Ab wann lohnt sich eine Erweiterung der elektrischen Installation und die Anschaffung eines Elektroautos für den täglichen Bedarf?
Diese Fragestellung wird bei vielen Besitzern - oder zukünftigen Besitzern - eines Einfamilienhauses in naher Zukunft aufkommen. Sie ist nicht nur aus ökonomischer Sicht interessant, sondern auch aus ökologischer.
Für die wissenschaftliche Arbeit werden folgende Annahmen getätigt: Das Elektroauto wird für den täglichen Pendelverkehr von zu Hause zur Arbeit benötigt und die Erweiterung der Hausinstallation durch eine Photovoltaikanlage (PVA) entspricht dem Standard des Verbands der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. (VDE).
Für die Hausarbeit nehmen wir folgendes Szenario an: Das Einfamilienhaus befindet sich in Norddeutschland, das Dach ist nach Süden mit dem optimalen Neigungswinkel von 30° ausgerichtet und ein durchschnittlicher Stromverbrauch für zwei Erwachsene und zwei Kinder. Die pendelnde Person arbeitet wochentags, tagsüber in einem Unternehmen, welches 60 Kilometer (einfache Strecke) von zu Hause entfernt ist.
Daraus ergibt sich für die Hausarbeit die Hypothese, die monatlichen Benzinkosten mit der Anschaffung eines Elektroautos und einer PVA zu senken. Dies führt zur folgenden Leitfrage:
Lohnt es sich finanziell, die elektrische Hausinstallation mit einer Photovoltaikanlage für das Laden eines Elektroautos zu erweitern?
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Begrifflichkeiten
3 Erweiterung der Hausinstallation
3.1 Vorhandene elektrische Anlage
3.2 Installation einer PVA
3.3 Wechselrichter
3.4 Fehlerstrom- und Leitungsschutzschalter
3.5 Speicherung des Solarstroms
3.6 Kfz-Ladestation
4 Konzepte von Energieversorgern und Energieberater
4.1 Anbieter 1
4.2 Anbieter 2
4.3 Anbieter 3
4.4 Anbieter 4
5 Vergleich der Konzepte
5.1 Kostenvergleich
5.1.1 Installationskosten
5.1.2 Variable Kosten
5.2 Amortisierung der Photovoltaikanlage
5.2.1 Nutzung und Einspeisung des erzeugten Stroms
5.2.2 Einzusparende Benzinkosten
6 Resümee und Handlungsempfehlungen
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Hausarbeit untersucht die finanzielle Rentabilität der Erweiterung einer elektrischen Standard-Hausinstallation um eine Photovoltaikanlage, um damit den Energiebedarf eines Elektroautos für den täglichen Pendelverkehr zu decken.
- Technische Voraussetzungen zur Integration einer Photovoltaikanlage in bestehende Hausinstallationen.
- Vergleichende Analyse verschiedener Konzepte von Energieversorgern und unabhängigen Beratern.
- Kosten-Nutzen-Analyse unter Einbeziehung von Investitions- und Betriebskosten.
- Berechnung der Amortisierungszeit unter Berücksichtigung von Stromeigenverbrauch und eingesparten Benzinkosten.
- Bewertung des Einflusses des Autarkiegrades auf die Wirtschaftlichkeit.
Auszug aus dem Buch
3.1 Vorhandene elektrische Anlage
Energieversorgungsunternehmen beliefern die Kunden mit der Netzform des TN-C-System. Die vorhandene elektrische Anlage besteht aus einen Hausanschlusskasten, der in das TN-S-System überführt wird. Dies bedeutet, dass der gebündelte PEN-Leiter im TN-C-System ab dem Hausanschlusskasten in den Neutralleiter und den PE Leiter aufgeteilt wird (vgl. Merten 2013, S.32, TN-C-System zu TN-S-System). „Gemäß VDE 0100-444 ist seit dem 01.05.2013 die Einspeisung in neu zu errichtende Gebäude ein TN-S-System aufzubauen“ (Merten 2013, S. 32).
Das fiktive Einfamilienhaus ist unterkellert und besitzt im Untergeschoss ebenfalls eine Garage, in dem das E-Auto geladen werden soll. Die PVA soll auf dem Dach montiert werden und die Entfernung zu dem Raum, in dem sich der HAK befindet, beträgt 15 Meter. Die vorhandenen Leitungen sind für die üblichen Verbraucher (Lampen) mit NYM-J 3x1,5 (N: Normenleitung, Y: Isolierung der Adern, M: Mantelleitung, J: Schutzleiter, 3: Anzahl der Adern, 1,5: Querschnitt in mm²) angeschlossen worden. Der Elektroherd benötigt eine Leitung des Typs NYM-J 5x4, da dieser mit drei Phasen angeschlossen ist. Sämtliche Steckdosen wurden vorsorglich mit größeren Leitungsquerschnitten des Typs NYM-J 3x2,5 bedacht, damit auch stärkere Verbraucher, wie z.B. Waschmaschine oder Trockner, berücksichtigt sind.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Diese Einleitung führt in die Problemstellung der Amortisierung einer Photovoltaikanlage in Kombination mit einem Elektroauto ein und definiert das zugrundeliegende Szenario eines Einfamilienhauses.
2 Begrifflichkeiten: Hier werden die zentralen Begriffe wie standardisierte Hausinstallation, Photovoltaikanlage und Elektroauto anhand fachwissenschaftlicher Definitionen erklärt.
3 Erweiterung der Hausinstallation: In diesem Kapitel werden die notwendigen technischen Komponenten von der Hausinstallation über den Wechselrichter bis zur Kfz-Ladestation detailliert erläutert.
4 Konzepte von Energieversorgern und Energieberater: Es werden vier verschiedene Konzepte von Anbietern gegenübergestellt und der jährliche Strombedarf für das Elektroauto berechnet.
5 Vergleich der Konzepte: Dieser Abschnitt analysiert die Angebote anhand von Fixkosten, variablen Kosten und der Amortisierungsdauer der Anlagen.
6 Resümee und Handlungsempfehlungen: Das Fazit beantwortet die Leitfrage positiv und gibt Handlungsempfehlungen zur Optimierung des Autarkiegrades und zur Wahl der passenden Anlage.
Schlüsselwörter
Photovoltaikanlage, Elektroauto, Hausinstallation, Amortisierung, Autarkiegrad, Wechselrichter, Kfz-Ladestation, Energiespeicher, Stromkosten, Einspeisevergütung, Investition, Wirtschaftlichkeit, Pendelverkehr, Energieversorger, VDE.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundlegend?
Die Arbeit untersucht, ob sich die Anschaffung einer Photovoltaikanlage und eines Elektroautos finanziell lohnt, wenn das Haus für das Laden des Fahrzeugs aufgerüstet wird.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zentrale Themen sind die technische Erweiterung einer hausinternen Elektroinstallation sowie der betriebswirtschaftliche Vergleich verschiedener Anbieterkonzepte für PV-Anlagen.
Was ist die primäre Forschungsfrage?
Die Leitfrage lautet: Lohnt es sich finanziell, die elektrische Hausinstallation mit einer Photovoltaikanlage für das Laden eines Elektroautos zu erweitern?
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Es wird eine vergleichende Analyse von realen Marktangeboten durchgeführt, basierend auf festgelegten Parametern wie jährlichem Strombedarf, Dachneigung und Batteriereserve.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine technische Beschreibung der notwendigen Installationen und eine detaillierte kalkulatorische Gegenüberstellung von Investitions- und Einsparpotenzialen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Untersuchung?
Die wichtigsten Begriffe umfassen Photovoltaikanlage, Autarkiegrad, Amortisierung, Elektroauto und Investition.
Warum ist eine spezielle Absicherung für die Ladestation erforderlich?
Gemäß den geltenden VDE-Bestimmungen muss der Ladestromkreis für E-Fahrzeuge vom normalen Stromleitungsnetz getrennt und separat durch Fehlerstrom- und Leitungsschutzschalter abgesichert werden.
Welche Rolle spielt der Stromspeicher bei der Amortisierung?
Der Speicher ist essentiell, um den tagsüber erzeugten Solarstrom für das nächtliche Laden des Elektroautos verfügbar zu machen, was den Autarkiegrad und somit die finanzielle Ersparnis massiv beeinflusst.
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- Michael Stern (Author), 2017, Hausinstallation einer Photovoltaikanlage für das Laden von elektronischen Kraftfahrzeugen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1243331
