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Erneuerbare Energien

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Mit der Solar-Kombi sparen

Text: Henning Schulz, Stiebel Eltron Foto, Grafik: David Franklin/iStockphoto, Stiebel Eltron
Einzellösungen gehören auch in der Haustechnik der Vergangenheit an. Gesamtsysteme berücksichtigen Stromerzeugung, Stromverbrauch, intelligentes Management und Speicherung. Dabei entscheidet der Hausbesitzer, welche Bausteine er einsetzt - etwa, um möglichst viel Strom der eigenen Photovoltaik-Anlage selbst zu verbrauchen.

Wer heute eine Photovoltaik-Anlage errichtet, profitiert von stark gesunkenen Anlagenpreisen. Alles in allem produziert die Anlage den Strom für rund 16Cent pro Kilowattstunde. Angesichts der deutlich zurückgefahrenen Förderungen ist es daher wirtschaftlich sinnvoll, so viel selbst erzeugten Strom wie möglich auch selbst zu verbrauchen. Die Initiative „Project Energy e“ von Stiebel Eltron demonstriert Wege, den Eigenverbrauch deutlich zu steigern.

Rechnung für Referenzgebäude

Wie Hausbesitzer von Smart-Home-Lösungen profitieren können, lässt sich mit Hilfe einer Rechnung zeigen. Als Grundlage dient ein Referenzgebäude, das nach und nach mit verschiedenen Techniken ausgestattet wird. Für jeden Ausstattungsschritt wurden die Ergebnisse für das Musterhaus neu berechnet. Dabei ist zu beachten: Die Daten sind Beispielannahmen. Der Eigenverbrauch und davon abgeleitete Angaben sind in hohem Maße abhängig von den Nutzergewohnheiten, der Gebäudebauweise und von Wettereinflüssen.

Ausgangspunkt ist ein Neubau mit einer Gesamtwohnfläche von 180 Quadratmetern und Fußbodenheizung, den eine vierköpfige Familie bewohnt. Der Haushaltsstromverbrauch wird mit 4000 Kilowattstunden pro Jahr angesetzt. Die gleiche Menge Strom fließt in dem Musterhaus in die Haustechnik - ein Lüftungsintegralgerät mit Wärmepumpe, das für Heizung, Warmwasserbereitung sowie Be- und Entlüftung des Hauses zuständig ist.

Es wurde ein Strompreis von 25Cent pro Kilowattstunde angenommen sowie eine jährliche Strompreiserhöhung von fünf Prozent. Abrechnung und Messung von Haushaltsstromverbrauch und dem Stromverbrauch für die Anlagentechnik erfolgen über einen Zähler. Es wird kein Wärmepumpentarif genutzt.

Auf dem Dach des Musterhauses verrichtet eine Photovoltaikanlage mit rund 35 m 2ihren Dienst, was etwa fünf kWp Leistung entspricht. Man geht davon aus, dass die Anlage pro Jahr durchschnittlich etwa 4750 kWh Strom produziert. Allein durch die direkte Kopplung der PV-Anlage mit der Luft-Wärme-Zentrale können nach den Berechnungen bis zu 44 Prozent des erzeugten Stroms vom Dach direkt vor Ort verbraucht werden.

Knapp über 50 Prozent Eigenverbrauch sind machbar, wenn zusätzlich ein thermischer Speicher zum Einsatz kommt, der Heizungswasser vorhält. Wenn die Energie im Haus noch intelligenter verwaltet wird, ist es sogar möglich, über 60 Prozent des PV-Stroms lokal zu verbrauchen.

Möglich macht dies beispielsweise der Sunny Home Manager von SMA. Das Gerät erfasst nicht nur alle elektrischen Energieflüsse in Echtzeit, sondern empfängt auch standortbezogene Prognosen der PV-Leistung und erlernt das Verbrauchsverhalten der Hausbewohner. Auf Basis all dieser Daten kann er automatisch und vorausschauend planen und zeitlich flexible Stromverbraucher so ansteuern, dass sie möglichst vollständig mit günstigem Solarstrom betrieben werden.

Die Erhöhung des Eigenverbrauchs hat direkte Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage. Dafür wurden die jeweiligen Energiekosteneinsparungen im Vergleich zu einem Haus ohne PV-Anlage errechnet. Über 20 Jahre gerechnet sehen die Zahlen für die zusätzliche Nutzung der Komponenten wie folgt aus:

  • PV-Anlage: etwa 26.000 Euro

  • Thermischer Speicher: 27.600 Euro

  • Intelligentes Energiemanagement: 29.900 Euro

  • Batteriespeicher: 32.400 Euro.

Die Zahlen ergeben sich aus dem nicht gekauften Strom (Energiekosteneinsparung) und der Einspeisevergütung mit aktuellen Daten. Dabei sind Inflation, Preissteigerungen, Förderbedingungen und so weiter berücksichtig.

Die vier genannten Bausteine - PV-Anlage, Pufferspeicher, Luft-Wärme-Zentrale inklusive Wärmepumpe sowie das intelligente Energiemanagement - verfügen über optimierte Schnittstellen und sind im dritten Quartal 2013 verfügbar.

Der fünfte Baustein für eine möglichst weitgehende Eigenstromnutzung ist der Einsatz eines Batteriespeichers von SMA, der voraussichtlich im zweiten Halbjahr 2013 auf den Markt kommt. Bezieht man den Speicher in die Rechnung mit ein, können über 70 Prozent des Stroms vom eigenen Dach direkt im Haus verbraucht werden.

Das Haus der Zukunft

Die Paketlösung für das Haus der Zukunft ist Kern des „Projects Energy e“. Die Initiative basiert auf der Philosophie, dass im Haus der Zukunft Strom aus regenerativen Quellen die bestimmende Energieform sein wird. Nur mit Strom als universeller Energieform und Leitmedium der Energiemärkte kann das Haus seinen Platz in der Energiewende finden und die unbestritten vorhandenen Möglichkeiten, die diese Entwicklungen mit sich bringen, nutzen. Dazu gehört die Stromerzeugung genauso wie die Speicherung, ergänzt durch ein intelligentes Management des Energieflusses im Haus und der Kommunikation mit einem intelligenten öffentlichen Netz, dem Smart Grid.

Wärmepumpen für die Netze

Für das Smart Grid sind „intelligente“ Verbraucher im Haus nötig, deshalb bietet Stiebel Eltron Wärmepumpen mit dem sogenannten SG-Ready-Siegel des Bundesverbandes Wärmepumpe an.

Eine SG-Ready-Wärmepumpe kann zukünftig geplante variable Stromtarife ideal nutzen: Sobald der Energieversorger preisgünstigen Strom anbietet, passt die Wärmepumpe ihre Betriebsweise daran an. Dann gewinnt sie Umweltenergie aus dem Erdreich, der Umgebungsluft oder dem Grundwasser und speichert die wirtschaftlich und umweltfreundlich erzeugte Wärme in einem Puffer- oder Warmwasserspeicher und bieten damit ein hohes Einsparpotenzial und eine riesige Speicherreserve für volatil erzeugte Energie.

So aktiviert größtmögliche Autarkie im Einklang mit Energieeffizienz enormes wirtschaftliches Potenzial.

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