Strom und Verbrauch einfach erklärt

Elektrizität ist in unserem Leben allgegenwärtig, doch leider sind die physikalischen Grössen nur schwer "begreifbar", zumal je nach Anwendung die für uns mit den Sinnen wahrnehmbaren Eigenschaften sich unterscheiden. Anbei eine kurze Erklärung für Solaranlagen, die man auch verstehen kann.

Die Elektrizität wird in folgenden Einheiten gemessen:

Volt (V) ist die Spannung

Ampere (A) Ist der Strom
AC Alternating Current (Wechselstrom, zeitlich sinusförmiger verlauf)
einphasig, dreiphasig Strom (Drehstrom), aus Historischen- und Kostengründen wird der Strom im Generator (z.B. Flusskraftwerk) mit 3 phasen (zeitlich sinusförmiger verlauf jeweils 120° in den 3 Phasen zueinander verschoben) erzeugt. Im Haushalt sind dann pro Zimmer nur je eine Phasen verteilt. Die Stromlast am Generator muss ungefähr gleich auf die Phasen verteilt sein.
DC Direct Current (Gleichstrom)

KiloWatt (kW) ist die Leistung (Strom multipliziert mit Spannung, 1000 Watt = 1kW)
KiloWattStunde (kWh) die Leistung von einem kW eine Stunde lang.
kWp KiloWattPeak ist der Nennwert der Leistung die bei optimaler Sonneneinstrahlung in einem Solarmodul produziert wird (Generator)

Ohm ist der Widerstand (Quotient von Spannung durch Strom bei einem ohmschen Verbraucher, Spannung = Widerstand * Strom)

Folgende Abkürzungen sind gebräuchlich bei der Stromeinspeisung.

HKN Herkunfsnachweise für den Stromhandel
KEV Kostendeckende Einspeisevergütung der swissgrid Förderung der Solaranlagen über 20 oder 25 Jahre.
EIV Einmalvergütung der swissgrid für die Solaranlage (pro Anlage einmal zahlbar)

Für meinen Sohn (Vorschulalter) habe ich die Strommännli erfunden um ihm die Solaranlage etwas näher zu bringen.

Die Strommännli "sönnelet" sich gerne auf dem Dach in den Solarmodulen. Dabei, je nach Wetter - sind sie danach richtige motivierte Krampfisieche. Bei schlechtem Wetter bleiben viele Strommännli lieber im Wechselrichter, wo sie ja wohnen und haben überhaupt keine Lust durch die Kabel zu laufen. Wenn die Strommännli genug gesönnelet haben, gehen sie durch den Wechselrichter und die Leitungen in der Wand zu den Steckdosen oder Lampen und helfen uns im Haushalt, indem sie z.B. etwas heiss machen (Backofen) oder etwas antreiben (Staubsaugen) oder auch mal etwas Licht machen (Lampen).

Je nach Menge der Strommännli, welche momentan Helfen (Strom) und deren Motivation (Spannung) können sie im Haushalt grosses Leisten (Leistung). Es ist auch wichtig zu wissen, dass die Strommännli in den beiden Leitungen zu den Solarmodulen nur in der einen Leitung aufs Dach laufen können und in der anderen Leitung vom Dach wieder zurück zum Wechselrichter (DC). Im Haus verteilen sie sich besser in den vielen Kabeln in der Wand, drum können sie hin und zurück laufen (AC). Dies ist möglich, weil die Strommännli auf den 3 Phasen wir auf einer 3 spurigen Autobahn durch die Wand flitzen können.

Je nach Leitung ist es schwieriger oder leichter für die Strommännli sich durch die Kabel zu Quetschen, Kabel mit grossem Querschnitt haben einen kleineren Widerstand (Ohm).

Wenn es im Haushalt nicht viel zu tun gibt, es aber viele arbeitswillige Strommännli gibt, dann gehen die auch mal gerne durch den Stromzähler ins Netz vom Elektrizitätswerk (Überschuss) und von dort, durch den Zähler vom Nachbarn zu ihm ins Haus um etwas zu helfen.

Ist viel Leistung im eigenen Haushalt gebraucht, dann kommen auch mal Strommännli über den Zähler vom Elektrizitätswerk helfen (Verbrauch). Der Hauszähler zählt die Strommännli jeweils getrennt für beide Richtungen. Der Zähler erfasst auch den momentanen Tarif (Tag, Nacht, Wochenende).

Die Leistungfähigkeit (Leistung) vom Wechselrichter und der Solarmodule bestimmt, wieviel die Strommännli überhaupt in ihrem Haushalt tun können. Bei den Solarmodulen hat sich kWp durchgesetzt. Das ist die Leistung die im Hochsommer bei optimaler Ausrichtung auf die Sonne entstehen kann. Im Winter bei Nebel können dies auch weniger als 10% davon sein.

Deshalb ist die Leistung der Solarmodule (kWp) in der Regel etwas überdimensioniert zur Leistung vom Wechselrichter.

Wenn nun die Strommännli eine Stunde lang eine Leistung von einem kW erbringen, dann haben sie nach der Stunde eine kWh geleistet.

Dabei ist es wichtig den zeitlichen Verlauf zu beachten. Viele Geräte z.B. Backofen brauchen bis zum Erreichen der gewünschte Betriebstemperatur deutlich mehr Leistung. Der kWh Wert ist also die Summe über eine Stunde des kW Wertes des Verbrauchers.Die momentane benötigte Leistung im Haushalt kann aber innert Sekunden deutlich schwanken, der Ausgleich erfolgt über das Elektrizitätsnetz und wird im Hauszähler wie beschrieben erfasst.

Nun läuft die Mikrowelle oder der Wasserkocher natürlich keine Stunde, aber Sie können sich damit ein Bild machen, wie viel Strom pro Stunde in Spitzenzeiten benötigt wird. Am Besten sie schauen bei Ihrem Zähler den momentanen Verbrauch nach, wenn das Haus voll beleuchtet ist, oder wenn der Backofen läuft.

Übrigens, die Strommännli produzieren mit den konventionellen Glühbirnen und Halogenlampen deutlich mehr Wärme wie Licht, aber mit LED Lampen können sie wesentlich besser Licht machen. Elektroboiler sind auch Stromfresser.

LCD Fernseher	90-140 Watt
Kühlschrank mit Gefrierfach	120 – 180 Watt
Gefriertruhe	ca. 1,7 Watt pro Liter und Stunde
Waschmaschine	2,2 kWh
Wasserkocher	2 kWh
Computer	250 Watt
Kochherd	4 kWh
Mikrowelle	700 bis 800 Watt
Geschirrspülmaschine	3 kWh
Staubsauger	2,4 kWh
Dunsthaube	500 Watt
Fön	2 kWh

In der Abrechnung Ihres Elektrizitätswerks finden sie den Verbauch in kWh für die jeweilige Abrechnungsperiode. Der Zähler erfasst aber den Strom als Verbrauch oder Überschuss als Summe aller drei Phasen. Sie müssen sich also keine Gedanken darüber machen, wie der Überschuss und Verbrauch auf den einzelnen Phasen aussieht.

Es ist auch möglich die Solaranlage über einen 2. Zähler laufen zu lassen, dann kann man den Strom nicht selber verbrauchen, aber vermarkten (Strombörse) oder subventionieren lassen (Kostendeckende Einspeisevergütung).

Für das Einspeisen der Strommännli ins Netz des Elektrizitätswerkes werden die Rahmenbedingungen vom Elektrizitätswerk vorgegeben. Schliesslich gehören Ihnen ja die Leitungen ab Hausanschluss, d.h. die Leitungen durch welche die Strommännli ins Haus kommen.

Ein grosser Teil der Stromkosten entsteht für diese Netznutzung, nur ein kleiner Teil sind Energiekosten. Im Strompreis sind noch zusätzliche Kosten enthalten wie KEV, Abgaben an die Gemeinde, usw.

Für die eigenen Strommännli welche man ins Netz einspeist bekommt man einen Grossteil den Energiekosten erstatten. Zusätzlich werden mit jeder kWh Zertifikate (Herkunftsnachweise, sogenannter HKN) erzeugt. Diese kann man auf Strombörsen handeln oder dem ev. auch dem Elektrizitätswerk verkaufen. Die Details können Sie von Ihrem Elektrizitätswert erfragen.

Ein solcher liberaler Ansatz mit Ökostrombörsen in einem hochregulierten Umfeld kann zeitaufwendig und für den Kleinproduzenten nicht kostendeckend sein (die meisten Börsen schliessen auch Anlagen <10kWp aus).

So wird teilweise vom Elektrizitätswerk für reinen Solarstrom dem Konsumenten z.B. 65 Rappen verrechnet und an der Börse der Herkunftsnachweis für 2.5Rappen eingekauft (exkl. Netznutzung, Energie, sonstige Abgaben).

Die Strommännli im Netz sehen alle gleich aus, egal woher sie kommen und wer sie zur Arbeit motiviert hat - egal ob aus deutschen Windkraftwerken, italienischem Gaskraftwerken, französischen Atomkraftwerken. Bei der langen Reise leidet etwas die Motivation (ca 1% pro 100km). Der Konsument kauft schlussendlich mit dem Strommix die Herkunftsnachweis des Produzenten, zahlt für die Verpackung als Stromprodukt aber einen deutlich höheren Betrag.

Im Link Funktionsweise Fotovoltaik finden sie detaillierte Infos zum Anschluss im Einfamilienhaus oder Betrieb. Mit grossen Solaranlagen ab 30kW haben sie soviel Gewicht im lokalen Stromnetz, dass zusätzlich zum eigenen Zähler eine Lastgangmessung vorgeschrieben ist. Diese meldet die aktuelle Stromproduktion dem Netzbetreiber. Die Kosten für die Lastgangmessung werden vom Elektrizitätswerk bestimmt und betragen ca. 100CHF pro Monat! In der Regel erreichen Einfamilienhäuser ca. 10-20kW und somit die 30kW Grenze nicht. Wenn Sie eine grössere Anlage auf Ihrem Haus planen, sollte sie möglichst unter 30kW bleiben, um diese Lastgangmessung zu vermeiden.

Möchte man also seine Strommännli aus dem eigenen Sonnenstrom möglichst nur für sich arbeiten lassen, dann bietet sich auch als Ergänzung zu Solarpanels und Wechselrichter ein Speichersystem an. Dieses ermöglicht, den Überschuss an arbeitswilligen Strommännli (bis zur kWh der Batterie) einzulagern und zu einem späteren Zeitpunkt abzurufen. Allerdings leidet dabei etwas die Motivation der Strommännli (Effizienz > 90° bei LI-Ionen Speicherlösungen). Solche Lösungen sind mittlerweile technisch ausgereift, aber im Vergleich zu Atomstrom wesentlich teurer.

Übrigens, Stromfraueli gibt es auch, sie sind die geborenen Multitasker.