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   Energieeffizient Bauen

Bereits bei der Bauplanung unseres neuen Hauses stand die Frage: Wie soll das Energiekonzept für Heizung und Warm-Wasserbereitung aussehen?
 

Die guten Erfahrungen mit einer Luft- Wasser Wärmepumpe, die wir bereits in unserem Haus in Magdeburg sammeln konnten, veranlassten uns wiederum ein solches System zu verwenden. Eingebaut haben wir eine Wärmepumpe der Firma  Alpha innoTec mit einem zentralen 180 Liter Warmwasserspeicher. Der ermittelte  Jahresverbrauch (12 jährige Nutzung) belief sich auf 4.900 kWh pro Jahr.  Wir erreichen mit unserem Bungalow einen Endenergiebedarf von 34,7 kWh (m²*a) bei einem Primärenergiebedarf von 59,6 kWh (m²*a)


 

Der Endenergiebedarf bezeichnet die Energie, die tatsächlich im Wohngebäude genutzt wird.
Bevor diese End- Energie jedoch genutzt werden kann, wird für deren Bereitstellung eine größere Energiemenge benötigt:
(Förderung der Energieträger, Umwandlungsprozesse, Energietransport und Verluste)
Diese Energiemenge bezeichnet man als Primärenergiebedarf.


Wärmegewinnung durch Strahlungswärme

Unterstützend für die Wärmeversorgung des Hauses ist der Wintergarten. Dieser liefert bereits bei Sonneneinfall in den Wintermonaten   ausreichend Wärme. An sehr kalten Tagen  unterstützt - bei Bedarf - ein Specksteinkamin die Fußbodenheizung. Die große 800 kg Specksteinmasse, des Kamins, erzeugt durch ihre langwelligen Infrarotstrahlen wohlige und anhaltende Wärme. Zusätzlich sichert uns dieser Kamin stromunabhängiges Heizen bei Stromausfällen. 
 

Welche Wärmepumpenart  ist sinnvoll?
Die Entscheidung zwischen den verschiedenen Wärmepumpenarten fiel  auf eine Luft -Wasser WP. Mittlerweile erreichen Luft-Wasser -Wärmepumpen ähnliche gute COP- Werte wie Erdwärmepumpen oberhalb ihres Bivalenzpunktes. Erdwärmepumpen mit einem Sondenfeld auf dem Grundstück verzögern die Vegetation im Frühjahr und erfordern  aufwendige Erdarbeiten. Zudem geht diese Fläche "verloren" für das  Anlegen eines Teiches oder  Anpflanzungen mit Bäumen oder Sträuchern. 
Durch die erkennbare Zunahme milderer Winter der letzten Jahre erhöht sich der Wirkungsgrad der Anlage und wir müssen nicht mit einer kostenaufwendigen 
Leckage des Sondenfeldes oder der Tiefenbohrung rechnen.            

Photovoltaik und Speichertechnik
Fest stand, dass wir solare Energie aus Photovoltaik nutzen werden. Damit verbunden ist eine nicht unerhebliche Investition. Zumal seitens der Regierung eine deutliche Absenkung des Preises für selbst erzeugten und in das Netz eingespeisten Strom vorgesehen war. Leistungsfähige Solar- Module wurden einerseits durch Importe preiswerter, andererseits lohnte es sich nicht mehr für 9 Cent pro kWh Strom (Stand 2020) zu verkaufen. (2017 waren es noch 12,1 Cent.) Diese Überlegung führte dazu, einen größtmöglichen Anteil der erzeugten Energie selbst zu nutzen. Für eine vom Versorger bezogene kWh sind ca. 30 Cent fällig (Stand 2020) und eine selbst erzeugte kWh liefert die Sonne gratis. Deshalb war klar, das eine solche Anlage in der heutigen Zeit sich nur dann in 15 bis 20 Jahren amortisiert, wenn möglichst viel Energie für den Eigenbedarf genutzt wird. 
Und das geht nur zusammen mit einem entsprechend ausgelegtem Energiespeicher.

Lithiumionenspeicher und die dazugehörige Elektronik für das Lademanagement für die Einspeisung überschüssiger Energie in das Niederspannungsnetz werden von vielen Herstellern angeboten. Voraussetzung für eine richtige Dimensionierung des Speichers ist die Kenntnis über die benötigte Energiemenge in den Abend- und Nachtstunden. Diese schwankt Jahreszeit bedingt und wir ermittelten Werte zwischen 3 kWh und 4,8 kWh. Wir entschieden uns für eine Anlage mit einer Modulleistung von 7 kWp, einem Lithium-Eisenphosphat - Speicher mit 6 kWh (erweiterbar auf 10 kWh) mit einer AC- DC Kopplung durch einen Hybridwechselrichter der Firma FRONIUS. Dieses System bietet zugleich die Möglichkeit, alle Leistungsparameter der Anlage über WLAN - und Internet zu erfragen, grafisch darzustellen und über beliebige Zeiträume zu erfassen. 
          
Veränderungen:

Nach 5 Jahren Betriebszeit der PV-Anlage mit einer guten Energiebilanz kamen wir zu dem Entschluss:

  • Vergrößerung des Kollektorfeldes auf der Süd- Westdachfäche des Hauses um 9,2 kWp zusammen mit einem  Hybrid- Wechselrichter (Fronius GEN24/8) in Verbindung mit einer BYD- Batterie (HVS 7,7kWh)
  • Nutzung der automatischen Notstromfunktion des Fronius GEN24/8 Wechselrichters.
  • Die Zusammenlegung beider PV- Anlagen ergibt jetzt einen 16 kWp Solargenerator, 12 kWh Batteriekapazität (netto).
    Dadurch macht es Sinn die Wärmepumpe mit solarer Unterstützung zu betreiben.
    Die Steuerung des Gesamt- Systems erfolgt durch drei Smart- Meter.
  • Ersetzen der getakteten WP von Alpha-innoTec durch eine modulierende WP (Vaillant Arotherm Split VWL 75/5 AS mit Unitower VWL)
  • Kauf eines PHEV- PKW (Plug-in-Hybrid), um überschüssige Elektroenergie in der Fahrzeugbatterie zu speichern.
  •  Gemeinsame Nutzung des erzeugten Solar- Stromes für Haus- und WP- Strom.
    Ausbau des alten WP- Stromzählers (HT, NT).
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    Vom 1. Januar bis 30. Dezember 2022 ergaben sich folgende Daten:
    • Solarproduktion: 15895 kWh
    • Energiebezug vom Versorger:  2680 kWh
    • Netzeinspeisung: 11317 kWh
    • Vergütung für Solarenergie- Einspeisung: 9,59 Cent/kWh (Mischwert aus beiden Anlagen)
    • Kosten für Energiebezug vom Versorger in 2022:  29,8 Cent/kWh

      Daraus errechnet sich ein Überschuss von ca. 293 Euro zum 30. Dezember des ablaufenden Jahres.
      Die Autarkie der Anlage beträgt ca. 68% bei einem Direktverbrauch von 44%.
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Ausblick
In den letzten Monaten haben sich die Öl- und Gaspreise und die Preise für elektrischen Strom enorm verteuert. Das führt in den nächsten Monaten und Jahren zu beträchtlich höheren  Energiekosten.
Die Zukunftsaussichten für fallende Energiepreise sehen- dank der katastrophalen Energiepolitik der letzten Jahrzehnte- nicht sehr rosig aus. Die sichere Versorgung mit Elektroenergie aus Wind- und Solaranlagen wird immer problematischer. Wir müssen in den nächsten Monaten oder Jahren mit temporären Stromabschaltungen
rechnen.
Aber bei allen Problemen, die mit den Energiepreissteigerungen verbunden sind ist eines doch positiv:
Die Kosten der Anlage amortisieren sich einige Jahre früher.

 

Link zu den Daten:  Energiebedarf Wohngebäude mit WP- Heizung und Photovoltaigbetrieb

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Energiekosten für ein Einfamilienhaus mit WP- Heizung ohne Nutzung von Solarstrom

Bei einem jährlichen Verbrauch von ca. 8000 kWh für Haushalts- und Heizstrom und einem angenommenen Bezugspreis von 45 Cent pro kWh betragen  die  Energiekosten im ersten Jahr 3600 €. Diese Kosten werden sich mit Sicherheit erhöhen.
Bei durchschnittlich angenommenen jährlichen Preissteigerungen von moderaten 3% oder 5% errechnen sich
folgende Beträge:
 

nach

           kumulierte Energiekosten

Jahren
           3% 5%
10               41270 €  45280 €
15              66956 €  77683 €
20              96733 €   119037 €

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Aktuelle Netzfrequenz 

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