Photovoltaik auf dem Dach

Originalartikel auf Französisch, hier übersetzt: Du photovoltaïque sur le toit

Bei der Installation einer Stromquelle auf dem Dach eines Hauses, von PV-Modulen oder Hybridmodulen haben wir uns offensichtlich mit der Verwendung des Stroms befasst: Eigenverbrauch, Einspeisung in das öffentliche Netzwerk, geteilt mit Nachbarn.

Keine Sorge angesichts der sehr hohen normalen Qualität des Stromnetzes in der Schweiz: wir sind jederzeit auf das Netz angewiesen. Vom Bund und von der Elektrizitätskommission ELCOM kam jedoch ein Zweifel auf; eine Analyse wurde von der Firma BKW zur Verfügung gestellt und eine Grafik (auf Schweizer Skala) zeigt dies sehr gut. Zitat:…

… Kritische Versorgung am Ende des Winters …

▪ Szenario 1: In Frankreich verschwinden Atomkapazitäten von 19 GW und das Kernkraftwerk Beznau II wird stillgelegt. Die Importmöglichkeiten sind begrenzt, da sich der geplante Ausbau des Übertragungsnetzes in Deutschland verzögert hat und ein Leitungsfehler die Kapazität der Verbindung mit Italien einschränkt.

▪ Szenario 2: Alle Schweizer Kernkraftwerke werden ebenfalls stillgelegt …

Quelle: BKW   Gesicherte Stromversorgung? Nur auf den ersten Blick

Abhängig von den internationalen Umständen und der Tatsache, dass die 2.800 MW der Schweizer Kernkraftwerke fehlen, könnten wir zwischen 45 und 90 Stunden den Beginn einer Reihe von Ausfällen von jeweils wenigen Stunden oder sogar einen echten großen Stromausfall erleben. Die Untersuchung der Wetterbedingungen früherer extremer Kälteperioden (zwischen -10 ° C und -20 ° C in Colombier-sur-Morges) hat gezeigt, dass es im Allgemeinen Nordwind und Sonne gibt. Wir werden daher viele PV-Module einsetzen an die Fassade (wenn wir können, wenn die Ästhetiker des Haushalts bereit sind und wenn die Gemeinde dies genehmigt) und auf dem Dach, um die Batterie des Hauses wieder zu laden.

Der Fall längerer Stromunterbrechungen muss offensichtlich berücksichtigt werden: Drift in Richtung Ausfall des öffentlichen Netzes; wenn es mehrere Tage dauert, handelt es sich um einen Stromausfall mit einem schmerzhaften Neustart über 3-4 Tage. Was passiert mit einem Privathaus in diesem Sturm?

Ein Designfehler

Derzeit werden die meisten privaten Installationen bei einem Netzausfall unterbrochen und liefern auch bei direkter Sonneneinstrahlung (!) keinen Strom mehr. Für den Besitzer einer schönen und leistungsstarken Installation eine sehr schlimme Überraschung, wenn er das Opfer des Stromausfalls ist. Erläuterung: Wechselrichter benötigen die Referenzfrequenz 50 Hz, die streng mit dem öffentlichen Netz synchronisiert ist, um ihren Strom in das Netz einspeisen zu können. Im Falle eines Netzausfalls zu schlecht für die Solaranlage, zu schlecht für den Eigenverbrauch! Es ist verständlich, dass das Einspeisen von bescheidenem privatem Strom in ein öffentliches Netz ohne die üblichen starken Quellen nicht akzeptabel ist – da dies für Reparaturbetriebe gefährlich wäre, da die Spannung nicht Null ist.

Der Fall des Stromausfalls wird offensichtlich nicht berücksichtigt, so selten war er bisher; die Umstände auf internationaler Ebene an den Grenzen unseres Landes machen es erforderlich, besonders im Hochwinter besorgt zu sein und sich für eine Welle extremer Kälte vorzubereiten. Wenn eine politische Entscheidung getroffen würde, nicht mehr in die Schweiz zu exportieren (aufgrund von Engpässen in den Nachbarländern ist dies eine EU-Richtlinie), wären Stromausfälle in der Schweiz unvermeidlich, insbesondere zwischen Februar und März .

Privates Haus. Elektrische Installation als Insel .

Es ist dann notwendig, auf die Lösung des Inselbetriebs zurückzugreifen; zum Zeitpunkt eines Ausfalls des öffentlichen Netzwerks ist Folgendes erforderlich:

1. Ein automatisches System trennt das Haus vom öffentlichen Netzwerk: ein Relais mit ausreichender Leistung, das an das öffentliche Netzwerk angeschlossen ist, schaltet sofort aus. Schematische Darstellung:

2. Ein elektronischer Generatorsimulator startet und gibt dem Wechselrichter seine Referenz, den dreiphasigen 50-Hz-Takt, der normalerweise vom öffentlichen Netz geliefert wird. Man benötigt eine große Batterie, auf die man für die Dauer des Stromausfalls zurückgreifen kann (idealerweise zehn Tage – mit Rückfällen rechnen und mühsame Inbetriebnahme), um einen minimalen Licht- und Heizungsservice zu gewährleisten.

3. Das Schicksal des lokal auf dem Dach erzeugten Stroms ist gut programmiert (Priorität für die Einspeisung, dann für den Eigenverbrauch und schließlich das Teilen mit den Nachbarn, wenn es organisiert wurde).

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Wenn ich Photovoltaik (PV) -Paneele auf mein Dach lege, bezahle ich für die absehbare Entwicklung der bedauerlichen Energiestrategie 2050 der Schweizerischen Eidgenossenschaft: die zunehmende Abhängigkeit von Stromimporten im Winter, eine direkte Folge der allmählichen Einstellung der einheimischen Elektrizitätsproduktion; Schweizer Kernkraftwerke ohne wirklichen Ersatz und damit reduzierte Versorgungssicherheit. Kleine Gedächtnisübung:

Erneuerbare Energien können Schweizer Atomkraft nicht ersetzen!

Hier zu untersuchende Hypothese: Ersatz des Kernkraftwerks Mühleberg (373 MW, 3 TWh/Jahr, Produktion 11 Monate/12, 24H/24, Lastfaktor ~ 92%, Stilllegung im Dezember 2019) durch erneuerbare Energien; Überprüfung mit 2020 Daten von 2014 Berechnungen.

§ Die Verwendung von Windkraftanlagen (Lastfaktor 19%) ist ein Irrtum: sie verursachen stromabwärts Trockenheit; sie sind daher von der vorliegenden Studie ausgeschlossen, genau wie die anderen Quellen der Strategie 2050, die 2020 nicht durchgeführt wurden. Daher wird hier ein 100% iger Ersatz durch PV-Module untersucht (Lastfaktor 11%).

§ Direkte Stromversorgung für 8’760 Stunden / Jahr * 11% = 964 Stunden bei 373 MV ==> 359 GWh; aufgrund der geringen Größe dieses Produktionsteils wird die Wahrscheinlichkeit, außerhalb der 92% des ehemaligen Werks Mühleberg  zu fallen, nicht berücksichtigt.

§ Es bleiben die 81% (= 89% -8%), die durch einen Akkumulator zu kompensieren sind (Verluste von 25%); es ist daher notwendig, mit erhöhter Leistung 8’760 Stunden/Jahr * 81% = 7’096 Stunden bei 373 MW * 125% = 466 MW ==> 3.307 TWh zu produzieren; und wir haben 964 zufällige Stunden/Jahr, um mit PV-Parks dorthin zu gelangen (für die gesamte Produktion werden 3’430 MW benötigt (+373 MW aus direktem Austausch) = 3’803 MW oder 1’902 PV-Parks bei 2 MW).

Das Problem ist, dass die Summe der Schweizer Pumpspeicherkraftwerke nur etwas weniger als die Hälfte dieser Menge ansammeln kann … und dass sie in der Regel für andere Zwecke als zum Empfang von PV-Parks verwendet werden: daher kann vom Ersatz des nuklearen Mühlebergs mit PV nicht die Rede sein, leider. Da Mühleberg das kleinste unserer Kernkraftwerke war und es nicht möglich sein wird, es durch PV-Module zu ersetzen, ist die Behauptung, dass wir Schweizer Kernkraftwerke durch erneuerbare Energien ersetzen können, stark irreführend: die Hypothese muss zurückgewiesen werden, die Berechnungen für 2014 sind bestätigt! Bitteres Fazit: die Energiestrategie des Bundes 2050 hat nicht die geringste Erfolgschance …

Um der Armut zu entkommen, die einst einen Energiemangel darstellte, ist die Rückkehr zu einer gut verwalteten zivilen Kernenergie eine der wenigen guten Lösungen, wenn nicht die einzige mit ausreichender Energie. Von persönlichen Meinungen, allgemeine nMeinungen und Überzeugungen wegzukommen, nichts ist besser als Berechnungen!

Bedarfsberechnungen (Daten für 2019) laut OFEN-Statistik

Im Jahr 2010 wurde die Situation berechnet, in der alle Energieversorgungen von Kernkraftwerken optimaler Größe ein Äquivalent finden würden. Hier ist eine ähnliche Übung. Als praktische Einheit: Usine-400 (Plant mit 3 TWH elektrischer Energie pro Jahr, dazu 6 TWh Wärme, die thermischen Systemen eigen ist, in 11 von 12 Monaten, einschließlich der gesamten kalten Jahreszeit, 24 Stunden am Tag, und mit einer Leistung von 400 MW).

Gesamtstromverbrauch für 2019: 205’910 TJ = 57.2 TWh. Zusätzlich zur Wasserkraftproduktion wären 8 Usine-400 erforderlich, um die Situation von 2019 mit allen Schweizer Kernkraftwerken zu reproduzieren, und wahrscheinlich mindestens 10, um sich im Februar wohl zu fühlen.

Wir sehen das Defizit im Januar, Februar und März, das natürlich durch Importe ausgeglichen wird.

Kategorieanteile (57.2 TWh x nn%): Haushalt: 19.1 TWh, Landwirtschaft: 0.915 TWh, Industrie: 17.27, Dienstleistungen: 15.33 TWh, Transport: 4.58 TWh

Ein Großteil der Haushalts- und Industrieausgaben, in Form von Wärme könnte durch die Installation von Solarthermie-Anlagen nach Art von Jenni Energietechnik (Thermopaneele und große Wassertanks zur Speicherung von Wärme und / oder Kälte) vermieden werden. 

Äquivalenz: 834’210 TJ = 231.725 TWh. Unter der Annahme, dass wir alle vorhandenen Energiequellen durch Usines-400 ersetzen (mit Ausnahme der lokalen hydraulischen Elektrizität ~ 41 TWh), haben wir höchstens  insgesamt 64 Usines-400 zu implementieren (weil ein erheblicher Teil der Statistik Wärme betrifft), etwa das 9-fache des aktuellen Schweizer Atomparks (2’800 MW). Zu welchem ​​Preis ? Indem Sie nicht mehr für Öl, Gas, Strom bezahlen müssen, …: etwas mehr als 28 Milliarden Fr./Jahr!

Nach ein paar Blackouts – wird es eine Rückkehr zur Vernunft geben.
Wahrscheinliche Rückkehr zur Atomkraft

Ein “Blackout” bezieht sich auf einen großflächigen Stromausfall oder, in Kriegszeiten, auf eine Reduzierung der Beleuchtung, um einen Ort vor feindlichen Angriffen zu schützen. Quelle: Wikipedia.

§ 2015 befanden sich in der Schweiz 1’694 Tonnen abgebrannter Kernbrennstoffe auf dem Boden, die als Abfall behandelt wurden und deren Entsorgung der NAGRA, einer klug umgesetzten Anti-Atom-Ideologie folgend, durch Vergraben tief unter der Erde aufgetragen wurde. Diese Menge steigt um etwa 75 Tonnen/Jahr. Im Jahr 2020 werden es fast 2’000 Tonnen sein … Die  NAGRA      wurde vor den Verwertungsmöglichkeiten dieser Abfälle benachrichtigt (zwischen 2007 und 2009), hat aber keinen Gebrauch davon gemacht: Man hat geplant zu graben, es wird gegrabt … Quelle: NAGRA Fokus Archiv 2003 zur nuklearen Entsorgung … Quelle: NAGRA Fokus Archiv 2003 zur nuklearen Entsorgung … Es ist offensichtlich, dass Leute, die wie Pr. Tournesol kommen, um diesen Tunnelbohrern zu sagen, dass es sinnlos zu graben ist, ihre Entscheidungsleute stark beunruhigt haben  …

§ Für diese Luxusbegräbnisse zwang die Eidgenossenschaft durch Gesetze die Atomindustrie, pharaonische Vorkehrungen zu treffen. Eine ausserordentliche Verschwendung: Ist der Öffentlichkeit bekannt, dass jedes Kilogramm dieses so genannten Abfalls das Potenzial für etwa 2 Millionen Francs an Elektrizität birgt? Es war gut vorhergesehen, dass die Endlager danach zugänglich sein würden, aber alles ist für einen reinen und einfachen Verzicht organisiert. Wissen wir, dass die Reaktoren, die diese Brennstoffe nutzen können, bereits seit 1996 in Computersimulationen existieren und dass unsere Behörden, nachdem sie darauf aufmerksam gemacht wurden, geschweigt haben und offensichtlich NICHTS unternommen haben? Ist sich die Öffentlichkeit bewusst, dass, was die Radioaktivität betrifft, Richtlinien und Vorschriften auf Übertreibungen beruhen, die ihrerseits das Ergebnis wissenschaftlicher Lügen sind? Wir müssen aus dem Sumpf herauskommen!

§ Die Anti-Atom-Ideologie hat ihre eigene Strafe: verliert die ihr nachfolgende Schweizer Gesellschaft, unabhängig vom Bedarf, durch planmässige Abschaltungen den Strom, den die Schweizer Kernkraftwerke jahrzehntelang treu produziert haben; Ladungsfaktor 92%  – stattdessen Ernte, flüchtige Zufallsenergiequellen zu 11% Ladungsfaktor (PV), ganz zu schweigen von den dünnen, lauten und wetterstörenden Zufallsenergiequellen zu 19% Ladungsfaktor (Windturbinen in der Schweiz) – werden einige sehr schmerzhafte Blackout auf ein Publikum fallen, das sie aufgrund von Veränderungen in den Nachbarländern offensichtlich nicht erwartet; das Unbehagen der Knappheit und des wirtschaftlichen Niedergangs wird vielleicht die Grünen und andere Aktivisten, wie in Südaustralien, sicherlich wirksamer vertreiben als die vernünftigen und verachteten Argumente der Elektroingenieure!

Wie Schweden würde die Schweiz gut daran tun, eine schnelle Entscheidung zu treffen, um die Lehre aus den Ereignissen zu ziehen: sie hat keinen Ersatz für die Kernenergie, die in der Strategie 2050 vorgesehenen Beiträge erneuerbarer Energien sind der Aufgabe nicht gewachsen. Dies, da wir in der Schweiz verbrauchten Kernbrennstoff zur Verfügung haben, wenn wir ihn in Reaktoren verwenden, die den verbrauchten Brennstoff zerstören (rund 95% der potenziellen Kernenergie ist noch vorhanden, Dauer mehr als ein Jahrhundert). Eine trostlose Zukunft der Stromausfälle wird mit einer politischen Verschiebung einhergehen: als privater Gefangener dieser Galeere werde ich mein Haus verwandeln, so dass es Stromausfällen standhält … 

Bibliographie: siehe Du photovoltaïque sur le toit

André Bovay-Rohr, Colombier-sur-Morges, den 6. November 2020, Rev.21.11.2020