Neuer Kühlschrank braucht nur 1/4 der Energie

Anfang April 23 bekamen wir einen neuen Kühlschrank. Der alte funktionierte nach 13 Jahren zwar noch ganz gut. Nur zwei Abflüsse für Kondenswasser sind mittlerweile verstopft, so dass wir alle paar Wochen Wasser und Eis entfernen mussten.

Der alte Kühlschrank brauchte, einschließlich Wechselrichter, rund 1 kWh/Tag. Am meisten störte mich der Einschalt-Stromstoß, der meinen 800-W-Wechselrichter deutlich zum Brummen brachte. Die Anlaufleistung war in der Größe 600-800 W. Exakt messen kann ich sowas nicht.

Der neue Kühlschrank hat Energieklasse A und kostete 1.350 EUR incl. Lieferung. Geräte der Klasse E (früher war das wohl mal A) kosten die Hälfte. Aber wenn man 200 kWh/a als Stromersparnis und 15 Jahre Nutzungsdauer ansetzt, dann rechnet sich unser Gerät mit ziemlicher Sicherheit.

Der neue Kühlschrank stammt, wie der alte, von BSH (früher Bosch-Siemens Hausgeräte) und wurde wohl in Ungarn gebaut. Die Alternative wäre ein Gerät von Samsung gewesen, das vorzugsweise wegen der Ergonomie verlor: Da sind keine Griffe dran und die Griffleiste an der Unterseite der Kühlschranktür ist für kleinwüchsige Koreaner wohl gut erreichbar, nicht aber für groß gewachsene Menschen wie mich. Zudem gehen die Türen nicht so weit auf, dass man alle Schubladen im gefüllten Zustand raus bekommt.

Innerhalb von zwei Monaten fanden wir an dem Kühlschrank nur ein Problem: Um die Eisbildung zu verhindern, besitzt der Kühlschrank einen großflächigen Wärmetauscher, dessen Temperatur offensichtlich sorgfältig geregelt wird. Statt des Eises, das wir immer mal wieder abtauen mussten, haben wir jetzt eine sehr hohe Luftfeuchtigkeit im Kühlschrank. Wenn man beispielesweise ein Stück Gefriergut mit flacher Unterseite in den Kühlschrank legt, dann bilden sich auf der Unterseite der Glasplatte Tropfen. Im Endeffekt funktioniert das 0-Grad-Fach nicht mehr so gut wie gewohnt. Wohl deshalb heißt es auch nicht mehr so, sondern irgendwas mit fresh..

Leistungsaufnahme alter Kühlschrank

Warum ich das alles hier schreibe? Weil ich schon den alten Kühlschrank an meiner Notstromversorgung betrieb. Die primäre Motication dafür war, dass ich mein Inselnetz nicht im Leerlauf betreiben wollte. Wenn ich schon Solarenergie nutzen kann, dann sollte ich das auch tun. Mehr als zwei sonnenlose Tage konnte ich aber nicht überbrücken, denn samt Wechselrichter brauchte der alte Kühlschrank zwischen 940 und 1100 Wh/Tag, also rund 1 kWh/Tag. Gut 200 Wh/Tag gingen auf das Konto des Wechselrichters, der im Leerlauf rund 8 W verbraucht.

Zum Vergleich: Meine Akkus haben 12,8 V/300 Ah Kapazität, also knapp 4 kWh. Davon will ich im Normalbetrieb nur zur Hälfte nutzen. Wenn mal zwei Tage lag überhaupt keine Sonne schien, übernahm das Konstantspannungs-Netzteil die Stromversorgung. Abgesehen von den Verlusten der doppelten Wandlung 230 V -> 12 V -> 230 V passierte also weiter nichts. So betrieb ich den Kühlschrank letztes Jahr, als wir mal eine Woche Urlaub machten.

Mein Wechselrichter liefert 600/800 W (Dauer-/Spitzenleistung). Die brauchte der alte Kühlschrank für den Anlaufstrom des Kompressors. Viele wählen ihren Wechselrichter nach der maximal verfügbaren Leistung – Powerstations sind so ziemlich alle so dimensioniert. Allerdings steigt der Ruhestromverbrauch eines Wechselrichters mit seiner maximalen Ausgangsleistung. Ich kenne von 2-kW-Wechselrichtern einen Ruhestromverbrauch von 25 W. . Mein Wechselrichter verbraucht ohne Last 8 W.

Leistungsaufnahme neuer Kühlschrank

Mit meinem Energiemonitor kann ich die Ruhestromaufnahme des neuen Kühlschranks kaum messen. Dafür hat er aber keine Anzeigen, die bei geschlossenem Gerät sichtbar wären. Als Maximalleistung zeigt mein Energiemonitor 138 W an, die aber nur alle paar Tage mal für maximal 30 min benötigt werden. Den Kühlschrank sollte man also an einem 200-W-Wechselrichter betreiben können!

Der neue Kühlschrank schaltet den Kompressor auch etwa die halbe Zeit ein, zieht dann aber nur 20-25 W statt 70-100 W beim alten. Dieser Tastgrad ist nachvollziehbar: Die Umgebungstemperatur kann auch mal höher sein als die gegenwärtigen 19°C und man will vielleicht auch mal was einfrieren. In der Bedienungsanleitung steht, man solle Superfreeze 6 Stunden vor dem Einlagern von frischen Gefriergut einschalten.

Die niedrigere Leistungsaufnahme reduziert den Wirkungsgrad des Wechselrichters. Mein Wechselrichter hat mit 8 W einen vergleichsweise niedrigen Eigenverbrauch, der beim alten Kühlschrank nicht groß auffiel. Jetzt braucht der Wechselrichter aber so viel Energie wie der angeschlossene Kühlschrank! Meinen Wechselrichter könnte ich so einstellen, dass er nur einen Teil der Zeit aktiv ist und ohne Last abschaltet. Die Voreinstellung war 0,1 s an, 0,9 s aus. Dafür ist ein Kühlschrank kaum ausgelegt. Im Ernstfall werde ich 5 min ein, 40 min aus probieren. Die 40 min sind etwas länger als die übliche Aus-Zeit. Das könnte die Wechselrichter-Verluste deutlich senken.

Quitessenz: Diesen Kühlschrank kann ich mit 1 kWp Solarmodulen und 4 kWh Akkukapazität den größten Teil des Jahres netzunabhängig betreiben. Für den Winter müsste ich die Akkukapazität vervielfachen. Da ist ein Stromgenerator die bessere Lösung, zumal ich den Stromgenerator für den Kühlschrank nur eine Stunde am Tag laufen lassen müsste.

Kühlschrank an Notstromversorgung

Das nebenstehende Bild zeigt die Akkunutzung meiner Notstromversorgung. Dabei gibt es zwei Verbraucher: Meine Funkanlage und der Kühlschrank. Beide brauchen etwa gleich viel Energie. Beides sind Einrichtungen, die ich bei einem Stromausfall möglichst lange betreiben möchte. Den Kühlschrank kann ich so voll in meine Vorratshaltung einplanen, Über Amateurfunk kann ich auch dann noch Kontakt zur Außenwelt halten, wenn das während eines Stromausfalls kaum noch einer kann.

Zugegeben, das Bild rechts ist erklärungsbedürftig:

Die blaue Kurve zeigt die aus den Akkus entnommene Energie in Prozent von 240 Ah. 10% entsprechen also 24 Ah oder 24 Ah * 13 V = 312 Wh. 30% entsprechen also grob 1 kWh. Die untersten 20% der Akkukapazität zu den installierten 300 Ah habe ich ausgeblendet. Die werde ich nur im absoluten Notfall nutzen..
Das Bild zeigt nur den Ladezustand meiner Akkus und die Leistung, die die Akkus jeweils aufnehmen oder abgeben. Das ist ausdrücklich nicht die Leistung, die aus meinem Solar-Laderegler kommt. Der liefert im Maximum 490 W oder 35 A. In einer Stunde kann der Ladezustand also maximal um 35 Ah oder 14% ansteigen.
Wenn die rote Kurve oberhalb des Nullpunktes (rechte Skalierung) liegt, liefern die Solarmodule mehr Leistung, als die angeschlossenen Geräte verbrauchen. Wer bislang noch nicht wusste, was Zappelstrom ist, sieht das hier.
Im grün markierten Zeitbereich habe ich den Windows-Rechner der Funkanlage direkt ans Stromnetz angeschlossen. Man sieht, dass die rote Linie nicht so tief absinkt. Das ist fast ausschließlich die Leistungsaufnahme des Kühlschranks. Das war eine reine Vorsichtsmaßnahme, falls es einen Stromausfall gegeben hätte.
In der Bildmitte hat die rote Kurve eine Spitze nach unten. Das ist eine der Phasen, in denen der Kühlschrank an die 140 W aufnimmt.
Unten im Bild sieht man, dass es die Werte über eine Woche anzeigt. In dieser Zeit waren die Akkus nur einmal voll, ganz am Anfang. Man sieht aber, dass an den meisten Tagen eine merkliche Menge Solarstrom geerntet werden konnte. Außerhalb des Winters sind die Chancen also gut, dass ich sowohl Funk als auch Kühlschrank durchgehend mit Solarenegie betreiben kann.
Falls ein Stromausfall so lange dauert, dass meine Akkus leer werden, kann ich immer noch meinen Stromgenerator anwerfen. In zwei Stunden kann ich die Akkus so weit laden, dass ich wieder für einen Tag Strom habe.

Eine Anmerkung für diejenigen, die hier selber bauen wollen: Speziell beim Laden fließen recht große Ströme. Mit denen ist nicht zu spaßen, denn Leitungen und Kontakte können recht schnell ziemlich warm werden. Zu dem Thema habe ich eine eigene Seite geschrieben.

Anmerkungen und Folgerungen

Am ersten Tag, also oben links, ist die blaue Kurve flach bei 100%. Da ist der Akku voll und der Laderegler schiebt keinen Strom mehr in die Akkus. Zu solchen Zeiten wird den Solarmodulen also nur so viel Leistung entnommen, wie gerade verbraucht wird. Das ist typisch für Inselnetze.

Theoretisch könnte ich dann, wie bei einem üblichen Balkonkraftwerk, Strom ins Netz einspeisen. Das werde ich aber nicht tun, denn für den Strom bekäme ich keine Vergütung, der netzgeführte Wechselrichter kostete zusätzliches Geld und es ist zweifelhaft, dass ich die Umweltbelastung für Herstellung und Vertrieb des Wechselrichters auch wieder kompensieren könnte. Mal ganz abgesehen davon, dass ich keine Lust habe, bei BNetzA und Stromnetzbetreiber durch diverse brennende Reifen zu springen.

Es ist sinnvoll, die Solarmodule eines Balkonkraftwerks überzudimensionieren. Begrenzt ist die Einspeiseleistung eines Balkonkraftwerks, nicht die Nennleistung der Solarmodule. Zudem wird man nur selten die Nennleistung der Solarmodule ernten können – dafür sind nicht nur die Messbedingungen zu praxisfremd. Jede kleine Wolke oder Abschattung führt zu massiven Einbrüchen in der Ausgangsleistung.

Wer auf kühlpflichtige Medikamente oder ein Beatmungsgerät angewiesen ist, kann mit meinen Methoden seine Sicherheit wesentlich erhöhen. Wichtigster Baustein ist ein moderner Kühlschrank hoher Energieklasse bzw. ein Beatmungsgerät mit eigenem Akku.

Wer keine Solaranlage aufbauen kann, kann ersatzweise eine Powerstation nutzen. Deren Wechselrichter hat aber in aller Regel einen recht hohen Eigenverbrauch, was die Überbrückungsdauer einschränkt. Hier könnte ein Leuchtturm bei der Feuerwehr oder so helfen, bei dem man die Powerstation notfalls aufladen kann. Es könnte sich lohnen, beim Rathaus auf soche Einrichtugnen zu dringen.

Man könnte die Powerstation zwar auch stundenweise ausschalten – der Kühlschrank taut nicht gleich auf und das Beatmungsgerät hat einen eigenen Akku. Aber solcher Handbetrieb ist in vielen Fällen sicher problematisch. Wenn die Powerbank einen 12-V-Ausgang mit mehr als den üblichen 120 W Ausgangsleistung hat, könnte man einen eigenen, schwächeren, Wechselrichter anschließen. Der könnte geringere Eigenverluste haben und auch eine Abschaltautomatik: z.B. alle 30 min schaltet sich der Wechselrichter ein und prüft, ob Verbraucher Leistung abnehmen. Die Schaltschwelle muss man so einstellen, dass der Kühlschrank im Ruhezustand oder das Beatmungsgerät mit vollem Akku die Einschaltschwelle nicht erreichen. So lange die angeschlossenen Geräte genung Leistung ziehen, bleibt der Wechselrichter natürlich an. Fallss es wirklich eng wird, will ich es mit 40 min aus und 5 min an probieren. Der Kühlschrank braucht häufig einige Zeit, bis er ggf. den Kompressor einschaltet. Aber Kühlschränke sind nicht für solche Betriebsarten gedacht!

Warnung: Ich gebe hier Hinweise nach bestem Wissen und Gewissen. Ich übernehme aber keinerlei Gewährleistung. Wer nicht weiß, auf was er sich mit solchen Basteleien einlässt, sollte die Finger weglassen! Deshalb veröffentliche ich hier auch keine genaueren Anleitungen. Was weiß ich wie viele linke Daumen so mancher Leser dieser Seite hat!