Nicht der “zusätzliche” Stromverbrauch, sondern der real existierende. Die angenommenen 4.000 kWh/a verteilen sich ja auch nicht linear aufs Jahr. In den Wintermonaten ist der Verbrauch in der Regel höher als in den Sommermonaten. Im Sommer ist man häufiger draußen, schmeißt den Holzkohle- oder Gasgrill an, sieht weniger fern, usw.
”Zusätzlicher” Stromverbrauch wäre ein E-Auto, das die Versorgungslücke noch deutlich vergrößern würde.
Die Messeaussage lautete: “10 kWp bei 10.000 kWh Wärmebedarf”. Die ist eindeutig widerlegt.
Die Aussage “Rein thermisch würde es funktionieren” ist nur dann zulässig, wenn die PV-Anlage eine reine Inselanlage zur Wärmeerzeugung wäre. Dann wäre sie in den Sommermonaten aber völlig nutzlos (außer zum Nachheizen der thermischen Verluste). Ob ich aber in den Sommermonaten einen Wärmespeicher im Haus haben möchte, der täglich 5 kWh Wärme ins Haus abgibt, würde ich spontan verneinen.
Wenn wir meine Versorgungslücke mal “pessimistisch” auf 1.000 kWh festlegen, bedeutet das, dass diese Lücke über das öffentliche Stromnetz zugekauft werden muss. Aus 1.000 kWh Strom sollte eine LWWP moderner Bauart über den genannten Zeitraum 3.000 kWh Wärme erzeugen können. Die von mir berechneten 4.617 kWh Wärme für Ulm schlagen nochmal mit einem Mehr von 539 kWh elektrisch zu Buche. Bei einem Strompreis von 30ct/kWh also 161,70€ höhere laufende Kosten als mit der von Dir vorgestellten Lösung.
Ich schätze die Investitionskosten für den saisonalen Speicher mal vorsichtig auf 30.000€. Eine kleine WP mit Installation auf 10.000€. Macht gute 123 Jahre Heizen mit WP, bevor (Verzinsung außen vor) sich die Mehrinvestition rechnet. Selbst bei einem Strompreis von 40ct/kWh sind es immer noch knappe 93 Jahre.
Warten wir noch ein paar Jahre und hoffen auf sinkende Akkupreise. Bei einem Preis von 20€/kWh wäre eine LWWP mit 1.000 kWh Speicher nicht teurer als der saisonale Speicher und bräuchte vermutlich maximal genauso viel Platz. Vorteile des Akkus:
Im Sommer ist jeglicher Verlust, egal ob vom Speicher oder der Elektronik kontraproduktiv. Ich habe hier Puffer der Solarthermie im Keller stehen. Dazu kommen noch die Wechselrichter der PV samt Speicher und ich bin wegen der Abwärme ehrlich am überlegen irgendwann mal eine Splitklima im Keller zu verbauen. Sobald es nachts wärmer ist, helfen nämlich auch ausgehängte Kellerfenster nichts mehr.
Da ich aber in meinem vorherigen Beitrag schon beschrieben habe, dass ich solch einen Keramikspeicher aus mehreren Gründen (Grundriss, Gewicht, Zugänglichkeit, Reperaturen, Austausch, Brandgefahr) eh nicht im Haus montieren würde, sondern lieber auf Container im Garten setze, lassen wir die Thematik mal unter den Tisch fallen.
Daher:
Was ist bis zu Beginn der Heizperiode tatsächlich noch im Speicher gespeichert?
Bei nur 7000kWh Wärmebedarf und einer 15kWp Anlage wird die Rechnung zwar besser, aber wieviel landet tatsächlich im Speicher (Limitierung Ladeleistung 11kW + Umwandlungsverluste elektrisch + Eigenverbrauch Speicher + Hausverbrauch) und wieviel ist nach Wärmeverlusten im Sommer wirklich noch in der Heizperiode verfügbar?
Ich halte das Verfahren in der angestrebten Form für zu aufwendig und zu teuer. Um Überschusse im Winter zu verheizen in einer kleinen Form (ähnlich Nachtspeicherheizung) evtl. geeignet, aber den Großteil des Wärmebedarfes würde ich eher mit einer Wärmepumpe mit möglichst hohem COP abdecken.
Ich gehe aber davon aus, dass ein Privathaushalt mit nur 15kWp PV in Zukunft nicht mehr viel zum verheizen hat. Da stehen innerhalb der nächsten 20 Jahre 2-3 Elektroautos und Elektrofahrräder in bzw. vor der Einfahrt und ein Speicher für den Hausverbrauch im Hauswirtschaftsraum bzw. Keller. Wer neu baut, sollte daher ein flaches Dach wählen um möglichst >30kWp auf die Dächer montieren zu können.
Ich würde kein flaches, sondern ein steiles Dach machen.
Und ich wundere mich, warum senkrechte Montage an besonnten Wänden nicht in Mode kommt. Im Sommer ist die Hälfte vom vollen Dach unnütz, und im Winter bringt das Dach gerade soviel wie ein Drittel der Module senkrecht.
Ich habe mindestens 6 Plätze für senkrechte Module. Ich mache sie nur deswegen nicht, weill man noch immer ein Heiden- Bohei um private Erzeugeung von Haushaltsmengen macht.
Das Haus unter die Erde verlegen. Unter der Erde verbraucht es generell viel weniger, weil da unten sind es so um die 10°C. Unten dann eine Bohrung für ne Erdwärmewärmepumpe und oben ein riesiger Glas-Wintergarten mit PV-Modulen oben drauf.
Gut, kommt jetzt auch darauf, was mit “flach” und steil” gemeint ist.
Ich würde ein Satteldach mit ~20° Dachneigung bauen. Damit hast du dann morgens und abends mehr Direktverbrauch und Module auf dem Norddach bringen auch noch etwas.
Mit einem steilen Dach hast du eine relative steile Kurve mit einem hohem Mittagspeak und kannst die Nordseite schlecht nutzen. Dementsprechend dann auch nur die Hälfte der Modulleistung auf dem Dach und im Herbst/Winter zählt bekanntlich Masse (Modulleistung) anstatt Klasse.
Wegen Schnee würde ich mir keine Sorgen machen. Auf der Erweiterung mit Glas/Glas und 23° DN rutscht bei mir der Schnee schneller ab, als auf den älteren Glas/Folie Modulen die gut 10° steiler sind. K.A. obs am Glas liegt oder die Module schlichtweg noch sauberer bzw. rutschiger sind.
Das nicht mehr Module senkrecht montiert werden wundert mich auch. Ich verzichte (genauso wie bei der Nordseite) aber auch darauf, obwohl ich noch Module und Modulwechselrichter rumliegen habe. Macht wegen Vergütung, Zählerschrank (Direktmessung), Steuerbarkeit und aus steuerlichen Gründen keinen Sinn.
Das ist wahrscheinlich so, allerdings gibt es heute durchaus Häuser, die ohne Wärmepumpe rein elektrisch beheizt werden.
Da geht es um sehr gut isolierte Neubauten und vermeintliche Nachteile der Klimaanlagen (Zugluft, Art der Wärmebereitstellung, Optik) bzw. der Wärmepumpe (Investition in Fußbodenheizung, Wartungsaufwand) im Vergleich zum niedrigen Invest von Infrarot Heizungen bei sehr geringem Verbrauch.
Da sind es allerdings eher 5000 kWh Wärmebedarf, von denen vielleicht 2000 von PV gedeckt werden und 3000 aus dem Netz bezogen werden. Da könnte die Alternative passen, ob sie sich aber gegenüber 3000 kWh Netzbezug rechnet? Wenn man 40 Cent zahlen muss, sind das nur 1200 Euro im Jahr. Wenn Infrarot gegenüber dem Saisonalspeicher 24000 Euro billiger ist, kann man 20 Jahre mit Netzstrom heizen.
Und wenn man unbedingt Netzstrom und Wärme autark sein will, dann haben wir im Prinzip auch eine Lücke, denn die ist bei Einfamilienhäusern mit Wasserstoff oder großer Batterie teurer als mit dem Saisonalspeicher.
Mit COP 4 gerechnet sind die 3000 kWh Wärme nur 750 kWh Strom, die man beim Ausspeichern einspart. Das ist aber bei 100 Euro die kWh 75000 Euro, beim Wasserstoffspeicher kann man glatt 125000 Euro hinlegen und darf noch über 500 Euro an Wartung pro Jahr bezahlen oder so ähnlich (Picea ist nicht grundlos Pleite gegangen.).
Gehen die Batteriespeicher Preise weiter runter, z.B. auf 20 Euro die kWh, sieht es wieder etwas anders aus.
So Preise eröffnen dann noch ganz andere Möglichkeiten. Einen 500 kWh Anhänger kann man beim Windrad aufladen. Das ginge zwar beim 50 kWh Anhänger theoretisch auch, aber es macht schon einen Riesen Unterschied, wenn man im Winter mit vier bis fünfmal Energie holen auskommt und da nicht zweimal die Woche hin muss. Sowohl praktisch betrachtet von Aufwand her, als auch aus Sicht der Verfügbarkeit von Wind.
Die Idee ist nicht neu.
Ähnliche Versuche hatte das DLR bereits bei ADELE Staßfurth angestellt, aber wegen der enormen Kosten für die Hochtemperaturspeicherung wieder eingestellt. Bevor man sich also einen solchen Speicher einbaut, würde ich einen Kontakt zum DLR empfehlen. Allgemeine Auskünftte (also keine Patentgeheimnisse) erhält man dort.
Alternativ könnte man sich auch mit einem Zeolith-Speicher beschäftigen. Die gibt es schon (im Beta-Stadium) für real existiernde Anwendungen. Der Vorteil eines solchen Speichers ist, dass er die Energie in Normaltemperatur speichert und durch Einspeisung von Wasserdampf einigermaßen geregelt wieder abgeben kann. Zum Laden des Speichers werden ebenfalls Heizelemente benutzt, die man wahlweise mit PV oder Thermie ausführen kann.
Außerdem kann man solche Speicher durch Aufteilung in einzelne Speicherblöcke besser skalieren und kontrollieren, auch wenn es bei einem davon eine Havarie geben sollte. Ausschließlich thermische Blöcke ausreichend gegeneinander zu isolieren, wäre extrem teuer.
Inzwischen kennt sich auch Google’s (ist Ami-Deutsch, deshalb Apostroph ) KI mit dem Thema aus:
Zeolithe speichern thermische Energie, indem sie diese nutzen, um Wasserdampf zu verdunsten (Adsorption). Die Wärme wird dann im getrockneten Zeolithmaterial gespeichert, ohne zeitlichen Verlust. Wenn die Wärme benötigt wird, wird Wasserdampf wieder hinzugefügt, wodurch der Zeolith eine chemische Reaktion auslöst (Desorption) und die gespeicherte Wärme wieder freisetzt.
Funktionsweise
Speicherung (Beladung):
Überschüssige Wärme, beispielsweise aus Solarenergie oder Abwärme, wird genutzt, um Wasser aus dem Zeolith zu verdunsten.
Dieser Prozess findet in einem geschlossenen System statt. Der Zeolith ist dann trocken und „geladen“.
Die Wärme wird als chemische Energie im Zeolith gespeichert, und es gibt praktisch keine Energieverluste, solange der Speicher geschlossen bleibt.
Abgabe (Entladung):
Wenn Wärme benötigt wird, wird Wasserdampf in das trockene Zeolithmaterial eingeleitet.
Der Zeolith nimmt den Wasserdampf auf und gibt dabei die gespeicherte Energie wieder als Wärme ab.
Dieses Prinzip ermöglicht eine saisonale Wärmespeicherung, die Wärme im Sommer für den Winter zu speichern.
Vorteile
Hohe Speicherdichte: Zeolithe können pro Volumeneinheit bis zu fünfmal mehr Wärme speichern als Wasser.
Verlustfreie Langzeitspeicherung: Da der Prozess auf chemischer Adsorption und Desorption basiert, ist die Wärmespeicherung über lange Zeiträume ohne nennenswerten Energieverlust möglich.
Anwendungsvielfalt: Das Prinzip lässt sich nicht nur zum Heizen, sondern auch zur Kühlung nutzen, indem man die Verdunstungskälte in Verbindung mit dem Wasserdampf-Entzug verwendet.
Herausforderungen
Optimierte Systeme: Die Effizienz hängt stark von der Optimierung der Strömungsführung und der Wärmeleitfähigkeit ab.
Systemdynamik: Um eine gleichmäßige Wärmeabgabe zu gewährleisten, werden häufig zwei Module eingesetzt, die phasenversetzt arbeiten.
Regenerationsbedarf: Die Zeolithe müssen für die Speicherung regeneriert werden, um sie wieder mit Energie zu „beladen“.
Das bezweifel ich stark. Wenn du im Neubau den Boden planst und nun anstatt den Estrich zu gießen direkt noch die Rohre mit reingießt kostet das pro m² vielleicht 30€ mehr. Machst du das dann überall wirds bestimmt günstiger sein können. Also auf 100m² 3000€. Vorteil ist das Haus als Speichermasse nutzen zu können, was ein thermischer Speicher ist. Gut bei netzvariablen/stromvariablen Tarifen. Da auch nur wenig Wärme benötigt wird, kommt eine Wohnung mit sehr wenig Wärme aus, dementsprechend sieht die Dimensionierung der Wärmepumpe aus. Wenn sich dann 5 Haushalte eine 16KW Wärmepumpe teilen kostet auch das sehr wenig weil nur eine installiert wird.
Aus den 3000kWh werden dann 750kWh. Aus Warmwasserkosten werden weniger Warmwasserkosten. Der Invest ist überschaubar. Genauso sähe es aus bei Solebohrungen oder RGK aus.
Solange man eben NICHT Vaillant, Viessmann, Ochsner, also namhafte, TEURE Hersteller nimmt und jede Förderung unbedingt mitnehmen will, bei der man aber nach Abzug immer noch mehr bezahlt, als mit einer anderen Lösung, die ggf. um eine JAZ Stufe schlechter ist. Aber JAZ4 (vor allem bei Neubau und gedämmt oder niedrigem Bedarf) reicht vollkommen aus gegenüber einer immensen Investsumme bei der JAZ5 erreicht wird. 750kWh Strom zu 600kWh Strom macht den Braten einfach nicht fett.
Und wir stehen mit den elektrokalorischen Wärmepumpen in den nächsten Jahren evtl. noch besser da, wenn dann mit LLWP schon JAZ5 oder JAZ6 erreicht werden können. Dann ist der Abstand zu einer Sole-WP oder dergleichen noch größer. Bis dahin nimmt man ein wenig mehr Strom in Kauf.
) KI mit dem Thema aus: