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Solarthermie und Photovoltaik: Tut euch zusammen!

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Beantwortet 21, Okt 2014 von Michael Fuhs (118 Punkte)

Heute bekam ich eine Pressemeldung zu einem Buch, das bestimmt viele gute Informationen und Analysen zur Solarthermie enthält, und die sehr sympathischen Sonnenhäuser vorstellt: "Modern heizen mit Solarthermie -Sicherheit im Wandel der Energiewende" von Timo Leukefeld, Oliver Baer und Matthias Hüttmann.

Doch eines verstehe ich nicht. Im Text, mit dem das Buch beworben wird, wird wieder die Solarthermie gegen die Photovoltaik aufgefahren (Auszug aus der Presserklärung siehe unten). Zum Beispiel, die Solarthermie habe 80 Prozent Wirkungsgrad, die Photovoltaik nur 20 Prozent Wirkungsgrad. Das ist richtig, doch was bedeutet diese Aussage? Die Zahlen beziehen sich auf den Flächenwirkungsgrad. Wenn die Fläche begrenzt ist und man mehr als 20 Prozent der Solarstrahlung als Wärme benötigt (und nur dann), muss man Solarthermie statt Photovoltaik nutzen oder die Photovoltaik mit einer Wärmepumpe kombinieren. Der reine Wirkungsgradvergleich besagt nichts über die ökologisch und wirtschaftlich beste Lösung. 

Daher muss man sich mit den Pros und Contras der Wärmepumpen beschäftigen (siehe dazu unsere FAQ Wärmepumpe und Photovoltaik). In einer der Besprechungen zu dem Buch wird demnach das Argument verwendet, dass „mit Photovoltaik versorgte Wärmepumpen ignorierten, dass im Winter dafür zu wenig PV-Erzeugung bereitsteht.“ Aber das hängt ja wiederum davon ab, was man mit der Wärmepumpe im Winter macht. Hat man nur eine Brauchwasserwärmepumpe zur Heizungsunterstützung eingebaut, kann man ja auch sicherstellen, dass sie nur mir Solarstrom betrieben wird. Und wenn das in der Realität nicht geschieht – dann ist das der Punkt, an dem man ansetzen muss. Im Winter unterstützt die Anlage die Heizung dann zwar nicht, das macht eine Solarthermieanlage aber auch nicht.

Autarke Gebäude
Will man autarke Gebäude bauen, bei denen auch die Räume mit Solarenergie beheizt werden, sieht es anders aus. Aber, anders als oft suggeriert, ist auch das mit Solarthermie beheizte Haus nicht autark, sondern benötigt im Winter in der Regel eine Zuheizung zum Beispiel mit Pellets. Da muss man dann erst einmal diskutieren, welche Methode leichter skalierbar ist – Wärmepumpe mit hoffentlich immer mehr Windstrom, oder Pellets in großem Maßstab – und was klimafreundlicher ist (Natürlich könnte man auch da die Wärmepumpe im Winter einfach abschalten und mit Pellets zuheizen, aber das wird dann schnell viel zu teuer, weil man zwei Systeme installieren muss). Der einfache Slogan: „Mit Strom heizt man nicht“ - reicht zur Analyse nicht aus.

Wohlgemerkt, es gibt Gründe, sich gegen eine Heizung mit Photovoltaik und Wärmepumpe zu entscheiden, es kann das Geld sein (macht dazu einen Preisvergleich), es kann ein Sympathiefaktor sein (weniger Geräusche bei Solarthermie; einfacher zu verstehende Technik; bei Pellets keine Abhängigkeit vom großen Versorger, bei Wärmepumpen zusätzlicher Aufwand, Legionellen in Mehrfamilienhäusern zu vermeiden; keine Kühlmittel). Die Argumente können rational oder irrational sein (auch diese sind berechtigt), doch es wäre hilfreich, wenn sie in der Diskussion richtig benannt werden. Hoffentlich geschieht das in dem angekündigten Buch.


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Beantwortet 26, Okt 2014 von Geckler, Heinz (2,530 Punkte)
Hallo Michael Fuhs,

 

ich würde mir im gesamten Bereich der erneuerbaren Energien grundsätzlich mehr fairer Umgang mit "Wettbewerbs-Technologien" wünschen. AUch ich bin der Meinung, dass der oftmals gewählte Vergleich von Solarthermie und Photovoltaik sehr einseitig geführt wird. Ich ahbe für einen Vortrag, den ich selbst halten durfte, Zahlen aus den verschiedensten Studien mit eigenen Erfahrungen kombiniert. Das Ergebnis ist, dass folgende Energiekosten je kWh entstehen:

 

Öl:              10 bis 12 Ct. je kWh

Gas:             7 bis 10 Ct. je kWh

Solarthermie:          7 Ct. je kWh

PV-Strom:  10 bis 13 Ct. je kWh

Wärme aus PV + Wärmepumpe für Brauchwasser:   PV-Strom z.B. 12 Ct. je kWh / 4 = 3 Ct. je kWh

Das bedeutet, dass bei intelligenter Planung eines Komplettsystemes zu konkorrenzlos günstigen Preisen zumindest die Brauchwasser-Bereitung durch PV und Wärmepumpe erreicht werden kann. Außerdem hat der Betreiber einer solchen Kombination den Vorteil, dass alle überschüssige Energie gegen Einspeisevergütung ins Netz eingespeist werden kann. Bei solarthermischen Anlagen werden diese Überschüsse einfach nicht genutzt.

Infos über unsere Referenz-Anlage unter:

http://www.geckler.de/scripts/show.aspx?content=/info/aktuelles/news_04
Kommentiert 24, Mai 2017 von Axel Horn (448 Punkte)
Im Kostenvergleich ist ein Rechenfehler: man kann nicht einfach die 12 Ct/kWh PV Strom durch den COP 4 der Wärmepumpe teilen, weil die Kosten der zusätzlich erforderlichen Wärmepumpe im Wärmepreis einkalkuliert werden müssen.

Die Wärmepumpe ist keine "Sowieso-da"-Komponente. Als Hauptwärmeerzeuger betrieben verbraucht sie im Winter hauptsächlich Kohlestrom, und wenn die Kohlekraftwerke aus Klimaschutzgründen abgeschaltet weren, wird Heizstrom richtig teuer werden.

Auch der Vorteil, dass überschüssiger PV-Strom immer gegen Einspeisevergütung ins Netz verklappt werden kann, ist im Jahr 2017 schon anders zu beurteilen: an Sommertagen deckt sich die Einspeisung des PV-Stroms nicht mehr mit dem vorhandenen Bedarf im Stromnetz, sondern sorgt an windreichen Wochenendtagen für netzweite Ökostromüberschüsse, die erhebliche Mehrkosten verursachen. Darauf wird die Einspeisevergütung in Zukunft Rücksicht nehmen müssen - wenn der Ausbau der Photovoltaik nicht gestoppt werden soll.
Kommentiert 5, Jun 2017 von Geckler, Heinz (2,530 Punkte)
Hallo Axel Horn,
Ihr Einwand kommt meiner Meinung nach etwas zu spät. Zum Zeitpunkt, zu dem ich den ursprünglichen Kommentar formuliert hatte hätte ich tatsächlich die Kosten der Brauchwasser-Wärmepumpe in der Kalkulation berücksichtigen müssen. Das hätten sich die Erzeugungskosten um ca. 2 Ct je kWh erhöht. Bei einem COP von 4 ( der aber nur auf dem Datenblatt existiert ) also 0,5 Ct je kWh Wärmeabgabe. Selbst mit realen Werten gerechnet war bereits damals die Erzeugung von Warmwasser in der Kombination PV + Wärmepumpe die preiswerteste Möglichkeit zur Warmwasserbereitung. Wenn man dann noch berücksichtigt, dass aktuell Module wie z.B. von Solarwatt eingesetzt werden können, denen 30 Jahre Produkt- und Leistungsgarantie gewährt werden sinkt der Preis der PV-Stromerzeugung auf 30 Jahre betrachtet auf ca. 8 Ct je kWh selbst bei Berücksichtigung der Kosten eines kompletten Wechselrichtertausches. Also sollten wir in Zukunft nicht die Technologien gegeneinander ausspielen sondern uns überlegen wie unsere technischen Möglichkeiten am besten ausgeschöpft werden können.
Liebe Grüße, Heinz Geckler
Kommentiert 5, Jun 2017 von Axel Horn (448 Punkte)
Hallo Heinz Geckler,
zuerst mal: es ist eine gute Idee, die technischen Möglichkeiten optimal auszuschöpfen. Ich mache nur den Verfechtern der PV+Wärmepumpen-Lösung zum Vorwurf, sich die Rosinen der billigsten Solarwärme zu picken, aber bei schwacher Sonneneinstrahlung - vor allem im Januar und Februar - auf billigen Strom aus dem Stromnetz zu verlassen. Dieser kommt aktuell überwiegend aus Kohlekraftwerken. Wenn wir das Klimaschutzabkommen von Paris nicht ähnlich behandeln wollen wie D. Trump, dann werden die meisten davon in zwei, drei Jahren abgeschaltet, zeitgleich mit dem Abschluss des Atomausstiegs. Es geht also im Kostenvergleich um die Reservekraftwerksleistung und nicht um den Tausch eines Wechselrichters. Offenbar kam mein Einwand noch zu früh, so dass manche diese Kostenfalle nicht auf dem Schirm haben.
Auch die PV + WP Anlage kann wie die klassische Solarthermie mit Heizwasserpufferspeicher und lokalem Heizkessel (oder Wärmenetz) ohne teuren Spitzenlaststrom auskommen. Auf dieser Basis kann man projektweise entscheiden, mit welchen Kosten welche Technik die beste Lösung ist.
Herzliche Grüße,  Axel Horn
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