B is vor hundert Jahren galt Schwaben als Armenhaus der teutschen Lande. Speziell der Schwarzwald war dunkel, bitterarm und im Winter bitterkalt. Kalt und dunkel ist er um diese Jahreszeit noch immer. Aber die Schwaben tüfteln manche neue Idee aus, mit der sie gute Geschäfte machen. Die Firma Deger Energie in Horb am Neckar hat ein Solarsystem entwickelt, mit dem sich die Besitzer von Eigenheimen, Datschen oder kleinen Betrieben unabhängig machen können. Unabhängig von der Abzocke durch die großen Stromkonzerne.
Ein anschlussfertiges System
Das Eigenverbrauchssystem MSS kann auch größere Gebäude versorgen. Es vereint Solarmodule, Bleibatterien und einen Ladewechselrichter. „Unser Eigenverbrauchssystem ist ein Komplettsystem, das wir nach dem Jahresstromverbrauch und dem Nachtstrombedarf unserer Kunden auslegen“, erläutert Doru Grigorian, zuständiger Projektmanager bei Deger Energie. „Das Drei-Kilowatt-System verfügt über 15 bis 20 Solarmodule und einen Blei-Gel-Speicher, der elf Kilowattstunden Strom aufnehmen kann.“
Es ist geeignet für Privathaushalte, die zwischen 4.000 und 5.000 Kilowattstunden im Jahr verbrauchen und sich nun von den Preissteigerungen der Stromversorger unabhängig machen wollen. Das kleinere System für 2.200 Kilowattstunden Stromverbrauch im Jahr kommt mit fünf Kilowattstunden Batteriekapazität aus. Der Solargenerator leistet etwas mehr als drei Kilowatt.
Erprobte Batterietechnik
Deger baut Blei-Gel-Batterien ein, weil diese Technik erprobt ist. „Bei den Lithium-Ionen-Batterien wissen wir noch nicht genau, wie lange sie chemisch halten“, sagt Grigorian. „Deshalb beginnen wir mit wartungsfreien Blei-Gel-Batterien, die man jedoch später problemlos gegen moderne Lithium-Ionen-Batterien austauschen kann. In zwölf bis 15 Jahren ist die neue Technologie reif und preiswert.“ Die Gelbatterien brauchen keine separate Lüftung wie klassische Blei-Säure-Akkus. Einmal in den Keller gepackt, sind sie faktisch wartungsfrei.
Lithium-Ionen-Speicher sind in aller Munde, wirklich bewährt haben sie sich bislang noch nicht. Beim Opel Ampera beispielsweise brannte das Batteriepaket eines abgestellten Fahrzeugs aus, weil die Batterie nicht vorschriftsmäßig von der Fahrzeugelektrik getrennt worden war. Auch beim Dreamliner, dem neuen Superflugzeug von Boeing, gerieten Lithium-Ionen-Blöcke in Brand, die die elektrische Hilfsanlage versorgen sollten. Zwar werden die Lithium-Ionen-Speicher als Solarspeicher künftig eine große Rolle spielen, weil man sie viel tiefer entladen kann als Bleibatterien. Auch vertragen sie doppelt so viele Ladezyklen wie eine Bleibatterie und sind viel leichter. Aber vielleicht dauert es noch ein Jahr, bis wirklich belastbare Daten aus der Massenfertigung und dem Dauereinsatz solcher Batterien vorliegen.
Reserve für den Netzausfall
Bis dahin arbeitet Deger Energie mit Bleiakkumulatoren - und ist erfolgreich: Aus einem Batterieblock für elf Kilowattstunden können nachts maximal 6,5 Kilowattstunden gezogen werden. Dann bleibt eine Reserve für den Notstrom bei Netzausfall. Das MSS lässt sich modular bis zu 22 Kilowattstunden Batteriekapazität erweitern, etwa für Gewerbebetriebe, die 10.000 Kilowattstunden im Jahr verbrauchen. Auch der Netzwechselrichter und das Energiemanagement sind im System integriert, die Leistungselektronik wird von der Firma Nedap geliefert. Die Batterien stammen von einem Zulieferer aus Berlin. „Das Interesse ist sehr groß“, bestätigt Firmenchef Artur Deger. „Wir können mit unserem System günstigeren Strom erzeugen, als der Kunde für Netzstrom bezahlen muss.“
Deger legt die Solarmodule auf einen Tisch, der dem hellsten Punkt am Himmel nachgeführt wird. Die Steuerungstechnik hat Deger Energie selbst entwickelt und patentiert: Maximum Light Detection. Auf diese Weise erzeugt die Solaranlage am Morgen viel früher Strom als eine fest aufgeständerte Anlage. Zudem steigt ihre Erzeugungskurve steiler an.
Danach produziert die Anlage mehrere Stunden lang sehr viel Sonnenstrom. Diese Kurve passt besser mit der Batterie zusammen, als der normale Lastgang einer Solaranlage, die nur kurzzeitig über Mittag ihr Maximum erreicht. „Dadurch braucht man weniger Solarmodule und vor allem kleinere Batterien, um ein Gebäude mit Strom zu versorgen“, sagt Artur Deger. Denn die Batterie wird nicht nur in wenigen Stunden um die Mittagszeit geladen, sondern faktisch zwölf Stunden lang. Während der Nacht wird sie wieder entladen.
Ausgiebig wurde das MSS getestet, seit Oktober ist es im Vertrieb. Und wird gut gebaut, vor allem in der Region. Der Mast des Modultisches der kleinsten Anlage ist drei Meter hoch und damit genehmigungsfrei. Sogar bei Schnee und Eis liefern die nachgeführten Anlagen noch Sonnenstrom, wenn klassische Dachanlagen längst unter einer weißen Decke verschwunden sind.
In Schopfloch im Schwarzwald nutzt Artur Deger ein solches System, um sein eigenes Wohnhaus mit Büro und Ladestation für zwei betriebseigene Elektroautos zu versorgen. Insgesamt 18 Solarmodule von Panasonic (Hit-Module, 240 Watt) liefern eine Nennleistung von 4,32 Kilowatt. Der Modultisch hat eine Fläche von 22 Quadratmetern. Im Jahr 2012 lieferte diese Anlage stolze 7.525 Kilowattstunden Sonnenstrom. Das System hat vom östlichen bis zum westlichen Horizont freie Sicht, erhält also die volle Sonne. In dieser Region herrscht selten Nebel.
Die Betriebsdaten eines Jahres
Die Batterie hat eine Kapazität von 20 Kilowattstunden. Deger hat alle Verbräuche und Erträge genau in Datenloggern erfasst, nun präsentiert er die Tabellen. Von den erzeugten 7.525 Kilowattstunden Solarstrom wurden 2012 im Gebäude rund 3.476 Kilowattstunden direkt verbraucht. Sie flossen aus den Solarmodulen über den Wechselrichter direkt an die Steckdosen. In die Batterien speiste das MSS übers Jahr annähernd 1.756 Kilowattstunden ein. Davon wiederum wurden 1.602 Kilowattstunden im Haus, im Büro und für die Elektrofahrzeuge verbraucht.
Die Autos waren 2012 rund 16.000 Kilometer auf Achse. Dafür hätte ein herkömmliches Fahrzeug rund 1.200 Liter Benzin geschluckt, schlappe 1.800 Euro. Der Überschuss des Sonnenstroms von rund 2.294 Kilowattstunden erwärmte das Warmwasser. Damit sparte Artur Deger rund 229 Liter Heizöl, was 200 Euro entspricht.An drei von vier Tagen im Jahr bezog Deger kein Strom aus dem regionalen Versorgungsnetz. „280 Tage im Jahr waren wir tatsächlich autark“, urteilt er nach einem Blick auf die Betriebsdaten. Aus dem Netz kaufte er 2012 lediglich 862 Kilowattstunden. Damit hat er seinen Strombedarf zu 85,5 Prozent aus dem MSS gedeckt.
Nur 18 Eurocent je Kilowattstunde
Das Prinzip ist nicht schwer zu verstehen: Sobald Sonnenstrom anliegt, werden die elektrischen Verbraucher im Haus versorgt. Überschüsse beladen die Batterie, erst danach versorgt der Sonnenstrom das Warmwasser und die Heizung, über einen Elektroheizstab (3,5 Kilowatt) im Pufferspeicher (300 Liter). Das leuchtet ein, denn Strom ist fünfmal teurer als Wärme. Im Sommer reicht der Sonnenstrom aus, um neben den Stromverbrauchern auch Warmwasser komplett abzudecken, die Ölheizung bleibt ausgeschalten. „Inklusive einer neuen Batterie nach zehn bis zwölf Jahren und dem Wartungsvertrag erzielen wir mit unserer Anlage einen Strompreis von 18 Eurocent je Kilowattstunde“, rechnet Artur Deger vor.
Viel wichtiger wiege jedoch die Autonomie: „Im vergangenen Jahr hatten wir hier im ländlichen Gebiet viermal einen Netzausfall von einer halben bis zu einer Stunde“, erzählt der 48-Jährige. „In diesem Fall trennt sich unser Wechselrichter automatisch vom Netz und fährt die Anlage im Inselbetrieb. So geschehen im letzten Sommer. Da kam plötzlich ein schweres Gewitter über den Schwarzwald und überall gingen die Lichter aus. Nur wir haben davon nichts gemerkt.“
Übersicht über die Betriebsdaten des MSS
Solarerträge und Nutzung der Testanlage in Schopfloch im Jahr 2012
Elektrisches Lastprofil
Stromverbrauch des Gebäudes in Schopfloch im Jahr 2012
Preissenkung durch Innovation
Neuer Tracker D100 vorgestellt
Mitte Mai hat Deger Energie den neuen Tracker D100 vorgestellt. Seine Konstruktion und der Materialeinsatz wurden optimiert, so dass Deger das Nachführsystem um 20 Prozent preiswerter anbieten kann als die Vorgängerversion. Die neuen Systeme werden ab sofort in Europa ausgeliefert. Rund 1,4 Millionen Euro hat das schwäbische Unternehmen in die Entwicklung der neuen Trackergeneration gesteckt. Der Modultisch bietet bis zu 70,6 Quadratmeter Modulfläche an, das entspricht zwischen acht und zwölf Kilowatt Generatorleistung.
Unter anderem haben die Ingenieure den Elevationswinkel des Modultisches von zehn bis 90 Grad vergrößert und den MLD-Sensor neu programmiert. Außerdem kommt eine verbesserte Version des Energiekonverters EK-6 zum Einsatz, der die Erträge bei flachem Sonnenstand am Morgen, Abend und im Winter erhöht. Stark vereinfacht wurde die Elektroinstallation der Tracker, beispielsweise die Sensorik und die Verkabelung. Der Tracker wird komplett verdrahtet geliefert, ist also anschlussfertig. Das spart Zeit bei der Installation und senkt die Fehlerquellen. Der Drehknopf mit den beiden Achsen für Azimut und Elevation wurde in ein Bauteil integriert. Dadurch werden die Kräfte besser verteilt, die Lebensdauer steigt.
Das Komlettsystem MSS der Firma Deger Energie zielt auf die weitgehende Autonomie in der Stromversorgung. Auch Elektrofahrzeuge werden in das Gesamtsystem eingebunden, quasi als fahrende Batterien.
An diesem Bild zeigt sich ein deutlicher Vorteil des Trackersystems: Im Winter sind die Solarmodule frei von Eis und Schnee. Weil sich der Modultisch gegen die tiefe Wintersonne stellt, kann sich der Schnee nicht halten. Auf diese Weise liefert das MSS auch in den dunklen und kalten Monaten nennenswerte Solarerträge.
An diesem Gebäude im schwäbischen Schopfloch wurde das MSS ausgiebig getestet. Neben einer Privatwohnung werden Büroräume mit Rechentechnik und die Ladestation für zwei Elektrofahrzeuge mit Sonnenstrom versorgt. Auch den Totalausfall des Stromnetzes hat die Anlage reibungslos überbrückt. Beinahe hätten es die Bewohner überhaupt nicht bemerkt.
Artur Deger hat das MSS auf Herz und Nieren getestet. Die Auswertung der Betriebsdaten ergab: Eine hohe Deckung wird erreicht, wenn der Wechselrichter, der Energiemanager und die Batterien intelligent interagieren.
Deger nutzt wartungsfreie Bleibatterien, um den Sonnenstrom für die verbrauchsstarken Stunden am Abend und am nächsten Morgen zu bunkern. Das Batteriepaket ist überschaubar, es passt auch in kleine Räume.
Zellen der wartungsfreien Bleibatterien, die in Paketen mit verschiedener Speicherkapazität angeboten werden. Die Größe der Batterie hängt vom Eigenbedarf des Solarkunden ab. Auch die Solaranlage mit dem Tracker wird danach ausgelegt.
Das MSS lässt sich auch kombinieren, um größere Leistungen abzudecken. Ebenso lassen sich Reihenhäuser damit ausstatten. Gewerbebetriebe nutzen die gut sichtbaren Modultische als Marketinginstrument, um auf ihre Bereitschaft zu grünen Investitionen hinzuweisen. Der Tracker wird mit Maximum Light Detection (MLD) nach dem hellsten Punkt am Horizont ausgerichtet.
