Solarstrom und „Dunkelflaute“

Weil es in den Kommentaren zu meiner Solarstrombilanz vom September angefragt wurde hier mal ein paar grundsätzliche Betrachtungen zum Strom aus unserer PV-Anlage.

Die Anlage

Wir haben 25 Solarmodule auf dem Dach, 13 in Richtung Ost und 12 in Richtung West. Daraus ergibt sich rechnerische eine Gesamtleistung von 11,625 kWhp. Im Keller steht ein Batteriespeicher der 15 KWh Kapazität hat.

Basisdaten

Ein Blick ins Dashboard von Home Assistant zeigt wie es aktuell um Stromproduktion und Verbrauch steht.

Die wichtigsten Werte im Home-Assistant Dashboard. Stromverbrauch Haus bei 906 W Leistung von der PV bei 1910 W Batterieladestand 51%
Strom-Messwerte im Homeassistant-Dashboard

Das war heute Morgen um etwa 10 Uhr. Es kommt also bereits mehr Strom von den Solarmodulen auf dem Dach als das Haus verbraucht, d.h. der Überschuss wird zum Laden der Batterie benutzt.

Regeln

Der Stromverbrauch wird nach folgenden einfachen Regeln gedeckt:

  1. Wenn genügend Strom von den Solarmodulen erezugt wird, dann wird dieser verbraucht und überschiüssiger Strom wird in die Batterie geleitet bis diese voll ist, danach wird ins Netz eingespeist.
  2. Wenn die PV-Produktion unter dem aktuellen Stromverbrauch liegt, dann wird Strom aus der Batterie entnommen bis diese bei 5% ist (Tiefentladungsschutz) und dann wird notfalls Strom aus dem Stromnetz bezogen.

Hier ist die Graphik der Batterieladung über die vergangene Woche.

Die Batterieladung büer eine Woiche. Man sieht dss nachts Strom entnommen wird und tagsüber geladen wird bis 100%. Am Freitag hatte es geregnet und es war stark bewölkt, also errreichten wir gerade mal 60% die dann in der Nacht bis auf 5% runter gingen.
Batterieladung über eine Woche

Man sieht deutlich, dass es am Freitag stark bewölkt war und die Batterie gerade bis knapp über 60% geladen werden konnte was dann dazu führte, dass sie nachts bis auf 5% entladen wurde und dann Strom von den Stadtwerken bezogen werden musste.

Einfluss der Wärmepumpe

Bis zum heutigen 4. Oktober läuft die Wärmepumpe nur für die Warmwasserbereitung, denn alle Zimmer im Haus sind immer noch angenehm warm (21° C bis 23° C). Wir haben einen 250 Liter Wasserspeicher der eine Solltemperatur von 55° C hat. Über wie Woche sieht der Temperaturverlauf so aus:

Die Kurve zeigt die Temeratur des Wasserspeichers über eine Woche. Man seiht, dass nachdem die Solltemperatur von 55° C erreicht ist diese bis zum Schwellwert von 45° C absinkt und dann wird wieder auf 55° C aufgeheizt. Mittwoch um 2 Uhr wird wegen Legionellenschutz auf 65° C aufgeheizt.
Wasserspeicher-Temperatur über eine Woche.

Jeden Mittwoch um 2 Uhr wird zudem für den Legionellenschutz auf 65° C aufgeheizt, die Graphik zeigt das sehr schön als Spitze am Mittwoch die dann auch mit dem steilen Abfall der Batterieladung zur gleichen Zeit korreliert.

Wie geht es im Herbst und Winter weiter?

Unser Planet hat eine Achsneigung von 23,5° was zu den Jahrezeiten führt und auch dazu, dass die Tage im Jahresverlauf unterschiedlich lang sind, abhängig vom Breitengrad auf dem man sich befindet. Eine gute Erklärung über die Tageslängen findet man hier.

Der kürzeste Tag mit nur etwa 7 Stunden Tageslicht wird uns um den 21. Dezember treffen (Wintersonnenwende), der längste Tag imit fast 16 Stunden Helligkeit st jedes Jahr um den 21. Juni (Sommersonnenwende).

Diese unterschiedliche Tageslänge hat natürlich Einfluss auf die Stromproduktion der PV-Anlage, selbst wenn wir von einem wolkenlosen Himmel ausgehen würde wird im Dezember wohl nur halb so viel Strom erzeugt wie im Juni. Und dann kommt natürlich das Wetter hinzu, Herbst und Winter sind ja oft bewölkt und mit Niederschlägen gefüllt oder es gibt so wie heute Morgen erst mal Nebl bis sich die Sonne durchsetzen kann.

Weiter oben haben wir bei der Batterieladung schon gesehen, dass es am Freitag nicht gelungen ist, denn Batteriespeicher komplett zu füllen. Auch heute geht das Laden eher langsam voran, es ist jetzt kurz vor 13 Uhr und die Batterie ist erst zu 82% voll, während im Juli und August die Batterie an sonnigen Tagen meist schon zwischen 9 und 10 Uhr voll war. Es ist halt weniger Leistung zu erwarten, was mir das Energie-Dashboard im Home Assistant anzeigt.

Stomerzeugung im Tagesverlauf. Man sieht einen Stapelbalken der die PV-Erzeugung von Ost- und Westseite visualiisert und zwei gestrichtelte Linien welche die zu erwartende Leistung angeben. Die aktuelle Produktion enspricht sehr genau dem erwarteten Wert.
PV-Produktion heute bis mittags

Insgesamt wurden heute bislang 9,44 kWh erzeugt und damit liegt die Anlage genau in dem vorhergesagten Bereich (gestrichelte Linien).

Home Assistant zeigt mir das auch als „Energieverteilung an“.

Anzeige der Energieverteilung im Haus. Insgesamt wurden 9,44 Kilowattstunden von der PV erzeugt. Das Haus verbrauchte heute seit Mitternacht 11,1 kWh und davon wurden 5,37 Kilowattstunden aus der Batterie geholt. Von der PV-Produktion wurden bislang 3,71 kWh zum Batterieladen verwendet.
Die Energieverteilung seit Mitternacht.

Wir sehen, dass wir heute weder Strom von den Stadtwerken bezogen haben noch etwas eingespeist haben. Das Haus hat 11,1 kWh bis jetzt verbraucht (Waschmaschine und Geschirrspüler laufen) und vom Dach kamen bislang 9,44 kWh. Während der Dunkelheit wurden daher 5,37 kWh aus der Batterie geholt und seit die PV-Anlage Strom erzeugt wurden 3,71 kWh in die Batterie geladen.

Insgesamt sieht es also noch sehr gut aus solange der Herbst so mild ist. Und mit dem Heizbetrieb warten wir einfach mal ab bis es kühler wird.

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