Energie im Fluss
Wie speist ein BHKW Strom ins Netz

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In diesem Essay erfahren Sie, wie die Einspeisung von elektrischer Energie ins öffentliche Netz durchgeführt wird. Dabei sollen nicht die technischen Feinheiten abgehandelt, sondern modellhaft die Zusammenhänge verdeutlicht werden.

Wie funktioniert die Netzeinspeisung? Wie kann man sich das vorstellen? Was passiert, wenn Strom produziert wird, aber nicht verbraucht, was passiert dann mit ihm? Was passiert wenn ich mehr verbrauche, als produziert wird?

Welche ist die sinnvollste weil wirtschaftlichste Variante?

Wer nicht warten kann, hier hier stehst es.

Ein Modell

Strom kann man nicht sehen. Da wir die Dinge aber am besten mit den Augen begreifen, hat schon vielen ein Modell genützt. Wir wollen ebenfalls ein Modell benutzten um den Sachverhalt anschaulich darzustellen. Je einfacher das Modell umso leichter wird es verständlich.

Unser Modell ist ein Eimer gefüllt mit Wasser. Der Eimer hat mehrere Abläufe und einen Zulauf. Der Eimer und das darin befindliche Wasser hat alle Eigenschaften, die uns helfen, die Netzeinspeisung zu verstehen.

Aus dem Ablauf, der sich am unteren Rand des Eimers befindet, fließt mehr oder weniger Wasser ab. Und zwar in der Menge wie es benötigt wird. Abläufe können geöffnet und geschlossen werden. Diese Abläufe stellen die elektrischen Verbraucher in einem Haus dar. Je mehr Hähne geöffnet sind, umso mehr Energie wird verbraucht. Sind alle Hähne zu wird nichts verbraucht. Tropfende Hähne gibt es auch. Das sind dann Standby-Verluste.

Es ist leicht nachvollziehbar, das der Eimer in Kürze leer ist, wenn alle Hähne geöffnet sind. Jedoch hat der Eimer ja noch einen Zulauf. Und der gleicht den Verlust wieder aus. Es handelt sich aber um einen Zulauf der besonderen Art. Der Zulauf befindet sich erstens nicht am oberen Rand, sondern um einige cm unterhalb. Zweitens ist der Zulauf fast waagerecht. Sehen kann man die Neigung nicht. Aber sie ist messbar. Und drittens gleicht er einen Wasserverlust permanent aus, so das der Wasserstand immer gleich ist. Und viertens existiert noch ein Wasserzähler, der die nachströmende Wassermenge zählt.

Der Wasserzähler ist zwar technisch veraltet aber arbeitet nach einem leicht verständlichem Prinzip. Der Messung mittels Flügelzellen. Im Wasserstrom befindet sich ein Flügel, der sich gleichsam bewegt, sobald sich im Zulauf Wasser bewegt. Die Drehbewegung wird auf eine mechanisches Zählwerk übertragen. Nun ist jeder Verbrauch sichtbar.

Das Modell im Einsatz

Gehen wir von einem, bis zum Zulauf gefüllten Eimer aus. Der Wasserstand ist konstant. Der Zähler steht auf null. Im Zulauf ist keine Bewegung.

Wenn nun ein Ablauf-Hahn geöffnet wird, ändert sich diese Situation. Der Pegel sinkt leicht. Das hat aber nur zu Folge, das Wasser aus dem Zulauf nachströmt, bis das Verhältnis wieder ausgeglichen ist. Der Zähler misst den Verbrauch.

Werden weitere Hähne geöffnet, steigt der Verbrauch. Der Nachschub aus dem Zulauf steigt ebenfalls, der Zähler dreht sich schneller.

Genauso so, wie mit dem Eimer, stellt sich auch die elektrische Verbrauchssituation im Einfamilienhaus dar. Wenn an einem elektrischen Gerät der Schalter betätigt wird, fließt ein elektrischer Strom in Analogie zum Wasser, wenn der Hahn geöffnet wird. Wenn auch kaum messbar, sinkt der Wert der elektrischen Spannung (230V), ebenso der Wasserspiegel im Eimer. Das hat zur Folge, das aus dem öffentlichen Netz ein Strom fließt, der die Spannung wieder auf das Niveau von 230V bringt. Dabei dreht sich der elektrische Zähler wie sich auch der Wasserzähler drehen würde.

Die Netzeinspeisung mit BHKW

Spannend wird es, und darum geht es hier, wenn ein BHKW aufgestellt wird, und diese schöne Ordnung durcheinander bringt. Das das Wasser ein Bild für elektrische Energie ist, hat jeder verstanden. Um dem Bild gerecht zu werden, produziert unser BHKW nun nicht Strom (die produzierte Wärme wollen wir hier nicht betrachten) sondern Wasser. Das BHKW-Wasser lassen wir mittels eines Schlauches, na wohin, natürlich oben in den Eimer laufen.

Und nun ist es aus mit der schönen Ordnung, dass nämlich durch den Zulauf, immer ordentlich viel Wasser für ordentlich viel Geld fließt.

Dadurch das unser BHKW etwas hinzufügt, fließt weniger durch den regulären Zulauf. Daraus folgt, dass sich der Zähler im regulären Zulauf langsamer dreht. Wenn am Ausgang vom BHKW ebenfalls ein Zähler gleicher Bauart montiert ist, zeigt der an, um wie viel sich unser teuer gekauftes Wasser reduziert hat.

Da wir experimentierfreudige Menschen sind, wollen wir gleich wissen, was passiert, wenn man alle Abläufe schließt. Nun, wie sich jeder gedacht hat, geht der Eigenverbrauch auf Null. Aber was passiert dann mit dem Eimer, an dem nun zwei Zuleitungen vorhanden sind, nämlich der reguläre Zulauf, und unser BHKW? Wird der Eimer überlaufen?

Nein, er läuft nicht über, sondern es stellt sich heraus, dass das Rohr durch dass das Wasser immer in die eine Richtung geflossen ist, auch für die andere Richtung geeignet ist. Nun wird der ehemalige Zulauf zum Ablauf. Das produzierte Wasser fließt nun entgegen der ursprünglich gedachten Richtung.

Aber das ist noch nicht das, was die Ordnung durcheinander bringt. Es ist etwas ganz anderes: Der Zähler dreht sich rückwärts.

Das ist sehr erfreulich, zumal sich dieser Sachverhalt in eben der gleichen Weise auf den Strom anwenden lässt.

Beim Netzbetreiber wird das Aufstellen eines BHKW beantragt und man erhält einen weiteren Zähler. Das muss man sich so vorstellen, als wenn zwei Wasserzähler antiparallel nebeneinander installiert sind, was nichts anderes besagt, als das für jede Flussrichtung ein Zähler mit Rückschlagventil vorhanden ist. Es wird also der Fluss für jede Flussrichtung getrennt gezählt.

Wer die Vollstromeinspeisung gewählt hat, lässt den produzierten Strom vollständig über den Einspeisezähler ins Netz fliesen. Bei der Überstromeinspeisung wird nur der nicht selbst verbrauchte Strom eingespeist. Die Übertragung auf unser Modell ergibt, dass der Eimer vom BHKW gefüllt wird, und einige Verbraucher den Eimer wieder entleeren.

Nun sind zwei Situationen vorstellbar. Erstens ist es möglich, dass der eigene Verbrauch größer ist als der erzeugte. In diesem Fall wird der erzeugte Strom komplett selbst verbraucht und der zusätzlich benötigte aus dem Netz bezogen. Zweitens ist denkbar, dass der eigene Verbrauch kleiner ist, als der erzeugte. Dann wird der überschüssig produzierte Strom ins Netz eingespeist.

Der BHKW Betreiber merkt aber von diesen Vorgängen überhaupt nichts. An seinen "Hähnen" kommt immer etwas heraus.

Ein wichtiger Sonderfall. BHKW mit NEB-Regler

Oben sind die Fälle betrachtet worden, dass der eigene Stromverbrauch größer ist als der erzeugte Strom und dass der eigene Stromverbrauch kleiner ist als der erzeugte Strom.

Es bleibt ein dritter Fall.

Das genau so viel erzeugt wird, wie benötigt wird.

Das kann zufällig schon mal passieren. Kann aber auch erzwungen werden.

In unserem Modell würde das so aussehen:

Der Netzbetreiber stellt den Wasserzulauf (siehe das Modell oben) dar. Der andere Zulauf wird durch das eigene BHKW repräsentiert. In unserm Modell produzierte das BHKW Wasser, welches mittels eines Schlauchs in den Eimer gefüllt wird.

Die Wasserhähne werden je nach Bedarf geöffnet oder geschlossen. Es folgt ein wechselhafter Verbrauch.

Die Regelungstechnik sorgt nun dafür, dass die Menge, die aus dem BHKW in den Eimer fließt, so groß ist, dass der Wasserzähler des Netzbetreibers sich eben nicht dreht.

Dazu greift die Regelungstechnik permanent (auf elektronischem Wege) die Information des Wasserzählers ab und stellt das BHKW so ein, dass der gewünschte Effekt eintritt.

Verzeichnet der Wasserzähler des Netzbetreibers einen Fluss in den Eimer, wird autmatisch die Ausgangsleistung des BHKW vergrößert. Fließt etwas aus den Eimer durch den Wasserzähler zum Netzbetreiber wird die Ausgangsleistung verkleinert.

Mit dem richtigen Equipment ist das auch keine große Sache. Unser optionaler NEB-Regler (Null-Einpeise-Null-Bezug) lässt das BHKW genau so viel Strom erzeugen wie Sie gerade benötigen.

Mit dem NEB-Regler wird das BHKW auf den Sockel der maximalen Wirtschaftlichkeit gehoben.

Um diesen Vorteil zu nutzen, muss bei der Anmeldung die Überstromeinspeisung gewählt werden.