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Wie sinnvoll ist der Einsatz von PV für die Zusatzheizung bzw. Warmwasseraufbereitung?

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Eingestellt 7, Aug 2014 in Solare Wärme, Heizen von E_Rüland
   

3 Antworten

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Beantwortet 8, Aug 2014 von Martin Schorlies (940 Punkte)
Der Einsatz von Photovoltaik ist immer sinnvoll!

Denn es wird Strahlungsenergie in die elektrische Energieform umgewandelt. Elektrische Energie kann bekannter Maßen in alle anderen Energieformen (Wärme, Bewegung, Licht...) mit einfachen Mitteln umgewandelt werden. Zur Warmwasserbereitung benötigt man nur eine Heizpatrone im Wassertank (salopp formuliert: ein Tauchsieder). Eleganter und effizienter wäre hier der Einsatz einer Wärmepumpe, die aus einem verfügbarem Medium (Luft, Wasser) zusätzlich noch die Wärme nutzbar machen kann.

Haken jedoch: welchen finanziellen Aufwand möchten Sie auf sich nehmen?
Und genau an der Stelle muss man wieder ein wenig genauer hinschauen, da leider dann wenn der Wärmebedarf am größten ist (Winter), die Sonne meist ihre kürzesten Läufe hat. Dem Gegenüber steht ihr persönlicher Wärmebedarf...
Um Ihre Frage hinreichend genau zu beantworten: Sinnvoll ist es immer. Wirtschaftlich betrachtet hängt es zum großen Teil mit Ihrem Bedarf zusammen, worduch ich hier mit pauschalen Aussagen eher vorsichtig bin.

In Ihrer Umgebung wird es bestimmt noch den einen oder anderen Betrieb geben, der Ihnen dort mit Beratung-Berechnung zur Seite stehen kann. Alternativ können Sie sich auch an die nächste Klimaschutzstelle ihrer Kommune wenden. Dort gibt es seriöse Hilfe.

Martin Schorlies
+1 Punkt
Beantwortet 13, Aug 2014 von Hans-Georg Rulle (39 Punkte)

Eine Brauchwasserwärmepumpe macht unter folgenden Voraussetzugen sinn:

  1. Die WP (Wärmepumpe) sollte eine Wirkungsgrad oder COP über 3 haben. Das heißt die Eingangsenergie von der PV von einer KWh sollte durch das Prinzip der WP mindestens  drei kWh Wärme erzeugen können.
  2. Der Bedarf für das Brauchwasser sollte bei mindestens 3 Personen liegen.
  3. Der Wechselrichter der PV sollte einen programmierbaren und potentialfreien Ausgang haben der die Brauchwasserwärmepumpe ansteuern bzw. einschaltet.
  4. Die Photovoltaikanlage hat ausreichend Leistung in den Übergangszeiten (Frühjahr und Herbst) um die WP von ca. 600Watt betreiben zu können.
  5. Es sollte eine Standort geben der in der Nähe der bestehenden Heizungsanlage ist mit ausreichend Platz für die WP, Maße ca. je nach Hersteller:  1,90Meter (Höhe) und 0,8Meter (Durchmesser). Die von der Wärmepumpe ausgehenden Emissionen  wie Kälte und Geräusche sollten nicht störend sein.

 

Das Aufbau- und Funktionsprinzip ist relativ einfach.

Der Vorlauf des bestehenden Brauchwasserspeichers einer z.B. Gasheizung wird aufgetrennt und in Reihe mit der Wärmepumpe hydraulisch angeschlossen.

Die Photovoltaikanlage produziert Strom der ca. 600Watt (Nennleistung  der WP) über dem Grundbedarf des Hauses liegt. Die über den potentialfreien Kontakt elektrisch angeschlossene WP bekommt somit genügend Leistung über die Photovoltaikanlage und erwärmt das Brauchwasser auf die Solltemperatur. Sollte die PV nicht genügend Strom liefern z.B. im Winter oder bei schlechtem Wetter so bekommt der alte Speicher kaltes Wasser zugeführt. Das hier eingestellte Thermostat gibt der Gasheizung den Befehl wie vorher das Wasser zu erhitzen. Die Investition liegt bei ca. 2500-3500€ netto. Eine zu erwartende Amortisation liegt zwischen 10-15 Jahre.

Im jeden Fall sollte man sich an ein Fachbetrieb (Elektro, Heizung u. Sanitär) wenden der das Ganze vor Ort prüft und Erfahrung hat.

 

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Beantwortet 4, Sep 2014 von Anonym
Bearbeitet 6, Sep 2014

Gerade der von Martin Schorlies o.g. Kosten/Nutzen Aspekt ist denke ich bei der Wärmeerzeugung mit PV-Strom der Dreh- und Angelpunkt für die Attraktivität derartiger Lösungen beim Endkunden. Grundsätzlich liegt der Bedarf für das Brauchwasser in der selben Größenordnung wie der restliche Strombedarf im Haushalt. Daher ist durch PV-Thermie, mit einer einzelnen, technisch vergleichsweise sehr günstigen Maßnahme (Überschuss-Steuerung & Heizungen) bereits der mit Abstand größte Teil der insgesamt möglichen Eigenverbrauchssteigerung zu erzielen.

 

Zur Günstigkeit sind zwischen Verwertungsmöglichkeiten und dem Bedarfsprofil folgende Faktoren zentral im Fokus einer trefflichen Systemauslegung zu bedenken: Der PV-Ertrag im Winter deckt meist nicht einmal den Eigenbedarf vom normalen Stromverbrauch ab, Brauchwasser ist im Winter aus der fossilen Zentralheizung günstiger zu erhalten, und diese braucht im Sommer ein Mehrfaches der sonstigen Brennstoffmenge, um die gleiche Brauchwasserenergie bereit stellen zu können. Letzteres geht aus der Tatsache hervor, dass der XY kg schwere Stahl Kessel, bei den dann gegebenen Auslastungsgraden von weit unter 5% erst einmal um mind. 30°C aufgeheizt werden muss, bevor eine Brauchwassererwärmung von einigen kWh Umfang möglich wird. Daher können sich hierbei, je nach Größe bzw. Bedarfsangemessenheit und Technologie der Heizungsanlage typischer Weise lediglich Wirkungsgrade von 25-50% ergeben. Das führt dazu, dass im Sommer i.d.R. 75% der über das Jahr zur Brauchwassererwärmung eingesetzten Ölmenge verfeuert wird!

 

Wenn man nun mit einer durchschnittlichen PV-Anlage das Brauchwasser im Sommerhalbjahr vollständig zubereiten will, reicht der PV-Strom Überschuss bei ausreichender Heizleistung und hinreichend kleinen Schaltstufen für ein Mehrfaches davon aus (siehe veröffentlichte Ertragsprofile). Die Vorteile liegen hierbei gewiss bei den zur Wärmepumpe vergleichsweise Bruchteil haften Kosten, wo hinzu ja bereits komplette Systeme angeboten werden, die mit minimalen Installationsaufwand an nahezu alle bestehenden Speichersystemen anzubinden sind. Sloche Systeme haben sich durch die so ermöglichten Einsparungen bereits nach 3-5 Jahren bezahlt gemacht.

 

Ob es hier hingegen sinnvoll ist für diesen zeitweiligen, dafür jedoch alljährlichen Bedarf eine Wärmepumpe mit mehr als dem doppelten Wirkungsgrad zu installieren, hängt neben der Höhe der Einspeisevergütung (= den eigenen Solarstromverbrauchs-Kosten) hauptsächlich von dem Gesamtbedarf, bzw. der Anlagengröße ab. Für Einfamilien Häuser erscheinen die o.g. Zahlen von Hans-Georg Rulle recht realistisch zu sein. Man kann die, bei realen Arbeitswerten von ca. 2,5 einzusparenden Ertragsausfälle pro Jahr direkt mit den vielfach höheren Anschaffungs- und Installations-Kosten über die Einsatzdauer der Geräte vergleichen. Es ergibt sich demnach eine Differenz der Armortisierungszeiten, die aus der Gleichsetzung der mit der Wärmepumpe einzusparenden Ertragsausfälle (über die im Sommer benötigten kWh x EEG) und der Differenz in den Investitionskosten hervor geht.

 

In jedem Fall ist die PV-Thermie aber eine im erheblichen Maße CO2 einsparende Maßnahme, die nebst Ihrer Rentabilität für den Endkunden die Bedingungen zur weitere Integration der PV-Technik in die bestehenden Netze verändert. Gerade dann wenn der Strom dazu eingesetzt wird, kann Ihn ja sonst keiner richtig nutzen.. Es ist für Alle die hinschauen sehr offensichtlich, dass der den weiteren Ausbau der PV-Technik hauptsächlich hemmenden Spitzenlastproblematik, durch Erzeuger nahe PV-Thermie ein linderndes Ausgleichselement von insgesamt gigantischem Potential entgegen gestellt werden kann. Da sich zumindest die PV-Thermie über Direktheizung für den Endkunden in kurzer Zeit rentiert, und zudem die dazu entsprechenden Komponenten bereits am Markt erhältlich sind, fragt sich nun wann das Handwerk den Umfang vom tatsächlichen Nutzen für sein Angebot erkennen können wird?

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