Warmwasser mit Solarstrom: Noch mehr Solarenergie im eigenen Haushalt nutzen

Von am 19. April 2017 in der Kategorie Energiemanagement mit 5 Kommentare
solarheating

Je mehr selbst erzeugte Solarenergie ihr im eigenen Haushalt verbraucht, desto effizienter ist eure Solaranlage. Eigenverbrauch hoch, Netzeinspeisung runter lautet also die Devise. Wer einen Batteriespeicher mit elektrischem Heizstab kombiniert, nutzt die größtmögliche Menge an Solarstrom selbst. Unser Kollege Manuel März bekommt dank der elektrischen Warmwasserbereitung warmes Wasser zum „Nulltarif“ und gönnt seiner Wärmepumpe in den Sommermonaten nun sogar eine Auszeit.

 

Eine Solaranlage mit Speichersystem war für Manuel März im Frühjahr 2014 der erste Schritt in die Unabhängigkeit von steigenden Stromkosten und vom Energieversorger. Er ist ein Experte in Sachen Solarenergie und seit zehn Jahren bei SMA unter anderem zuständig für die netzferne Stromversorgung. Dazu gehören energieautarke Alpenhütten ebenso wie die Stromversorgung für abgelegene Inseln. Es geht immer darum, die Energie dort zu erzeugen, wo sie gebraucht wird.

Das setzt er auch privat konsequent um: Seit Frühjahr 2015 hat er sich gemeinsam mit seiner Frau Rebecca seinen persönlichen Traum von einer vollständigen Nutzung der Solarenergie verwirklicht. Neben der Solaranlage mit Wärmepumpe ist die Energieversorgung nun zusätzlich mit zwei elektrischen Heizstäben AC ELWA-E der Firma my-PV ausgestattet. Sie helfen, die Strombezugskosten zu reduzieren und auch die Rechnung für Heizungs- und Warmwasser zu minimieren. Wie ein Tauchsieder wandeln die Heizstäbe im Warmwasser- und Heizungsspeicher überschüssigen Solarstrom effizient in Wärme um – stufenlos und netzkonform.

242,05KWh + 12,18KWh wurden nicht in das Netz eingespeist, sondern konnten selbst genutzt werden.

242,05KWh + 12,18KWh wurden nicht in das Netz eingespeist, sondern konnten selbst genutzt werden.

 

Warmes Wasser elektrisch erzeugen und Kosten sparen

Die thermischen Verbraucher Heizung und Warmwasserbereitung benötigen bis zu 75 Prozent des Energiebedarfs im Haushalt. Der durchschnittliche Verbrauch an Trinkwasser liegt in Deutschland bei rund 120 Litern täglich. Davon wird rund ein Drittel erwärmt, gemeinhin als Warmwasser oder Brauchwasser bezeichnet. Ein typischer Haushalt in Deutschland verbraucht durchschnittlich 22 Kubikmeter Warmwasser pro Jahr und muss dafür rund 300 € aufwenden. Die Kosten für die Warmwasserbereitung variieren je Kubikmeter und eingesetztem Brennstoff erheblich. Heizt man hingegen sein Wasser mit selbst erzeugtem Solarstrom, sind die Kosten gleich Null.

 

Die Eigenverbrauchsquote liegt bei 99%. Die Energie der AC-ELWA-E 006/008 wären ohne diese für 0,13€/KWh in das öffentliche Netz gegangen.

Die Eigenverbrauchsquote liegt bei 99%. Die Energie der AC-ELWA-E 006/008 wären ohne diese für 0,13€/KWh in das öffentliche Netz gegangen.

 

Familie März hat sich für eine Ost-West-Ausrichtung der Solaranlage entschieden – sie ermöglicht die solare Nutzung von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang. Diese Art der Ausrichtung liegt im Trend: Nicht mehr die reine Südausrichtung und die höchste Einspeisevergütung zählen, sondern der höchste Eigenverbrauch. Und genau das ermöglicht ein Heizstab, der überschüssige Solarenergie aus der PV-Anlage für die Warmwasserbereitung nutzt. Seit 2016 heizt das Ehepaar das Wasser zusätzlich über die AC ELWA-E im eigens sanierten Altbau mit Solarstrom aus der 10-Kilowatt-peak-Anlage. Anfängliche Bedenken, dass das Wasser nicht schnell genug oder nicht ausreichend zur Verfügung stünde haben sich nicht bewahrheitet. Die Steuerung der Stäbe übernimmt der Sunny Home Manager, der den Haushalt intelligent steuert und die Heizstäbe automatisch immer dann mit der entsprechenden Leistung aktiviert, wenn überschüssiger Solarstrom zur Verfügung steht. Nach dieser Reihenfolge wird der Eigenverbrauch an jedem einzelnen Tag über das gesamte Jahr optimiert:

 

1.  Haushaltsgeräte versorgen: Große Haushaltsverbraucher wie Waschmaschine und Geschirrspüler können so programmiert werden, dass sie mit Solarstrom laufen.

2.  Batterie laden: Die Batterie stellt Solarenergie für die Abend- und Nachtstunden zur Verfügung. Regelmäßige Lade- und Entladezyklen erhöhen die Lebensdauer der Batterie.

3.  my-PV Heizstab ELWA_006 (Sommer) aktivieren und Warmwasser erzeugen: Die AC ELWA-E wird bei Überschussenergie aktiviert und erhitzt das Wasser zum Kochen, duschen, Hände waschen.

4.  my-PV Heizstab ELWA_008 (nur im Winter) aktivieren und Heizungswasser erzeugen: Die AC ELWA-E wird über Solarenergie versorgt und erhitzt das Wasser zum Heizen des Hauses.

 

Durch das intelligente Energiemanagement konnten 96% der erzeugten Energie selbst genutzt werden. Der Netzbezug konnte im vergangenen März um 62% (Autarkiequote) reduziert werden.

Durch das intelligente Energiemanagement konnten 96% der erzeugten Energie selbst genutzt werden. Der Netzbezug konnte im vergangenen März um 62% (Autarkiequote) reduziert werden.

 

Wärmepumpe schonen und Lebenszeit verlängern

Zwar hat die ELWA im Hause März die niedrigste Priorität, aber sie ermöglicht in den Sommermonaten ein vollständiges Abschalten der Luft-Wasser-Wärme-Pumpe. Und das erhöht die Lebensdauer des Geräts – was nicht läuft, kann auch nicht kaputt gehen. Der Heizstab selbst ist weitgehend wartungsfrei. Je nach Kalkgehalt im Wasser ist es ratsam, Verkalkungen mit einer Filterpatrone vorzubeugen. Denn Kalk, der sich ähnlich wie im Wasserkocher ablagert, wirkt isolierend und kann den Energieumsatz des Heizstabs verringern.

Und noch eine Besonderheit hat der sanierte Altbau zu bieten: Geheizt wird das Haus über einer Warmwasser-Deckenheizung. Die besonders energiesparende Funktionsweise lässt sich gut mit der Wärmepumpe kombinieren und ermöglicht auch im Altbau eine niedrige Vorlauftemperatur von 35°C. Die angenehme Strahlungswärme mag nicht nur Katze Mohrchen, auch Freunde und Bekannte sind immer wieder positiv überrascht. Ein weiterer positiver Nebeneffekt der Raumheizung: Störende Heizkörper verschwinden und auch „Wollmäuse“ gehören aufgrund der nicht auftretenden Luftzirkulation der Vergangenheit an.

Das Argument, dass die Wärmepumpe eine längere Anlaufzeit und entsprechend mehr Energie für das Aufwärmen benötigt, wenn sie wieder eingeschaltet ist, lässt März übrigens nicht gelten. Die Schonung der Pumpe hat für ihn Vorrang. Und wenn dann tatsächlich etwas mehr Energie als sonst benötigt wird, sei das keinesfalls wild – schließlich kommt die Energie zum Nulltarif aus der Solaranlage.

 

100% Unabhängigkeit!

100% Unabhängigkeit!

Der my-PV Heizstab AC ELWA-E - die Quietscheente ist serienmäßig

Der my-PV Heizstab AC ELWA-E – die Quietscheente ist serienmäßig

Steckbrief „Solares Heizsystem“

Um den Eigenverbrauch ihres selbst erzeugten Solarstroms zu steigern, ergänzte Familie März aus Borken im Frühjahr 2016 ihr netzgekoppeltes Speichersystem um den my-PV Heizstab AC ELWA-E. Das so entstandene hybride Speichersystem ermöglicht die vollständige Nutzung des selbst erzeugten Solarstroms. Erst, wenn alle Verbraucher versorgt, die Batterie geladen und das Wasser elektrisch erwärmt ist, speist Familie März Solarstrom ins Netz.

Die AC ELWA-E sind über Ethernet ins intelligente Energiemanagement mit dem Sunny Home Manager eingebunden. Sie sind von null bis drei Kilowatt stufenlos regelbar, passen ihre Leistung im Sekundentakt

dem Stromangebot an und verbrauchen im Stand-by-Modus lediglich 1,5 Watt.

Der Sunny Home Manager steuert die Energieflüsse so, dass zunächst der Eigenstrombedarf gedeckt, dann die Batterie geladen wird und der restliche Solarstrom die Gebäudeheizung und das Warmwasser versorgt. Der Pufferspeicher wirkt als thermischer Sammler für die Solarenergie vom Dach.

Solaranlage: 10 kWp Ost-West-Ausrichtung, 62° Dachneigung

Wechselrichter: SMA Sunny Tripower STP8000TL-20, 3 x Batterie-Wechselrichter Sunny Island 4.4M-11

Batterie: Exide SH48V16.0-B
Verschlossenen Blei-Batterien mit bis zu 3800 Zyklen bei 50 % DOD (Entladetiefe)
Gesamtkapazität 330Ah (entspricht 16KWh). Nutzbare Kapazität etwa 8kWh

Steuerung: Sunny Home Manager, SMA Energy Meter, SMA Sunny Sensor Box

Heizung: Luft- Wasser-Wärmepumpe für Trink- und Heizungswasser, Trink- und Heizungswasserspeicher sind jeweils mit einer E-Heizung  ausgestattet

Warmwasserbereitung: AC ELWA-E

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Alles zum Thema Text im Bereich netzferne Anlagen.
Meine Themen:
Alles rund um Off-Grid Solutions.
Was selbst meine Kollegen nicht von mir wissen:
Ich hab mal „Manowar“ interviewt.

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5 Kommentare

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    Daniel

    25. April 2017 um 19:38

    Hallo ich habe auch die AC Elwa E und einen Sunny Boy Storage mit Tesla Heimspeicher. Ich habe das Problem das bei mir der Heizstab vorrang vor der Batterie hat. Ist es möglich das so einzustellen das erst die Batterie vollgeladen wird und dann der Heizstab einschaltet sozusagen nur bei Überschuss. Es wird bei mir halt nicht die Batterie bevorzugt.

    Antworten »
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    Gerhard Rimpler

    21. April 2017 um 23:01

    Der Unterschied zur Wärmepumpe liegt in der 100%igen Regelbarkeit der AC ELWA-E gegenüber der Wärmepumpe. Damit ist perfektes Überschuß-Management möglich.
    Mit dem Sunny Home Manager ist es übrigens kein Problem, auch die Wärmepumpe gegebenenfalls dazu zuschalten. Damit ist dies auch eine perfekte uns sehr preiswerte Ergänzung zur Wärmepumpe.
    Bei diesem Projekt wurde auf die möglichst geringe Betriebsdauer der Wärmepumpe gelegt, sofern überschüssige PV-Energie vorhanden ist.
    Außerdem wird Rückspeisung zunehmend ökonomisch uninteressant. Wenn die eigene PV Anlage viel Strom bringt, dann machen das die anderen 45GW installierten meistens auch > teilweise bereits negative Strompreise an den Strommärkten.

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    Jürgen

    20. April 2017 um 07:31

    Hallo zusammen,
    wäre die Nutzung der ohnehin vorhandenen Wärmepumpe nicht die viel effizientere Form der Stromverwendung? Diese braucht doch nur ein Drittel des Strom eines Heizstabs, wodurch man Zweidrittel einspeisen könnte.

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      Stefan

      20. April 2017 um 14:36

      Hallo Jürgen,

      ähnlich habe ich es mit der WWS 20 von Stiebel gelöst mit dem Nebeneffekt nicht nur warmes Wasser zuhaben, sondern auch klimatisierte Wechselrichter und Akkus.

      Grüße
      Stefan

      Antworten »
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      Markus

      23. April 2017 um 07:51

      Hallo Jürgen, bitte nicht vergessen, das gerade bei der Warmwassererzeugung die Wärmepumpe mit höherer Belastung läuft. Dadurch gehe ich auch von einem höheren „Verschleiss“ aus. Ich verwende zusätzlich über den Sunny Home die Energie die durch die Wirkleistungsbegrenzung abgeregelt würde… Somit ist dieser Solarstrom noch mal günstiger bzw „kostenlos“ da auch keine Einspeisevergütung erfolgen würde..
      Stromkosten Versorger 25 Cent
      Einspeisevergütung (bis 70 %) 11 Cent

      Ich habe es mit einem Heizstab mit 1KW/h umgesetzt und bin sehr zufrieden. Brauchwassereinstellung Wärmepumpe 42 Grad, rest macht der Heizstab (bis 85 Grad).

      Antworten »

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