Mit der Sonne durch den Winter

Klimawende Passivhaus- und Autarkiekonzepte
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Hallo,

ich versuche gerade ein bisschen durchzurechnen wie viel PV notwendig ist, um rein solar durch den Winter zu kommen. Damit meine ich, dass das Thema Wohnen, also Stromverbrauch im Haushalt und Heizung, im Durchschnitt rechnerisch vollständig durch Photovoltaik sein sollte. Ein Elektroauto fällt nicht darunter.

Randbedingungen sind in meinem Fall:

  • Passivhaus Baujahr 2013
  • Solarthermie für Warmwasser
  • Gasbrennwert für Heizung und Warmwasser
  • Heizperiode in der Regel 3 Monate
  • Gasverbrauch diesen Winter 250m3, um auf der sicheren Seite zu bleiben wären 400m3 anzusetzen, also ca. 4000kWh
  • Stromverbrauch wäre ohne BKW bei 2800kWh
  • Flachdach mit Platz für eine Palette PV-Module, also Maximum 16kWp
Mit einer Wärmepumpe werden aus den 4000kWh ca. 1300kWh, also etwa 15kWh pro Wintertag. Zusammen mit dem übrigen Strom 22kWh pro Tag. Mein BKW (1100kWp) liegt flach auf dem Dach und liefert im Winter fast nichts, konkret 50kWh in den letzten 90 Tagen. Wenn ich den Ertrag des BKWs auf eine 16kWp-Anlage hoch rechne, dann sind das 8kWh pro Tag, also gerade genug um den Haushaltsstromverbrauch zu decken. Die Größenordnung stimmt schon als, es bräuchte aber fast die dreifache Anzahl an Modulen um den Tagesverbrauch zu decken. Machbar, wenn ich den Garten in einen Solarpark umwandeln würde. Schöner wäre natürlich ein Langzeitspeicher. Da sollen aber erstmal ein paar Early-Adopter die Entwicklungskosten finanzieren.

Ein paar Erkenntnisse aus diesem Gedankenexperiment:

  • Auf ein Jahr gerechnet ist mehr als genug Energie da.
  • Netzanschluss ist sinnvoll, alleine schon um die Energie loszuwerden.
  • Die Energie zu erzeugen kostet nicht die Welt, vorausgesetzt man kann genug Eigenleistung einbringen.
  • Die Energie zu verbrauchen erfordert eine teure Wärmepumpen. Bei derzeit unter 400€ im Jahr für Erdgas rechnet sich der Einbau niemals. Gas muss teurer werden!
  • Ohne Kurzzeitspeicher von ca. 10kWh für Haushaltsstrom geht es nicht.
  • Das Haus selbst lässt sich als thermischer Speicher einsetzen. Wenn die Bude auf 24 Grad aufgeheizt ist, dann kann die Heizung für 2 Tage ausgeschaltet bleiben.
Fazit: Irgendwoher müssen im Schnitt 1000W zugeführt werden.

Mich würden Erfahrungswerte ähnlicher Setups interessieren.

Markus

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Im Sommer wirst du 12 000kWh einspeisen. Wenn du dafür 7,5ct bekommst sind das knapp 900€. Mit deinem 10kWh Akku sorgst du dafür, dass du nur 11 000kWh einspeist. Das sind 825€. Du ersparst dir den Einkauf von 1000kWh für 20ct (200€ bei Ausfall von 75€ für die Einspeisung). Im Sommer benötigst du nur ganz wenig Strom für die Wärmepumpe für Warmwasser, da die Solarthermie genug liefert. Sagen wir du musst noch 300kWh einkaufen wenns mal lange regnet etc. = 60€ Kosten.

825€-60€ = 765€ Plus

In den Übergangsmonaten wirst du 3000kWh einspeisen können (225€) . Auch hier kannst du was nutzen, du kannst sogar mehr nutzen weil du nun öfter mal Warmwasser aufheizen musst, die Heizung verbraucht ca. 25% deines Verbrauchs und damit brauchst du ca. 1000kWh Strom zu deinem Haushaltsstrom.Das reduzierst du nun mit der Wärmepumpe in den Übergangsmonaten mit COP5 auf ca. 200kWh Verbrauch. Also brauchst du 7,790+200 = 893kWh. 80% kannst du selber nutzen = 700kWh selber nutzen. Bleiben 2300kWh Einspeisung (170€) und eingespart (7000,2= 140€ - 55€ Einspeisung) = 255€. Einkaufen musst du die ca. 20% = 180kWh*0,2 = 36€

170€-36€ = 134€ Plus

Im Winter erzeugst du nur nen Furz. 1000kWh. Einspeisen wären 75€. Kannst du alles selber verbrauchen. Du brauchst 7,7*90= 693 + 3000kWh (von dir berechnet). Bei COP3 (Kernwinter, COP sinkt) sind das 1000kWh Strom. Ergo: 1693kWh - 1000kWh = 693kWh bis ca. 1000kWh die du im Winter kaufen musst.

Kosten: 200€

Fazit: 765€ Plus + 134€ Plus - 200€ = 700€ Plus (abzüglich der Kosten für die Wärmepumpe und die große PV-Anlage)

Bei 0,3€ Kosten für Strom sind es: 735€ + 116€ - 300 = 551€ Plus

Würdest du einen Heizstab verwenden:

765€ Plus + 55 Plus² - 538€³ = 282€ Plus

² (7,790+1000 = 1693kWh Strom * 0,8 = 1354; = 339kWh kaufen; 1646 verkaufen; 123€ Einnahmen ;68€ Kosten)

³ (7,790+3000 = 3692kWh Strom, 1000kWh Erzeugung = 2692kWh kaufen; = 538€ Kosten)

Bei 0,3€ Kosten für Strom sind es: 735€ + 21,3€ - 808€ = 52€ Minus

Das heißt bei niedrigen Stromkosten kannst du mit der Kombination Wärmepumpe und PV Anlage im Jahr ca. 700€ gutmachen (nagel mich nicht fest, wir rechnen hier ja mit fiktiven Verbräuchen der Wärmepumpe im Winter, du hast zwar wenig Verbrauch, aber wenn dieser NUR in den Kernwintermonaten WÄRE, also genau da wo die Wärmepumpe nur mit COP2,5 oder COP2 arbeitet, wäre das extrem ungünstig für den Stromverbrauch!) Bei "hohen" Stromkosten und einem Heizstab würdest du im Jahr 52€ Minus machen.

Ob dir nun die 650€ pro Jahr Ersparnis für eine Wärmepumpe reichen, ob der Strompreis exzessiv steigt (vor allem der Winter ist interessant weil du DANN den Strom brauchst, ICH kann das nicht prognostizieren), wer weiss.

Desweiteren musst du dann gegenrechnen, was bezahlst du JETZT eigentlich? Du bekommst bei der Kombination nicht nur die 700€ plus, du sparst auch die 250m³ Gas plus Grundgebühr, 400€ im Jahr? Also sparst du gegenüber Gas 1100€. Steigt jedoch der zu kaufende Strompreis, sinkt deine Einsparung weil du im Winter kaufen musst....

DAS glaube ich nämlich auch. Was dir helfen kann ist eine etwas größere PV. Vielleicht mit 5kWp und einem 10kWh Akku. Damit kannst du deinen Sommerverbrauch Haushaltsstrom fast decken und ein wenig in der Übergangszeit. Im Winter siehst du ja selbst. :wink: Vielleicht machst du es auch andersherum und kochst mit Gas statt Strom.... weil die Netzgebühren und Stromkosten noch höher sind.

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exakt das lohnt niemals

ich komme zum selben ergebnis

gas kann garnicht so teuer werden das es sich rechnet, denn dann ist d am arsch(ist es bei den aktuellen preisen schon sowiso)

bräuchte auch um die 4000kwh im winter erzeuge das auch mit einer effezienten brennwerttherme im neubau

selbst wenn ich 1000kwh natrium akkus für 10000eur in die garage stelle lohnt sich das nicht. über picea oder wasserstoff brauche ich garnicht reden...

ich habe keine probleme damit gas zu verbrennen auch keine probleme damit wenn es dämnächst wieder aus russland kommt

vor 2022 hatte ich gaskosten aufs jahr gerechnet von 300eur jetzt 400eur alles inkls grundgebühr, das ist doch ein witz.

für gez medien zahlen manche im jahr schon 200eur und das komplett sinnbefreit

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Ich darf ja nur paar wenige Panels wegen Vermieter. Ich hab ca. 400W 80-85° auf SW und ca. 800W 90° auf SO, das wurde mir erlaubt. Damit krieg ich meinen 3kWh-Speicher die meisten Tage geladen, jedenfalls war der nur insgesamt 3-4 Wochen kritisch leer diesen Winter. Kommt von den Bergen ringsum, um die Sonnenwende rum gabs nur 3-4h Strom und Licht

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Trotz Passivhaus musst Du 3 Monate heizen. Ich vermute eine sehr niedrige VL Temperatur, bei etwa 30 °C selbst an kalten Tagen mit Minusgraden. Es gibt mittlerweile Inverter LWWP Monoblocks, die ohne Pufferspeicher an die Zentralheizung angeschlossen werden können. Die Investition dürfte mit Installation bei etwa 5-6.000 EUR liegen.

Im Passivhaus sollte der nächtliche Temperaturabschwung überschaubar sein. Somit würde es sich lohnen die LWWP tagsüber, bei den höheren Temperaturen intensiv laufen zu lassen und die kalten Nächte und Vormittage auszusparen, die Anlage also ausgeschaltet oder bei minimal möglicher Leistung fahren zu lassen. Bei sehr kalten Tagen <-5°C scheint tagsüber in der Regel die Sonne. An diesen Tagen würde die LWWP in den Sonnenstunden durch die PV betrieben werden können. Aufgrund Deiner schon jetzt sehr vorteilhaften Situation dürfte dies die effizienteste Möglichkeit sein.

Das eine Inverter LWWP direkt, ohne Pufferspeicher erfolgreich betrieben werden kann, erlebe ich am eigenen Haus. Wir haben zwar kein Passivhaus, liegen mit der VL Temperatur aber bei max. 40 °C bei -10 °C Außentemperatur. Bei den aktuellen Temperaturen liegt der VL bei 27 °C. Diesen Winter haben wir vielleicht 37 °C VL bei max -8 °C AT fahren müssen. Die Inverter LWWP lasse ich 24h durchlaufen. An sehr kalten Tagen wird mit einem Durchlauferhitzer etwas nachgeholfen. Das war diesen Winter bei 9 Tagen im Januar bzw. 2 Tage Anfang Dezember der Fall. Die Ergänzung belief sich im Schnitt auf 30% des Tagesverbrauchs. 64 kWh (Peak=79 kWh) Tagesverbrauch waren an diesen kalten Tagen notwendig. Im Schnitt für die bisherige Heizperiode liegen wir gerade bei 25 kWh Tagesverbrauch. Zum Ende des Winters wird sich der Schnitt auf etwa 22 kWh belaufen. Wir haben 7 Monate Heizperiode.

Das dürfte bei Dir insgesamt wesentlich besser ausfallen. Erwarten würde ich 30-50% niedrigere Werte.

Ich habe den Link schon mehrfach gepostet. Das soll keine Werbung sein. Es ist nur das einzige Produkt für diesen Ansatz, das ich bisher kenne. Wir haben eine Pool-WP im Einsatz.

  • https://danyon.de/produkt/waermepumpe-da-hp-12-230/#ga-1
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Fehlt da ein Minus?

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@win, danke für den Hinweis. Wurde im Text oben korrigiert.

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Fehlt da ne 1 zwischen Minus und Fünf?

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Die Sonne scheint eigentlich unabhängig von der Temperatur. Die Frage ist eher, ob es Wolken gibt, die diese verdecken :wink:

Und ob die tiefstehende Sonne die Solarpanels trifft, wenn andere Häuser dazwischen stehen.

Ich weiß nicht wo Ihr wohnt, aber hier im Köln/Bonner-Raum scheint die Sonne nicht, nur weil es unter -5 Grad Celsius ist. Zumindest dieses Jahr und letztes Jahr kann ich behaupten, dass die Temperatur nichts mit der Sonneneinstrahlung zu tun hat.

Das mag in Süden mit richtig Schnee und ohne Wolken bei diesen Temperaturen anders aussehen.

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Was ich nicht verstehe: Warum verbraucht ein Passivhaus überhaupt so viel Energie im Winter?

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Ja, das Problem am Winter ist aber eher die Länge der Tage.
Hier Südbrandenburg, ist -5° auch eher normales Wetter ohne Garantie auf Sonne. Aber wenn sie mal scheint, brauche ich die Heizung dann auch nicht so dringend.
Im Schlafzimmer sind noch 24.5°C in der Spitze waren es über 32°C, ich glaube, im Passivhaus wird der Effekt sicher noch größer sein.
Eine einmal falsch gewählte Heizung in Hausern mit halbwegs aktuellen Dämmstandrad zu tauschen wird sich finanziell wohl nicht lohnen.

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ne auch bei uns im süden nicht wiklich

diesen winter hatte ich dez/jan auch nur wenig sonne(kann mich aber nicht beschweren, letzter winter war schlechter)

aber wenn die sonne den ganzen tag scheint mache ich über 40kwh am kürzesten tag des jahres. das würde mir reichen wenn einmal die woche so ein tag ist.

leider ist manchmal 2 wochen garnix und dann 3 tage sonne so dass ich die energie garnicht speichern bzw verbauchen kann

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Temperaturen kleiner als -5 °C kommen bei uns meist mit Ostwindlage. Dann ist es typischerweise sonnig und trocken.

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Wir leben nun seit fast 20 Jahren sehr gerne in einem Passivhaus nahe Köln (koelner-holzhaus.de) Da das Thema mich immer schon beschäftigt hat, frage ich mich auch wie würde man heute so ein Haus beheizen? Von ca. November bis Februar heizen wir mit einem Pelletofen (Twist 80/20) im Wohnzimmer zu, um den Kombispeicher auf Temperatur zu halten also max. 35°C für das Nachheizregister in der Lüftungsanlage bzw. 45°C für WW für 4 Pers incl. WW für Wasch- und Spülmaschine. Dafür brauchen ca. 950 Kg Pellets für 125 m² Wohnfläche Grob überschlagen sind das 3600 KWh für Heizen Pa und 750 KWh für WW. In den übrigen Monaten kommt die Wärme von 7,8 m² Solarthermie. Außerdem speisen wir noch knapp 2900 KWh von PV ein.

Beim ersten Versuchs Passivhaus Kranichstein gibt es seit 2016 die Dokumentation mit einer Mono-Split zu heizen. WW wird dort aber immer noch mit Gastherme gemacht.

Multisplit+ habe ich mir auch mal angesehen, da die den Vorteil der Kühlfunktion hätten, aber auch sehr teuer in der Anschaffung. Unsere 350 €/a Heiz- und WW-kosten sind kostenmäßig schwer zu unterbieten. Ich denke Mono-Split und WW-Wärmepumpe wäre heute angesagt?!

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habe ähnliche werte, muss ca 3500kwh/pa zuheizen mit gas an 3 monaten im jahr. der rest wird über pv erzeugt mit klimsplit und den heizstab verheizt.

um auf 0 kwh gas zu kommen muss ich nach heutigem stand ca 60t eur in 700kwh lfp akkus invetieren und eine sole wasser wp installieren.

mach ich nicht, selbst für 10t eur fahre ich mit gas deutlich günstiger. da kaufe ich mir lieber ein neues e auto davon,

welches mir deutlich mehrwert bringt im vergleich zu meienr alte e gurke mit 14kwh akku.

aber gut wer weiß was die zukunft bringt, für unter 10t eur wäre ich bestimmt bereit umzurüsten auf ein 100% energieautarkes haus

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Passivhaus bedeutet doch Luftumwälzung/Zirkulation.

Dazu gibt es passende WP mit Lufterwärmung und Warmwasserbereitung, soweit ich mir das einbilde.

Produkte für Passiv - im Passivhaus ?

Im Sommer kühl in der und Warmwasser als Abfallprodukt, dafür im Winter warm. Vermutlich auch in Kombination mit Wasserheizung verfügbar....

Es ist in jedem Fall ein Gewinn einen Schornstein loszuwerden, eine Pelletheizung abzuschaffen und auch auf Gas zu verzichten.

Solarthermie - ist total Super. Im Sommer immer viel kochendes Wasser. Kann vergütet un eingespeist werden ?

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Richtig! Unsere 7,8 m² Solarthermie produziert wärend der 3 heißesten Monate mehr Energie als nötig, würde die Solarpumpe nicht abschalten.
Also rund 25-30 % der möglichen 3900 kWh Link entfernt Wären auf dieser Fläche auch PV Module würden die insgesamt rund 800 kWh/a produzieren.

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sehe ich nicht so

gas ist ein sauberer und zuverlässiger sowie kostengünstiger(wenn man sich politisch nicht selbst ins knie schießt) brennstoff.

wenn die gasheizung noch ohne probleme läuft lohnt sich eine wp niemals.

und ein umbau zum passivhaus erst recht nicht

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Kommt sehr auf die konkrete Situation an. Wir sparen derzeit so etwa 700 Euro im Jahr an Heizkosten durch Umstellung von Gas auf Split-Klima. Da haben wir in 5 Jahren die kompletten Investitionskosten wieder raus. Die waren durch Eigenleistung nicht sehr hoch. Wir sparen also durch die Umstellung ganz ordentlich.

Ganz anders sieht es aus, wer sich eine LWWP professionell einbauen lässt und dafür öfters mal 30-40 tausend Euro hinlegt. Das rechnet sich nie.

Wer es für sehr wertvoll empfindet, seinen ökologischen Fußabdruck zu verkleinern, der investiert natürlich gerne, auch wenn es sich nicht rechnet. Es rechnet sich im Sinne, nach seinen Werten zu leben.

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ich meine richtige zentrale luft wasser wp nicht split klima

split klima hat auch sicher ihre daseinsberechtigung aber manche finden das unangenehm(mich eingeschlossen) mit der warmen direktluft

jo im winter mit kohlestrom aus polen oder akw strom aus fr zu heizen...

ich heize halt mit gas aus anderen ländern, kommt aufs gleiche raus

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