PVT-/Hybridkollektor mit WP gekoppelt - Erfahrungen?

Was erhoffst du dir durch diese Hybrid Kollektoren?

Zitat von dellaScala

a) Funktioniert das als alleinige Wärmequelle für eine Wärmepumpe für ein ZFH?

M.W. nach nein. Evtl. ist eine Zusatznutzung dieser PVT-Module als "Ergaenzung" zur Sole-WP denkbar, aber ob sich das rechnet? Das ist ja nichts anderes, als eine Mischung aus ST und PV. Mit doppelten Aufwand.

Zitat von karo1170

Mit doppelten Aufwand.

Und bestimmt mehr als doppelten Kosten von getrennten Systemen. Wobei ich auf Solarthermie komplett verzichten würde und ausschließlich PV nutzen würde. KISS - Keep It Simple and Stupid.

Zitat von dellaScala

Man findet ansonsten sehr wenig zu derartigen Konzepten

Warum wohl? Entweder sie funktionieren nicht so gut wie die Werbung verspricht, oder sie sind schlicht zu teuer, also unwirtschaftlich.

Die Grundproblematik ist doch die, das eine PV Anlage effizient läuft wenn diese Kalt ist.

Die Solarthermie hingegen funktioniert am besten wenn sie heiss ist.

Strom und Wasser vertragen sich nicht.

Fällt das PV Inley aus, ist die Frage ob man das Modul instandsetzen kann oder den ganzen Kollektor wegwerfen sollte.

Man macht sich ja schon viel mühe um eine Wärmequelle für eine Wärmepumpe zu erschliesen, aber ist dass dann nicht zu kurz gegriffen, wenn man meint, man könnte eine Tiefenbohrung oder Grabenkollektor ect durch eine Kollektoranlage auf dem Dach ersetzten? Die vorallem maximal der Witterung ausgesetzt ist.

Zitat von dellaScala

Ich schließe daraus, dass noch keine tatsächlichen Erfahrungen damit gemacht wurden?

Ich vermute auch nicht, dass noch großflächige Erfahrungen hinzukommen werden.

Seit der massenhaften Verbreitung von PV-Anlagen hat sich die thermische Solarnutzung immer stärker zum zweiten Sieger entwickelt.

Grund ist neben der Preisentwicklung vorrangig die Einschränkung der Solarthermie auf möglichst senkrechte ungetrübte Einstrahlung der Sonne auf die Kollektoren.

PV-Module ernten auch bei schrägstehender Sonne und diffuser Strahlung noch nutzbare Energie, die sich auch sehr leicht zur Beheizung von Warmwasserspeichern einsetzen lässt.

Der hauptsächliche Ausschlussgrund von jedweden solaren Heizungsambitionen in Deutschland aber ist die häufige Abwesenheit von Sonneneinstrahlung nei gleichzeitigem Heizwärmebedarf. Das betrifft die thermische wie die photovoltaische Energieumwandlung gleichermaßen.

Thermische Langzeitspeicher, die ich mir in den frühen Neunzigern in der Schweiz und in Österreich angesehen habe, verhießen Großes, haben aber leider nicht gehalten, was sie sollten. Die Dinger verursachten Rieseninvestitionen, nahmen sie doch fast das halbe Hausvolumen ein, erhitzten trotz extremer Dämmstoffstärken das Haus bereits im Sommer über Gebühr und waren spätestens im Januar leer.

Hier mal ein Beispiel (ohne Bilder - nur pdf) und ohne eigene Erfahrung

https://tbe-gmbh.de/wp-content/uploads/2022/11/14-600010D_c.pdf

Keine Ahnung, ob auch senkrechter Einsatz möglich. Als reine ST-Module geht auch Energiezaun.

Beispiele für PV als snkrechte Montage gibts auch.

Aber als Kombi =??

Naja, in dem Forum, bekommst du viele Meinungen, aber eher wenig fundiertes. Sozusagen der Vorläufer von Twitter. nur in einem Forum.

Der Begriff Solar, ist nicht falsch. er wird nur umgangsprachlich sehr weit genutzt. Daher meist meien Frage, "Was ist bei Ihnen Solar"?.

Aber zurück zu den Kollektoren:

Ich sag dir jetzt schon, der Kollektor funktioniert nur mit Sonne. und er tut nur das, was er kann, nicht mehr und nicht weniger.

Elementar ist die zuverlässigkeit und höchstes Temperaturniveau.

Jede Wärmequelle für die Wärmepumpe muss folgende Kriterien erfüllen.

A) höchstmögliche Temperatur über ganze Jahreszeit , mindestens Ausreichend verfügbar.

Luft ist immer verfügbar. Nur Jahreszeitenabhängig sehr schwankend.

Grundwasser ist nicht überall vorhanden bzw kann sich verändern, versiegen. Temperatur begrenzt.

Solebohrungen, stabilies Temperaurniveau, ausreichend verfügbar, wenn richtig erstellt und berechnet.

Grabenkollektor /Körbe, Bedingt möglich, da viel fläche nötig, Temperaturniveau begrent, da oberflächennah und sehr auf die Bodenbeschaffenheit angewiesen.

Natürlich ist die Wärmepumpe Luft/Wasser die günstigste Variante. Weil wenig technik, kein großer Invest.

Aber mit dem Aufbau von Kollektoren erschliest du keine Alternative Quelle, du verbesserst sie vielleicht um 10%. (Beispielzahl).

Warum? Das Hauptaugenmekrt liegt noch immer auf Winterbetrieb.

Dort läuft die Anlage am meisten. fast 24h. von diesen 24h kann der Kollektor maximal 4h seine kraft entfalten, wenn Schönes Wetter ist.

Die PV Zellen, mögen etwas Strom abgeben, tun sie aber nur in den 4h und im Sommer stehen dieso ungünstig das der Ertrag im Strom ein Witz ist.

PV, funktioniert bei mir am besten bei ca 45-50° Darunter sind sie auch gut, aber etwas einbusen. Dazu kommt noch die ggf Ausrichtung nach süden.

Der Kollektor selber speichert auch keinerlei Energie.

Warum also 20t € (Beispielzahl) für eine Kollektoranlage ausgeben die nichts richtig kann,

Strom produziert sie nur bedingt, Wärme für die WP, auch nur zu Zeiten des klaren Sonnenscheins. Difusses Licht hat noch nie was bei Kollektoren gebracht.

Das Geld kannst du auch in eine Konstante Quelle Stecken, ohne Heiopei drumherum.

Der vor-letzte Satz war zu erwarten.

Ich Präferiere nichts, ich versuch es Neutral zu halten, weil das für den Fragestelelr am besten ist. Aber ich weiss auch aus Erfahrung wo man sich letztlich wiederfinden kann, Daher ist meine Wortwahl manchmal nicht ganz neutral, aber ungewollt. ABER, es ist auch mehr zu beachten. Genehmigungsfähig und nicht, ist kreigsentscheidend, Einfach so loszubohren is nicht drin.

Auch die Wasserbehörde will beim Brunnen mitreden.

Beim Kollektor ist die Grundstücksgröße und deren Nutzung ein Thema. überbaubar, befahrbar, Obstwiese mit bäumen?.... ect ect.

Eine Empfehlung auszusprechen ist nicht mal so getan.

Beim Brunnen hast du erkannt, das das Wasser nicht so gut ist, aber auch hier gäbe es Lösungen um es trotzdem zu nutzen. Und die 12°C als Quelltemperatur sind jetzt nicht ohne.

Eine Quelle zu erschliesen die den Einsatz von 20-30 Jahren eingekauften Gas-Öl ersetzt, muss halt gegengerechnet werden.

Kapitaleinsatz ect ect.

Zitat von dellaScala

Flächenkollektor, RGK: hiermit habe ich mich noch nicht eingehender befasst. Kann der Bereich über einem Flächenkollektor noch bepflanzt und als Garten genutzt werden? Oder der Kollektor unter der gepflasterten Hofeinfahrt platziert werden?

Ob die Fläche bepflanzt werden kann, das hängt von den Pflanzen ab. Blumen sind sicherlich kein Problem, Bäume hingegen schon.

Unter einer gepflasterten Hoffläche würde ich den Kollektor nicht platzieren. Das liegt einfach daran, dass so ein Kollektor seinen Ertrag nicht aus dem "Erdinneren" bekommt, sondern überwiegend von Regen und Sonne "von oben". Unter einer großen versiegelten Fläche fehlt ihm also ein erheblicher Teil des Energieeintrags.

Zur Erinnerung, wir reden hier nicht von Tiefengeothermie sondern von oberflächennahen Kollektoren. Letztere beziehen ihre Energie aus der direkten Umgebung und das Erdreich wirkt wie ein Speicher. Sichtbar wird das wenn man sich den Temperaturverlauf über das Jahr verteilt anschaut. In 100m Tiefe ändert sich die Temperatur so gut wie gar nicht, in 1-2m Tiefe (typisch für solche Erdkollektoren) kann sie problemlos um +-5K schwanken. Der Vorteil liegt halt darin, dass trotz Schwankungen die Temperatur im Winter über der Lufttemperatur liegt.

Im Vergleich zu Tiefenbohrungen lässt sich ein Flächenkollektor günstiger erstellen, das wäre noch ein Vorteil den man berücksichtigen sollte. Die aktuellen Preise für Tiefenbohrungen mit Sonde kenne ich jetzt nicht, sie waren aber immer deutlich teurer als ein Flächenkollektor.

Wie sich der Vorteil in der JAZ bemerkbar macht das hängt von der Dimensionierung der Quelle (möglichst üppig) und der Anlage ab.

Der Vollständigkeit halber, man könnte anstatt eines Solekollektors auch eine Anlage mit Direktverdampfung bauen. Auch dieses Konzept hat Vor- und Nachteile. Entsprechend geplant lässt sich dadurch die JAZ noch ein wenig steigern. Bei einer neuen Anlage könnte man sogar noch einen Schritt weitergehen und mit Direktkondensation arbeiten. Diese Konzepte sind in meinen Augen aber eher etwas exotisch, und der Vorteil der höheren JAZ rechtfertigt in meinen Augen den Aufwand nicht.

Konzepte mit LWP werden gerne genommen weil sie einfach umsetzbar sind. Dafür nimmt man dann eine etwas schlechtere JAZ in Kauf. Bei einem hoch wärmegedämmten Gebäude mit niedriger Heizlast macht sich das in Euro auch nicht so stark bemerkbar. Da wäre es möglch, dass sich die Mehrkosten einer Sole oder DV erst in xxx Jahren amortisieren könnten. Aus wirtschaftlicher Sicht ist es dann sinnvoll, wenn man die einfachere Anlage mit einer etwas schlechteren JAZ nimmt.

Die Prioritäten verschieben sich wieder, wenn man entsprechend Eigenleistung einbringen kann. Das ist aber bei allen Gewerken so.

Fazit: Es gibt keine pauschale "beste" Lösung, sondern nur die für den jeweiligen Anwendungsfall optimale Lösung.

Zitat von dellaScala

Was würdet ihr machen?

Wahrscheinlich wird das Rennen zwischen LWP und SWP entschieden. Wer hier die Nase vorne hat das sieht man wenn die Anlage detailliert gerechnet wird und die Kosten bekannt sind, und man die Betriebskosten abschätzen kann.

Uns hat der Heizungsbauer explizit vom Flaechenkollektor abgeraten, da wohl bei der Auslegung laengere Trockenzeiten wie sie bei uns auch im Winter wahrscheinlicher werden (z.B. Jan, Feb 23) i.d.R. nicht beruecksichtigt werden, da sonst der Kollektor deutlich groesser dimensioniert sein muesste. Gibt es hierzu Erfahrungen?

Ohne als Städter selbst tiefergehendes Wissen über Flächenkollektoren zu haben (in der Stadt ist Fläche extrem knapp), würde ich vermuten, dass die Entfernung zum mittleren Grundwasserstand und die mittlere örtliche Regenmenge und deren jahreszeitliche Verteilung eine erhebliche Rolle spielen könnten. Wobei die Jahresregenmenge je nach Region in D zwischen unter 600 und über 900 l / m2 * Jahr differiert.

Zitat von Juanito

da wohl bei der Auslegung laengere Trockenzeiten wie sie bei uns auch im Winter wahrscheinlicher werden (z.B. Jan, Feb 23) i.d.R. nicht beruecksichtigt werden,

Interessanter Punkt. Es ist tatsächlich so, dass solche Veränderungen der Bodenverhältnisse normalerweise nicht berücksichtigt werden.

Mein Hauptkritikpunkt an der Dimensionierung solcher Kollektoren ist, dass hier meist schöngerechnet wird. Man möchte den Aufwand möglichst gering halten, oft sind auch die Grundstücke von der Größe weniger geeignet, so dass die spez. Entzugsleistung zu hoch gewählt wird. Das kennt man auch von Sonden die (zu) sparsam dimensioniert werden, schließlich kostet jeder Bohrmeter richtig Geld.

In den letzten Jahrzenten hat aber die immer geringer werdende Heizlast der Gebäude dafür gesorgt, dass die Dimensionierung auch einfacher wird. Während man vor 40 oder 50 Jahren noch eine Heizlast um die 15kW hatte, vor 20-30 Jahren noch eine Heizlast um die 10kW, kommen typische EFH heute mit weniger als 6kW klar.

Zitat von dellaScala

Klingt das sinnvoll?

Klingt prinzipiell nicht schlecht.

Ich mache seit Jahren die Beobachtungen, dass Heizkörper regelmäßig völlig überdimensioniert sind. Das kann jeder ganz leicht feststellen, indem er mal während eines Beharrungszustands, also nicht in der morgendlichen Aufheizphase oder der abendlichen Absenkphase, seine Heizkörper anfasst und feststellt, wieviele Zentimeter vom oberen Rand nach unten spürbar warm sind.

Meist sind es nur 10-15 cm, der Rest hat quasi Zimmertemperatur. D.h. der größte Teil des Heizkörpers wird gar nicht oder nur kurzzeitig zum schnellen Aufheizen gebraucht.

Hierfür könnten wir unseren Vorgängern sehr dankbar sein. Heizungen wurden meist nicht berechnet sondern nach Gefühl (so wie das loriotsche Frühstücksei) dimensioniert. Im Gegensatz zu überdimensionierten Wärmeerzeugern, die zu schlechten Wirkungsgraden führten, sind übergroße Heizkörper heute ein Segen und könnten die Energiewende positiv beeinflussen. Stattdessen werden sie oftmals, wieder ohne Nachzudenken, herausgerissen und durch eine Fußbodenheizung ersetzt, was baulich fast einer Gebäudeentkernung entspricht und zu absurden Schätzkosten für die Umrüstung auf eine Wärmepumpe führt.

Ob dieses Herangehen nur Dummheit ist oder gezieltes Sabotieren der Klimaziele durch fossile Propagandisten, sei dahingestellt.

Zitat von dellaScala

alte, überdimensionierte Rippenheizkörper aus den 50ern behalten,

Das kann man machen, auch wenn man mit der Heizwassertemperatur nicht an das Niveau einer FBH herankommen wird. In wieweit sich das auf JAZ der LWP auswirkt, das kann man aus den Kennlinien im Datenblatt der WP abschätzen.

Zur Überprüfung ob die HK geeignet sind, kann man raumweise die Heizlast berechnen, dann die Leistungsdaten der HK aus den Abmessungen ableiten. Nun muss man die gefundene Leistung nur noch auf verschiedene Heizwassertemperaturen umrechnen, und schon weiß man in etwa, welche Heizwassertemperatur erforderlich sein wird. Man sieht dann auch schnell, ob es sich lohnt einen einzelnen (schwach dimensionierten) Heizkörper zu ersetzen.

Wichtig ist dabei auch das Thema Temperaturspreizung (Volumenstrom), damit die Heizkörper(ventile) nicht anfangen zu rauschen oder zu pfeifen. Unter Umständen kann es sich lohnen diese zu ersetzen, es gibt heute Ventile die auf geringe Geräuschentwicklung hin optimiert sind. Da muss man im Zweifelsfall experimentieren, ein hydraulischer Abgleich ist sowieso sinnvoll. Das wurde früher meist nur grob über die einzelnen Leitungsstrecken (Länge, Querschnitt) gemacht, den Rest hat das Ventil erledigt (entweder manuell oder über einen regelbaren Thermostatkopf).

Falls am Gebäude schon Dämmmaßnahmen durchgeführt wurden, sind die Heizkörper mit hoher Wahrscheinlichkeit überdimensioniert. Ist das Gebäude noch unsaniert, dann werden einige Hk überdimensioniert sein, andere gerade so passen, und einige auch zu schwach sein. Das gilt es über die Heizlastermittlung herauszufinden, so dass man gezielt optimieren kann.

Falls man einen Winter Zeit hat und falls die Vorlauftemperatur der existierenden Heizung gut genug regelbar ist, kann man auch ausprobieren, welche VL-Temperaturen man erreichen kann.

Das funktioniert aber nur, wenn wir auch einen richtig kalten Winter haben, oder man am Ende des Winters die Daten mit Temperaturaufzeichnungen korrigiert. Wenn ich mir meine Aufzeichnungen so anschaue, da gab es immer mal wieder Jahre mit extrem kalten Monaten (typ. Januar oder Februar mit -10°C oder -15°C oder gar -20°C) und Jahre da waren Tage/Nächte mit -5°C schon eine Seltenheit. Erwischt man beim Test einen milden Winter, und plant entsprechend, dann könnte es an einem wirklich kalten Winter knapp werden. Man wird deswegen nicht gleich erfrieren, aber die Solltemperaturen werden vielleicht nicht erreicht, oder die JAZ fällt in den Keller.

Das soll jetzt nicht heißen, dass man nicht testen sollte, sondern einfach an die Rahmenbedingungen denken.

Zitat von R.B.

Man wird deswegen nicht gleich erfrieren, aber die Solltemperaturen werden vielleicht nicht erreicht, oder die JAZ fällt in den Keller.

Du verfechtest demnach die Auslegung von Wärmepumpen auf die tiefste Normaußentemperatur oder besser noch darunter?

Heutige Wärmepumpen lassen sich auf Normaußentemperatur auslegen weil Sie selbst dann noch eine bessere Arbeitszahl liefern als ein el. Heizstab. Gerade die in EFH üblichen kleinen WP (LWP als Inverter) schaffen das mit links und brauchen keine Notreserve in Form eines zweiten Wärmeerzeugers. Die laufen dann die meiste Zeit des Jahres im Teillastbetrieb, sagen wir um die 50% oder darunter.

Es käme heute wohl kaum noch jemand auf die Idee eine Monoblock mit konstanter Leistung, und entsprechendem Leistungsabfall bei niedrigen Quellentemperaturen, zu installieren. Da würde ich eine andere Strategie vorschlagen, aber diese Anlagen dürften so ziemlich ausgestorben sein.

Bei SWP ist das aufgrund der höheren (und relativ konstanten) Quellentemperatur sowieso kein Thema.

Die geplanten Maßnahmen werden die benötigte Vorlauftemperatur mit Sicherheit absenken. Pauschal kann man dazu aber keine Zahlen nennen. Die Heizlastermittlung liefert normalerweise Informationen dazu, welche Bautele welchen Anteil an der Heizlast haben. Das sieht dann beispielsweise so aus:

Hier sieht man, dass Außenwände und Fenster für etwa 3/4 der gesamten Transmission des Gebäudes verantwortlich sind. Im nächsten Schritt würde man dann die Heizlast mit verschiedenen Maßnahmen/Optimierungen rechnen.

Daraus kann man dann auch ermitteln, welche Maßnahmen (Kosten) welchen Vorteil liefern. So rechnet sich beispielsweise die Dämmung der oberen Geschossdecke in den meisten Fällen innerhalb kürzester Zeit, vor allen Dingen weil diese Maßnahme kostengünstig umgesetzt werden kann. Im obigen Beispiel ist das Dach bereits gedämmt, und somit ein Großteil des möglichen Vorteils bereits realisiert. Da standen dann die Außenwände im Fokus und die Fenster.

2DLE in einem Haus, führen meistens zu einer Auflastung der Hauptstromzuleitung, was mit deutlichen kosten verbunden ist.