicht genommen, aber man bekommt wenigstens sein Pfand wieder, dass man gemäß Batterieverordnung bei Kauf entrichtet hat.

Ich kann nur nochmal darauf hinweisen, dass solche "Poweranwendungen" mit Bleiakkus kaum wirtschaftlich zu erbringen sind, denn entweder benötigt man zu viele (teure) Akkus, oder sie sind unterwegs im Womo zu schwer, oder auch nicht schnell genug wieder aufzuladen. Oder eben zu schnell verschlissen und damit dann zu teuer.

Also doch mit Gas backen...?

Grüße, Tom

Ok. Jetzt weiß ich schon mehr.

Deine Schätzung für den Ertrag im Sommer ist korrekt. Der Rekord waren 74 kWh an einem Tag im Mai.

Deine veranschlagte Akku-Größe ist für meine Zwecke viel zu groß. Ich komme nie in die Verlegenheit in einer Sommernacht 30 kWh zu verbraten. Ich bin von der Weihnachtsgans ausgegangen, um das Schlimmste, was mir passieren könnte, einzuplanen. Im Sommer muss ich die Energie tagsüber verbraten. Dass es viel mehr ist, als ich brauche, stört mich nicht. Möglicherweise kriege ich ja noch eine Methanol-Produktion zum laufen. Dann habe ich Treibstoff für den Traktor oder etwas zum Heizen für den Winter.
Die Fotovoltaikanlage ist so groß, dass ich sogar im Winter ganz verschwenderisch nachts eine Gans braten kann. Das ist doch schön.

Meine Rechnung ist nun dies.
Ich will 5 kWh in den Akkus haben. Wenn ich mal die Gans braten will, muss ich vorher darauf achten, dass die Akkus voll sind. Dann kann ich 4 kWh da raus holen, und habe sie nur bis auf 20% entladen, und die Akkus nicht kaputt gemacht. Also plane ich mal großzügig das doppelte, also 10 kWh. Das macht bei 12 Volt, 833 Ah.
Wenn 2500 Ah 5000 Euro kostet, dann kostet 1000 Ah 1000 Euro. Für Installation und Wartung muss ich nichts bezahlen, denn der Elektriker, der hier mit im Haus lebt, will auch etwas von der Gans mithaben.
Wenn die Akkus 500 Zyklen durchhalten, macht das 2 Euro pro Gans. Das ist noch erträglich.

Und selbst wenn ich eine Anlage zum Speicher von 30 kWh hätte, dann würde ich doch nicht im Winter die ganse Anlage betreiben. Ich würde nur ein Sechstel laden und entladen. Auch der Verschleiß lässt sich verteilen.
Was macht man eigentlich mit einem Bleiakku, den man für ein paar Monate nicht braucht? Die Platten aus der Säure herausholen und trocken lagern?

Zitat

Möglicherweise kriege ich ja noch eine Methanol-Produktion zum laufen.
Dann habe ich Treibstoff für den Traktor oder etwas zum Heizen für den
Winter.

Wenn der Punkt mal erreicht ist, wo man dezentral aus selbst erzeugtem Solarstrom Methanol erzeugen kann, dann wird vielleicht doch noch alles gut. Aber bis dahin sind noch eine Menge Probleme zu lösen, von denen das größte vermutlich unser definitiv unstillbarer Energiehunger ist. Jedenfalls wird auch bei größten Anstrengungen nur ein erstaunlich kümmerliches Rinnsal Methanol aus dem Elektrolyseapparat tröpfeln, selbst wenn der Solarertrag optimal ausfällt: EnergieberechnungMeOH.pdf Der Traktor müsste also schon einigermaßen zierlich ausfallen und geheizt wird nicht wie heute das ganze Haus, sondern die Taschenöfen der Bewohner. Der bekannte Tankstellen-Zapfhahn wird dann auch konsequenterweise gegen die Pipette getauscht...

Zitat

Was macht man eigentlich mit einem Bleiakku, den man für ein paar Monate
nicht braucht? Die Platten aus der Säure herausholen und trocken
lagern?

Wenn es nur um einige Monate geht, dann vollladen und kühl lagern. Wenn's mal wieder länger dauert: Elektrolyt ablassen, spülen und unter Schutzgas-Atmosphäre lagern.

Grüße, Tom

Danke für den Link.
Demnach könnte ich an jedem Sommertag aus dem Überschuss der Fotovoltaikanlage 2 kg Methanol machen. Für einen Traktor reicht das nicht. Aber es reicht dann für mehrere Gänse im Winter.

Ich habe noch eine Rechnung veranstaltet.
Raps bringt pro Jahr und Hektar eine Tonne Treibstoff mit 40 MJ/kg. Das sind dann im Durchschnitt 0.127 W/m^2 (ohne Berücksichtigung der Treibstoffe für die Ackermaschinen und deren Verschleiß). Eine Fotovoltaikanlage mit Methanolproduktion hat 4 W/m^2 (ohne Berücksichtigung des Verschleißes). Das ist Faktor 30 zu Gunsten der Fotovoltaikanlage. Wahnsinn!
Wenn man mechanische Energie haben will, sieht es noch viel besser für die Fotovoltaikvariante aus. Welcher Vollidiot hat uns das E10 eingebrockt?
Außerdem wird jetzt klar, warum Kohlendioxid in Kavernen verpresst wird. Das ist keine Müllentsorgung. Das ist ein Rohstofflager.