Allgemein | Autarkie. Leben in Freiheit

A

Ampere. Gibt die Stromstärke an.

Abschranken

Durch geeignete Bauteile verhindern, dass Strom fließen kann. Im Gegensatz zur elektrischen Isolierung, wenngleich der Zweck meist derselbe ist.

Abisolier-Zangen

Zangen, die den Schutzmantel eines Kabels entfernen. Notwendig, um danach das Kabel direkt oder mittels Kabelschuhen mit Geräten zu verbinden. Siehe auch Crimpzange.

Absorptionsphase

Das Ziel in dieser Ladephase ist die Vollladung der Batterie, um die volle Ladekapazität der Batterie auszunützen und um einer Sulaftierung/Beschädigung der Batterie entgegenzuwirken, weshalb kurzfristig eine höhere Spannung angestrebt wird.

AC

Alternating Current, Bezeichnung für Wechselstrom – im Gegensatz zu DC.

Aräometer

siehe Säureheber

Ah

Amperestunde, gibt im Regelfall die Kapazität – also Energiemenge – einer Batterie an. Amperestunden können durch die Mulitplikation mit der Spannung (zB. 12 V) in kWh (Kilowattstunden) umgerechnet werden.

Apps/Appstore

Programme werden am Smartphone als „Apps“ bezeichnet. Ein Appstore bietet eine Übersicht und die Installations-Möglichkeit dieser Apps.

Autarkiegrad

Gibt das Verhältnis der benötigten Energiemenge im Vergleich zur Energie-Eigenproduktion an. Dies kann entweder rein bilanziell gemeint sein oder in Form tatsächlicher Tage, an denen im Verhältnis zum gesamten Jahr ein Objekt vollversorgt ist. Beispielsweise gibt ein Autarkiegrad von 75% an, dass ein Haus bezogen auf ein Jahr zu ¾ von der eigenen Energieproduktion versorgt werden kann. Die restliche Energie wird beispielsweise über das öffentliche Stromnetz oder einen Generator o.ä. bereitgestellt.

Autarkietage

Anzahl an Tagen, auf die der Speicher für einen vollständigen autonomen Betrieb ausgelegt ist. Üblich sind in Mitteleuropa 4-5 Tage, da es selbst im Winter kaum Wochen gibt, an denen keinerlei Energieproduktion möglich ist.

Batteriesäure

Zum Befüllen von flüssigkeitsgefüllten Bleibatterien wird verdünnte Schwefelsäure verwendet. Nachfüllen bereits befüllter Bleibatterien nur mit destilliertem Wasser!

BMS

Batteriemanagementsystem – schützt Batterien im Idealfall vor Tief- und Überladung und Kurzschlüssen. Ein BMS ist unentbehrlich zum Schutz von Lithium-Batterien.

Bulk

In der Bulk-Phase ist die Batteriespannung unterhalb der Ladeschlussspannung, es wird der gesamte Ertrag vom PV-Generator geerntet.

C10, C100

Kapazitätsangabe bei Batterien, gibt die Kapazität an, die bei einer 10- oder 100-stündigen Entladung mit konstantem Strom erreicht wird (siehe Peukert-Effekt).

Crimpzange

Eine Zange, um Kabelschuhe auf Kabel zu montieren. Notwendig, um verschiedene Geräte wie beispielsweise einen Laderegler und eine Batterie (sicher) miteinander zu verbinden.

Dauerleistung

Die Leistung, die dauerhaft bereitgestellt werden kann, im Gegensatz zur Maximalleistung. Wichtig zB. für die Dimensionierung des Wechselrichters.

DC

Direct Current, Bezeichnung für Gleichstrom – im Gegensatz zu AC.

Desulfatierung

Durch langdauernde Ladung mit kleinem Strom oder kurze hohe Stromimpulse werden Sulfatkristalle wieder aufgebrochen.

DOD

Entladetiefe (depth of discharge), gibt in Prozent an, wieviel der Gesamtkapazität aus einer Batterie entnommen wird (siehe auch SOC).

Elektrolyt

Feste oder flüssige chemische Verbindung, die elektrisch leitfähig ist. Im Gegensatz zu Metallen wird der elektrische Strom in Elektrolyten durch Ionenleitung übertragen, welche durch elektrisch geladene Teilchen (Atome, Moleküle) ermöglicht wird.

Elektrolytumwälzung

Durch Einblasen von Luft in den flüssigen Elektrolyten wird dieser umgewälzt, um sicherzustellen, dass die Säuredichte in der Batterie gleichmäßig ist (siehe Säureschichtung)

Elko

Abkürzung für Elektrolytkondensator. Bauteil zur kurzzeitigen Speicherung von elektrischer Energie. Sehr empfindlich gegenüber Überspannungen, begrenzte und stark temperaturabhängige Lebensdauer, daher häufig Ursache für den Ausfall von elektronischen Geräten.

Entladekurven

Stellen den Spannungsverlauf (Leerlaufspannung) in Abhängigkeit von der entnommenen Energiemenge dar.

Erhaltungsladung

siehe Float

Erdung, Erdpotential

Elektrisch gut leitende Verbindung mit dem Erdreich, zB. durch einen eingeschlagenen Staberder. Wichtig als Bezugspotential für Berührungsschutz (zB. Gehäuseerdung) oder für Überspannungsschutz.

Ethanol

Durch Vergärung von Zucker hergestellter Alkohol, Anwendung unter anderem als Kraftstoff für Verbrennungsmotoren oder als Brennstoff für Heiz- und Kochgeräte (Spiritus).

FI-Schalter

Fehlerstrom-Schutzschalter. Schutzeinrichtung, um Fehlerströme zu verhindern.

Float

Ladephase eines Ladereglers, die die Ladespannung aufgrund der bereits erreichten Vollladung der Batterie auf die Ladeerhaltungsspannung der Batterie begrenzt, damit der natürlichen Batterieentladung (Selbstentladung) entgegengewirkt wird.

Frequenzumrichter

Elektronisches Gerät, das aus der Netzspannung eine Wechselspannung mit frei wählbarer Frequenz erzeugt. Anwendung für die energieeffiziente Drehzahlregelung von elektrischen Antrieben.

Galvanische Trennung

Bezeichnet die elektrische Trennung zwischen zwei Stromkreisen, zwischen denen jedoch Signale (Daten) oder Leistung ausgetauscht werden soll.

Gasungsspannung

Bei einem vollgeladenen Bleiakku mit flüssigem Elektrolyten wird mit dem weiter zugeführten Strom Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Bei Bleibatterien mit 12 V Nennspannung tritt diese Gasung ab ca. 14,4 V auf. Wichtig ist daher eine gute Belüftung des Batterieraumes.

Impedanzmessung

Messung des Wechselstrom-Widerstandes, zB. zur Aktivierung des Standby-Zustands bei Wechselrichtern.

Hybrid-Wechselrichter

(siehe Wechselrichter)

Hydraulischer Abgleich

Die Durchflussmenge von Heizkörpern wird dabei so eingestellt, dass sich bei voller Leistung an jedem Heizkörper der gleiche Temperaturabfall zwischen Vor- und Rücklauf einstellt. Durch diesen Abgleich verringert sich die benötigte Pumpenleistung.

Inselanlage

Anlagen, die ohne ein öffentliches Stromnetz angeschlossen zu sein, elektrische Energie bereitstellen.

Inselwechselrichter

Gerät zur Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom in netzunabhängigen Stromversorgungen (siehe Wechselrichter). Ein reiner Inselwechselrichter darf niemals mit dem öffentlichen Netz verbunden werden!

Kabelschuh

Wichtig, um einzelne Drähte sicher zu bündeln und so Kabelbränden durch wegstehende Drähte vorzubeugen. Auch ganze Kabel können damit verbunden werden, beispielsweise um diese an eine Batterie anzuschließen.

Kompost-Toilette

Toilette ohne Wasserspülung, in der die Fäkalien in einem Behälter kompostiert werden, spart Unmengen an Wasser für die Spülung.

Konstruktive Lebensdauer

Gibt bei Batterien die Lebensdauer an, die in der vom Hersteller spezifizierten Betriebsart unter optimalen Bedingungen erreicht werden kann.

Kurzschlussstrom

Dieser Strom fließt, wenn die beiden Pole einer elektrischen Stromversorgung direkt miteinander verbunden werden. Bei Photovoltaikmodulen ist der Kurzschlussstrom nur wenig höher als der Nennstrom, bei Batterien fließt bei einem Kurzschluss ein extrem hoher Strom mit den damit verbundenen Gefahren.

kW

Kilowatt. Die elektrische oder thermische Leistung wird in Kilowatt angegeben. Ggf. ergänzt mit dem Zusatz „kW thermisch“ oder „kW elektrisch“, was die jeweilige Leistung zur Wärme- oder Stromgewinnung konkretisiert.

kWh

Kilowattstunde. Die Einheit schlechthin, um Energieproduktion/verbrauch zu quantifizieren bzw. zu vergleichen. Eine Kilowattstunde ergibt sich aus dem Produkt der Leistung (kW) bezogen auf die Dauer/Zeit in Stunden (h). Wird zB. ein Gerät mit einer Leistung von 1 kW eine Stunde lang betrieben, so wird 1 kWh verbraucht.

kWp

Kilowatt peak. Ein Maß, das die maximale Leistung eines (solaren) Kraftwerks bei optimaler Sonneneinstrahlung (1000 W/m²) angibt. Oft wird in der Literatur auch nur die Leistung, also „kW“ angegeben.

Ladepunkte

Gemeint sind im Regelfall Elektrotankstellen bzw. auch Wallboxen oder Steckdosen, die ausreichend abgesichert sind, um E-Fahrzeuge zu laden.

Laderegler

Ein Gerät, um Batterien zB. mittels Solarenergie zu laden und dafür zu sorgen, dass diese nicht überladen werden.

Lastmanagement

Autarke Systeme können am effizientesten betrieben werden, wenn große „Lasten“ (wie beispielsweise Backrohre und Waschmaschinen) auf den Tag verteilt und nicht gleichzeitig betrieben werden. Dies kann manuell durch den Benutzer (smart user) oder automatisch durch ein Hausautomationssystem erfolgen.

Lastwiderstand

Elektrischer Widerstand, der abhängig vom Widerstandswert eine Spannungsquelle mit einem bestimmten Strom und damit einer bestimmten Leistung belastet.

Leerlaufspannung

Elektrische Spannung, die an einer unbelasteten Spannungsquelle (zB. Batterie) gemessen werden kann, dh. es darf kein Laststrom und auch kein Ladestrom fließen. Bei Batterien kann aus der Leerlaufspannung auf den Ladezustand geschlossen werden.

Leitungsschutzschalter

Jede installierte elektrische Leitung muss durch eine vorgeschaltete Sicherung geschützt werden. In der Hausinstallation werden dafür häufig Leitungsschutzschalter (LS-Schalter) eingesetzt.

Lichtbogen

Bei Installationsfehlern und bei defekter Leitungsisolation (z.B. durch Bisse von Nagetieren) besteht in Gleichstromanlagen die Gefahr der Lichtbogenbildung, wenn blanke Drähte einander berühren können. Dieser Effekt kann beim Schweißen genützt werden. Unbeabsichtigt kann er jedoch zu Bränden führen.

LiFePo4

Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien, aufgrund der sehr hohen Zyklenzahl und der hohen Eigensicherheit besonders gut geeignet für stationäre Speicher. Wird daher vielfach für netzgekoppelte Speicher verwendet.

LS-Schalter

siehe Leitungsschutzschalter

Masthöhe

Bezeichnet die Höhe, auf der ein Windgenerator montiert ist.

Maximalleistung

Die Maximalleistung gibt die maximale elektrische Leistung an, die beispielsweise ein Wechselrichter zur Verfügung stellen kann. Meist ist diese Leistung aber nur kurz, im Bereich weniger Sekunden, verfügbar. Für Pumpenstarts, die einen hohen Anlaufstrom haben, ist diese kurze Maximalleistung-Bereitstellung meist jedoch ausreichend.

MC4

Bezeichnet eine genormte Steckverbindung für Solarmodule.

Monokristallin

Bezeichnung für die Art der Herstellung von Photovoltaikzellen: für monokristalline Zellen wird aus Silizium mit höchster Reinheit ein einzelner Kristall in Stabform hergestellt. Von diesem Stab werden die einzelnen Solarzellen durch Schneiden abgetrennt. Höherer Wirkungsgrad als bei polykristallinen Zellen.

MPPT

Maximum Power Point Tracker. Ein effizienter Laderegler, der die Spannung an den Photovoltaikmodulen so regelt, dass die maximale Leistung erreicht wird. Siehe Kapitel „Energieerzeugung / Laderegler“.

Multimeter

Messgerät zur Messung verschiedener elektrischer Größen. Die einfachsten Multimeter können Strom und Spannung (jeweils AC und DC) sowie Widerstand messen.

Nabenmotor

Elektrischer Antriebsmotor (zB. für Fahrräder), der direkt in der Radnabe eingebaut ist. Damit ist eine sehr einfache Konstruktion bei Elektrofahrzeugen möglich.

NA-Schalter

Netz- und Anlagenschutz, automatische Umschaltung, die eine zuverlässige Umschaltung zwischen Netz- und Inselbetrieb in einer teilautarken Stromversorgung sicherstellt. Muss die jeweils gültige Ländernorm erfüllen (ÖNORM, VDE usw.).

Off-grid

netzunabhängige Stromversorgung. Siehe Inselanlage.

OPzS

Stationäre Bleibatterie mit flüssigem Elektrolyten (verdünnte Schwefelsäure) und besonders robusten Bleiplatten (Panzerplatten), wodurch eine sehr hohe Zyklenfestigkeit erreicht wird. Dieser Batterie-Typ erfordert, im Gegensatz zu OpzV-Batterien, einen gewissen Wartungsaufwand (regelmäßig Wasser nachfüllen).

OPzV

Geschlossene Bleibatterie mit Panzerplatten wie OPzS, jedoch ist der Elektrolyt in Form eines Gels fixiert. Im Gegensatz zu OpzS entfällt daher das Nachfüllen von Wasser.

Paneel

siehe PV.

Parallelschaltung

Bei dieser Verschaltung werden bei Batterien oder PV-Modulen Pluspole mit Pluspolen und Minuspole mit Minuspolen verbunden, die Einzelströme addieren sich daher.

Phase

Die technische Bezeichnung lautet „Außenleiter“. Ein spannungsführender Leiter im Wechsel- und Drehstromnetz.

Peakleistung

siehe kWp

Peltier-Element

Ein für Kühlzwecke verwendetes Halbleiterelement, das sich bei Stromdurchfluss auf einer Seite abkühlt und auf der anderen Seite erwärmt. Verwendung zB. bei elektrischen Camping-Kühlboxen. Sehr niedriger Wirkungsgrad.

Peukert Effekt

Die aus einer Batterie entnehmbare Ladungsmenge ist von der Stromstärke des Entladestroms abhängig, bei großen Strömen steht nur eine geringere Kapazität zur Verfügung.

PHP

Programmiersprache, um beispielsweise Messwerte zu verarbeiten und im Internet darstellbar zu machen.

Polykristallin

Bezeichnung für die Art der Herstellung von Photovoltaikzellen: Aus Silizium wird ein Block gegossen, beim Erstarren bildet sich eine Vielzahl von Kristallen unterschiedlicher Größe. Von diesem Block werden die einzelnen Solarzellen durch Schneiden abgetrennt. Geringerer Wirkungsgrad als bei monokristallinen Zellen, jedoch kostengünstiger in der Herstellung.

PWM

Pulsweitenmodulation, dabei wird ein Analogwert durch das Verhältnis von Pulsdauer und Pause mithilfe eines diskreten Signals (zB. Digitalsignal) dargestellt. Siehe Kapitel „Energieerzeugung / Laderegler“.

PV

Photovoltaik. Im Buch verwendete Synonyme: Solarmodul, Photovoltaik-Paneel, Solar-Kraftwerk, Solaranlage (wobei in der Vergangenheit in der Literatur der Begriff Solaranlage primär für thermische Solarkraftwerke verwendet wurde).

QR-Codes

Ein für Smartphones lesbarer Code, der beispielsweise das Smartphone direkt auf eine Webseite weiterleitet.

Raspberry Pi

Kleiner, kostengünstiger und energiesparender Einplatinencomputer, der üblicherweise mit einem Linux-Betriebssystem betrieben wird.

Redox-Flow-Speicher

Elektrochemischer Energiespeicher, bei dem die Energie in zwei getrennten Flüssigkeiten gespeichert wird. In einer Reaktionszelle wird die chemisch gespeicherte Energie wieder in Elektrizität umgewandelt.

Relais

Ein Relais wird über einen Steuerstromkreis aktiviert und kann Stromkreise schalten. Beispielsweise können damit Stromkreise abgeschaltet werden, wenn die Batteriespannung zu niedrig ist.

Säureheber

Mittels Säurehebern kann die Säuredichte einer Batterie und damit – durch eine Berechnung – deren Ladezustand gemessen werden.

Säureschichtung

Beim raschen Aufladen von Bleibatterien (mit flüssigem Elektrolyten) kann es vorkommen, dass der Höhe nach geschichtete Bereiche mit unterschiedlicher Säuredichte entstehen. Bereiche mit höherer Säuredichte führen zu verstärktem Plattenverschleiß, in Bereichen mit niedriger Säuredichte steht nicht mehr die volle Kapazität der Bleiplatten zur Verfügung. Abhilfe: Elektrolytumwälzung

Serienschaltung

Bei dieser Verschaltung wird bei Batterien oder PV-Modulen jeweils ein Pluspol mit einem Minuspol verbunden, die Einzelspannungen addieren sich daher.

Sicherung

Sicherungen können Schäden an Geräten oder der Verkabelung im Falle eines Kurzschlusses durch falsche Verkabelungen oder beschädigte Geräte verhindern, indem sie bei Überschreiten eines bestimmten Stromwertes den Stromkreis unterbrechen.

SOC

Ladestand (state of charge), gibt in Prozent an, wieviel Ladung bezogen auf die Gesamtkapazität in einer Batterie verfügbar ist (siehe auch DOD).

Solarthermie

Beschreibt Anlagen, die die Energie der Sonne direkt zur Produktion von Wärme nützen. Verwendete Synonyme im Buch: kW thermisch (bezeichnet die Leistung der thermischen Solarmodule) im Vergleich zu kW elektrisch, die die Leistung der PV-Module beschreibt.

Solar-Tracker

Eine der Sonne nachgeführte Photovoltaikanlage, die aufgrund der immer optimal ausgerichteten Module bei gleicher Leistung wesentlich mehr Strom produziert, jedoch ist dafür eine mechanisch aufwändige Konstruktion und eine regelmäßige Wartung notwendig.

Stirlingmotor

Eine Wärmekraftmaschine. Kann Wärme in mechanische Bewegung umwandeln, um daraus zB. Elektrizität zu generieren.

Stromstärke

Maß für elektrischen Strom, wird in Ampere angegegen. Formelzeichen: I

Sulfatierung

Wird eine Bleibatterie über längere Zeit nicht vollgeladen, entstehen große Sulfatkristalle (Kristallwachstum), die beim Laden nur schwer wieder abgebaut werden können.

Sulfatkristalle

Beim Entladen einer Bleibatterie entstehen immer Bleisulfatkristalle (PbSO4) an den Bleiplatten. Die Größe dieser Kristalle ist abhängig von der Verweildauer in entladenem Zustand. Kleine Sulfatkristalle werden beim Aufladen rasch wieder abgebaut.

Symcon

Ein deutsches Programm zur Hausautomation, Messwerterfassung bzw. -verarbeitung von Geräten verschiedener Hersteller mittels eines zentralen Gateways.

Überspannungsableiter

Bauteil zum Begrenzen von gefährlichen Überspannungen in elektrischen Geräten, verursacht zB. durch Blitzeinschläge.

V

Volt. Gibt die elektrische Spannung an.

Verbraucher

Geräte, die elektrische Energie nutzen. Es gibt DC-Verbraucher (zB. Smartphones, die per USB geladen werden) und AC-Verbraucher (zB. herkömmliche Waschmaschinen oder Geschirrspüler).

Wärmepumpe

Eine Maschine, die unter Einsatz von Zusatzenergie (im Regelfall Strom) die Wärmeenergie eines Mediums (Wasser, Luft) mit niedrigerer Temperatur auf ein höheres Temperaturniveau anhebt. Verwendung für Warmwasserbereitung oder Heizzwecke, wobei nur ein Teil der Heizenergie als Antriebsenergie aufgewendet werden muss.

Waschmaschinen-Vorschaltgerät

Mit einem derartigen Gerät kann eine herkömmliche Waschmaschine mit einem Warmwasseranschluss nachgerüstet werden. Damit entfällt der Strombedarf für das Aufheizen des Wassers.

Wechselrichter

Ein Gerät, um Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln. Eine Spezialform ist der sogenannte Hybrid-Wechselrichter, der meist auch zusätzlich die Batterie laden, ins Stromnetz einspeisen und ein Insel-Netz bereitstellen kann.

Zangenamperemeter

Gerät zur kontaktlosen Strommessung. Mit einer Art Zange wird der stromführende Leiter umschlossen, die Messung ist daher ohne Unterbrechung des zu messenden Stromkreises möglich.

Zyklenlebensdauer

Gibt bei einer Batterie die Anzahl der erreichbaren Zyklen bei einer bestimmten Entladetiefe an (zB. 2500 Zyklen bei DOD 50%).