Seit drei Jahren Selbstversorger mit Strom! Gleichstrom-Hauskraftwerk mit Insel-PV-Anlage

Wir Menschen sind elektrische Wesen, deren Zellen über kleinste und feinste elektrische Impulse miteinander kommunizieren. Diese wurden im Lauf der Äonen ausgebildet und von aussen nie sonderlich gestört – bis in die letzten Jahrzehnte. Inzwischen sind wir von einem elektrischen und magnetischen Störnebel eingehüllt, dem niemand entrinnen kann. Selbst in die entlegensten Ecken unseres Planeten dringen mittlerweile diese Störfelder und selbst aus dem Weltall werden wir mit Mikrowellen beschossen, Stichwort “Starlink“. Wird nun die Kommunikation in den Organismen mit sehr viel stärkeren künstlich erzeugten Feldern von aussen überlagert, kommt es zu Fehlfunktionen. Früher oder später ist jeder menschliche Organismus nicht mehr in der Lage, die Zellschäden, die diese Störfelder verursachen, zu reparieren. Die Folge sind Krankheiten aller Art, eine stark eingeschränkte Lebensqualität und ein vorzeitiger Tod!

Der allgegenwärtige Wechselstrom in unseren Gebäuden belastet unsere Organismen weit mehr, als uns bewusst ist. Zudem flackern so gut wie alle elektrischen Leuchten in den Gebäuden, was uns alle unbewusst irritiert.

Dem einzelnen Menschen bleibt nur sehr wenig Spielraum, um sich vor diesen schädlichen Einflüssen zu schützen. Der noch am ehesten realisierbare Ansatz ist, sich in den eigenen vier Wänden so gut zu schützen, wie es eben nur geht und insbesondere des Nachts auf Strahlungsfreiheit zu achten, damit sich die Zellen regenerieren können und der Schlaf erholsam wirkt. Und genau hier kommt unser Projekt auf den Plan, das besser als jeder Netzfreischalter wirkt – und das im ganzen Haus und rund um die Uhr.

Bei der Entwicklung des Gleichstrom-Hauskraftwerks stand von vorneherein das Wohl und das Wohlbefinden der Menschen im Mittelpunkt. Es kann nicht angehen, dass wir Menschen uns zwar das Leben leichter machen durch die Dienstbarkeit der Technik, es aber hinnehmen, dass uns ebendiese Technik die Lebenskraft raubt und schliesslich mit den Jahren krankmacht und uns ein vorzeitiges Ende bereitet!

Folglich zieht sich der Gedanke der Reinheit, sprich der Störungsfreiheit des elektrischen Stroms durch die ganze Anlage: von der Stromerzeugung über die Einspeicherung, Ausspeicherung und Verteilung bis hin zu den Verbrauchern. Erstmalig in der Menschheitsgeschichte stehen uns alle technischen Mittel zur Verfügung, um diesen Ansatz in die Wirklichkeit zu bringen. Dabei wird der Wechselstrom aus dem Haus verbannt und stattdessen die elektrischen Geräte mit 24V-Gleichstrom versorgt.

Als Stromgeneratoren kommen Photovoltaik-Module zum Einsatz. Sie liefern saubersten Gleichstrom. Dieser wird ohne technische Umwege über einen Schalter in die Batterie geladen. Von dort führen Gleichstrom-Leitungen in sämtliche Räume des Hauses und schliesslich kommen dort Gleichstrom-Verbraucher zum Einsatz.

Das grobe Konzept des Gleichstrom-Hauskraftwerks ist keineswegs neu: Es handelt sich um eine Photovoltaik-Inselanlage, wie sie in Schrebergärten und im Caravan- und Bootsbereich seit vielen Jahren zur Anwendung kommt. All diesen Anlagen gemein ist allerdings ein taktender Laderegler, der die saubere Photovoltaik-Gleichspannung zerhackt und auf das Niveau der Batteriespannung herabsetzt.

Das Gleichstrom-Hauskraftwerk verfeinert nun diesen groben Ansatz: Es umgeht die Notwendigkeit des klassischen Ladereglers, indem zwischen dem PV-Modul und der Batterie “nur“ ein elektronisches Relais gesetzt wird. Dafür muss eine Voraussetzung erfüllt sein: Die PV-Spannung muss einige wenige Volt über der Batteriespannung liegen. Wenn nun der Relaiskontakt schliesst, fliesst Ladestrom in die Batterie, wobei die Batterie die PV-Spannung auf ihr aktuelles Spannungsniveau herunterzieht.

Die Batterie als zentraler Bestandteil der Anlage besteht aus 8 in Reihe geschalteten modernen Lithium-Eisenphosphat-Akkuzellen (LiFePO4) mit einer Nennspannung von 25,6V. Die Kapazität der Batterie kann in einem weiten Bereich variieren, sodass eine Vollversorgung für ein Eigenheim möglich ist. Die Versuchsanlage des Autors deckt seinen Bedarf an elektrischem Strom zu 100% - an jedem Tag des Jahres, auch im Winter! - und mit dem Überschuss kann er obendrein in der Übergangszeit seine Wohnung heizen. Im Sommer kann mit dem Überschuss die Wohnung gekühlt werden. Folglich ist es keine Übertreibung, hier von echter Autarkie bei der Versorgung mit elektrischem Strom zu sprechen.

Alle PV-Module (zwischen 1 und 60 Module mit jeweils 60 PV-Zellen oder 120 “Halbzellen“) werden parallel auf die Batterie geschaltet. Dazu dienen neu entwickelte elektronische Relais, die den weltweit geringsten Innenwiderstand aufweisen und folglich die Durchgangsverluste auf ein Minimum von 0,3% reduzieren. Ein elektronisches Relais ist für jeweils zwei PV-Module zuständig (max. 20A).

Die winzige, aber sehr komfortable Steuerung Electrodacus SBMS0 des kanadischen Siemens-Entwicklers Dacian Todea ist ein technischer Geniestreich! Sie steuert die elektronischen Relais und sorgt für den zuverlässigen Betrieb der Anlage und für die Pflege der kostbaren Akkuzellen. Unter Kennern gilt sie als das gelungenste Batteriemanagementsystem weltweit. Sämtliche Batterieparameter können ausgelesen und verändert werden. Ein Farbdisplay informiert detailliert über die Energieflüsse im System. Ein Datenlogger ist ebenfalls integriert und eine WLAN-Anbindung gibt es als optionalen Ausbau. Ein Computer ist zur Parametrierung und Bedienung der Steuerung nicht nötig. Auch hier gilt: Autarkie pur!

Die elektronischen Relais sind mit einer Umschalte-Funktion ausgestattet, sodass bei voller Batterie der Energiefluss auf einen thermischen Speicher umgelenkt wird. Damit kann die überschüssige Energie genutzt werden, zumal die Anlage keine Verbindung zum öffentlichen Stromnetz aufweist und diese andernfalls gar nicht erst erzeugt würde.

Von der “24V“-Batterie führen Gleichstrom-Leitungen in sämtliche Räume des Hauses.

Gleichstrom-Verbraucher runden das strahlungsfreie Konzept ab. Dabei kommt uns die Tatsache zugute, dass alle elektronischen Geräte intern mit Gleichstrom arbeiten. Das eingebaute Netzteil wird einfach stillgelegt und evtl. ein kleiner Gleichstromwandler eingebaut. LED-Beleuchtungen verlangen ebenfalls nach Gleichstrom. Mit 24V betriebene Kühlschränke, Beleuchtung, kleinere Küchengeräte, kleine Warmwasserboiler gibt es heute schon im Camper-Sortiment zu kaufen; 24V-Heizfolien ebenso. Ausgewachsene Warmwasserboiler lassen sich mit einem 24V-Heizelement umrüsten. PV-Paneele lassen sich als Infrarot-Heizstrahler betreiben. Es gibt noch viel zu tun bei den 24V-Verbrauchern, aber das macht die Aufgabe auch spannend.

Ein kräftiger 12V-Wandler gehört ebenfalls zur Ausstattung des Gleichstrom-Hauskraftwerks.

Die Umstellung auf einen 24V-Gleichstrombetrieb des gesamten Hauses lässt sich leider nur in Etappen vollziehen. Für einige elektrische Haushaltsgeräte wird heute noch Wechselstrom benötigt. Deren Einsatz kann allerdings zeitlich stark eingeschränkt werden, sodass die meiste Zeit über eben doch nur Gleichstrom zur Anwendung kommt. Ein meist ausgeschalteter Wechselrichter versorgt die Küchengeräte, die Waschmaschine und den Warmwasserboiler. Ganz wichtig: Die Steuerung der Heizung wird ebenfalls von der Batterie versorgt und gewährleistet das Heizen selbst bei Stromausfall im öffentlichen Netz.

Die Kosten für ein Gleichstrom-Hauskraftwerk liegen in etwa auf gleicher Höhe wie bei einer konventionellen PV-Anlage gleicher Grösse. Der Mehrwert unserer Anlage gegenüber einer konventionellen Anlage ist schier überwältigend, siehe die nebenstehende Info-Box.

In der Industrie wird mittlerweile über die Umstellung auf Gleichstrom im Eigenheim nachgedacht. Das Gleichstrom-Hauskraftwerk erfreut uns schon heute mit seinen einzigartigen Eigenschaften und Fähigkeiten. Insbesondere die 100%-Autarkie und die  allzeitige Verfügbarkeit von elektrischer Energie vom eigenen Grundstück selbst bei Stromausfall im öffentlichen Netz ist hervorzuheben.

Der Stromkrieg zwischen Thomas Alva Edison und Nikola Tesla endete gegen Ende des 19. Jh. mit dem Sieg des Wechselstroms. Der Stromfrieden wird im 21. Jh. mit privaten autarken Gleichstromanlagen geschlossen.

Es ist angedacht, dieses Konzept zur Marktreife zu führen. Interessenten können sich beim Autor nach dem Stand der Verfügbarkeit erkundigen. ed.be1745227768w@reu1745227768anesi1745227768er.dl1745227768opoel1745227768