Erfahrungsbericht Balkon-Solaranlage
Erfahrungsbericht zweiter Teil - die Vierfach-Balkon-Solaranlage
In den Posts zu unserer Balkonanlage, die wir dann aufgrund des guten Erfolgs in eine Multi-Balkonanlage umgebaut haben, hatte ich bereits die Bestellung einer Wärmepumpe erwähnt. Diese ist nun da und ich kann von der Realisierung und den ersten Tagen Betrieb berichten.
Ausgangssituation
Unser Haus hat Bauantrag von 1986 und ist somit aus heutiger Sicht nicht gut gedämmt. Wir haben seit unserem Einzug 2008 die Fenster ausgetauscht sowie im Rahmen der Möglichkeiten das Dachgeschoss nachgedämmt. Von der Energieeffizienz sind wir in Stufe D, E wäre angesichts des Baujahrs zu erwarten.
Heizung erfolgt über 25 Jahre alten Gaskessel, Fußbodenheizung über Systemtrennung (Wärmetauscher), Vorlauftemperatur max. 40 Grad. Warmwasser über Elektro-Durchlauferhitzer.
Unsere Überlegung
Wir hatten unsere Photovoltaikanlage vergrößert, um auch in der dunklen Jahreszeit möglichst viel unserer Grundlast decken zu können. Das ist durchaus mühsam, da die Tage im Winter kurz sind und es viel Nebel etc. gibt. Trotzdem haben wir auch im Dezember und Januar in geringem Umfang Überschuss produziert, im Februar bereits ca. 40% der Produktion.
Da uns das durch die Simulation mit PV*SOL von vorneherein klar war, dass unsere Anlage meistens zu groß ist für unsere Grundlast, hatten wir überlegt, wie wir diese Überschussenergie nutzen können. Einen Batteriespeicher wollten wir aus Kostengründen (noch) nicht. Vielfach wird geraten dann die Energie in Form von warmem Wasser zu speichern. Dazu gibt es zum einen strombetriebene Boiler, die bei Verfügbarkeit von Sonnenstrom geladen werden, sowie sog. Brauchwasser-Wärmepumpen, die das noch effizienter machen.
Leider können wir das warme Wasser nicht ohne größere Bauarbeiten ins Bad bringen. Daher schied diese Variante für uns aus.
Elektroheizung mit Wärmepumpe
Ich bin ja schon ein wenig älter und kann mich aus Kindertagen an eine Werbeveranstaltung des Energieversorgers erinnern, bei dem die Elektroheizung aus dem Kernkraftwerk angepriesen wurde. Das hat man uns inzwischen ja wieder ausgetrieben und insofern stehe ich der Elektrifizierung der Gebäudeheizung aus der historischen Erfahrung eher kritisch gegenüber.
Die Wärmepumpe (die wurde in meinen Schulzeiten auch schon diskutiert) ist ja ein umgekehrter Kühlschrank, d.h. entzieht einem Medium Wärme und gibt Kälte ab, in unserer Variante an die Umgebung. Der Haken an der Sache ist, dass das um so besser funktioniert je höher die Außentemperatur ist. Das ist allerdings kontraproduktiv, da Heizung eher benötigt wird, wenn es kälter wird. Ferner sollte auch die Vorlauftemperatur möglichst niedrig sein. Je schlechter die Randbedingungen sind desto mehr konvergiert die Wärmepumpe hin zu einer reinen Elektroheizung.
Das Ganze wird als Momentaufnahme über den COP-Wert beschrieben, der das Verhältnis zwischen aufgewendeter elektrischer Leistung und erzeugter Wärmeleistung bei definierten Temperaturen darstellt. Unsere wird mit 35 Grad Vorlauftemperatur angegeben bei +7 Grad mit 4,48, bei +2 mit 3,13 und bei -7 mit 2,63. Über ein ganzes Jahr ist das Verhältnis dann die Jahresarbeitszahl, hier gehen die Angaben so in den Bereich ab 3,5.
Die ökonomische Überlegung
Als wir im Herbst an der PV-Anlage waren war schon absehbar, dass die Gaspreise steigen. Wir haben noch einen Vertrag bis Ende 2022 mit einem Verhältnis von 5:1 zwischen Strom und Gas. Auch wenn man für Heizungsverluste einen Abschlag macht wäre von daher ein Heizen mit Strom über die Wärmepumpe nicht wirtschaftlich. Müssten wir allerdings im Moment neu abschließen wäre das Verhältnis 3,5 bzw. 3 zu 1. Insofern erwarten wir, dass wir zumindest in eine Break-Even-Situation kommen könnten.
PV-Eigenverbrauch als ökonomischer Booster
In der Betrachtung war jetzt unsere eigene Stromerzeugung noch nicht berücksichtigt. Derzeit Anfang März haben wir rund 8 Stunden Überschuss über unsere Grundlast, so dass dann zumindest eine Teilabdeckung der WP erfolgt. Die letzten beiden Tage war es kalt aber sonnig, da haben wir trotz WP tagsüber noch eingespeist.
Technische Realisierung
Wir wollten bewusst die Gasheizung nicht ersetzen. Daher haben wir am Wärmetauscher, der die Verbindung zwischen Gasheizung und Fußbodenheizung darstellt, ein T-Stück und einen zweiten Wärmetauscher für die WP eingebaut, so dass wir beide Wärmeerzeuger alternativ nutzen können.
Als WP haben wir uns für einen Monoblock von Panasonic entschieden, da diese recht preisgünstig sind und es eine große Community zur Unterstützung bei der Realisierung gibt. Wir haben den größten kleinen Monoblock genommen, den Panasonic Aquarea WH-MDC09J3E5. Die steht jetzt hinter dem Haus im Garten und liefert über ca. 2*5 m Rohr das warme Wasser in den Heizraum. Brauchwasser erzeugen wir damit derzeit nicht, das wäre jedoch problemlos über ein 3-Wege-Ventil nachrüstbar. Weiterer Vorteil ist, dass die WP nur zwei 230V-Anschlüsse benötigt. Die hatte unser Elektriker schon beim Anschluss der PV-Anlage vorgerüstet und die ersetzen dann im Lauf der kommenden Woche das momentane Provisorium.
Die Inbetriebnahme stellte sich sehr einfach dar. Erst ging die WP auf Störung, da die Ventile noch zu waren bzw. Luft im System war, nach ein paar Minuten machte sie aber warmes Wasser und seit drei Tagen heizt sie jetzt allein, auch durch die Nächte mit leichtem Frost.
Kosten
Die WP mit den Zusatzbaugruppen, kleinem Pufferspeicher und Installationsmaterial lag bei rund 6.000 €.
Risiken
Die WP machen Lärm durch Gebläse und Kompressor und blasen kalte Luft. Wir wollten unsere erst an die Seite des Hauses stellen für eine einfachere Verrohrung. Dann hätte sie allerdings in Richtung der Fenster des gegenüberliegenden Hauses geblasen. Daher steht sie jetzt im Garten und bläst in Richtung Straße = Autobahnzubringer und ist durch den Solarzaun noch von den Nachbarn abgeschirmt. Auch ist das Ding recht groß was nicht jedem gefällt. Wenn man vorhat eine WP zu realisieren sollte man sich unbedingt mit den Nachbarn koordinieren.
Erstes Fazit
Die WP macht das, was wir erwartet haben. Auch heute läuft sie tagsüber auf der PV. Im Monitoring wird für die jetzt knapp vier Tage ein COP-Wert von > 4 trotz den Frostnächten angezeigt, d.h. wir dürften selbst mit unserem noch günstigen Gaspreis am Break-Even sein.
Wir fahren mit einer geringeren Vorlauftemperatur als bei der Gasheizung, da der Wärmetauscher einige Grad schluckt, was ich so nicht bedacht hatte. Allerdings sagen meine Mädels, dass es trotzdem warm genug sei.
Die Realisierung war doch recht aufwändig und hat mich seit Weihnachten beschäftigt. Die WP braucht ein Fundament mit Kondenswasserableitung bzw. -versickerung. Um aus dem Heizraum nach draußen zu kommen waren mehrere Durchbrüche erforderlich. Die eigentliche Verrohrung war dann im Grunde nicht so schwer, wie immer hilft gutes Material und Werkzeug. Wahrscheinlich optimiere ich über den Sommer die Verrohrung noch, da aktuell die Inbetriebnahme und nicht die Schönheit im Vordergrund stand.
