2018/04/17

Strom aus Wind, Sonne und anderen Quellen - Deutschland 2016 (4)

Hier also nun der vierte Teil unserer kurzen Jahresbilanz 2016.

In den letzten drei des Jahres lief es dann so:

15. Oktober 2016 (Samstag): In den dunkleren Monaten ist naturgemäß von der Photovoltaik nicht viel zu erwarten, auch wenn mehr als 40 GW installierte Leistung in der Gegend herumstehen.


15. November, Dienstag: Jetzt ist der Wind der Hauptakteur, und wenn der (wie im nächsten Monat zu sehen) etwas schwächer bläst, sieht die Bilanz der Regenerativen recht dürftig aus.


15. Dezember, Donnerstag: Schwacher Wind und jahreszeitlich bedingt schwache Sonne.


Halten wir uns nochmal vor Augen, dass im Jahr 2016 die installierte Leistung an Wind und Photovoltaik etwa 90 GW betrug und diese geballte Ladung nicht ausreichte, um den deutschen Strombedarf auch nur annähernd zu decken. Das entspricht ziemlich genau der installierten Leistung an Kohle-, Gas- und Kernkraftwerken.

Oft ist auch davon die Rede, dass die Schwankungen der Regenerativen durch Smart Grids ausgeglichen werden könnten. Ich frage mich, wie das gehen soll, wenn nicht einmal ausreichend Energie aus Wind und Sonne zur Verfügung steht, um den aktuellen Bedarf zu decken.

Hier geht's zu:

Teil 1
Teil 2
Teil 3

dieser Serie.



2018/04/15

Strom aus Wind, Sonne und anderen Quellen - Deutschland 2016 (3)

Der Sommer 2016 präsentierte sich auf dem Strommarkt wie folgt:

15. Juli 2016, Freitag:


Am 15. August (Montag) wehte der Wind recht schwach, und nur dank der Photovoltaik konnten die Regenerativen zeitweilig die 20 GWh überschreiten:


15. September 2016 (Donnerstag), die Sonne hat sich von ihren Höchstständen bereits ein Stück entfernt. Kurzzeitig gelingt es Wind und Sonne zusammen die 30 GWh-Marke zu knacken.

Hier geht's zu
Teil 1
Teil 2




2018/04/12

Strom aus Wind, Sonne und anderen Quellen - Deutschland 2016 (2)

Nun also die nächsten drei Monate unserer Übersicht über die Leistungsfähigkeit jener grünen Energiequellen, auf deren Schultern die Energiewende ruht.

Am 15. April 2016, einem Freitag, sah die Stromversorgung so aus:

Immerhin schafft es die Photovoltaik, den grünen Strom über die 20 GWh zu hieven, zumindest für ein paar Stunden.

Einen Monat, am 15. Mai, einem Sonntag, stellt sich das ganze so dar:


Der Wind weht etwas stärker, und die Sonne liefert noch zeitweilig mehr als 10 GWh, sodass insgesamt mehr als 30 GWh zur Verfügung stehen. Für ein paar Stunden immerhin. Die Kluft zum aktuellen Verbrauch wirkt dann nicht mehr so gewaltig wie in den Monaten zuvor.

Und am 15. Juni 2016, einem Mittwoch, ergab sich folgendes Bild:

Schwacher Windstrom, und die Sonne hat auch schon bessere Tage gesehen.

Hier geht's zu Teil 1.





2018/04/10

Strom aus Wind, Sonne und anderen Quellen - Deutschland 2016 (1)

Diesmal werfen wir einen genaueren Blick auf die Stromproduktion in Deutschland im Jahre 2016. Die Datenbasis dieser Überlegungen beruht auf der exzellenten Zusammenstellung von Paul-Frederik Bach, die wir schon gelegentlich zitiert haben.

Wir haben bereits einmal auf die deutschen Verhältnisse geblickt und zwar hier. Dabei ging es um das Zusammenspiel von Stromerzeugung aus Wind und Sonne einerseits und dem Gesamtverbrauch an Strom andererseits. Für diese Werte stellt P-F Bach stundenweise Werte zur Verfügung. Im Jahresablauf ergibt sich dann das Bild, das wir in dem zitierten Posting bereits gezeigt haben:

Fig. 1 Wind und PV-Produktion sowie Stromverbrauch (Load) in Deutschland 2016

Sehen wir uns das Ganze nun tageweise an. Und zwar wählen wir einen bestimmten Tag des Monats (hier den 15.) und sehen uns an, wie die obige Kurve dann aussieht. Die zwölf Monate des Jahres werden in vier Postings abgehandelt. Das erste in dieser kleinen Serie behandelt die Stichtage im Januar, Februar und März 2016.

Wir beginnen im Januar. Es ist der 15. Januar, ein Freitag.

Fig. 2 Wind, PV und Verbrauch im Januar
Die Sonne zeigt sich Mitte Januar nur kurz und vermag die relativ schwache Windbilanz nicht wirklich zu verstärken. Es ist natürlich nur Zufall, aber der Wind flaut gerade dann ab, wenn der Tagesstromverbrauch seine Höchstwerte erreicht. Wind und Sonne zusammen erzeugen zu keinem Zeitpunkt mehr als 10 GWh, während das Verbrauchsminimum an diesem Tag knapp unter 50 GWh liegt. An der Spitze geht der Stromverbrauch bis über 70 GWh hoch.

15. Februar, Montag:

Fig. 3 Wind, PV und Verbrauch im Februar
Schon wird die Photovoltaik etwas prominenter, glücklicherweise dann, wenn der Verbrauch am höchsten ist. Das ist sozusagen die Sonnenseite der PV, dass sie immer dann liefert, wenn der Strombedarf groß ist. Natürlich nur, falls es sonnig ist. Auch im Februar ist der Unterschied zwischen Verbrauch und regenerativer Erzeugung gewaltig.

15. März, Dienstag:

Fig. 4 Wind, PV und Verbrauch im März
Auch dieses Bild spricht für sich und bedarf keiner großen Erklärung. Wie gesagt, es handelt sich hier nur um einzelne Schnappschüsse. Aber sie geben einen Eindruck von den Größenordnungen, um die es hier geht. Sonne und Wind liegen weit unter dem Bedarf.

Abschließend noch ein paar Bemerkungen zum Stand von Windenergie und Solarstrom im untersuchten Zeitraum. Ende 2016 gab es in Deutschland knapp 28000 Windkraftanlagen mit einer Gesamtkapazität von etwas unter 50 GW. Im Bereich der Photovoltaik gab es 2016 etwas mehr als 41 GWp installierte Leistung. Quellen hier und hier.










2018/04/06

Energieverbrauch eines Einfamilienhauses (2)

Kürzlich ging es um den Energieverbrauch eines Einfamilienhauses innerhalb eines kurzen Zeitraumes beim Übergang vom Winter zum Frühjahr. Das ist eine Periode, in der sich die Heizleistung zum Teil deutlich verringert, während andererseits die Sonne aus ihrem winterlichen Versteck ausbricht und somit zur Heizung und Warmwasserbereitung beitragen kann.

Wie bereits im letzten Posting erwähnt, wird das Haus mit einer Luft-Wärmepumpe beheizt und mit Warmwasser versorgt. Es ist also vollständig elektrifiziert. Der gesamte Energiebedarf wird über das Stromnetz abgedeckt.

Im vergangenen Jahr sah die Verbrauchskurve so aus:

Fig. 1 Gesamtenergieverbrauch (blau) und thermische Solarproduktion (rot) pro Monat in kWh in 2017

Was an diesem Bild als erstes ins Auge sticht, ist die enorme Schwankungsbreite des Verbrauchs zwischen Winter- und Sommermonaten. Im Winter trägt die Solarthermie naturgemäß recht wenig zur Energieversorgung bei (weniger als 10%). Andererseits befindet sich die Luft-Wärmepumpe während der kalten Jahreszeit in einem Bereich relativ geringer Effizienz.

In der Übergangszeit (Frühjahr, Herbst) hingegen ist der Beitrag der Solarthermie bereits spürbar.

Und im Sommer wird die gesamte Warmwasserbereitung von der Solaranlage erledigt. Hier lässt sich dann auch eine "Grundlast" bestimmen, die unabhängig von Heizung und Warmwasser ist. Diese beläuft sich auf etwa 400 kWh pro Monat, also rund 13 kWh pro Tag. Die jährliche Grundlast beträgt in diesem Beispiel folglich 4800 kWh. Alles, was darüber liegt, geht also für warmes Wasser sowie für Heizzwecke drauf, in diesem Fall rund 5000 kWh.

Für ein Haus dieser Größe (240 m2 Wohnfläche) ist das ein recht passabler Wert. Andererseits sind inzwischen die Anforderungen an die Wärmedämmung so streng, dass der Bedarf an Heizenergie nicht mehr so hoch ist wie bei älteren Häusern.


2018/03/31

Energieverbrauch eines Einfamilienhauses

Hier ein kurzer Einblick in den Energieverbrauch eines Einfamilienhauses in Luxemburg. Das Haus (Baujahr 2016) hat eine Wohnfläche von ca. 240 m2 und wird mit einer Luft-Wärmepumpe beheizt. Dazu kommt noch eine Solarthermie-Anlage mit einer Fläche von ca. 10 m2, die an sonnigen Tagen die Warmwasserbereitung unterstützt. Der betrachtete Zeitraum läuft vom 12 Februar bis zum 27. März 2018.

Fig. 1 Energieverbrauch (grün, linke Skala) und Außentemperatur (rot, rechte Skala)


Die Außentemperatur variiert in dieser Zeit zwischen frostigen -11 Grad und +7 Grad. Sehr schön zu sehen ist die Gegenläufigkeit von Temperatur und Energieverbrauch. Wenn die Temperatur absinkt, steigt die Anzahl der verbrauchten Kilowattstunden spürbar an (27./28. Februar). Dasselbe gilt natürlich auch umgekehrt: Wird es draußen wärmer, fällt der Energieverbrauch (11./12. März). So weit, so trivial.

Damit die Sache nicht gar zu einfach wird, kommt noch ein weiterer Faktor ins Spiel: die Sonne. Sie kann auch an frostigen Tagen scheinen und damit über die Solarthermie die Heizung unterstützen. Und nicht nur das: sie trägt auch direkt über die südseitigen Fenster zur Heizung des Hauses bei.

Hier das entsprechende Bild.

Fig. 2 Energieverbrauch (grün, linke Skala) und Solarthermie-Produktion (blau, rechte Skala)

Ein Vergleich der rechten und der linken Skala zeigt die unterschiedlichen Dimensionen: während sich die Verbrauchswerte zwischen 30 und 70 kWh bewegen, liefert die Solarthermie maximal 20 kWh, und das auch erst gegen Ende März. Die sonnenärmeren Tage korrelieren negativ mit den höheren Verbrauchswerten, will heißen: je weniger Sonne, umso mehr Heizaufwand.

Hier ein weiteres Bild, das die Unterstützung durch Solarthermie verdeutlicht.

Fig. 3 Gesamtenergieverbrauch (grün) und Verbrauch abzüglich Solarthermie (blau)

Aufgetragen ist einerseits der gesamte Energieverbrauch des Hauses (grüne Kurve) und andererseits der Verbrauch abzüglich der Solaranlage (blaue Kurve). An jenen Tagen, wo sich die beiden Kurven treffen, hat die Solarthermie nichts geliefert. Es war also bewölkt oder regnerisch (15/02, 02/03 und 17/03). Andererseits ist an den Tagen, wo die Solarproduktion relativ hoch war, ein großer Abstand zwischen den beiden Kurven zu beobachten (25/02).

Insgesamt trug die Solaranlage im Februar 219 kWh zur Warmwasserbereitung bei. Der gesamte Energieverbrauch lag in diesem Monat bei 1560 kWh.

Mit den ansteigenden Außentemperaturen wird in Kürze die Heizleistung auf Null reduziert werden. Gleichzeitig nimmt die Anzahl der Sonnenstunden zu, und schon bald wird das gesamte Warmwasser von der Solarthermie bereitgestellt. Im Jahr 2017 lieferte die Solaranlage fast 3200 kWh.





2018/03/22

Kapitalismus und Innovation - Teil 2

Hier ein Artikel, der darauf hinausläuft, dass die Dominanz der Tech-Giganten Google, Facebook, Amazon langfristig schadet. Ich meine, dass dies nicht nur in wirtschaftlicher Hinsicht gilt, sondern auch im Hinblick auf Innovationen. Bislang sind diese Giganten zwar hervorragende Innovatoren. Wenn Sie ihre Marktmacht aber erst mal zu weit ausgebaut haben, wird sich das zwangsläufig auf die innovative Tätigkeit auswirken. Gleichzeitig wird es für neue Wettbewerber immer schwieriger technologisch gegen diese Riesen anzutreten. Es wird spannend.