1. DAS 24 Volt HAUS, ein Ansatz zur regenerativen Energieversorgung
EIN BEITRAG ZUR LÖSUNG ZUKÜNFTIGER
ENERGIE- ERZEUGUNGS- UND VERTEILUNGSPROBLEME
Ziel:
Gewinnung von Initialpartnern für dieses Projekt
Abstimmung gemeinsamer Vorgehensweise
Gemeinsamer abgestimmter Auftritt
Erschließen neuer Märkte
NORMUNG
Greenheat24. de/.com 24v-haus.net u.a.
KSRM INGENIEUR- DIENSTLEISTUNGEN Dipl. Ing. Klaus H. Schirmer 23.1.2012
Mechatronik, Innovation, Organisation, DAS 24 Volt HAUS, GREENHEAT24 S 01

2. DAS 24 Volt HAUS, ein Ansatz zur regenerativen Energieversorgung
Grundprinzip:
DEZENTRALE ENERGIESPEICHERUNG MIT 24 VOLT GLEICHSPANNUNG IN JEDEM HAUSHALT
(Wechselspannung kann man nicht speichern, damit Wegfall aller Netzteile und Wechselrichter, keine doppelten
Leitungsverluste wie bei zentralen Energiespeichern)
Umstellung auf „DAS 24 Volt HAUS“
1. VERBRAUCHER: (Einsparung auf der 230V~ Seite):
- Umstellung aller Verbraucher < 100 Watt auf 24 Volt DC
- Wegfall aller Netzteile 230V~ auf x Volt DC > eine normierte Anschlussspannung weltweit !
- Umstellung aller Leuchten auf LED (24 V DC)
2. SPEICHER
- Einbau von stationären 24 Volt Batterien z.B. 15 kWh (13 Mio Häuser*15 kWh = 195 GWh)
- Nachladung durch Nachtstrom, speziell in den Wintermonaten
3. REGENERATIVE ENERGIEVERSORGUNG:
- Versorgung durch Photovoltaik z. B. 4 qm = ca. 0,5 kWp, 1000 h/a = 500 kWh/a
- Versorgung durch Kleinwindkraftanlagen ca. 500 Wp, 2250 h/a = 1125 kWh/a
Damit könnten bis zu 50% des bisherigen Stromverbrauchs
von der 230V~ Seite auf 24 V DC verlagert und regenerativ erzeugt werden!
Das bedeutet eine ausfallsichere Stromversorgung mit hohem Komfort.
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3. DAS 24 Volt HAUS, ein Ansatz zur regenerativen Energieversorgung
STROMVERSORGUNGSBILANZ:
230V~/ 24V DC Haus:
1. Wie bisher 230V~
230V~ Haus:
Typischer Stromverbrauch: 3500 kWh/a Küche + Waschen: 1750 kWh = 58%
Küche + Waschen: 50 % = 1750 kWh/a 2. Umstellung auf 24V DC
Heizung (Pumpen): 3% = 80 kWh/a Pumpen: 80 kWh = 2,7%
Licht (Glühlampen): 10% = 370 kWh/a Wird durch Einsatz LED reduziert auf:
Kleinverbraucher: 37% = 1300 kWh/a Licht (LED): 70 kWh = 2,3%
Wird durch Wegfall aller Netzteile (-20%)
Kleinverbraucher: 1100 kWh = 37%
SUMME: 1250 kWh = 42%
GESAMTVERBRAUCH: = 3000 kWh/a
Einsparung: - 14% mit Komfortgewinn der
unterbrechungsfreien Stromversorgung
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4. DAS 24 Volt HAUS, ein Ansatz zur regenerativen Energieversorgung
Reduzieren wir die Stromrechnung beim EVU,
erzeugen und speichern wir selber !
Kalkulierte Konfiguration: (derzeitige Marktpreise eines noch sehr jungen Marktes, vorhandene Produkte.)
Investitionen: Betrachtet wird hier ein Neubau und nur die Kosten, die durch 24 Volt gegenüber 230 V~ entstehen.
1. Licht : Umstellung auf 24 Volt DC: 20 Lampen je 25 € :
2. Umstellung Installation
(eigentlich Entfall einer Leitung und des Sicherungsautomast, Verdrahtung auf zwei Sammelschienen 24 Volt)
3. Einbau 24 Volt Steckdosen SUMME 1. bis 3. 1360 €
4. 11,5 kWh Akku 24 Volt = 4 x 12 V 240 Ah (z.B. MOLL Solar) 1640 €
Wenn 1 Mio Elektroautos auf der Straße sind, dürfte sich zwar nicht der Preis wesentlich ändern (hier Bleibatterie),
aber die Zyklenfestigkeit ca. verdreifachen. Die derzeitige Lebensdauer von 1000 Ladezyklen reicht hier für 16 Jahr.
5. Photovoltaik Module 500 Wp 24 Volt ohne Wechselrichter 500 €
(ca. 1,0 €/ Wp, Quelle www.photovoltaikanlage.biz )
6. Kleinstwindkraft Anlage (24 Volt ohne Wechselrichter) 1800 €
Dieser Preis ist für z.B. winDUAL A500. Bei größeren Stückzahlen (1Mio/a) ist durchaus eine Halbierung denkbar.
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5. DAS 24 Volt HAUS, ein Ansatz zur regenerativen Energieversorgung
RECHNUNG: 11,5 kWh AKKU, + 0,5 kWp Photovoltaik + 500 Watt Kleinstwindkraftanlage
Strompreiserhöhung in den letzten 10 Jahren 6%/a
Abschreibungszeitraum linear 15 Jahre
Ausbaustufe Investition EVU Teuerungsrate Strompreis
Umstellung auf 24 V (vorher 100%) 3%/a 5%/a 7%/a
Steckdosen + Verkabelung 1000 €
LED Lampen (10 Stück) 360 € Kapitalverzinsung /a über Rückzahlung in 15 a hinaus
1: 11,52 kWh AKKU: 1640 € 73 % 2,6%/a 4,3%/a 6,3%/a
(nur nachts nachladen, Akku müsste dann allerdings 1860 Zyklen Lebensdauer haben)
2: plus 0,5 kWp Photovoltaik: 500 € 65% 3,9%/a 5,8%/a 8,1%/a
3: plus 0,5 kW Windgenerator 1800 € 51% 2,9%/a 4,6%/a 6,8%/a
Der Windgenerator zum derzeitigen Preis ist also kein Gewinn, aber für die
Gesamtstrategie der dezentralen Energieerzeugung und Speicherung wichtig. Das PV Maximum im Sommerhalbjahr
ergänzt sich ideal mit dem Windmaximum im Winterhalbjahr.
Halbiert man über Großstückzahl den Preis (Abschätzung aus der Automobilbranche), ergibt sich:
4: plus optim. Windgenerator: 900 € 51% 4,9%/a 7,0%/a 9,5%/a
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6. DAS 24 Volt HAUS, ein Ansatz zur regenerativen Energieversorgung
Durch die Investitionen auf der Verbraucherseite, die sich in 15 Jahren sicher amortisieren,
- wird eine erhebliche Speicherkapazität geschaffen, mit höchstmöglichem Wirkungsgrad
- müssen die EVU's weniger neue Windkrafträder investieren
- müssen weniger neue Überlandleitungen gebaut werden
- kann der Strompreis weniger stark steigen (Öl/ Gaspreise werden weiter steigen)
- können die Stromausfallzeiten verringert werden
- kann der CO² Ausstoß erheblich reduziert werden
- werden neue Märkte erschlossen.
Doch das geht nicht von selbst. Das Folgende ist zu tun:
- erhebliche Öffentlichkeitsarbeit : Information, Kalkulation, Internet- Plattformen
- Entwicklung des 24 Volt Hausnetzes, Stecker, Schalter, Verteiler, Bus, EU- Normung
- Umstellung der LED Leuchten auf 24 V DC (Wegfall Gleichrichter + Kondensatoren)
- Preisreduzierung bei stationären (Lithium) Batterien (Wegfall Crash Komponenten)
- Einführung von 24 Volt Pumpen, Ventilen, Mischern (geringere Wickelkosten, PWM!)
- Umstellung der Entertainment- Produkte auf 24 V DC (Wegfall 230V~ galv. Trennung)
- Umstellung der Kommunikationsgeräte auf 24V DC (Wegfall 230V~ galv. Trennung)
Eine aussichtsreiche Startphase ist Neubau oder die Erneuerung/ Ersatz der Ölheizung.
30 % aller 13 Mio. Häuser in Deutschland sind renovierungsbedürftig! (Quelle: de.statista.com)
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7. DAS 24 Volt HAUS, ein Ansatz zur regenerativen Energieversorgung
Warum 24 Volt DC?
24 Volt Gleichspannung sind ein guter Kompromiss, weil
- es eine wirklich ungefährliche Spannung ist (SELV = safety extra low voltage)
- die Leitungsverluste bei bisherigen Kabelquerschnitten moderat sind
Strom bei 100 Watt Leitungsverluste Halbleiterkosten
Alternativen: Leitungsquerschnitt: 1,5 mm²=0,01 Ohm/m, Länge 100m, R = 1 Ohm, Nv = I²x R
1. 12 Volt z.B. Auto 100W/12V = 8,33 A Nv = 69,44 W niedrig
2. 24 Volt z.B. LKW 100W/24V = 4,16 A Nv = 17,36 W niedrig (max. 30 V)
3. 48 Volt z.B. Flugzeug 100W/48V = 2,08 A Nv = 4,34 W höher (max. 60 V)
- sie als Systemspannung bei LKW und CARAVAN verbreitet ist und es entsprechende Batteriekapazitäten gibt.
- Elektronikbauelemente für max. 30 Volt am preiswertesten sind (typ. Versorgungsspannung 3,3 bis 12 Volt)
- Drehzahlregelung und Helligkeitssteuerung mit Pulsbreitenregelung billiger, störungsfreier und platzsparender
sind, als Phasenanschnittsteuerungen mit 230 Volt ~ mit den erforderlichen Entstörelementen.
- bei EMC – Motoren der 230 Volt ~ Gleichrichterkreis wegfallen kann
- bei LED Lampen der Gleichrichterkreis wegfällt
- sie für eine weltweite genormte Eingangsspannung aller Elektronikgeräte unter 150 Watt geeignet ist, für
geräteinterne hocheffiziente DC/ DC Wandler für alle benötigten Spannungen (z.B.24V//3,3V)
- sie die Direkteinspeisung von Photovoltaik Modulen ohne Wechselrichter erlaubt (ungefährliches Dach!)
- sie die Direkteinspeisung von Kleinstwindkraftanlagen ohne Wechselrichter (hier besonders kritisch) erlaubt.
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8. DAS 24 Volt HAUS, ein Ansatz zur regenerativen Energieversorgung
Das Ziel ist definiert:
Schritte zur Realisierung:
1. Lieferanten:
24 Volt Heizungskomponenten > Initialpartner 1 = WILO
24 Volt Hausinstallation : Steckersystem > Initialpartner 2
24 Volt Hausbatterien > Initialpartner 3
24 Volt vertikale Windgeneratoren > Initialpartner 4
2. Detailaufgaben:
Zu 1. 24 DC Hocheffizienzpumpen, Speicherladepumpe, Umwälzpumpe, Zirkulation
WILO begrüßt die IDEE, 24 Volt Geräte vorhanden, Vermarktung braucht AKTION
Zu 2. Konstruktion eines einheitlichen 24 Volt DC Steckersystems, geräte- und kabelseitig für
die Hausinstallation. Normierung EU / weltweit !
Zu 3. Optimieren derzeitiger AKKU Systeme auf niedrigeren Strom, geringe Selbstentladung
und höchstmögliche Ladeeffizienz. Entfeinern der Elektrofahrzeugbatterien für
Stationäre Anwendung. Zusätzlicher Anreiz für Elektrofahrzeugbatteriehersteller.
Zu 4. Fertigentwickeln und Industrialisierung der Kleinstwindgeneratoren 0,3 bis 1 kWp.
ALLGEMEIN: Erstellen mehrerer Internet- Plattformen zur Information und Vermarktung,
Intensive Bearbeitung der Presse und Fachmagazine
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