Von Strompreisen abkoppeln – Eigenversorgung mit nachgeführten Photovoltaik-Anlagen

Zugegeben – es klingt ziemlich naiv. Aber es funktioniert tatsächlich: Deutschlands Stromverbraucher können sich unabhängig vom öffentlichen Stromnetz machen und ihr Eigenheim autark mit Solarenergie versorgen. Kosten: rund 25.000 Euro. Und damit werden Strompreise für die nächsten 25 Jahre auf heutigem Niveau gehalten.
Bislang hatte sich Degerenergie, Hersteller von solaren Nachführsystemen, vor allem bei Solarparkbetreibern einen Namen gemacht – als Hersteller zuverlässig arbeitender Tracking-Systeme, die rund 45% mehr Ertrag bringen als starr installierte Solarmodule. Das Unternehmen aus Horb am Neckar hat mehr als 49.000 Systeme in 49 Ländern mit seiner patentierten MLD-Technologie (MLD steht für Maximum Light Detection) installiert. Seit Fukushima und dem Beginn der Energiewende sieht sich der Nachführ-Spezialist mit dem wachsenden Wunsch von Privatverbrauchern und vor allem mittelständischen Unternehmen konfrontiert, sich vom öffentlichen Stromnetz und vor allem von den ständig steigenden Strompreisen abzukoppeln. Grund genug für die Ingenieure aus Horb, eine Lösung für diese steigende Nachfrage zu entwickeln. Auf der Intersolar Europe 2012 im Juni feierte das Komplettsystem zur Eigenversorgung Weltpremiere. Es kombiniert MLD-Nachführung – sie richtet die Solarmodule nach dem Prinzip der Sonnenblume immer nach der hellsten Stelle aus – mit einer ebenso einfachen wie alltagstauglichen Speicher- und Energiemanagement-Lösung. Die ersten Anlagen laufen bereits. Ihre Ertragsdaten und die Erfahrung ihrer Nutzer zeigen: Mit einem Invest von rund 25.000? lässt sich ein Eigenheim mit Büro und Elektrofahrzeug komplett mit selbst produziertem Solarstrom versorgen – und der Strompreis für rund 25 Jahre auf dem heutigen Niveau festschreiben.

Gleichmäßige Produktion

Bei der Entwicklung des Systems kamen Degerenergie die Spezifika ihrer Nachführung entgegen. Denn ihr ausgeglichener Lastgang – die gleichmäßige Produktion von Solarenergie den ganzen Tag über – löst zwei Probleme, an denen die autarke Versorgung von Privathäusern, Wohnungen oder ganzer Unternehmen mit Solarstrom bislang scheiterte: die effiziente und wirtschaftliche Speicherung der gewonnenen Energie und die zeitliche Harmonisierung von Energiegewinnung und -verbrauch. Starr installierte PV-Anlagen haben systembedingt nur um die Mittagszeit eine Produktionsspitze. Morgens und abends also, wenn ein normaler Haushalt Verbrauchsspitzen hat, liefern starre Systeme in der Regel nicht so viel Strom wie verbraucht wird. Dies ist bei der MLD-Nachführung anders: Sie stellt üblicherweise auch zu diesen Tageszeiten genügend Solarenergie zum Direktverbrauch zur Verfügung. Dies ist auch ein Vorteil im Umgang mit den als Energiepuffer eingesetzten Batterien. Sie lassen sich mit gleichmäßigen Einspeisemengen wesentlich schonender aufladen als mit kurzen hohen Spannungsspitzen, wie sie für starre Systeme typisch sind. Dadurch kommt der Nutzer mit weniger Batteriekapazität aus – und die Lebensdauer der Stromspeicher verlängert sich signifikant. Als Faustregel gilt: MLD-Nachführung spart rund 30% Batteriekapazität. Hinzu kommt, dass die Batterien nicht zum Einsatz kommen, solange das Nachführsystem ausreichend Energie für den Direktverbrauch liefert – das ist in der Regel selbst bei bedecktem Himmel tagsüber der Fall. Beides wirkt sich positiv auf die Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems aus.

Überschuss-Manager steuert

Mit dem zum System gehörenden Batterie-Management steuert der Nutzer das System nach seinen individuellen Wünschen und Rahmenbedingungen. Zunächst wird die Solarenergie, die nicht direkt verbraucht wird, in die Stromspeicher geleitet. Sind die Batterien voll, kann die überschüssige Energie entweder ins Netz eingespeist oder einem anderen Verwendungszweck zugeführt werden – der Aufbereitung von Brauchwasser oder der Versorgung einer Heizungsanlage etwa. Ein Überschuss-Manager im Verteilerkasten steuert auch das ganz nach Bedarf bzw. Priorität des Nutzers. Davon ausgehend, dass in der Regel noch ein Anschluss an das öffentliche Stromnetz besteht, wird das Batterie-Management beispielsweise so eingestellt, dass die Batterien maximal zu 50% entleert werden. Ist dieser Wert erreicht, ohne dass aktuell direkt produzierte Solarenergie verfügbar ist, bezieht die Anlage automatisch Strom aus dem Netz. Dieser Puffer lässt sich höher oder niedriger stellen. Die 50% machen Sinn vor dem Hintergrund, dass die Anlage bei Ausfall der öffentlichen Netze den Haushalt oder das Unternehmen auch dann mit Strom versorgen soll, wenn keine direkte Sonnenenergie verfügbar ist.

Autarke Energieversorgung

Die Richtung, die Degerenergie eingeschlagen hat, ist klar: Es geht nicht in erster Linie darum, Strom für die Einspeisung ins öffentliche Netz zu produzieren, sondern sich davon unabhängig zu machen. Aus diesem Grund steht der Eigenverbrauch möglichst der gesamten gewonnenen Energie im Mittelpunkt. Die bisherige Energiebilanz der ersten Systeme zeigt: Mit einer nachgeführten Solarmodulfläche von 22m² lässt sich der Eigenbedarf eines Einfamilienhauses mit angeschlossenem Büro und zwei Elektrofahrzeugen zu rund 115% abdecken. In den Monaten Januar bis Mai 2012 produzierte das Testsystem rund 3.000kWh Solarstrom. Der Stromverbrauch des angeschlossenen Haushalts mit Büro und Elektrofahrzeugen bezifferte sich im gleichen Zeitraum auf rund 2.600kWh. Überschuss wird derzeit in die Aufbereitung von Brauch- und Heizungswasser gesteckt. Ein funktionsfähiges Komplettsystem zur Eigenversorgung kostet inklusive Installation 25.000 Euro. Auf dieser Basis können die Nutzer ihren für die nächsten 25 Jahre auf das jetzige Niveau festschreiben. In diese Kalkulation sind sämtliche Kosten eingerechnet – von der Anlage selbst über die Finanzierungskosten bis hin zu Wartung und Instandhaltung inklusive Kosten für Ersatzteile über die Dauer von 25 Jahren.

Das MLD-Prinzip

Das MLD- oder Maximum Light Detection-Prinzip lebt von der genauen Nachführung der Solarmodule zur jeweils energiereichsten Stelle. Verantwortlich dafür ist das patentierte Steuermodul. Es misst ständig Intensität und Winkel der einfallenden Lichtstrahlen und richtet auf der Basis dieser Messungen die Anlage mit den Solarmodulen ständig an den tatsächlichen Lichtverhältnissen aus. Dadurch gewinnen die Module auch Energie aus diffusem Licht, das durch die Wolken dringt, oder etwa von reflektierenden Wasser- oder Schneeflächen. Dieses Verfahren bringt im Durchschnitt bis zu 45% Mehrertrag als starre Solarmodule.