Wirtschaftswachstum fördert den Müll in unserer Gesellschaft.
Marken wie Amazon, Appel, Adidas, Zara, H&M, Coca Cola, Mac Donalds, Temu und viele andere verlocken laufend mit neuen Produkten und Storys, damit man ständig neue Produkte und Dienstleistungen kauft. Es werden Glück, Annerkennung und Bewunderung prophezeit, wenn man die Produkte Konsumiert, doch ist das so?
Politisch sind heute Wachstumsprognosen eines Landes im Zentrum der Führungscremien und eine Regierung wird am Wirtschaftswachstum gemessen. Ohne Wachstum verlieren Unternehmen Ihre Finanzierungen und Investoren. Wachstum ist also zwingend notwendig, um als Unternehmen überleben zu können. Wachstum ist enorm wichtig, da die Finanzmärkte mitlerweile eine entscheidende Rolle in einem Land haben und Wahlkampfkassen füllen. Gesundheitssysteme, Renten und Sozialleistungen leben vom Ertrag und Erfolg der Finanzmärkte.
Das Konzept: mehr verkaufen!
Ständig mehr Kleidung
Jährlich werden weltweit über 100 Milliarden neuen Kleidungsstücke hergestellt, sprich 190’000 Kleidungsstücke pro Minute oder 12.25 Kleidungsstücke pro Einwohner der Erde. Produkte die eigentlich kaum jemand braucht. Damit dies funktioniert wird schon bei der Produktion darauf geachtet, dass die Produkte nach wenigen Wäschen kaputt gehen. Modetrends für Frühling Sommer, Herbst und Winter untermauern den konstanten Bedarf hoch zu halten. Stars und Promis achten genau darauf dass sie nie mit dem selben Outfit zwei mal gesehen werden, so wird der Konsum auch von den angeblichen klimabewussten Künstlern und Politikern untermauert.
Mehr Schuhe
Bei Schuhen liegt die weltweite Produktion um die 2,5 Millionen pro Stunde, 21.9 Milliarden pro Jahr oder 2.6 Paare pro Einwohner der Erde. Auch hier untermauern Modetrends den stetigen Konsum. Schuhe aus Leder mit genähten Solen aus lokaler Produktion haben längst an bedeutung verlohren. Viel mehr sind der grösste teil der Schuhe aus Kunstfasern und Konststoff, alles verklebt, so dass sie nach kurzer Zeit ersetzt werden müssen.
Mehr Mobiltelefone
Die Handy-Produktion liegt bei 68’733 Stück pro Stunde, was eine Jahresmenge von über 600 Millionen Mobiltelefone pro Jahr ergibt. Heute werden rund 13 Millionen Handys pro Tag weggeworfen. Um IPods zu verkaufen hat Appel sogar die Buchse für Kopfhörer aus den neuen Handys entfernt. Man wird gezwungen diese Produkte zu kaufen. Handycover bieten nebst den immer neuen Trends auch noch die Individualisierung hoch zu halten, was zusätzlichen Kunststoff Müll verursacht.
Alles braucht mehr Plastik
Pro Stunde entstehen weltweit 12’000 kg Plastik, um all diese Trend- und Einwegprodukte herzustellen. Brauchbare Recyclingkonzepte fehlen immer noch und der grösste teil des Plastikmülls verrottet irgendwo auf dieser Welt.
Auch mehr Glühbirnen für ein Wachstum
Die Lebensdauer von Glühbirnen ist heute von 2500 auf 1000 Betriebsstunden reduziert, um das Wachstum zu gewährleisten, was zu enormem Abfall führt. Gerade die Treibmittel in den Leuchten sind zusätzlich ein Problem für die Umwelt.
Mehr Elektro- und Elektronikprodukte, ganz wichtig!
Viele Elektroprodukte haben heute integrierte Akkus, welche nicht mehr getauscht werden können, das gewährleistet ein Wachstum bei Elektrozahnbürsten, Handys und vielem mehr.
Drucker sind nahezu Einweg-Produkte, wenn die Verbrauchsmaterialien mehr kosten als ein neues Produkt. Zudem ist in vielen Modellen die Betriebsdauer bewusst begrenzt, damit man neue kaufen muss.
Mehr Lebensmittel durch Ablaufdatum
Im Lebensmittelbereich wollen wir gar nicht anfangen. Niemand will sehen, wie viele Lebensmittel weggeworfen werden, daher passiert das sehr diskret und nichtverkaufte Produkte dürfen nicht verschenkt werden, da andernfalls der Markt kleiner wird.
Deko Artikel bereichern das Leben
Bei Konsumprodukten starten wir mal mit Halloween Dekorationsprodukten, das muss alles schnell raus, denn kurz darauf braucht man Platz für die Schnäppchen für den Black Friday und kurz darauf für die Weihnachtsdekorationen. Bereits Anfang Februar benötigt man Regale für die Valentinstag Produkte und bald darauf steht Ostern an. So geht es das ganze Jahr weiter. Lagerräume kosten heute in Industrienationen mehr als den Überschuss zu entsorgen und im nächsten Jahr die neuen Trends anzuschaffen.
Vertuschen der Probleme…
Die meisten Unternehmen geben viel Geld aus um Zertifikate und Nachhaltigkeitsberichte zu erstellen. Kaum ein Unternehmen kümmert sich wirklich um die Umwelt oder den Recyclingprozess der Verbrauchsartikel. Sie schieben die Verantwortung immer mehr auf die Konsumenten und die Gesellschaft ab. Auch medial und politisch macht man zu wenig. COP Treffen und Abkommen verbunden mit Zahlungen erinnern an den Ablasshandel der katholischen Kirche aber bringt das die nötigen Ergebnisse?
Seit Jahren werden die Menschen wegen Littering und Unachtsamkeit bei der Entsorgung angeprangert, während dessen läuft das gewinnoptimierte Produzieren von unnötigen Produkten weiter, ohne dass sich jemand um die Entsorgung der produzierten Ware kümmert. Das Wirtschaftswachstum muss jedoch stetig steigen um das System zu erhalten.
Durch Recycling-Symbole, grüne Verpackungen und durch die richtige Bild- und Musiksprache in der Werbung, suggestiert man uns nachhaltige Produkte, welche keine sind. Der Konsument wird bewusst getäuscht, um mit gutem Gefühl noch mehr zu kaufen und das Wachstum hoch zu halten.
Um so erschreckender klingt die Zahl 10%, denn das ist der Antel an Kuststoff der recycliert wird. Somit landen pro Stunde über 10,8 Tonnen der Produzierten 12 Tonnen neuer Kuststioff irgendwo in der Natur.
Bitte beachten Sie, dass nicht mal 10% der Kunststoffe weltweit Recycelt werden, da es bei vielen Kunststoffen auch gar nicht möglich ist.
Kompostierbare Produkte, welche im Grüncontainer landen, sind oft auch nicht die lösung. Die Zersetzung dauert wesentlich länger als bei normalem Grüngut und behindert den Prozess der Kompostieranlagen.
Grosse Firmen tun doch was!
Als Beispiel ist Amazon seit einigen Jahren auf die Energiewende aufgesprungen, so werden bei Lieferungen mehr E-Fahrzeuge eingesetzt, sie machen grosse Anstrengungen im Bereich erneuerbare Energien und besitzen über 500 Windkraftanlagen. Diese Infos kommunizieren und bewerben sie, um den Anschein einer nachhaltigen Strategie zu vermarkten. Im Gegenzug entsorgt Amazon Jährlich alleine in den USA rund 2.3 Milliarden Kilogramm am Retour Waren, da dies günstiger ist, als sie wieder in den Verkauf zu bringen. Offensichtlich ist dies kalkuliert und günstiger. Man kann sich ausrechnen, ob die Menge an Abfall die Anstrengungen in erneuerbaren Energien das problem löst. Die ungenutzten Produkte landen nach dem Rückversand im Müll!
Das nennt man «Green Washing».
Wir haben die Zahlen von Amazon über verschiedene Dokumentationen wie «Buy Now» ( Netflix) und andere zusammengestellt und können nur erahnen, was das auf lange Sicht bedeutet. Wir sind uns aber sicher, dass Amazon nicht das einzige Unternehmen ist, welches so handelt. Gerade in der Bekleidungsindustrie und bei Elektronikunternehmen wird es kaum Ausnahmen geben.
Stellt eine CEO die Produkte auf langlebig und reparierbar um, sinkt der Umsatz. Investoren und Banken ziehen schnell den Stecker und der CEO steht auf der Strasse.
Die Folgen des Konsumwahns
Es entstehen unheimliche Mengen an Müll dadurch, welche zum grössten Teil aus Plastik und Chemikalien bestehen. Jahr für Jahr fluten wir unseren Planeten mit dem ganzen Müll, welchen wir grössten Teils exportieren und dort verrottet lassen. Viel davon landet in den Ozeanen.
Anstrengungen den Müll aus dem Meer zu holen sindgut aber chacenlos, da der Nachschub jegliche Anstrengungen übersteigt.
Wenn man was Weg wirft, ist es nicht weg, weg gibt es nicht, es landet nur irgendwo anders auf dem Planeten! Auch Wenn man den Abfall verbrennt, bleiben immer noch Schwermetalle und viele Giftstoffe in der Schlacke, den Filtern und der Atemluft zurück.
Die Chemikalien und Plastik-Partikel landen im Kreislauf der Natur und somit in der Luft, im Wasser oder in unseren Nahrungsmitteln.
Auf Kommunaler Ebene verschwinden immer mehr Abfallstationen, Recyclingstationen im öffentlichen Raum findet man kaum. Durch die enormen Abfallmengen im Bereich Take Away steigen die Kosten der Bewirtschaftung massiv an. Niemand will diese tragen, daher senken weniger Abfallbehälter die Kosten. Der Wind, Regen, Kanalisationen und öffentliche Gewässer führen einen grossen Teil des Unrates weg.
Die Folgekosten im Gesundheitswesen steigen laufend weiter, da wir mit den Folgen der Verunreinigungen in der Luft, dem Wasser und der Nahrung leben müssen.
Wacht auf bevor der Müll unser Leben definiert
Die Zahlen müssen uns wach rütteln. Das Verhalten verbraucht all unsere Rohstoffe und bringt irgendwann das Konsumsysteme zum Erliegen. Ohne Wiederverwertung der Rohstoffe kollabiert das System irgendwann. Der Abfall, welcher aus dem Konsum entsteht, vergiftet unsere Lebensgrundlage und gefährdet unsere Gesundheit. Wir brauchen dringend Produkte aus giftfreien und nachhaltigen Materialien.
Politisch fehlt uns der Wille lokale Unternehmen anzusiedeln, um gesammelte Rohstoffen wieder vor Ort zu verarbeiten und neue Konsumprodukte herzustellen.
Konsum ist was Schönes und kaum jemand will darauf verzichten. Es besteht kaum eine Chance Konsum einzuschränken oder zu verbieten. Der einzige Weg, dem wir eine Chance geben, ist Konsum nachhaltig zu gestalten und mit vorhandenen Rohstoffen neues zu machen.
Chemische Produkte insbesondere Plasdtik muss massiv reduzierrt werden und Rohstoffe wie Hölzer, Zeluose und Metalle an deren Stelle zu verwenden, ist ein denkbarer Weg. Das liegt aber in der Verantwortung der Konsumenten beim Kaufentscheid darauf zu achten.
Was machen wir als KMU?
Wir selber achten bei unseren Produkten auf Langlebigkeit, giftfreie Prozesse und Materialien sowie eine nachhaltige und lokale Herstellung. Ersatzteile untermauern die Langlebigkeit der Produkte. Einzelne Funktionen brauchen Kunststoffe, docch wägen wir genau ab.
Glas, Holz und Metall sind endlos wiederverwertbar, ohen dass diese der Umwelt schaden oder Giftstoffe enthalten.
Das ist für uns ein zentraler Punkt bei der Produktgestaltung, da uns Müll nicht egal ist.
Durch unsere Recyclingstationen arbeiten wir daran, Unternehmen, Komunen und Privatpersonen zur achtsamen Entsorgung zu bringen und so die Rohstoffe in die Kreislaufwirtschft zurück zu führen.
Die Debatte über die Maskenpflicht, ob diese nun nützen oder nicht, wollen wir hier nicht führen. Wir thematisieren den Schutz und die Nachhaltigkeit, welche mit der Maskenpflicht einhergeht.
In vielen Geschäften werden kostenlose Masken angeboten. Diese liegen meist in einfachen Kartonboxen auf, und jeder Passant greift sorgenfrei zu. Bei der Entnahme werden zwangsläufig mehrere Masken berührt und mit Viren oder Bakterien kontaminiert. Setzt man so eine Maske auf, fühlt man sich sicher und vergisst die Abstandsregeln und andere Covid Schutzmassnahmen. Lose Sprühmittelflaschen und Kartonboxen mit Hygieneartikeln sind kein Schutz vor ansteckenden Krankheiten oder Bakterien! Sie stellen oft ein zusätzliches Risiko dar. Mitbewerber Hygienestationen haben teils auch die Masken unterhalb der Desinfektionsmittel Spender, so gelangt der Sprühnebel des Desinfektionsmittels an die Masken, was zur Verklebung der Filter-Membranen führt, Die Masken sind dadurch unbrauchbar…
Ein gutes Interview zum Thema Masken finden Sie im Ärzteblatt Deutschland: zum Artikel
Littering durch Masken
Nach dem Verlassen der Maskenzone werden viele Schutzmasken sorglos weggeschmissen. So findet man vermehrt gebrauchte Schutzmasken auf Grünflächen oder in Gewässern. Die Langfristigen Auswirkungen auf unsere Umwelt kann man sich ausdenken…
Daher haben wir uns Gedanken zu den Problemen gemacht und eine Hygienestation mit einem geschlossenen, berührungslosen Abfallbehälter, einem Desinfektionsmittelspender und hygienischen Maskenboxen gebaut. Somit berührt man nur die Ecke der vordersten Maske. Derzeit finden Sie unsere Hygienestationen in einzelnen Spitälern und in Industriebetrieben.
Im Detailhandel gibt es kaum sichere Lösungen. Viele Desinfektionsmittelspender haben ein Fusspedal, was nicht Barrierefrei ist. Ältere Menschen mit Rollator oder Rollstuhlfahrer haben kaum eine Chance, sich die Hände zu desinfizieren. Lose Sprühflaschen wirken auch nicht hygienisch und werden kaum genutzt. Es ist bedenklich welchen Wert öffentliche Einrichtungen und Einkaufscenter in die Hygiene Ihrer Mitarbeitenden und Ihrer Kunden bemessen.
Unser Abfallbehälter mit Fusspedal wird alternativ per Hand an der vorderen linken Ecke bedient. Durch die Softclose Funktion schliesst der Deckel sehr langsam, damit der Luftstoss nicht Viren und Bakterien im Raum verteilt.
Beim Betreten wird die gebrauchte Maske weggeworfen, Hände desinfizieren und eine Neue Maste aus dem Spender entnehmen. Beim Verlassen die gebrauchte Maske in den Behälter legen und die Hände erneut desinfizieren.
Haben Sie bereits eine Abfall- oder Hygienestation, so bieten wir die Spender auch einzeln an. Die geschlossene Maskenbox aus Edelstahl verhindert, dass Bakterien oder Viren in den Maskenstapel gelangen. Der Desinfektionsmittel Spender mit einem 1,2 Liter Tank lässt sich mit handelsüblichen Desinfektionsmitteln nachfüllen.
Nachdem wir unser «Manifest» der Autarkie erstellt haben, bekamen wir reges Feedback auch von Privatpersonen, welche in Ihre Liegenschaft Energie sparen wollen.
Einige halten unseren Ansatz für komplett übertrieben, jedoch sollte man bedenken, dass jedes Watt im 24-Stundenbetrieb jährlich rund 2.26 CHF an Energiekosten entspricht. Kleinste Mengen an Energie kumulieren sich über die Jahre, und Sie haben sicher bessere Ideen, ihr Geld zu nutzen, als unnütze Verbraucher zu finanzieren.
Daher wollen wir Ihnen hier konkret aufzeigen, welche Gedanken wir uns zum Wohnen gemacht haben und was wir umgesetzt haben. Verzicht auf Komfort motiviert niemanden was zu verändern, ein durchdachtes Lastmanagement jedoch kann zu Einsparungen und somit zur Kostensenkung führen, was sich auch positiv auf Ihre Nachhaltigkeit auswirkt.
Die Analyse
Was braucht man eigentlich alles an Geräten und Verbrauchern in den eigenen vier Wänden?
Energie sparen im Bad:
Welche Verbraucher haben wir im Bad? Die Beleuchtung, meist über einen Spiegelschrank mit LED spart bis zu 80 % Energie gegenüber herkömmlichen Leuchtmitteln.
Elektrische Zahnbürste und kabelloser Rasierapparat haben sich längst durchgesetzt, doch enthalten beide Akkus. Deshalb macht es Sinn, diese mit Solarstromüberschuss zu laden. Dazu nutzen wir die Produktionsdaten der Wechselrichter, welche über ein Relais eine geschaltete Steckdose ansteuern, die sogenannte «Solarsteckdose».
Der Haar Föhn, der Lockenwickler und andere Verbraucher ohne Batterie benötigen eine Steckdose mit Dauerstrom, da wir ja auf Komfort nicht verzichten wollen.
Energie sparen in der Küche:
Die Küche ist längst zum Wohnraum geworden, und so finden sich dort auch fremde Verbraucher wie Ladegeräte von Handys und Tablets. Gekocht wird in vielen Haushalten nicht mehr nur zu den gewöhnlichen Tageszeiten, daher muss Strom immer verfügbar sein. Beim Ersatz von Küchengeräten beachten Sie bitte den Energieverbrauch, so senken Sie auch langfristig Kosten. Moderne Geschirrspüler sind programmierbar. Laufen diese bei Sonnenschein am frühen Nachmittag, so wird der Strom-Peak der PV-Anlage genutzt, was den Eigenverbrauch steigert. Hat man keine PV-Anlage, so ist ein Betrieb mit Nachttarif kostensenkend.
Kühl- und Gefrierschränke müssen ebenfalls nicht 24 Stunden in Betrieb sein. Diese können je nach Bedarf auch mit Nachtabschaltung angeschlossen sein. Dumm nur, wenn diese einen Alarm haben, welcher sich bei Stromunterbruch lästig meldet. Viele Kaffeemaschinen sind ebenfalls programmierbar und bieten auch eine automatische Abschaltung. Nutze man diese, sparen Sie Strom, denn die Heizung darin ist ein Energiefresser.
Mit einem Induktionskochfeld lässt sich zusätzlich Energie sparen, da der Wirkungsgrad um einiges höher liegt.
Energie sparen im Wohnraum und in den Zimmern:
Standby-Geräte sind Stromfresser, jedoch lassen sich leider nicht alle Geräte einfach wieder einschalten. Smart-TVs sind meist eher mühsam, da man sich nach jeder Abschaltung neu einloggen muss, was den Komfort einschränkt. Wir empfehlen, solche Geräte nicht vom Strom zu nehmen, da Komfort natürlich auch wichtig ist.
Internet-Router und Festnetztelefone können nachts gut vom Netz, das schont die Geräte und erhöht die Lebensdauer. Wer braucht denn während der Schlafenszeit schon das Internet? Zusätzlich senkt man so die Strahlenbelastung, und man schläft dadurch bestimmt nicht schlechter.
Im Wohnraum setzen sich immer mehr Akkugeräte durch. Staubsaugroboter und dergleichen sind auf dem Vormarsch. Diese Geräte können über eine sogenannte «Solarsteckdose» angeschlossen werden, welche nur bei Solarüberschuss Strom liefert und somit das Gerät auch nur mit Sonnenstrom geladen wird. Das erhöht den Eigenverbrauch und schont die Lebensdauer der Batterie im Gerät.
PC und Peripheriegeräte schalten wir über Shelly Aktoren . So werden diese nur bei Gebrauch eingeschaltet und per Knopfdruck sind alle Produkte verfügbar.
Die Beleuchtung sollte fix geschaltet sein, da diese je nach Witterung und in der Nacht verfügbar sein soll.
Mit dem heutigen Drang zur Selbstdarstellung und Selbstoptimierung finden sich auch immer mehr elektronische Geräte wie Drohnen, Digitalkameras und Fitnessuhren. All diese Verbraucher schont man mit geschalteten Steckdosen, welche nur temporär Ladestrom bieten und vor Über- wie auch Unterladung schützen. Auch hier kann der Solarüberschuss verwendet werden.
Ähnliche Vorgaben gelten auch für alle Zimmer, Flure und das Treppenhaus.
Energie sparen im Keller und der Garage
Im Keller hat man mehr Geräte, als die meisten vermuten. Akku-Elektrowerkzeuge finden sich fast in jedem Haushalt. Diese sind meist über Monate am Stromnetz oder liegen im Regal. Beides ist für den Akku nicht gut. Wird ein Akku über mehrere Monate nicht geladen, so geht er durch Tiefentladung kaputt, dasselbe gilt wenn er konstant 100 % geladen ist. Eine geschaltete Solarsteckdose bietet Abhilfe. So wird der Akku regelmässig geladen und hat in den Nachtstunden die Möglichkeit der Selbstentladung. Gleiches gilt auch für E-Autos, E-Bikes und Elektroroller.
Eine E-Ladestation ist eine feine Sache, so kann das Elektroauto bequem zu Hause geladen werden. OK, Sie haben noch kein Elektroauto. Sehen sie dennoch bei einer Installationsplanung vor, bereits die Vorabsicherung und den nötigen Platz bereit zu stellen, denn ein Elektroauto hat massive Vorteile bei Unterhalt und Betriebskosten. Durch eine eigene PV-Anlage verstärkt die E-Mobilität die Kostensenkung zusätzlich, da der Strom selbst genutzt werden kann, was sich lohnt. Stromüberschuss zu minimalen Vergütungen ins öffentliche Netz einzuspeisen dagegen ist kaum noch kostendeckend.
Eine LED-Beleuchtung mittels Bewegungsmelder zu schalten sorgt für automatisches Abschalten, damit das Licht nicht vergessen wird und die ganze Nacht oder gar mehrere Tage leuchtet. Solche Schaltungen nutzen wir in Treppenhäusern, Kellerräumen und sonstigen nur kurzfristig genutzten Bereichen.
Energie sparen im Aussenraum:
Auch im Aussenraum macht es Sinn, Verbraucher auf Ihren Nutzen zu reduzieren und so Schaltungen aufzubauen. Aussensteckdosen und Steckdosensäulen werden im Winter kaum gebraucht und ein Abschalten erhöht die Sicherheit bei Regen, Schnee und Sturm. Der Rasenroboter oder die Teichpumpe sind ja nicht den ganzen Tag in Betrieb und können ebenfalls mit Solarüberschuss über eine geschaltete Solarsteckdose betrieben werden.
Die Weihnachtsbeleuchtung im Aussenraum lässt sich am einfachsten über eine Zeit Schaltuhr regeln, auch eine solche Schaltung sollte eingeplant werden. Wir haben bei uns auch hier Shelly Aktoren verbaut
Energie sparen in der Waschküche:
Waschmaschinen und Trockner gehören nach wie vor zu den grossen Verbrauchern in Wohnungen. So ist bei der Beschaffung wichtig, den Energiebedarf der Geräte in den Kaufentscheid mit einzubeziehen. Wärmepumpentrockner sind zwar immer noch teuer aber lohnen sich auf lange Zeit durchaus. Beachtet man auch die Programmierbarkeit der Geräte, so können diese am Morgen befüllt und am frühen Nachmittag mit dem Strom-Peak der Solaranlage betrieben werden, während man auf der Arbeit ist.
Statt den Trockner zu benutzen, empfehlen wir die Wäsche wieder an die Leine zu hängen, wie es unsere Eltern und Grosseltern getan haben, das spart Energie und schont die Umwelt.
Wasseraufbereitung und Heizung
Für die Wasseraufbereitung gibt es viele Möglichkeiten. Am häufigsten sind bei Altbauten immer noch Elektroboiler oder Boiler, welche über die Öl-/Gasheizung betrieben werden. Muss eine Heizung den ganzen Sommer durch laufen, so ist das eher unwirtschaftlich, aber auch der Elektroboiler ist keine umweltfreundliche Alternative.
Bei ausreichend Dachfläche empfehlen wir die Solarthermie mit einem Heizstab als Unterstützung, welcher in den Wintermonaten die fehlende Wärme erzeugen kann. Hat man die Dachfläche bereits mit PV-Modulen belegt, so sind Wärmepumpen-Boiler eine echte Alternative.
Am besten jedoch sind Gesamtlösungen für die Heizung und das Warmwasser. Wärmepumpenlösungen für die Heizung mit integriertem Brauchwasserspeicher erhöhen den Wirkungsgrad, da der Wärmeverlust gering ist.
Wir selbst bauen gerade eine Wärmepumpe mit Solarthermie-Unterstützung, um so auch unseren Strombedarf in der Produktion zu entlasten. Solarthermie hat nach wie vor einen besseren Wirkungsgrad, als PV-Module, so lässt sich gerade auf kleineren Häusern mit einer Kombination mehr Energie gewinnen.
Die Solaranlage als Energie-Manager
Eine eigene PV-Anlage ist für die Nachhaltigkeit entscheidend. Egal wie ein Haus ausgerichtet ist und wie gross die Dachfläche auch ausfällt: Jedes einzelne PV-Modul bietet langfristig enorme Einsparungen, und der Gedanke, dass mein Haus mir die Energie für den täglichen Bedarf erzeugt, ist nicht nur ökologisch, sondern auch wirtschaftlich sinnvoll.
Gute Wechselrichter haben heute IoT Ein-/Ausgänge, welche Lasten oder Relais schalten. Daher braucht es Wechselrichter, welche keine komplexen Schaltungen bedingen und Verbraucher nach dem Nutzen steuern. Sicher gibt es heute ganze Haus-Server welche über Software alle möglichen Funktionen bieten und auch viele Abos bereit stellen. Als Techniker sind wir in den letzten Jahren aber immer mehr von hochkomplexen Schaltungen weggekommen und suchen wieder einfache und robuste Lösungen. Die Unabhängigkeit von Herstellern und Updates ist entscheidend. Ein Haus wird mit einer Lebensdauer von mindestes 60 Jahren gebaut und so erwarten wir auch von der Technik eine maximale Betriebsdauer. Ein klassisches Relais oder eine SPS Steuerung sind fast unzerstörbar und bieten diese Vorteile.
Sie fragen sich nun sicher, wie sie das alles schaffen sollen und wie man das Ganze umsetzt? Wie soll man nun all diese Optimierungen, welche oben aufgelistet sind realisieren?
SAM Home, ein fertiges Produkt
Wir entwickeln gerade eine Hauptverteilung für Einfamilienhäuser und Eigentumswohnungen, welche diese ganzen Schaltungen und alle dazugehörigen Apparate beinhaltet, die jeder Elektroinstallateur versteht und bei ihnen umsetzen kann. Die Komponenten sind alle am Markt erhältlich und kompatibel zu Produkten anderen Hersteller. Unabhängigkeit ist ebenfalls wichtig.
Diese Hauptverteilung ist vorbereitet für die PV-Anlage, einen Hausspeicher, die E-Ladesäule und weitere Produkte wie Jacuzzi und Saunen. Sicherlich kostet so eine Verteilung etwas mehr als eine einfache Lösung mit ein paar Sicherungen. Sie sparen damit Energiekosten und eine Amortisation in wenigen Jahren ist wahrscheinlich.
Um die Einsparungen auch sichtbar zu machen, ist in der Unterverteilung zusätzlich ein Smart-Meter verbaut, welches über eine App jederzeit den Energiebedarf sichtbar macht.
Die Sicherheit ist zentral, so sind alle Stromkreise FI-geschützt. Der Blitzschutz wird durch einen Überspannungsableiter vom Typ I – II sichergestellt. Ein Blitzschutz leitet Überspannung bei einem Blitzschlag direkt in die Erdung um und sichert so Ihre Geräte. Dadurch ist der Brandschutz bei Blitzschlag wesentlich höher. Die Sicherheit Ihrer Familie und Ihrer Liegenschaft steht für uns an oberster Stelle und da kennen wir keine Kompromisse.
Die Verdrahtung im Verteiler wird soweit mittels isolierter Stiftschienen und Steckkontakte umgesetzt. Schaltungen und Verbraucher werden vom Installateur einfach umgesteckt und sind um einiges übersichtlicher aufgebaut, als herkömmliche Verteilungen. Wir haben auch in der Hauptverteilung und deren Verdrahtung einen Designanspruch.
Den Strom selber zu produzieren und keine Energie über das Stromnetz zu beziehen, ist elektrische Autarkie. Das ist kaum zu schaffen, da auch Wechselrichter mit dem Stromnetz kommunizieren, indem sie die Netzfrequenz abstimmen. Eine 100%-Autarkie bedeutet, dass man den Stromüberschuss auch nicht einspeisen kann und vom Stromnetz komplett abgekoppelt ist.
Da man nicht jeden Tag gleichviel Energie benötigt und der Verbrauch zeitlich unterschiedlich ausfällt, benötigt man eine Batterie, sowie einen Hausanschluss, um den Energiebedarf sicher zu stellen.
Sich vom Stromnetz abzukoppeln erachten wir als keine brauchbare Lösung, da wir mittels Energieüberschuss den Strom verkaufen können und somit eine bessere Amortisation unserer Investitionen erreichen. Zudem stellen wir so im Netz zusätzlichen Ökostrom bereit, welcher für unseren Konsum von extern hergestellten Produkten und Leistungen bereitsteht.
Wie viel Energie brauchen wir?
Diese Frage ist zwar zentral, kann aber kaum beantwortet werden, da Unternehmen ja wachstumsorientiert sind und neue Produkte, neue Verfahren und viele andere Einflüsse den Strombedarf täglich beeinflussen. Den Ist-Zustand kann man anhand der Stromrechnung einfach ermitteln, Lastspitzen sind jedoch bei der Auslegung der Infrastruktur ebenso entscheidend.
Bei unserer PV-Anlage haben wir versucht, eine möglichst gleichmässige Last zu erzeugen, um den Eigenbedarf möglichst gut abzudecken. So helfen uns Relais, welche durch die einzelnen Wechselrichter anhand der Produktionsdaten die Lasten der Verbraucher schalten, die Autarkie zu erhöhen. Verbraucher, welche zwingend gebraucht werden, sind über Digitale Switch geregelt. Server oder andere Geräte, welche eine 24-Stunden-Versorgung benötigen, sind mit zusätzlichen Notstrom-Lösungen (USV) geplant. In der Produktion haben wir sogenannte „Solarsteckdosen“, die nur bei Sonnenschein und Überproduktion Strom liefern. Daran angeschlossen sind beispielsweise Ladegeräte für Elektrowerkzeuge und ähnliches. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Akkus nicht konstant am Ladestrom hängen und vor Überladung oder Tiefentladung verschont sind. Das erhöht die Lebensdauer der Akkus massiv, und unsere Mitarbeiter brauchen sich nicht darum zu kümmern.
Autarke Produkte
Produkte wie Aussenbeleuchtung oder unsere Leuchtreklame sind auf Autarkie geprüft und teils ganz vom Stromnetz entkoppelt. Alle Stromkreise haben wir über mehrere Tage gemessen, analysiert und die Verbraucher auf Ihren Nutzen optimiert. Dieser Prozess ist teils digitalisiert, damit wir die Übersicht behalten und laufend weiter optimieren können.
Eine grosse Herausforderung ist der Boiler. Der Energiebedarf ist sehr unterschiedlich und verbrauchsabhängig. Die Wassertemperatur, welche vom Wasserwerk geliefert wird je nach Jahreszeit unterschiedlich und der Verbrauch ebenso. Im Winter beträgt die Wassertemperatur am Hausanschluss rund 4-6°C in den Sommermonaten bis zu 16°C. Der Boiler hat eine Maximal-Last von 9 kWh, kann aber auch ohmsch angesteuert werden. Da wir bei Schlechtwetter nicht an jedem Tag einen Energieüberschuss von 9 kWh sicherstellen können, muss der Boiler gedrosselt werden. Die optimale Heizleistung zu finden, war nicht einfach. An Regentagen scheint die Sonne auch mal ein paar Stunden und somit reicht der Überschuss kurzfristig, während an anderen Tagen die Spitzenleistung nicht ausreicht, und an wieder anderen Tagen haben wir mehrere Stunden perfekten Sonnenschein.
Es ist schwierig die optimale Heizleistung zu ermitteln, welche bei jedem Wetter funktioniert. Wir haben uns erst gegen eine ohm’sche Überschussaufladung mittels OhmPilot von Fronius entschieden, da der Wirkungsgrad der Warmwasseraufbereitung schlechter ausfällt. Zudem sind die Installationskosten mit rund 800.- CHF kaum zu amortisieren. Dagegen war eine Relaissteuerung, welche über den Wechselrichter direkt angesteuert wird, um ein vielfaches wirtschaftlicher. Später im 2020 wurde nun eine SPS Steuerung ins Gebäude implementiert. Nun wird die Last digital geregelt. Die Software haben wir selber geschrieben und können nun faktisch jede Steckdose und jeden Grossverbraucher managen. Da die Steuerung nun auch an Kunden angeboten werden soll, werden wir in kürze auch einen Fronius Ohm Pilot implementieren, damit wir auch diese Lösung in unser System integrieren können.
Mehr dazu später.
Das Resultat
Erstaunlicherweise konnte durch all die aufgeführten Massnahmen der Strombedarf an den Wochenenden und in der Nacht massiv reduzieren, was uns hilft, mit einer kleinen Batterie durchzukommen. Batterien sind teuer und eine kleinere Batterie reduziert die Investitionskosten.
Verbraucher auf Ihre Nutzung reduzieren
Gruppe 1: Verbraucher mit Planbarkeit oder eigenem Speicher
Dazu gehören beispielsweise der Wasserboiler, Akku-Ladegeräte für Maschinen und Apparate, das Elektroauto, Druckluft, unsere Druckanlage für Industriedrucke, Transferdrucker, Plattenfräse, Schneideplotter, Waschmaschine, Geschirrspüler und mehr.
Diese Produktgruppe benötigt nicht immer Energie, und die Prozesse können anhand der Wetterdaten einfach geplant werden. Bei einem Boiler kann über Temperaturreduktion auch viel Energie eingespart werden.
Gruppe 2: Verbraucher für den normalen Arbeitstag/Alltag
Zu dieser Gruppe gehören PCs, Peripheriegeräte wie Bildschirme, Drucker, Handys, Beleuchtung, Kühlschrank, Gefriertruhe, Lüftung, Telefonanlage und Internet-Router.
Diese Produkte müssen während der Arbeitsstunden verfügbar sein und werden bei Nichtgebrauch, in der Nacht oder an Wochenenden über DigitalSwitch (Shelly), Bewegungsmelder oder über Hauptschalter vom Netz genommen. Digitale Schaltungen mit Integrierter Zeitschaltuhr oder Loop Timer und Bewegungsmelder entlasten Mitarbeiter.
Gruppe 3: Sicherheitsrelevante Verbraucher mit 24 h Betrieb
Dazu gehören Produkte wie Server, Alarmanlage und die Notbeleuchtung.
Diese Produktgruppe ist teils mit Notstrom gesichert, sogenannte USV (Unterbrechungsfreie Strom Versorgung).
Gruppe 4: Autarke Installationen
Produkte wie Aussenbeleuchtung, Teichpumpe und auch unsere Leuchtreklame haben wir komplett autark gebaut. Diese Produkte sind nicht mehr am Stromnetz und funktionieren über ein eigenes Solarmodul und eine Batterie. Derzeit prüfen wir auch, Innenbeleuchtungen über alte Autobatterien autark anzuschliessen. Erste Erfolge zeichnen sich ab. Autobatterien im Innenraum haben bessere Betriebsbedingungen, da sie keinen Temperaturschwankungen unterliegen. Gebrauchte Autobatterien erhalten zudem eine Second-Life-Chance, was zusätzlich Ressourcen schont. Das einzige Problem der Batterien ist die Zyklus-Sicherheit. Die Batterien altern rasch, können aber in Garagen meist gratis abgeholt und einfach ersetzt werden. Wichtig ist auch diese in gut durchlüfteten Räumen zu lagern, da sie bei der Ladung Gase freisetzten.
Die Vorteile der Schaltungen, Intelligenz
Durch die Auslegung dieser Gruppen war es uns möglich, mit einem kleinen Speicher unsere Autarkie auf über 90 % anzuheben. Durch die laufende Analyse und Optimierung steigt der Autarkiegrad laufend an.
Um den Energiebedarf zu optimieren, haben wir nun zusätzlich die Nord-Nordwest-Seite unseres Dachs mit PV-Modulen ergänzt. So haben wir im Durchschnitt eine Stunde länger Stromproduktion, was die Batterie entlastet und die Produktion steigert. Auch bei Schlechtwetter ist die Nordseite gut geeignet, da über den Alpen im Süden oft dunkle Wolken die Sonne verbergen während im Jura helle Wolken die Sonne reflektieren und so die Solaranlage trotzdem gut Strom erzeugt.
Da wir auf Langlebigkeit setzen, haben wir zu Beginn unsere Schaltung direkt über die Wechselrichter gesteuert, also ohne externe Software. Fronius bietet potenzialfreie Schaltkontakte direkt am Wechselrichter, sowie IOS-Schnittstellen, welche digitale Ein-/Ausgänge haben. Durch die vier Wechselrichter haben wir also über 40 einzelne Schaltmöglichkeiten, wovon wir gerade mal 10 aktiv nutzen. Alle Schaltungen lassen sich über die Produktionsdaten ansteuern. Die Relais werden zentral über eine Fi-Sicherung geschaltet, so lassen sich alle Verbraucher während der Urlaubszeit per Knopfdruck ausschalten.
Im 2019 wurde die Steuerung durch eine SPS Steuerung von Weidmüller ersetzt. Nun haben wir uns ein richtiges Lastmanagement gebaut. Mehr dazu später.
Es ist wichtig, dass wir in den Morgenstunden einen ersten Ladestrom in die Batterie bringen, um so über den Tag gerade bei Bewölkung mit dem Batteriestrom Spitzenlasten abzufangen. Wenn also die Sonne nicht ausreichend Energie erzeugt und wir beispielsweise eine Fräse oder den Kompressor benötigen, bietet die Batterie Energie für die Spitzenlast. So können wir die Unterschiede der Tagesproduktion abfangen und auch bei Schlechtwetter möglichst autark sein. Ein weiteres Problem bei Sonnenschein ist, dass am Mittag Energieproduktionsspitzen anfallen. Wir haben beispielsweise das Laden vom E-Auto auf die Mittagszeit programmiert, da es mit rund 5-11 kWh die Einspeisespitze in der Mittagszeit glättet. Wenn das Auto aber vollgeladen ist, was dann? So müssen wir die Batterie nutzen um zusätzlich die Stromkurve zu glätten. Die Batterie sollte also in den Morgenstunden nicht vollgeladen werden.
Die Wohnung im Firmengebäude hilft der Planung (Vektorkopplung)
Da wir auch eine Einliegerwohnung haben, werden Verbraucher wie Geschirrspüler und Waschmaschine an sonnigen Tagen genutzt, um Energiespitzen abzufangen. Diese Verbraucher werden am Morgen programmiert und laufen zwischen 11:00 und 16:00 Uhr.
Im Winter kann der Energieüberschuss für die Wärmepumpe oder zur Heisswasser-Aufbereitung genutzt werden.
Stromglättung bringt den entscheidenden Vorteil
Die Glättung des Strombedarfs hilft nicht nur unserer Autarkie, auch die EW’s profitieren davon. Weniger Stromspitzen bedeuten weniger Lastwechsel für die Infrastruktur. Phasenkopplung ist auch wichtig. So haben wir unsere Stromphasen analysiert, um die einzelnen Phasen gleichermassen auszulasten. Das bedingt einen Umbau der Unterverteilung, ist aber problemlos machbar. Um unsere Zuleitung zu schonen und eine übermässige Energieeinspeisung zu vermeiden, haben wir eine Einspeisebegrenzung implementiert. Das ist zwar nicht erstrebenswert, da durch Abriegeln der Stromproduktion nicht nur Energie, sondern auch ein Teil des Ertrages verloren geht. Nur so können wir jedoch eine sichere Stromversorgung gewährleisten, da insbesondere in den Ferien keine Verbraucher am Mittag betrieben werden.
Die Solaranlage wurde auf die Südost und Nordwest-Dachfläche verteilt, so ist die Energiespitze nicht ein kurzfristiger Peak. Dieser verteilt sich gleichermassen von 11:00-16:00 Uhr und bietet so eine gleichmässig hohe Stromproduktion. Durch die Südost-Seite haben wir in den Morgenstunden bereits früh Solarstrom und am Abend bietet die Nordwest-Seite ebenfalls eine lange Eigenversorgung. Den besten Wirkungsgrad erreicht man auf der Südseite. Nur, was nutzt eine maximale Leistung in den Mittagsstunden, wenn man in der Zeit die Energie nicht nutzen kann?
Unsere Installation:
Wechselrichter Fronius Symo Hybrid 5.0 mit Batterie LG Chem RESU 10, 1 MPP-Tracker und 2 Strings, Nennleistung 4,68 kWp, Module 260 Wp Viessmann. Ausrichtung: Südost
SMA Sunnyboy 1,5 für Fassadenmodule an der Südseite
Enphase IQ7Plus mit 230Wp Module am Südwest Geländer
BYD Batterie 16.6kWp mit Notstromfunktion <5kWp
Fronius Ohmpilot zur Warmwassererzeugung
Die Batterie
Batterien benötigen mehrere Sekunden Zeit, um vom Lade- zum Entladestatus zu schalten, daher macht es Sinn, eine Batterie möglichst langsam zu laden, damit möglichst wenige Schaltzyklen entstehen. Während der Schaltung wird eine geringe Menge an Netzstrom benötigt, um den Lastwechsel zu überbrücken. Das beschneidet unsere Autarkie. Auch schont eine langsame Ladung die Batterie und erhöht die Lebensdauer.
Wechselrichter mit direktem Batterieanschluss, zur Ladung von sogenannten DC-Batterien (Gleichstrom), sind aktuell eher leistungsarm. Fronius bietet derzeit nur einen 5 kWp-Wechselrichter Symo Hybrid mit einem DC-Batterieanschluss. Seit 2019 gibt es nun den Fronius GEN10 Plus, welcher auch bis zu 10kWh Laden kann.
Wie soll die Batterie geladen werden?
Bei Installationen von mehreren Wechselrichtern neigt man dazu, die Batterie in den Morgenstunden maximal zu laden. Der Strom aller Wechselrichter muss erst vom PV-Modul in’s Wechselstromnetz gewandelt werden(Wirkungsgrad rund 96%), danach wieder über den Gleichrichter in die Batterie (Wirkungsgrad rund 94%). Bei Gebrauch der Energie aus der Batterie muss diese erneut über den Wechselrichter in Wechselstrom gewandelt werden (Wirkungsgrad rund 96%), damit er in der Steckdose nutzbar ist. Jeder Wandel erzeugt Verlustleistung und reduziert den Gesamtwirkungsgrad um 12-15 %. Das bedeutet die Auslegung einer grösseren PV-Anlage und somit einer höheren Gesamtinvestition.
Der zweite Wechselrichter wird im Bild beispielsweise mit -286 W angezeigt. Das bedeutet, dass er von den anderen Systemen über das AC-Netz (Wechselstrom) Energie bezieht, um die Batterie zu laden, was mit Verlusten verbunden ist.
Batterie-Management
Ein intelligentes Batterie-Management priorisiert daher die Ladung aus dem Wechselrichter, welcher direkten DC-Strom vom Solarmodul zur Batterieladung nutzt, bietet jedoch bei Schlechtwetter die Möglichkeit, auch andere Wechselrichter zur Ladung zu nutzen. Mit dem 5 kWp-Fronius-Wechselrichter würden wir bei Schlechtwetter die Batterie nicht voll bekommen.
Daher haben wir ein gestaffeltes Laden und Entladen analysiert und umgesetzt (Optimierungen finden laufend statt).
In der Tabelle werden je nach Tageszeit unterschiedliche Lade- und Entlade-Leistungen eingetragen, damit das Ganze möglichst reibungslos funktioniert. Auch hier sind noch Veränderungen und Anpassungen nötig, um eine möglichst hohe Autarkie über das ganze Jahr sicherzustellen. Durch die Veränderung konnten wir den Wirkungsgrad der Batterieladung um über 7 % verbessern, was uns täglich mindestens 700 Wh Energie spart. Der Jahresertrag bei Einspeisung verbessert sich daher um rund 18.- CHF und bei Eigenbedarf um bis zu 52.- CHF. Somit liegt der genaue Ertrag irgendwo dazwischen. Er ist auch für die Amortisation der Batterie mit rund 500.- CHF in den 15 Jahren durchschnittlicher Betriebszeit nicht unerheblich.
Was kostet die Autarkie?
Die Gesamtinvestition der 46kWp inkl. Batteriespeicher lag bei rund 75’000 CHF. Die Förderung betrug rund 28’000.- CHF und die Steuererleichterung nicht ganz 10’000.- CHF. Es bleibt eine effektive Investition um die 32’000.- CHF. Man muss dazu sagen, dass wir auch viel Eigenleistung hineingesteckt haben und die Schaltungen selber mit gebrauchten Relais umgesetzt haben.
Durch die Analyse konnten wir ohne grosse Veränderungen massiv Energie einsparen. Mit der PV-Anlage erreichen wir eine jährliche Stromkostenreduktion von rund 5000 – 6000.- CHF. Die Elektromobilität wird ebenfalls vom Dach bereitgestellt und spart 5000.- CHF Benzin oder Diesel pro Jahr. Der jährliche Energieüberschuss liegt je nach Wetter zwischen 3000 – 4500.- CHF pro Jahr. Eine Einsparung um die 14’000.- CHF ist realistisch.
Eine Amortisation von drei Jahren ist auch für Industrieanwendungen eine top Rendite, zudem haben solche Investitionen bei geringem Unterhalt eine Lebenserwartung von rund 40 Jahren.
Bei privaten Solaranlagen sehen wir diese Schritte auch als Altersvorsorge, da durch Strompreiserhöhungen (Durchschnitt der letzten Jahre rund 4 % p.a.) und sinkende Zinsen kaum ein Rentenfond solche Renditen bietet und uns im Alter durch Autarkie mehr Geld zum Leben übrig bleibt.
Energetische Autarkie bedingt etwas Planung
Um das Ziel einer möglichst hohen Energetischen-Autarkie zu erreichen, berücksichtigen wir den Wetterbericht bei unserer Produktionsplanung. Das war zu Beginn ein grosses Thema und führte intern zu heftigen Diskussionen. Jedoch merkten wir rasch in der Umsetzung, dass es unsere Prozesse gar nicht so stark beeinträchtigt, wie vermutet. Eigentlich ist es eine Periode von Anfang Dezember bis Ende Februar, wo es uns an manchen Tagen etwas einschränkt. Da wir im Investitionsgüterbereich unterwegs sind und bei vielen Kunden das Budget in der Zeit noch nicht bereitsteht, ist das eher eine ruhige Zeit, und somit gut machbar.
Auszug digitale Energieüberwachung
Monatsanalyse
Die beiden Grafiken zeigen die Energieproduktion und den Verbrauch unserer Unternehmung. Grün stellt den Energieüberschuss dar, grau den direkten Verbrauch, gelb ist die Batterieladung und rot zeigt den externen Strombezug. Wir zeigen hier einen durchschnittlichen Monat, wie den März 2019. Wie unschwer zu erkennen ist, sind die Verbraucher bestmöglich in die Solarproduktion eingebunden. So sind wir auch an Regentagen wie dem ersten, dem 14. oder 15. März 2019 kaum auf externen Strom angewiesen, da wir an diesen Tagen auf Büroarbeit umstellten.
Unserem Verbrauch im März 2019 von ca. 930 kWh steht die Energieproduktion von 3100 kWh gegenüber. Der Eigenverbrauch liegt bei 30 %. Was für einen März sehr gut ist. Die elektrische Autarkie lag bei 99 %, wir haben lediglich 9.6 kWh aus dem Stromnetz bezogen. So stellen wir auch sicher, dass die Energie in den Wintermonaten ausreicht. Betrachtet man die roten Balken, so finden die externen Energiebezüge nicht an den Regentagen statt. Sie sind auf grosse Lastwechsel in der Produktion zurückzuführen und das an sonnigen Tagen.
Tagesanalyse
Eigentlich wollten wir den 21. März aufzeigen, da dies der Tag der Sonnenwende ist. An dem Tag war aber das Wetter zu schön um die Details sichtbar zu machen. Daher nutzen wir den 19. März 2019, ein leicht bewölkter Dienstag, der eine optimierte Energieplanung sichtbar macht. Lediglich die Batterieladung ist zu dem Zeitpunkt noch nicht optimiert und lädt am Morgen komplett auf. Gut ersichtlich ist jedoch, wie gleichmässig unser Eigenverbrauch auf den Tag verteilt ist und wir nahezu alle Verbraucher direkt über den Energieüberschuss der PV-Anlage nutzen.
Die Autarkie liegt an dem Tag bei 99 % und der Eigenverbrauch bei 29 %. Das eine Prozent, welches bei der Autarkie verloren geht, liegt am Frequenzabgleich der Wechselrichter, welche regelmässig mit dem Netz abgeglichen werden und so geringe Mengen an Strom beziehen. Zudem sehen wir in den Morgenstunden (gelber Punkt) einen kurzen Unterbruch der Batterie, ja auch sowas gibt’s.
Der genaue Netzbezug an dem Tag lag bei 0,23 kWh. In Franken: Um die 6 Rappen.
Grundsätzlich sprechen wir in unserem Betrieb von einer Autarkie um die 90%, das ist kein „Tiefstapeln“, es hat damit zu tun, dass wir im vergangenen Winter bei einigen Annahmen falsch lagen.
Weitere CO²-Reduktionen stehen an
Weitere Elektroautos und der Ersatz unserer Heizung mittels Wärmepumpe und Solarthermie sind in Planung. Auch diese sollen autark betrieben werden. Dazu wurde die PV-Anlage bereits diesen Juli erweitert, um ausreichend Energie bereitzustellen. Auch eine Windkraftanlage mit 2,3 kWp wurde im 2018 installiert. Da es jedoch immer noch keine Gesetzesgrundlage gibt, eine Windkraftanlage auf das Dach zu bauen, musste diese wieder rückgebaut werden. Es wäre eine super Ergänzung, da bei Schlechtwetter und geringer Sonneneinstrahlung meist ausreichend Wind ansteht für die Grundversorgung.
Austausch der Heizung
Einfach nur die Heizung umzubauen, ist auch kein Garant für eine energetische Verbesserung. Die Energiemenge ist entscheidend! So wurde erst die Gebäudehülle untersucht und es wurden Isolationen verbessert. Im 2018 wurde in der Produktion die Fensterfront mit dreifacher Panzerglas Verglasung erneuert. Weitere Verbesserungen stehen noch an. Eine bessere Gebäudehülle reduziert die Heizleistung und somit kann eine kleinere Wärmepumpe eingesetzt werden. Das senkt die Investition und schont auch die Umwelt.
Ein weiterer Schritt ist die Wärmepumpe mit zusätzlicher Solarthermie zu koppeln. So reduzieren wir den Strombedarf und können in der Übergangszeit mit reiner Solarthermie heizen. Dazu wurden 20 m² Dachfläche vorgesehen. Was reichen sollte, einen 5000 Liter Wärmespeicher in der Übergangszeit warm zu halten. Alternativ steht auch eine Eisspeicherheizung in Diskussion.
Der integrierte Brauchwasserspeicher ersetzt dann auch unseren heutigen Elektroboiler was zusätzlich um 3-6 kWh pro Tag Energieeinsparung bedeutet und somit unsere Autarkie verbessert.
CO²-Neutral sind wir rechnerisch bereits heute, CO²-frei zu werden, ist das Ziel.
Unsere Erfahrungen mit Batteriespeichern
Im April 2015 haben wir die LG CHEM Resu 10 in Betrieb genommen. Mit grosser Freude starteten wir in die neue autarke Versorgung mit unserer Batterie und waren positiv überrascht wie gut alles Funktionierte. Mit der 10kWh Batterie schafften wir es gerade in den Sommermonaten eine Autarkie von über 99% zu erreichen. In den Wintermonaten war es mit 86% etwas weniger aber dennoch überzeugend. Optimierungen und en Lastmanagement sollen die Autarkie zusätzlich verbessern. So erarbeiteten wir mittels Schaltungen und einer SPS Steuerung ein Lastmanagement System welches unseren Nachtbedarf reduzierte und die Autarkie auch im Winter auf bis zu 96% erhöhte.
Dann der Rückschlag: 2019 hatten wir erste Batterieausfälle
Da wir die Produkte über den Grosshandel bezogen, hat LG Chem sofort die Schuld an Fronius übertragen. Der Wechselrichter würde zum Ausfall führen. Fronius hat anstandslos innert drei Tagen Ersatz geliefert, das Problem bestand jedoch weiter. Nach mehreren Wochen hin und her ist ende November 2019 eine neue Steuereinheit der LG Chem Batterie angekommen. Danach gab es zwar immer noch Ausfälle aber um einiges seltener.
Seit dem 2. Juli 2021 ist nun unsere LG Chem Resu 10 Batterie komplett ausgefallen und lässt sich nicht mehr starten. Der Grund des Ausfalls ist bislang nicht geklärt, wir vermuten einen Zellenkurzschluss oder eine defekte Lötstelle in der Batterie. Wir haben umgehend agiert, doch LG hat erneut mehrere Wochen nicht darauf reagiert. Irgendwann erhielten wir vom Grossisten ein Formular, worauf uns ein Tagessatz von 1,7 EUR ab Formular Datum angeboten wurde. Die Gewährleistung sei damit erbracht. Eine Ersatzlieferung der Batterie wurde mehrfach verschoben. Schuld ist natürlich ein Lieferproblem wegen Corona, was wir ja noch nachvollziehen können, jedoch funktioniert auch die Kommunikation mit LG überhaupt nicht, was schlussendlich unser Vertrauen in LG Chem erschütterte.
Nun ist die gesamte 10kWh Batterie defekt. Das ist nicht in unserem Sinne und definitiv kein nachhaltiges Handeln.
Produkte können ausfallen
Sicherlich kann jedes Produkt mal einen defekt haben, entscheidend ist jedoch wie man mit den Problemen umgeht und da bekommt LG ein klares «ungenügend».
Nach 3 Monaten ist die Batterie extrem aufgequollen, das Aussengehäuse ist komplett verformt. Das bietet ein gewisses Risiko. Austretende Gase können die Gesundheit gefährden oder im Extremfall kann ein Batteriebrand entstehen. Wir waren immer begeistert von LG, nun stellen wir fest, dass die Garantie Leistung nicht funktioniert. Es sind über 5 Monate vergangen bis ECOBAT Logistics die Batterie in einer Explosionssicheren Box abholte.
Für uns ein klares Zeichen, dass wir LG Chem als Firma im Solar- und Batteriebereich nicht weiter empfehlen werden, da sie unsere Ansprüche eines nachhaltigen Umgangs mit Ressourcen nicht erfüllen und uns weiterhin der Gefahren einer defekten Batterie über 5 Monate aussetzten.
Wir sind keine Öko Aktivisten, jedoch gerade bei solchen Produkten hat man als Kunde klare Vorstellungen eines nachhaltigen Umgangs und ein Tagessatz des Energieausfalls als Gewährleistung erachten wir als nette Geste aber nicht als Lösung des Problems.
Wollen auch Sie Ihren Betrieb nachhaltiger gestalten,
kennen sich aber mit der Materie nicht aus? Dann lassen Sie sich auch von Energie Schweiz inspirieren und ziehen Sie einen Berater aus dem Programm PEIK hinzu.
Lithiumabbau ist umweltfreundlicher, als von den meisten Medien dargestellt.
Eine neue Studie aus dem Jahr 2019 belegt, dass der Lithiumabbau viel weniger Wasser verbraucht, als bisher angenommen. In den sozialen Medien werden laufend Berichte und veraltete Studien publiziert, welche die Elektromobilität schlecht darstellen, da die Batterien angeblich enorme Mengen an CO2 freisetzen und auch der Lithiumabbau massive ökologische Folgen haben soll. Diese CO2-Studien sind längst widerlegt, denn der ökologische Fussabdruck hängt hauptsächlich vom Strommix der produzierenden Länder ab. Würde mehr erneuerbare Energie zur Herstellung der Lithium-Ionen-Batterien genutzt, so könnte die Herstellung weitgehend CO2-frei erfolgen.
Lithiumabbau-Gebiete
Lithium wird aktuell in Bolivien, Chile und Argentinien abgebaut und ist wohl der wichtigste Rohstoff von Lithium-Ionen-Batterien. Sicherlich sind auch noch andere Metalle für eine funktionierende Batterie erforderlich wie z. B. Kobalt, Aluminium, Kupfer und Graphen. All diese Materialien werden bereits heute aus defekten Batterien zu über 96 % rezykliert.
Eine Dokumentation von Harald Lesch (ZDF) berichtete unter dem Titel «Der wahre Preis der Elektroautos» über den Lithiumabbau. Dabei wurde über eine wilde, nicht angemeldete Kobaltmine berichtet. So sei der Abbau von Lithium in der Atacama-Salzwüste enorm umweltschädigend, da 21 Millionen Liter Grundwasser täglich verdunsteten und so enorme ökologische Schäden entstünden. Die Bauern in der Region fürchteten um Ihre Existenz, da die Rinderzucht durch den sinkenden Grundwasserspiegel gefährdet sei und der Boden und somit auch die Fauna komplett austrocknen würde.
Lithium ist nicht nur für die E-Mobilität
Die Verantwortung wurde dabei alleine der Elektromobilität zugeschrieben, obwohl aktuell nur rund 30% des Lithiums für die Herstellung von Akkus verwendet wird. Der Rest des Lithiums wird für die Glas-, Keramik- und Schmiermittel-Industrie benötigt. Den grössten Bedarf an Lithium-Ionen Akkus hat aber immer noch Mobilelektronik, wie z. B. Laptops und Smartphones. Sicherlich wird der Bedarf für Hausspeicher und Autospeicher bald stark anwachsen.
Bislang wurde aus einer Studie von 2011 zitiert, in welcher zwei Millionen Liter Wasserbedarf pro Tonne Lithium angegeben wurden. Dieser Wert basiert auf einer Schätzung von Fernando Díaz, einem forensischen Geologen der Universität Buenos Aires. Es wurde angenommen, dass der Lithiumanteil in der Sole sehr gering ist, was jedoch an den unterschiedlichen Abbauorten stark variiert. So sind die Lithiumanteile in der Salar de Atacama viel höher, was den Brauchwasseranteil um ein vielfaches senkt. Rechnen wir nun die Schätzung von Fernando Diaz anhand des höheren Lithiumanteils in der Sole hoch, so sind es noch 0,4 Tonnen Wasser pro Kilogramm Lithium.
Weiter wird in dem Artikel auch nicht erwähnt, dass ein grosser Teil des Lithiums auch aus Australien kommt, wo das Lithium aus Feststoffen gewonnen wird. Dort ist der Wasserbedarf um ein vielfaches geringer, das aber nur am Rande.
Um auch den Kritikern etwas mit auf den Weg zu geben: Das verdunstete Wasser ist nicht verloren! Es gelangt in unsere Atmosphäre und fällt als Regen wieder zu Boden, somit ist das Wasser nicht verbraucht, sondern nur örtlich verschoben.
Was bedeutet das für unsere E-Mobilität?
Nach Rückfrage bei Tesla wurden in unserem Modell S 85P aus dem Jahr 2016 12 kg Lithium verbaut, was laut der obigen Annahmen einer Wassermenge von 4800 Liter entspräche. Auf die durchschnittliche Lebenszeit und die Fahrleistung des Fahrzeugs umgerechnet, benötigt man vermutlich mehr Wasser für die Autowäsche. Die 12 kg Lithium entsprechen rund 300 – 400.- CHF Rohstoffkosten. Wir sind überzeugt, dass viele Menschen bereit wären, für Ihr Fahrzeug etwas mehr zu bezahlen, wenn sichergestellt wäre, dass durch die Fahrzeugherstellung keine langfristigen Umweltschäden entstehen. Fair Trade beim Auto ist bestimmt eine Marktlücke!
Ist nun die Fauna im Abbaugebiet gefährdet?
Durch den Abbau der Sole mit dem enthaltenen Lithium kann der Grundwasserspiegel sinken. Die Anliegen und Befürchtungen der Bauern sind nachvollziehbar. Man sollte dabei bedenken, dass der Lithiumabbau genau wie der Bergbau funktioniert. So wird in den meisten Kohlebergwerken und Minen ein Vielfaches der für die Atacama-Wüste genannten 21 Millionen Liter Wasser pro Tag benötigt. Dennoch sind Bestrebungen im Gange, den Wasserbedarf beim Lithiumabbau nachhaltiger zu organisieren. Aus Flüssen wird Wasser herbeigepumpt, und auch die Sole wird nicht komplett ausgetrocknet. Das Lithium wird aus der feuchten Sole extrahiert und viele Unternehmen pumpen die Sole danach wieder zurück in die Erde. Das stabilisiert den Grundwasserspiegel und schont die Fauna.
Andere Rohstoffe in der Sole
Man darf auch nicht vergessen, dass noch weitere wertvolle Rohstoffe in der Sole enthalten sind. Entnimmt man das Wasser kontrolliert, so bietet der Lithiumabbau sogar Trinkwasser für die Region. Das würde die Ökobilanz massiv verbessern und es wären sogar Aufforstungen denkbar, welche CO2 langfristig binden. Sicher gibt es in jeder Branche schwarze Schafe, welche nur am Gewinn interessiert sind und Umweltvorschriften umgehen. Dennoch sollte man die Chance einer nachhaltigen Mobilität nicht durch die Machenschaften einzelner Unternehmen verstreichen lassen. Als bedenklich erachten wir die ZDF-Reportage, welche die Entwicklung der E-Mobilität durch falsche Fakten zurückgeworfen hat. Wir als E-Mobilisten mussten uns nach diesem TV-Bericht laufend rechtfertigen und wurden von Benzin- und Dieselfahrern sogar als Umweltsünder bezeichnet.
Verzichten wir nun auf die neue Technologie, so haben wir durch die globale Erwärmung, die durch den enormen CO2-Ausstoss unserer aktuellen Mobilität täglich entsteht, einen weltweiten Temperaturanstieg. Dieser Effekt wird den Bauern in der bereits heute sehr heissen Salzwüste massiv zusetzen. Das „Nichtstun» gefährdet die Existenz dieser Bauern am meisten.
Photovoltaik-Anlagen verursachen während des Betriebs keine klimaschädigenden Emissionen, benötigen jedoch für die Herstellung elektrische Energie. Daher sind Photovoltaik-Anlagen nicht CO2-frei.
Entscheidend ist der Strommix und der daraus resultierende CO2-Ausstoss bei der Herstellung von Solarmodulen, der Wechselrichter und der Montageteile. Da immer noch viel Energie mittels Kohle erzeugt wird, stehen beinahe alle Produkte, welche zur nachhaltigen Entwicklung beitragen, wie Solarzellen und Batterien, laufend in der Kritik, Umweltschäden mit zu verantworten. Das Problem dafür liegt aber nicht bei den Produkten selbst, sondern daran, dass die Politik nach wie vor an Kohlekraftwerken und an Atomstrom fest hält. Die Angst vor Veränderung sitzt offensichtlich zu tief.
Man spricht dauernd von Arbeitsplätzen in der Kohleindustrie, gleichzeitig hat man durch die Beendigung der Förderungen in der Solartechnologie ein vielfaches an zukunftsträchtigen Arbeitsplätzen geopfert. Die nachhaltige Energieproduktion bietet ein enormes Potenzial an neuen Arbeitsplätzen.
Umweltabkommen werden unterzeichnet, doch fehlt es nach wie vor an der konsequenten Umsetzung.
Aus welchen Materialien bestehen Solarmodule?
Solar-Module werden aus dem Rohstoff Silizium hergestellt, welcher eine sehr hohe Reinheit benötigt. Daher muss das Silizium mehrfach umgeschmolzen und mit einem Halbleitermaterial legiert werden. Silizium ist das zweithäufigste Element der Erde und wird aus Quarzsand gewonnen. Die Lötstellen der einzelnen Zellen sind aus bleifreiem Lötzinn. Die Oberfläche der Solarzellen wird durch ein gehärtetes Glas vor der Witterung geschützt. Die gängigen Module haben einen Rahmen aus Aluminium, welcher zur Befestigung benötigt wird. Für die Montage auf dem Dach werden meist Aluminiumprofile und Stahlverschraubungen eingesetzt. Wechselrichter sind elektronische Anlagen, welche aus Stahl und Kupfer hergestellt sind. Zuleitungskabel bestehen aus Kupferlegierungen.
Recycling PV Module
Die erwähnten Materialien können nach der Betriebszeit von rund 30-40 Jahren grösstenteils wieder rezykliert und aufbereitet werden. Mehr dazu finden Sie unter «PV CYCLE»
Die Gestehungs- und Recyclingenergie von Photovoltaik-Anlagen ist je nach Wirkungsgrad der Gesamtanlage nach 1-3 Jahren durch die Stromerzeugung amortisiert. Dieser Wert gilt für Anlagen, welche in der Schweiz und in Mitteleuropa installiert sind. Danach produzieren Solaranlagen emissionsfrei rund 40 Jahre lang Energie. Kohle-, Gas- und Atomkraftwerke sind während ihrer gesamten Betriebsdauer auf die Zufuhr nicht erneuerbarer Energien angewiesen.
Die Stromerzeugung durch Photovoltaik-Anlagen, kann in den nächsten Jahren bereits bis zu 20 % des Strombedarfs erreichen. Weltweit steigt der Anteil an Solar- und Windenergie laufend. Solarmodule und die dazu benötigten Rohstoffe werden hauptsächlich in USA, Europa und Asien hergestellt, somit wird auch die Umweltbelastung bei der Herstellung der Solarmodule durch den höheren Anteil an erneuerbarer Energie immer geringer. Die Ökobilanz von PV-Anlagen stetig stetig.
Erwähnenswert sind Dünnschicht-PV-Module:
Im Ausland werden oft auch Dünnschicht-PV-Module, welche Cadmium-Tellurid (CdTe) enthalten, eingesetzt. Für den Rückbau und das Recycling dieser Dünnschichtmodule gelten besonders strenge Anforderungen, da das Recycling nicht ganz unproblematisch ist. Normale Siliziummodule sind unproblematisch.
Stellt schlechtes Wetter ein Problem für unsere Stromversorgung dar?
Solarstrom hat ähnliche Probleme wie die Atomkraft. Da die Sonne nachts nicht scheint, braucht es Speichermöglichkeiten für die elektrische Energie. Beinahe das gleiche Problem haben wir heute mit den AKWs. Da man diese in der Nacht nicht einfach rasch abschalten kann, muss die überschüssige Energie mittels Pumpspeicherkraftwerken in Stauseen gepumpt werden. Am Tag, wenn mehr Energie benötigt wird, liefern die Wasserkraftwerke den zusätzlichen Strom. Das bedeutet, dass Wasserkraft eben auch nicht ganz frei von Umweltbelastung ist.
Ähnlich funktioniert es mit Solarenergie. Bei starkem Sonnenschein wird der Überschuss in die Stauseen gepumpt, bei schlechtem Wetter kann die Energie über Wasserkraft genutzt werden. Zusätzlich benötigen wir weitere Speichermedien wie Batteriespeicher und «Power to Gas»-Lösungen. Ein «Smart Grid», sprich ein intelligentes Stromnetz bietet die Möglichkeit, den Strombedarf besser zu koordinieren und Verbraucher optimal zu regeln. Das erhöht die Netzstabilität.
Auslegung einer Solaranlage
Grundsätzlich liegt ein Irrtum vor, was die Montage einer Solaranlage betrifft.
Die meisten «Solateure» leben vom Verkauf der Solarmodule und beachten meist nur die Effizienz. Gerechnet wird fast ausschliesslich mit Süddächern, die maximale Fläche wird belegt. Maximale Leistung scheint ein Wettbewerb zu sein. Aber braucht das der Käufer wirklich?
Immer wieder treffen wir Menschen, welche uns erzählen, dass Ihr Dach sich nicht für Photovoltaik eigne, da sie eine Ost-West-Ausrichtung des Satteldachs haben. Eine Solaranlage lohne sich nicht.
Hier sehen wir enormen Aufklärungsbedarf.
Was nutzt uns eine enorme Energiespitze zu Mittagszeit, wenn man unter der Woche den ganzen Tag auf der Arbeit verbringt?
Bei den meisten Menschen spielt sich doch der Tag so ab, dass Sie morgens Ihre Rituale mit Kaffee und den Gang ins Bad zwischen 06:00-08:00 Uhr erledigen und anschliessend das Haus verlassen, um ihrem Job nachzugehen. Einige kommen am Mittag zurück zum Essen, andere erst am Abend gegen 17:00-19:00 Uhr.
Das schreit doch förmlich nach einer Ost-West-Belegung der Solaranlage, da die Sonne im Osten aufgeht und so am Morgen meine Kaffeemaschine mit Solarstrom versorgen kann. Danach habe ich auch ausreichend Strom, um beim Verlassen des Hauses noch die Geschirrspülmaschine oder eine Waschmaschine laufen zu lassen. Die Westausrichtung garantiert mir die Energieversorgung in den Abendstunden. Am Mittag werden beide Dachflächen reduziert beschienen, das Peak wird geglättet.
Effizienz und Autarkie
Die Effizienz der Photovoltaik-Anlage ist nicht das Wichtigste, sondern eine möglichst hohe Autarkie. Da wir für die Stromeinspeisung nicht mal 50 % vom Netztarif erhalten, macht eine optimierte Eigennutzung wirtschaftlich Sinn.
Daher gilt es zuerst mal den eigenen Strombedarf zu ermitteln und die Solaranlage darauf auszulegen. So bleibt auch ausreichend Geld übrig, um den Nachtstrom mittels Batterie in die Anlage einzubinden.
Wollen Sie den Eigenbedarf optimieren und einen Batteriespeicher installieren, so ist die Ostausrichtung enorm wichtig. Nach einer langen Winternacht ist beinahe jeder Speicher leer. Am Morgen früh Solarstrom produzieren und die Batterie laden ist wichtig, um Stromspitzen abzudecken.
Die Ost-West-Ausrichtung verlängert die Eigenproduktion durch die Solaranlage um bis zu zwei Stunden gegenüber einer rein nach Süden ausgerichteten Solaranlage. Im Winter, bei sehr kurzen Tagen, ist das entscheidend und schont zusätzlich die Batterie.
Hinweis:
Die Informationen wurden sorgfältig recherchiert und zusammengetragen. Wir freuen uns über kritische Feedbacks und allfällige Ergänzungen oder Verbesserungsvorschläge.
Wir sind nun zertifiziert für die Installation von VARTA Batterie-Speicher Systemen.
Ob Eigentumswohnung, Reihenhaus, Einfamilienhaus oder grössere Objekte – bei den VARTA Energiespeichern ist immer die passende Lösung für Sie dabei.
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Warum Varta Batterie-Speicher?
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Mit einem Batteriespeicher den Nachtstrom aus der Photovoltaik Anlage zu nutzen macht Sinn. Aktuell bekommt man um die 10 Rp/kWh (durchschnitt der letzten 5 Jahre) für die Einspeisung von Solarstrom, demgegenüber steht der Strompreis von rund 17 – 28 Rp pro kWh inkl. der Netz Gebühren beim Strombezug. Während der Nachtstunden benötigt ein Einfamilienhaus im Jahresschnitt 6-10 kWh pro Tag oder etwa 500.- CHF im Jahr.
Am Tag können bei wechselhaftem Wetter die Verbrauchsspitzen aus der Batterie bezogen werden. Damit spart man zusätzlich etwas an Stromkosten.
Somit haben wir eine Gesamtrendite der Batterie um die 600.- CHF pro Jahr.
Speichern wir jedoch Solarstrom in die Batterie, so liefern wir weniger ins Stromnetz, was mit rund 10 Rp pro kWh entschädigt wird (Einspeisevergütung). Batterien haben einen Wirkungsgrad von rund 80-90% da beim Laden Verluste auftreten. Berücksichtigen wir diese Kosten, so lohnt sich ein Batteriespeicher bei den aktuellen Preisen kaum.
Eine Amortisierung ist derzeit etwas schwierig zu berechnen, da es sehr unterschiedliche Batterien und noch mehr unterschiedliche Anwendungen gibt. Grundsätzlich muss man mit einer Investition eines 10 kWh Speichers um die 8’000 CHF rechnen und kann von 15-20 Jahren Lebenserwartung ausgehen. Die Batterie ist kaum zu amortisieren. Steigen die Strompreise weiter, so steigt die Wirtschaftlichkeit schnell.
Wer darauf wartet, dass die Batteriepreise sinken, der wartet vermutlich noch lange. Es ist nicht zu erwarten, dass die Preise stark sinken werden, da die Nachfrage durch die E-Mobilität wächst.
Unsere Rechnung mit der neuen BYD Gebäude-Batterie (2021):
Durchschnittlich benötigen wir als KMU 9.3 kWh pro Tag im Jahresschnitt aus der Batterie. Beim aktuellen Nacht-Strompreis von 17.5 Rp sind das im besten Fall 594 CHF Ersparnis pro Jahr. Der Rückvergütungsausfall liegt bei einem Wirkungsgrad von 90% und einer Einspeisevergütung von 14.5 Rp (Stand Sommer 2021) um 547 CHF. Somit sparen wir mit unserer Batterie jährlich nur 47 CHF, was eine Amortisation der BYD HVM 16.6 Batterie unmöglich macht. Mit 6000 Ladezyklen hat die Batterie eine errechnete Lebensdauer von etwas über 20 Jahren. Die Einsparung über den Lebenszyklus beträgt somit 943 CHF in den 20 Jahren, bei Kauf- und Installationskosten von rund 10’000 CHF. Aus wirtschaftlicher Sicht ist ein Batteriespeicher komplett sinnfrei!
Berechnung der Wirtschaftlichkeit BYD Batterie:
Batteriekapazität 16.6 kWp x 6000Ladezyklen ergibt die Speicherenergie von 99’360 kWh über die Lebensdauer. Um innerhalb der Lebensdauer von 20 Jahren diesen Wert zu erreichen benötigen Sie einen durchschnittlichen Tagesbedarf aus der Batterie von 13.6 kWh. Der Nachtstrom Ø 17.5 Rp/kWh minus Einspeisevergütung Ø 10 Rp/kWh ergibt 7,5 Rp Rendite. Speicherenergie (ohne Ladeverluste) 99’360 kWh mal die Einsparung von 7.5 Rp/kWh ergibt 7452 CHF Gesamtertrag. Unsere Batterie kostet jedoch einiges mehr, dazu kommen noch Versand- und Installationskosten.
Berechnung der Wirtschaftlichkeit LG Chem RESU 10 Batterie (Vorgänger)
Hier sieht die Rechnung noch schlechter aus.Batteriekapazität 9.8 kWp x 3000Ladezyklen ergibt die Speicherenergie von 29’400 kWh über die Lebensdauer. Um innerhalb der Lebensdauer von 15 Jahren diesen Wert zu erreichen benötigen Sie einen durchschnittlichen Tagesbedarf aus der Batterie von 5.4 kWh. Der Nachtstrom Ø 17.5 Rp/kWh minus Einspeisevergütung Ø 10 Rp/kWh ergibt 7,5 Rp Rendite. Speicherenergie (ohne Ladeverluste) 29’400 kWh mal die Einsparung von 7.5 Rp/kWh ergibt 2205 CHF Gesamtertrag. Die LG Batterie war nicht mal Notstrom fähig.
Die LG Chem Resu 10 kostete installiert rund 7000 CHF und ist somit auch nicht wirtschaftlich.
Warum wir trotzdem in eine BYD Batterie investiert haben.
Wir haben in die BYD Batterie investiert, da wir eine Notstromlösung anstreben. In den Medien werden uns Stromausfälle nach dem Scheitern des Rahmenabkommens mit der EU angekündigt, welche bis zu 2 Tagen andauern. Eine Notstromversorgung ist daher eine Überlegung wert. Mit dieser Lösung ist unseren Betrieb auch bei Stromausfall reduziert sichergestellt. Betriebsunterbruch wegen Stromausfall ist teuer, als KMU rechnen wir mit einem Schaden von bis zu 3500-4000 CHF pro Tag. Haben wir also in 20 Jahren einmal einen Stromausfall von 2 Tagen, so rechnet sich die Investition einer Notstromlösung und die Batterie ist amortisiert.
Eine Batterie für die E-Mobilität
Es gibt viele Debatten über E-Mobilität und Batteriespeicher. Dabei drängt sich die Frage auf, wie man den Strom für die zukünftigen Elektroautos bereit stellt.
Kritiker der E-Mobilität behaupten, dass wenn alle in der Strasse das Auto laden wollten, würde es dunkel. Damit haben sie recht. Ein Wohn-Quartier ist nicht für die Belastung ausgelegt, um gleichzeitige mehrere E-Autos mit 11 kWh oder mehr zu laden. Schon mit den ganzen Wärmepumpen stösst man an die Leistungsgrenzen der Trafostationen.
Daher braucht es entsprechende Infrastruktur, um die Energie bereitstellen zu können. Benzin-Autos können ja auch nicht zu Hause betankt werden. Auch das geht nur mit entsprechender Infrastruktur.
Anschlussleistung
Die Netzanbieter planen Einfamilienhäuser mit einer Zuleitung um 25 – 40 A auf drei Phasen, was 3 Phasen x 25 A x 240 V, sprich 18 kW Leistung entspricht. Bei der Bereitstellung des Stroms wird eine durchschnittliche Auslastung zugrunde gelegt, so dass die 18 kW pro Haus nur kurzfristig als maximal Leistung verfügbar stehen, als Dauerstrom wird mit rund 20-30% der Maximallast gerechnet, in dem Fall also mit rund 4-6 kWh. Daher funktioniert die aktuelle Infrastruktur für flächendeckendes und gleichzeitiges Laden mehrerer Fahrzeuge nicht. Die Trafostationen sind nicht für solche Leistungen ausgelegt und es braucht Last-Managementsysteme. Ich kenne übrigens auch keine Tankstelle, an der 20 Fahrzeuge gleichzeitig tanken können, da fehlen die Zapfsäulen und auch die Pumpe würde die Leistung nicht schaffen.
Als KMU suchen wir deshalb nach Verbesserungsmöglichkeiten. Vor allem einfache Lösungen müssen her. Ein Ansatz ist die Solaranlage auf dem eigenen Dach. Damit kann zusätzlich Energie bereit gestellt werden während der Sonnenzeiten, jedoch darf man nicht die Kapazität des Hausanschlusses übersteigen.
Wie viel Leistung benötigt man genau?
Der Bürger legt durchschnittlich 35-37 km pro Tag zurück. Setzt man diese Fahrleistung mit dem Verbrauch eines E-Autos von rund 170 Wh pro km an, so ergibt das ein Bedarf von 6,3 kWh pro Tag. Das entspricht dem Energiebedarf eines Warmwasser Boiler mit einem Tagesverbrauch von 100 Liter. Stellen Sie den Boiler auf Solarthermie um und schon reicht die Energie für den durchschnittlichen Fahrbedarf eines Haushaltes.
Da wir meist 8-10 Stunden zuhause sind, ist es kein Problem diese Leistung über eine einfache Steckdose zu laden. Eine Steckdose kann 10 A bei 240 V über mehrere Stunden leisten. Der Bedarf von 6.3 kWh kann mit einer Typ 23 Steckdose in rund 3 Stunden geladen werden. Um jedoch die Steckdose nicht übermässig zu belasten, empfehlen wir eine 16 A Absicherung und eine T23 oder besser noch eine CEE 16 Steckdose, ausgelegt auf 6-8h Last.
Vielfahrer mit hoher Tagesleistung
Was braucht ein Vielfahrer mit 300 oder mehr km Fahrleistung pro Tag? Der Energiebedarf von 300 km x 170 Wh ergibt 51 kWh, was beim Laden mit einer Haushaltssteckdose 22 Stunden dauert und dabei die Steckdose überhitzen würde. Das funktioniert nicht. Daher braucht es eine Ladeleistung von 3,7 (14 Stunden) oder 11 kWh (5 Stunden) um über Nacht das Fahrzeug komplett aufzuladen und vorzugsweise einen Batteriespeicher, um das Stromnetz zu entlasten.
Die meisten Menschen sind zwischen 17:00 und 18:00 Uhr nach der Arbeit wieder zu Hause. Wenn nun aber alle das Auto mit 11 kWh laden wollen und gleichzeitig noch kochen, waschen oder andere Aufgaben erledigen, wird es für die Trafostation ungemütlich.
Wer also die Sicherheit einer einwandfreien Stromversorgung braucht, muss sich mit dem Gedanken auseinander setzten, einen Batteriespeicher zu beschaffen. Dieser wird bei Sonnenschein über die Photovoltaik-Anlage geladen und die Energie später an das Auto oder in den Haushalt abgegeben. Das hilft dem Stromversorger die Netzschwankungen zu glätten und Sie haben eine zuverlässige Stromversorgung in Ihrer Liegenschaft.
Die EW’s lösen das schon
Wer darauf wartet, dass unsere Netzbetreiber «das Problem schon lösen», der wartet noch lange. Bereits heute fehlt der Pronovo das Geld um die Förderprogramme von Solaranlagen zu entrichten. Woher sollten nun die EW’s das Geld nehmen, um Trafostationen flächendeckend aufzurüsten? Spinnen wir den Gedanken weiter, so ist klar, dass die Gebühr für die neue Infrastruktur angehoben werden muss, was der Amortisation von unserem Batteriespeicher zu gute kommt.
Wechselt man die Trafostationen und stellt diese auf mehr Leistung um, So muss auch dieser zusätzliche Strom erzeugt werden und die Zuleitung zum Haus muss vergrössert werden. Das kostet um einiges mehr als eine PV Anlage mit Batteriespeicher. Sicher hat man so die Möglichkeit vom AKW auch nachts sein Auto zu laden aber wer will denn neue AKWs in seiner Nähe haben?
Unsere Erfahrungen mit Batteriespeichern
Im April 2015 haben wir die LG CHEM Resu 10 in Betrieb genommen. Mit grosser Freude starteten wir in die neue autarke Versorgung mit unserer Batterie und waren positiv überrascht wie gut alles funktionierte. Mit der 10kWh Batterie schafften wir es gerade in den Sommermonaten eine Autarkie von über 99% zu erreichen. In den Wintermonaten war es mit 86% etwas weniger aber dennoch überzeugend. Optimierungen und en Lastmanagement sollen die Autarkie zusätzlich verbessern. So erarbeiteten wir mittels Schaltungen und einer SPS Steuerung ein Lastmanagement System welches unseren Nachtbedarf reduzierte und die Autarkie auch im Winter auf bis zu 96% erhöhte.
Dann der Rückschlag: 2019 hatten wir erste Batterieausfälle
Da wir die Produkte über den Grosshandel bezogen, hat LG Chem sofort die Schuld an Fronius übertragen. Der Wechselrichter würde zum Ausfall führen. Fronius hat anstandslos innert drei Tagen Ersatz geliefert, das Problem bestand jedoch weiter. Nach mehreren Wochen hin und her ist ende November 2019 eine neue Steuereinheit der LG Chem Batterie angekommen. Danach gab es zwar immer noch Ausfälle aber um einiges seltener.
Seit dem 2. Juli 2021 ist nun unsere LG Chem Resu 10 Batterie komplett ausgefallen und lässt sich nicht mehr starten. Der Grund des Ausfalls ist bislang nicht geklärt, wir vermuten einen Zellenkurzschluss oder eine defekte Lötstelle in der Batterie. Wir haben umgehend agiert, doch LG hat erneut mehrere Wochen nicht darauf reagiert. Irgendwann erhielten wir vom Grossisten ein Formular, worauf uns ein Tagessatz von 1,7 EUR ab Formular Datum angeboten wurde. Die Gewährleistung sei damit erbracht. Eine Ersatzlieferung der Batterie wurde mehrfach verschoben. Schuld ist natürlich ein Lieferproblem wegen Corona, was wir ja noch nachvollziehen können, jedoch funktioniert auch die Kommunikation mit LG überhaupt nicht, was schlussendlich unser Vertrauen in LG Chem erschütterte.
Nun ist die gesamte 10kWh Batterie defekt. Das ist nicht in unserem Sinne und definitiv kein nachhaltiges Handeln.
Produkte können ausfallen
Sicherlich kann jedes Produkt mal einen defekt haben, entscheidend ist jedoch wie man mit den Problemen umgeht und da bekommt LG ein klares «ungenügend».
Nach 3 Monaten ist die Batterie extrem aufgequollen, das Aussengehäuse ist komplett verformt. Das bietet ein gewisses Risiko. Austretende Gase können die Gesundheit gefährden oder im Extremfall kann ein Batteriebrand entstehen. Wir waren immer begeistert von LG, nun stellen wir fest, dass die Garantie Leistung nicht funktioniert. Es sind über 5 Monate vergangen bis ECOBAT Logistics die Batterie in einer Explosionssicheren Box abholte.
Für uns ein klares Zeichen, dass wir LG Chem als Firma im Solar- und Batteriebereich nicht weiter empfehlen werden, da sie unsere Ansprüche eines nachhaltigen Umgangs mit Ressourcen nicht erfüllen und uns weiterhin der Gefahren einer defekten Batterie über 5 Monate aussetzten.
Auch im 2022 ist bei einem Kunden das selbe Problem aufgetreten. Auch hier gibt es seit Monaten Debatten und der Support funktioniert nicht. Nach Rücksprache mit der Firma Ecobat welche die Abholung und Entsorgung organisiert, ist das Problem bestens Bekannt und Ausfälle von LG Chem Batterien seien sehr häufig!
Wir sind keine Öko Aktivisten, jedoch gerade bei solchen Produkten hat man als Kunde klare Vorstellungen eines nachhaltigen Umgangs und ein Tagessatz des Energieausfalls als Gewährleistung erachten wir als nette Geste aber nicht als Lösung des Problems.
Wollen auch Sie Ihren Betrieb nachhaltiger gestalten,
Kennen sich aber mit der Materie nicht aus? Dann lassen Sie sich auch von Energie Schweiz inspirieren und ziehen Sie einen Berater aus dem Programm PEIK hinzu.
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