Neue (Funk) Ladetechnik vom Smartphone Hersteller Huawei

Einige Menschen haben Angst vor Elektrosmog. Dies schließt auch die Mobilfunkmasten ein. Dies mag durchaus begründet sein, wird aber aktuell von Seiten der Behörden nicht als Gefahr eingestuft. Man muss hier bedenken; wer krank ist, muss sich manchmal mehrmals jährlich extrem starken elektromagnetischen Strahlungen von MRT (Magneto Resonanz Tomografie) aussetzen. Ist diese Strahlung wirklich gefährlich? Sicherlich ist sie nicht förderlich. Fakt ist aber auch; die Entwicklung geht weiter, und wir können mit Dampfmaschinen alleine keinen Blumentopf mehr gewinnen!


1992 wurde von IBM das erste Smartphone entwickelt bzw. vorgestellt. Heute sind wir 30 Jahre weiter, und heutige Smartphones sind schon „ziemlich“ gut. Freilich muss man sich auch fragen; brauchen wir (Menschen) diese moderne Technik wirklich? Im Sinne der Weiterentwicklung denke ich schon. Dies muss freilich nicht für jeden einzelnen Menschen Gültigkeit haben. Manche Menschen sagen sich; ich möchte gerne ein Smartphone haben und nutzen, aber es muss keine 1000,- Euro kosten. Das ist auch völlig okay.

Radiowellen, Funkwellen
pexels-photo-10094293; Funkwellen gibt es heute fast überall. Ob diese schädlich sind, bleibt abzuwarten.
Funkwellen findet man auch im Krankenhaus, z.B. dann wenn eine MRT Untersuchung ansteht. Deren Magnetfelder sind auch von völlig unterschiedlicher Frequenz, und sogar ganz extrem stark. So stark, dass sämtliche elektronische Geräte vom Körper entfernt werden müssen, um diese nicht in Sekunden zu zerstören.

Es geht voran

Die Entwicklung geht weiter. Schon seit einigen Jahren brauchen wir in Smartphones keinen Stecker mehr einstecken, um es aufladen zu können bzw. zu müssen. Wir legen es einfach auf eine mobile Ladestation. Dies funktioniert wenn im Smartphone diese Technik ebenfalls unterstützt wird. Aber es muss eben auf einem bestimmten Platz gelegt werden. Nämlich auf die spezielle Ladeschale. Aber es geht (demnächst) noch einfacher.

Im Prinzip handelt es sich bei der hier vorgestellten Technik mit dem Auflegen auf einer speziellen Ladefläche um einen Trafo. Die Primärwicklung ist in der mobilen Ladestation. Das ist die Fläche, auf der wir das Smartphone einfach auflegen. Die Sekundärwicklung ist im Smartphone. Beide Geräte müssen jedoch dicht zusammen sein. Wenige Zentimeter Abstand unterbricht schon die Aufladung. Auch moderne PKWs haben so eine mobile Lademöglichkeit integriert. Das ist schon praktisch. Moderne Smartphones laden zumindest Nachts den Akku bis zum nächsten Morgen nicht direkt voll, sondern nur bis ca. 80%. Der Rest wird kurz vor dem verlassen des Hauses aufgeladen. Dies dient der Lebensdauer des Akkus.

Der nächste Schritt der Smartphone-Ladetechnik; Hypercharge

Huawei z.B. kann mit bis zu 200Watt – das ist schon echt viel für ein Smartphone(Akku) – den eingebauten Akku in nur 8 Minuten von völlig leer auf 100% aufladen. Das Verfahren von Huawei nennt sich „Hypercharge“. Eine echte „Leistung“, keine Frage. Wie gut das für den Akku auf Dauer ist, müsste man vielleicht in Frage stellen. Aber eines sollte auch klar sein; die Akkus von heute und morgen sind robust, und nicht mit den ersten Lipo Akkus vergleichbar.

Strom aus der Luft

Nicola Tesla wollte auch schon um 1890 kostenlose Energie über die Luft verteilen. Ein Smartphone gab es seinerzeit freilich noch nicht 🙂 So eine Technik, Strom über die Luft zu übertragen, ist durchaus möglich. Denn Huawei möchte mit seiner Technik „Mi Air Charge“ auch schon bald seine Huawei Smartphones über mehrere Meter Entfernung – übrigens nicht nur die eigenen Smartphones, sondern auch andere mobile Geräte, wie Ohrhörer usw. – kabellos „mit der Mi Air Charge Systemlösung“ aufladen. Diese muss natürlich noch genehmigt werden. Hier sind aber ernsthaft keine großen Hürden zu erwarten.

Und so funktioniert der Kram 🙂

Über eine Entfernung von mehreren Metern wird ein „Stromstrahl“ (na ja, nur sinnbildlich) von einer Ladestation an mobile Geräte mit einer Leistung von einigen Watt übertragen. Dabei muss der Empfänger diese Technik unterstützen, dem Ladegerät auch seine Position mitteilen. Dann wird im Empfänger mit dutzenden von Antennen die elektromagnetische Energie in Strom umgewandelt, und über einen Laderegler dem Akku zugeführt. Ist doch ganz einfach 🙂 Aufgrund der genauen Positionierung des Empfängers, wird dann der Elektrosmog auch recht gering gehalten.

Vielen Dank fürs lesen, Ihr Jürgen Blumenkamp

(Smartphone) Akku ständig leer. Ursachen und Lösungen.

Wenn der (Smartphone)Akku ungewöhnlich schnell leer ist, er also keinesfalls einen (Arbeits)Tag durchhält, kann das verschiedene Gründe haben. Ich liste hier mal alle möglichen Gründe auf. Fluchen hilft übrigens nicht weiter 🙂


Es ist schon nervig. Man hat sich an die moderne Technik (Smartphone) gewöhnt, und erwartet wie selbstverständlich eine Ladezeit von fast leer auf voll innerhalb von 10 Minuten – und das der Akku dann auch den ganzen Tag durchhält. Sowas ist heute noch nicht möglich, zumindest nicht was die Ladezeit angeht. Da die Entwicklung nicht stehen bleibt, sind sehr kurze Ladezeiten und mehrtägige Nutzungszeiten wohl schon bald möglich…

Lipo Akku Ladestand
Pixabay, Nr. 1688883. Wenn der Akku vom Smartphone einfach nicht durchhalten will, gefühlt nur wenige Stunden hält, so kann das (abstellbare) Ursachen haben… Fluchen hilft aber leider nicht weiter 🙂
Das Problem; der Akku wird schnell leer. Aber warum, um alles in der Welt?

Die Gründe

Smartphone Akkus werden zwar immer leistungsfähiger. Aber der Stromverbrauch der Geräte steigt oft schneller als die Akkus leistungsfähiger werden; zunächst brauchen die modernen Smartphones immer mehr Strom, weil sie bessere Displays haben, schnellere Prozessoren, mehr und umfangreichere Anwendungen (Apps) installiert sind, und leistungsfähigere Betriebssysteme (z.B. Apple iOS oder Google Android) im Einsatz sind. Auch wenn es hier und da (Strom)Optimierungen gibt, ist die Aufgabe eines Akkus nicht immer einfach. Ein Akku ist kein Tank, den man mal eben mit „Sprit“ befüllen kann, sondern ein komplexes chemisches Bauteil – dessen Leistung von vielen Faktoren abhängig ist. Ich habe hier mal einige Hinweise zur optimalen Nutzung gegeben, die sich an der aktuellen Wissenschaft orientieren.

Akkutemperatur

Ein Akku besteht vereinfacht aus zwei Elektroden welche in einem Dielektrikum (eine chemische Schicht) stecken. Eine herkömmliche Batterie (z.B. nicht aufladbare Zelle, Knopfzelle, Micro, Mignon) gibt bei einer Aufwärmung plötzlich wieder halbwegs Energie frei. Dies liegt daran, dass eine erhöhte Temperatur die chemischen Prozesse beschleunigt. Tatsächlich kann man sogar herkömmliche (Alkali-Mangan) Batterien, welche nicht aufladbar sind, dennoch mit geeignetem Ladegerät/Auffrischer einige Male wieder recht gut „beleben“. Bei einem Li-Ion Akku ist die Temperatur sehr wichtig. Große Akkus (z.B. in E Autos, oder in Hausspeichern) werden sogar aktiv temperiert. Zu hohe und zu niedrige Temperaturen sind ein Prolem. Die Temperatur des Akkus sollte generell zwischen 15 und 25 Grad Celsius liegen.

Akku richtig lagern (bei Nichtnutzung)

Die Lagertemperatur sollte im Bereich von ca. 15 bis 20 Grad Celsius liegen. Akkus sollten bei einer bekannten Lagerung über Monate nicht im Vollzustand gelagert werden, sondern max. zu 80 % aufgeladen werden. Nach ca. 4 Wochen sollte der Ladezustand kontrolliert werden, und ggf. erneut auf max. 80% nachgeladen werden.

Akku Schnellladung

Die Akkuentwicklung geht weiter. Aber es handelt sich um chemische Prozesse beim aufladen. Und diese können (heute) noch nicht beliebig beschleunigt werden. Beim sehr schnellen aufladen wird der Akku zwar schneller voll, hat oft aber nicht die gleiche Ausdauer, wie beim „normal-schnellen-laden“. Und der Akku wird auch wärmer, was aber nur bedingt ein Problem ist. Darum sollte ein Akku – auch wenn er schnellladefähig ist – idealerweise nicht (sehr) schnell geladen werden. Der Ladevorgang sollte – Stand 2020 – bei einem Li-Ion (Lithium Ionen) Akku, welcher heute üblicherweise in einem Smartphone zum Einsatz kommt, nicht schneller als rund 1 Stunde – eher weniger schnell – erfolgen. Dies schont den Akku. Wie gesagt, die Akkus werden auf Dauer immer leistungsfähiger, und können sicher demnächst auch problemlos schneller geladen werden. Der Wirkungsgrad eines üblichen Li-Ion Akkus liegt bei gut 80%.

Akku ist nicht gleich Akku

Es versteht sich von selbst, dass der Akku eines günstigen Smartphone, welches (Stand 2020) neu rund 150,- Euro kostet, niemals so hochwertig sein kann, wie der Akku eines Luxus-Smartphones, z.B. ein Apple iPhone der neuesten Generation, oder z.B. ein hochwertiges Google Pixel. Gründe für eine schnelle Akkuentladung kann aber auch ein verbrauchter oder gar defekter Akku sein. Gute Akkus halten bei guter Benutzung leicht mehr als 3 Jahre. Viele Li-Ion Akkus halten sogar 10 Jahre und länger. Freilich ist die speicherbare Energiemenge reduziert nach rund 10 Jahren, zum Beispiel auf 80% der ursprünglichen Kapazität. Auch der Innenwiderstand geht hoch. Die heutigen Li-Ion Akkus haben eine typische Lebensdauer von min. 1000 Zyklen. Der Akku kann also min. 1000 mal entladen werden. Der Zyklus bezieht sich also auf das entnehmen der gesamten Ladeenergie. Diese muss aber nicht auf einmal entnommen werden. Sie darf zwischendurch auch nachgeladen werden. Ist der Akku zu 80% gefüllt, und wird bis 30% entladen, dann ist das 1/2 Zyklus.

Wie lädt man einen Li-Ion Akku richtig?

Bei einem hochwertigen Smartphone spielt es (eigentlich) keine Rolle, ob Sie den Akku erst laden, wenn er schon ziemlich leer ist, oder ob Sie ihn schon aufladen, wenn noch 70% verfügbar ist. Ebenfalls spielt es (eigentlich) keine Rolle, ob der Akku mit 2 C schnell, oder mit 1 C (1 C = 1 x Capazität/Kapazität = eine Stunde von fast leer bis voll) normal schnell geladen wird. Aber einfache Smartphones haben nicht immer eine intelligente Ladeelektronik. Hinzu kommt der nicht so hochwertige Akku. Was man aber immer tun kann, wenn es Ladehemmungen gibt; gerade bei einfachen Smartphones und einfachen Akkus sollte man den Akku nicht auf 100% aufladen, sondern nur auf max. 90%. Tatsächlich gibt es zum Beispiel bei Apple iPhones eine Abschaltautomatik, welche bei 80% den Ladevorgang stoppt. Weiter sollte man das Smartphone nicht ständig am Ladeanschluss belassen, nur um zu erreichen, dass der Akku dann „jederzeit“ voll ist. Genau das ist leider akkuschädlich. Aber auch der Start der Ladung sollte nicht unter 20% Ladestand liegen. Denn zu tief entladene Akkus nehmen auch Schaden. Der Batterieforscher Tobias Placke vom MEET (Münster Electrochemical Energy Technology) begründet dieses engere Fenster der Akkunutzung mit einer geringeren Belastung aller Akkukomponenten. Einen Memory-Effekt tritt übrigens bei Li-Ion Akkus nicht auf.

Auch die Anwendungen sind ein Problem

Wer z.B. viele Anwendungen neben den sowieso schon im Betriebssystem enthaltenen installiert, und diese auch so konfiguriert, dass ständig in Echtzeit Benachrichtigungen gemeldet werden, sorgt so schon dafür, dass viel mehr Strom aus dem Akku bezogen werden muss. Die Folgen sind ein schnell entladener Akku. Stellen Sie bei den unbedingt benötigten Anwendungen also ein, wie diese sich verhalten sollen, zum Beispiel der Benachrichtigungen betreffend. Idealerweise sollten Sie die Anwendung sogar beenden, wenn Sie sie nicht benötigen. Weiter können Sie auch unnötige Funktionen (die nicht immer benötigt werden) ausschalten. Das kann z.B. ein WLAN Empfang sein, oder der Bluetooth Kontakt, oder die Hotspot Funktion. Ebenfalls können Sie beim Smartphone den sog. Energiesparmodus aktivieren. Hier muss aber beachtet werden, dass u. U. einige Funktionen beim deaktivieren zu anderen Funktionseinschränkungen führen. Diese Maßnahmen können sich aber dennoch lohnen. Denn ist einfach genial, wenn man auch ein älteres Smartphone problemlos vom frühen Morgen bis zum späten Abend nutzen kann.

Wenn Sie die obigen Hinweise beachten, werden Sie schon am nächsten Tag bei Ihrem Smartphone beobachten, dass der Akku deutlich länger hält – nämlich locker bis zum späten Abend.

Vielen Dank für das Lesen, Ihr/Euer Jürgen Blumenkamp.

Strom tanken zu Hause

Ein E Auto kommt für immer mehr Fahrer infrage. Aber wie funktioniert die Ladestation in der Garage oder an der Hauswand? Hier beschreibe ich, was man vor der Installation beachten sollte.


Es ist durchaus möglich, ein E Auto (Elektroauto) auch an einer herkömmlichen 230V Steckdose anzuschließen, also aufzuladen. Grundsätzlich dauert der Ladevorgang dann aber auch ziemlich lange. Je nach Akkugröße reicht eine Nacht oft nicht aus, um den PKW Akku aufzuladen. Denn wir haben hier ja 230V AC die mit max. (und auch nicht auf Dauer) mit gut 10 A belastet werden dürfen. Achtung; normale (Haus)Steckdosen sind nicht für stundenlange Höchst-Belastungen geeignet. Sie werden dann heiß, und können sogar eine Brandgefahr darstellen.

Zuhause Strom tanken
Bild oben; Pixabay. Man kann durchaus an der 230 V Steckdose einen E PKW aufladen. Hier bestehen bei stundenlanger Strombelastung jedoch Schmor und -Brandgefahr.
Nur eine Notlösung, wenn gar nichts anderes geht; aufladen eines E PKW an einer herkömmlichen Netzsteckdose.

Denn aus so einer erwähnten Steckdose kann man rund 2,3 kW entnehmen. Wenn nun der Autoakku 10 x so groß ist von der Kapazität her, also 23 kWh hat, und auch ziemlich leer ist, dauert es 10 Stunden, bis der Akku ganz voll ist. Wie erwähnt besteht dabei sogar noch eine Brandgefahr für die Steckdose, da diese nicht für so lange Zeit so stark belastet werden darf.

Besser per Wallbox

Eine Wallbox, zu deutsch in etwa eine Wandbox, oder besser Wandkasten, oder einfach „Wandladestation“ wird mit deutlich dickeren Kabeln, und auch mit allen 3 Phasen, die in einem Haushalt installiert sind, versorgt. Denn von außen kommt ein dickes Kabel vom Stromanbieter in das Haus. Es hat 4 Leitungen, nämlich den Nullleiter und 3 Phasen, welche einen Phasenversatz von 120 Grad haben (3 x 120 = 360 = ein Vollkreis). Dieser Phasenversatz ist technisch schon bei der Stromproduktion im Stromgenerator bedingt – egal wo dieser ist (BHKW, Windkraftanlage, Großkraftwerk…) – und wird heute in einem Haushalt kaum noch benötigt, außer z.B. für eine Wärmepumpe, welche oft einen sog. 3 phasigen, oder auch „Starkstrom“ Anschluss (im Vergleich zum Schwachstrom, oder auch „Lichtstrom“ Anschluss) verwendet. Ansonsten verwendet man die 3 Phasen, die ja quasi 3 getrennte Stromversorgungen sind (immer gegen den N = Nullleiter) nur um diese gleichmäßig an die vielen Verbraucher (Steckdosen usw.) verteilen zu können. Eine Wallbox kann diese 3 Stromversorger (diese 3 Phasen) jedoch auch zusammen bündeln, und so z.B. problemlos 22 kW Leistung bereit stellen. Manche Wallboxen können auch noch mehr Leistung liefern. Ein gewöhnlicher Hausstromanschluss leistet in aller Regel min 14,5 kW. Er kann jedoch auch 34 kW liefern, oder noch mehr, falls dies bei Beauftragung so gewünscht wird. Industriestromanschlüsse leisten natürlich ein Vielfaches davon.

Installation der Wallbox

Üblicherweise erfolgt die Montage in der Garage. Die Wallbox selbst hat auch mehr oder weniger Technik integriert, in der Art wie z.B. im heimischen Stromverteilerkasten. Manchmal ist sogar eine separate FI (F = Fehler, I = Intensität) Absicherung enthalten. Die Box wird nun mit einem entsprechend dicken 5 adrigem Kabel mit dem Hausanschlusskasten verbunden. Falls eine sog. Starkstromsteckdose (die roten für Maschinen) mit 16 oder gar 32 A in der Nähe ist, kann man auch diese nutzen. Stecker rein, und gut ist.

Die Kosten

Einfache Wallboxen mit bis zu 3 phasiger Leistung von bis zu 11 kW sind aktuell schon für um die 500,- Euro zu haben. Hier kommt jedoch noch die eventuelle Montage hinzu. Ist keine Starkstromsteckdose vorhanden, müssen noch die Kosten für die separate Leitung vom Zählerkasten hinzugerechnet werden. Sprechen Sie dazu am besten mit Ihrem Elektriker. Generell dürfen Sie nur bei entsprechender Befugnis (Ausbildung) selbst den Anschluss legen, und/oder die Wallbox installieren. Ist bereits eine Starkstromsteckdose in der Nähe, kann die Installation im Idealfall sogar selbst erledigt werden; Stecker rein, und das war es schon.

Die mögliche Ladeleistung

Wir wissen, dass eine Phase max. – im idealen Fall, also bei guter Verkabelung, und bei geeigneter Steckdose – mit 3,7 kW belastet werden darf. Das entspricht einen Strom auf einer Phase von rund 16 A. Wie gesagt, theoretisch ist das auch (kurzzeitig) bei einer „einfachen“ Netzsteckdose möglich, die in den Wänden unserer Haushalte x fach vorhanden ist. Zu empfehlen ist das jedoch nicht! Hier bei der extra für diese hohen Ströme vorgesehenen Steckdose, nämlich die Wallbox, ist das jedoch kein Problem. Da wir sogar 3 Phasen haben, können wir auch problemlos bis zu 3 x 16 A = 11 kW abnehmen. Viele Wallboxen können sogar problemlos bis zu 22 kW liefern – völlig erlaubt sogar. In einigen Haushalten ist jedoch die Ladung – aufgrund des Hausstromanschlusses, genau genommen der Dimensionierung dessen – auf 11 kW (3 phasig) begrenzt. Aber damit kann man auch große E Autos mit recht großen Akkus schon ziemlich schnell aufladen, min. aber ziemlich schnell nachladen.

Anmeldung / Genehmigung Wallbox

Bis zu einer Leistung von 11 kW müssen Wallboxen angemeldet werden. Auch wenn der Hausstromanschluss mehr leistet, ist dies notwendig. Die Begründung liegt darin, dass beim Laden dann ja zusätzlich bis zu 11 kW Leistung von diesem Anschluss aufgenommen wird, also vom Versorger zusätzlich geliefert werden muss. Bei noch höheren Leistungen muss die Montage der Wallbox sogar beantragt und auch bewilligt werden. Alles andere ist sonst strafbar.

Wallbox in Mietwohnung

Generell – Ausnahmen mag es geben – haben Sie auch als Mieter Anspruch auf eine Wallbox. Die Kosten müssen Sie dann selbst übernehmen. Hier ist aber eine Absprache mit dem Vermieter nötig. Idealerweise sollten Sie die Installation so erledigen lassen, dass Sie die Wallbox auch problemlos – also quasi steckerfertig – in die neue Mietwohnung mitnehmen können. Es gibt übrigens auch transportable Wallboxen, die lediglich an eine rote Starkstromsteckdose angesteckt werden. Das eigentliche Ladekabel sollte idealerweise fest an der Ladebox (Wallbox) montiert sein. So kann das Ladekabel vom PKW ungenutzt im PKW verbleiben, und dort verwendet werden, wenn Sie mal unerwartet irgendwo liegen bleiben, und sich z.B. eine Notstromversorgung erfragen müssen, z.B. in einem Haushalt, oder einer Firma in der Nähe, welche bereit ist Ihnen in so einer Notsituation zu helfen. (leerer Akku = wie ein leerer Tank beim Verbrenner).

Stecker zum laden / Ladestecker

In Deutschland bzw. Europa findet man oft den „Typ 1“ Stecker, den „Typ 2“ Stecker, den CCS Stecker. Bei chinesischen und japanischen PKWs findet man oft „CHAdeMO“ Stecker.

Typ 1Asien und Nordamerika. 1 phasig, max. 7,2 kW Ladeleistung. Werden diese PKWs in Deutschland angeboten, liegt meist ein Ladekabel mit Adapter bei. So kann dieser PKW auch an den in Deutschland verbreiteten Typ 2 Ladeeinheiten verwendet werden.
Typ 2Europa und Deutschland. 3 phasig, max. 43 kW Ladeleistung. An heimischen Wallboxen meist 3 phasig mit max. 11 kW Ladeleistung. Wird auch als „Mennekes Stecker“ bezeichnet.
CCSStandardanschluss für Schnellladung. 3 phasig, meist bis 50 kW Ladeleistung, oft aber mehr. Combined Charging System. In Europa Standard für Typ 2 Fahrzeuge, welche schnellladefähig sind.
CHAdeMoAsien, Charge de Move, DC Schnellladeanschluss, min. 50 kW Ladeleistung, oft auch deutlich mehr. Wird z.B. bei Nissan, Kia, Mitsubishi verwendet.
Die verbreiteten Ladeanschlüsse für Elektroautos. Daneben gibt es natürlich noch von Tesla das Superschnellladesystem, welches quasi ein modifiziertes Typ 2 System ist. Hier wird eine Ladeleistung von 120 kW erreicht. Natürlich können Teslas in aller Regel auch am Typ 2 aufgeladen werden.

Kosten für die Stromladung

Generell zahlen Sie aktuell incl. aller Stromnebenkosten – so wie auch für alle anderen Verbraucher im Haushalt – rund 30 Cent pro KWh. Wenn also Ihr Auto einen 40 kWh Akku hat, und Sie möchten diesen komplett aufladen, zahlen Sie rund 40 x 30 Cent, also rund 12,- Euro. Die Abrechnung erfolgt üblicherweise so wie von Ihnen bisher für Ihre Haushaltsgeräte bekannt. An einer öffentlichen Ladestation können (und werden) die Preise pro kWh jedoch höher sein. Hier ist aktuell auch die passende (Lade)Karte notwendig, um überhaupt Strom außerhalb tanken zu können. Wenn Sie eine PV Anlage haben, und ggf. sogar einen entsprechend großen (Haus)Akku, können Sie im Idealfall sogar kostenlos Strom tanken. Hier ist jedoch in vielen Fällen eine Wallbox mit zusätzlicher Technik erforderlich.

Förderung von Wallboxen

Da Elektroautos auch eine Förderung bekommen, ist davon auszugehen, dass auch die heimischen Wallboxen demnächst gefördert werden. Hier ist dann z.B. bei der KfW vor Kauf eine solche Förderung zu beantragen. Nach Kauf wird die Rechnung eingereicht, und man bekommt einen Großteil der Investitionen erstattet.

Hier noch ein paar interessante Links und Artikel;

Damit beende ich diesen Artikel über eine Strom-Wallbox für E PKW, und bedanke mich für das Lesen.

Grüße, Euer Jürgen Blumenkamp

Ein (fast) autarkes Wohnhaus

Hier beschreibe ich meinen – fast schon seit der Jugend bestehenden – Traum, eines Tages ein Eigenheim für meine Familie und mich zu haben, welches nach dem Invest fast keine Kosten mehr verursacht.


Es kommt immer drauf an…

…was man will. Denn Bewohner können sich unabhängig machen von der Kostenentwicklung von Strom und Wärmeversorgungsanschlüssen. Das ist eine riesige Chance. Dazu ist jedoch ein höheres Anfangsinvest nötig. Dies zahlt sich auf Dauer aber so stark aus, dass der höhere Invest schon nach rund 10 Jahren wieder eingefahren ist. Danach wird es richtig günstig! Denn die Energiewende ist Realität. Fast 30% des Stroms in Deutschland stammt schon jetzt (Stand 2015) aus Erneuerbaren Energien. Was Besseres gibt es meiner Meinung nach nicht. Denn die Sonne, aber auch Wind und Wasser werden immer wichtiger für intelligente, effektive und ungefährliche Energieerzeugung. Es ist darum nicht nötig, sich mit altmodischer Atomkraft und noch älterer Kohlekraft zu beschäftigen. Beide sind „nicht gut“. Es gibt andere gute, günstige, und vor allem umweltfreundliche Energiequellen. Aber die Regierung unterstützt diese nicht. Leider!

Wie konzipiert man ein Wohnhaus ohne Versorgungsanschlüsse, bzw. in Norddeutschland zwar mit Versorgungsanschlüssen, welche aber nur im Notfall automatisiert eingesetzt werden? Eine gute Isolierung des Wohnhauses ist obligatorisch. Wenn alle Bedingungen erfüllt sind, kann man durchaus leicht über einen Akku als Zwischenspeicher das ganze Gebäude größtenteils (über 90% Autarkie) mit Energie versorgen, wobei auch eine Erdwärmepumpe über den gleichen Akku die Wärme zur Verfügung stellt. Alles ist nur eine Frage der Speicherkapazität des Akkus, welche in kWh (Kilowattstunden) ausgedrückt wird. So ein Konzept ist – auf das Jahr bezogen – hochgradig günstig.

Eine moderne Wärmepumpe…

…zu verwenden ist sinnvoll, da ein großer Teil der Wärme aus der Erde genutzt wird – auch im Winter. So braucht man recht wenig Strom für die Wärmeprozesse, und bekommt ziemlich viel (rund Faktor 3 schon im Winter) an Wärmeenergie zum heizen. Ein Schornstein ist nicht erforderlich. Wartungsaufwand: minimal 🙂

Ein eigener Brunnen..

…mit Wasseraufbereitung führt zu einer vollständig unabhängigen Nutzung von Wasser, auch wenn die Kosten für den Bohrbrunnen nicht unerheblich sind. Der tägliche Strombedarf für die Aufbereitung des Wassers ist jedoch minimal, und liegt bei normaler Wasserqualität bei rund 1 kWh/Tag. Die eingesparten Kosten für die nicht benötigten Versorgungsanschlüsse (viele Tausend Euro) werden jedoch für die Speichertechnik und die (Haus)Automation benötigt. Es gibt halt nichts umsonst. Leider.

Autarkes Wohnhaus, Hunteburg
Oben der Entwurf des Architekten de Vries aus Hunteburg.
Der Entwurf des (fast) autarken Wohnhauses mit weiteren (Gewerbe)Nutzungsmöglichkeiten.

Dieses Verfahren (ohne Versorgungsanschlüsse) bezeichnet man als „autark“. Bei einer guten Auslegung ist es nicht nötig, genügsam und vorausschauend mit Energie umzugehen. „Autarke Systeme“ kommen immer mehr in „Mode“, werden immer öfter angeboten, sind fertig konfektioniert aber auch immer noch sehr teuer. Die Energie kommt im Wesentlichen von der Sonne, und wird über eine PV Anlage in Akkus gespeichert, aber teilweise auch als Wärme gespeichert. Der Verzicht auf einen öffentlichen Versorgungsanschluss (Strom, Wärme, Gas, Wasser…) ist heute jedoch immer noch extrem selten anzutreffen, obwohl die erforderliche Technik dazu immer günstiger und zuverlässiger wird.

Warum so umständlich (und teuer)?

Die benötigten Komponenten sind schon lange verfügbar, müssen nur intelligent verknüpft werden. Mit dieser Technik verursachen Sie praktisch keine Umweltbelastung, und sind klimaneutral, und damit ökologisch. So ein Konzept rechnet sich auch wirtschaftlich, und kann sogar als Altersvorsorge dienen. Hier wird Vieles an alten Meinungen auf dem Kopf gestellt. Denn heute ist es effektiv und sinnvoll mit Strom auch zu heizen, weil Strom sehr universell einsetzbar ist.

Bis zur Fertigstellung…

…wurden Jahre in Anspruch genommen. Erbauer und Bewohner müssen motiviert werden. Eine kompromisslose Informationspolitik, die auch die Probleme bei der Umsetzung aufführt ist wichtig, sowie eine Beteiligung von möglichst vielen Bürger/Innen z.B. an den Planungsabschnitten. Ideal sind im Ort befindliche Ansprechpartner, die zu jeder Zeit neutrale Auskunft über das Projekt geben können. Hilfreich kann es auch sein, wichtige Leute (Bürgermeister, Architekt, usw.) auf seine Seite zu bekommen, um im Notfall auch Rückendeckung zu haben.

Welche Stromverbraucher können betrieben werden?

Zum Verständnis: Auf dem Dach ist der Hauptenergielieferant, eine PV Anlage mit knapp 10kWp. Das Problem; im Sommer wird sehr viel Strom erzeugt, nämlich täglich weit über 50 kWh. Das ist viel mehr als man braucht. Im Sommer wird üblicherweise nur 10 bis max. 15 kWh Strom täglich (Tag und Nacht) benötigt. Üblicherweise könnte man die überschüssige Energie einspeisen, und eine Vergütung erhalten. Das machen aber alle, und ist – ein wenig – langweilig, aber auch bürokratisch aufwändig. Alternativ kann man auch die Energie soweit wie möglich in einem großen Akku speichern, und eben nicht einspeisen. Sinnvoll sind Speichergrößen von deutlich über 30kWh für den Akku. Ein Wechselrichter erzeugt dann das bekannte 380V/400V AC Drehstromnetz – völlig unabhängig vom bekannten Hausstromanschluss.

Herzstück Wechselrichter

Im Wechselrichter, genau genommen im sog. Hybridwechselrichter laufen alle (elektrischen) Fäden zusammen. Wenn dieses Gerät mit einer cleveren modernen Betriebssoftware (Firmware) ausgestattet ist, geht hier richtig fett die Post ab. Soll heißen, nur dann macht das Leben in so einem Gebäude richtig Spaß. Nur dann kann man auch in so einem Gebäude richtig viel Geld sparen für die Energie.

Entscheidend bei einem Wechselrichter ist die Zuverlässigkeit über viele Jahre, der Wirkungsgrad, natürlich auch die Dauer- aber auch die Kurzzeitleistung, sowie generell die Überlast- und Kurzschlussfestigkeit. Das Teil soll also lange halten, und nicht gleich Bauteile im Innern sprengen, wenn mal eine Überlast, oder ein Kurzschluss daher kommt. Oder eine Blindlast.

Zur Auswahl des WR nimmt man was Bewährtes, von Fronius z.B. der Symo Hybrid, oder von Fronius den Symo GEN 24 plus. Alternativ kommen auch von Steca/Studer die XTM Serie, von SMA die Sunny Island, von Victron die Multiplus, von Mastervolt der Mass Combi, oder von E3DC das S10 System in Frage. Es gibt noch viele weitere Systeme. Üblicherweise erzeugen die Systeme ein 3 phasiges Stromnetz, oder können zu einem solchen verschaltet werden.

In jeder Situation steht immer das selbst erzeugte 3 phasige Inselstromnetz zur Verfügung, mit dem auch problemlos der bereits erwähnte Scrollkompressor einer Wärmepumpe (Brauchwasser und Heizung), oder auch jeder andere 3 phasige Verbraucher betrieben werden kann – auch wenn gar kein öffentlicher Stromanschluss angekoppelt ist! Ist das nicht genial? Ein Punkt, den der Staat, die Politik, vor allem aber die Energieversorger überhaupt nicht mögen! Hier wird man also schnell zum „Außenseiter“, zum „Anderen“, zum „Verstrahlten“, oder auch einfach zum „Verrückten“ 🙂

Neben dem üblichen, selbst erzeugten Haushaltstrom (eine Phase gegen N), kann auch ein kräftiger, ggf. auch 3 phasiger Elektrogrill während der Sommermonate meist problemlos genutzt werden. Gerade im Sommer ist ja selbst erzeugter Strom völlig kostenlos in Hülle und Fülle verfügbar. Schnelle Grillhitze ist damit gegeben, Holzkohle nicht erforderlich, sowie auch keine Wartezeit. Umweltfreundliches und modernes Kochen, auch im Garten – mit einem leckeren Grillgut. Gerade während der Sommermonate kann man generell – wenn man das möchte – verschwenderisch mit dem überschüssigen Strom umgehen, denn er ist ja kostenlos und damit auch klimaneutral. Auch das Rasenmähen ist vollkommen kostenlos, denn wenn ein Akkumäher verwendet wird – oder notfalls auch ein herkömmlicher Elektromäher mit 230V Anschluss – kann auch dieses Gerät mit Energie versorgt werden, und hat so keine Treibstoffkosten.

Es mag gute Gründe geben…

…nicht autark zu sein. Es gibt aber min. genauso viele Gründe, autark und damit unabhängig zu sein. Es kommt schlicht darauf an, die Energie intelligent zu verwenden, und nach Möglichkeit genau dann einzusetzen (genau genommen umzuwandeln) wenn diese Energie auch vorhanden ist. Genau das ist heute möglich. Und es bedeutet auch keinen Comfortverlust.

Die Vorteile überwiegen…

…aufgrund der Unabhängigkeit, und der ökologischen Arbeitsweise des autarken Systems. In erster Linie muss bei diesem Konzept daher eine gute Isolierung vorhanden sein, denn das Gebäude soll – einmal aufgeheizt – die Temperatur möglichst lange halten. Auskühlen nach wenigen Stunden ist bei einem autarken Wohnhaus nicht zulässig. Da die Energie der Sonne in Norddeutschland im Winter (Oktober bis März) nicht ausreichend ist, ist ein öffentlicher Stromanschluss für die Wintermonate nötig. Oder ein moduliertes BHKW, oder ein anderer alternativer Kurzzeitversorger (Wärme- und Stromspeicher auffrischen im Winter). Sinnvoll ist auch eine kleine WKA (Windkraftanlage) welche sich sehr gut mit PV (Photovoltaik) kombinieren lässt. Eine Belüftungsanlage ist natürlich auch vorhanden, womit lüften überflüssig ist, und gleichzeitig immer frische pollenfreie Luft im Gebäude ist. Eine Dreifachverglasung der Fenster ist ebenfalls obligatorisch, idealerweise mit einer Raffstore-Außenverschattung.

Technik des autarken Wohnhauses, Hunteburg
Bild; BMMH / Prof. Kuhnke, Osnabrück / Luis Millán. Generelle Funktionsweise eines autarken Gebäudes.
Der technische Aufbau eines (fast) autarken Wohnhauses.

Die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe

Der COP (Coefficient of Performance / Maß für die Effizienz) liegt bei guten Wärmepumpen bei rund 4. Er beschreibt, dass für 1,0 kWh elektrischen Strom (für den Motor als Antriebsenergie des Wärmepumpen(scroll)kompressors) im günstigsten Fall bis zu 4 Kilowattstunden Wärmeenergie geliefert wird – ohne Schornstein wie gesagt. Hierin ist die elektrische Energie für den Motor des Kompressors (die 1,0 kWh) bereits eingerechnet, da diese als Wärme mit in den Wärmekreislauf eingeleitet wird, und somit die Erdwärmetemperatur schon vorab heraufsetzt. Die Wärme wird also der Erde entzogen, und über einen technischen/chemischen Prozess temperaturmäßig weiter herauf gesetzt (Wärme wird hochgepumpt). Gute Wärmepumpen sind nahezu wartungsfrei, und haben eine Standzeit von über 50 Jahren, und sind damit für Generationen ausgelegt. Gute Wärmepumpen, welche auch frei programmierbar sind, sind wahrlich nicht billig. Sie sind aber sehr effizient und sehr effektiv – für Jahrzehnte. Und sie benötigen keinen Schornstein, was auch zu eingesparten Kosten führt, auch bz. der laufenden Schornstein(Reinigungs) Kosten.

Beschreibung Wärmepumpe auf Wikipedia: Wärmepumpe_Wikipedia .

Damit beende ich diesen Artikel. Ich hoffe, es hat Spaß gemacht, ihn zu lesen…

Freundlich Grüße, Jürgen Blumenkamp

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