Power-to-heat vs Solarthermie

  • Hallo Forum,


    wir benötigen zum Einhalten der EnEV neben einer KWL weitere regenerative Anteile.

    Jetzt stehe ich vor der Frage, was sinnvoller ist: Power-to-heat (Photovoltaik) oder Solarthermie?


    Unser Ziel ist es primär, damit selbst Warmwasser zu erzeugen. Das Einspeisen von Strom mit Rückvergütung wäre nur ein Nebeneffekt.


    Soweit ich bis jetzt gelesen habe, sind die Vor- und Nachteile:


    Power-to-heat (Photovoltaik):

    + Kann auch im Winter etwas Strom erzeugen, womit man Warmwasser erzeugen könnte

    + Im Sommer kann überschüssiger Strom ins Stromnetz eingespeist werden

    - Niedrigerer Wirkungsgrad (betrachtet was von der Sonnenenergie in Warmwasser umgewandelt wird)

    - Ist in den Anschaffungskosten teurer als Solarthermie



    Solarthermie:

    + Höherer Wirkungsgrad (betrachtet was von der Sonnenenergie in Warmwasser umgewandelt wird)

    + Ist in den Anschaffungskosten günstiger als Photovoltaik

    - Im Sommer kann man die nicht benötigte Wärmeenergie nicht nutzen

    - Im Winter wird quasi kein Warmwasser damit erzeugt


    Gibt es noch weitere Vor- oder Nachteile?


    Bis jetzt gibt es für mich keine eindeutigen "Sieger".


    Vielen Dank im Voraus!


    Viele Grüße

  • Ich würde zuerst einmal den WW Bedarf ermitteln. Dann kann man die verschiedenen Möglichkeiten rechnen.


    Es ist zwar richtig, dass PV auch im Winter ein bisschen Ertrag liefern kann, aber genau genommen kann man das vergessen. Wenn der WW Bedarf beispielsweise 7kWh/d und mehr beträgt, dann bräuchte man eine riesige PV Anlage, damit diese auch im WInter ausreichend Ertrag liefert. Die Speicherkapazität des WW Speichers ist ja begrenzt, so dass man die Energie nicht über "dunkle Tage" hinweg speichern kann.


    Bei 4 Personen in einem EFH und typischer Nutzung bewegt sich der WW Bedarf meist so zwischen 6kWh und 10kWh pro Tag. Das hängt halt von der Nutzung und Anlagenkonfiguration ab (Verluste etc.). Mit einem el. Heizstab wären das somit 6-10kWh el. und mit einer WP dazwischen halt entsprechend weniger (je nach Umgebungsbedingungen, COP).


    Was mich etwas wundert, hattest Du nicht mal eine WP eingeplant?

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  • Hallo,


    Ich würde zuerst einmal den WW Bedarf ermitteln. Dann kann man die verschiedenen Möglichkeiten rechnen.

    Leider konnte ich noch keine aktuellen Werte bekommen. Zum Eingabeplan war der WW-Bedarf bei 10 KWh/a, aber wir haben dann doch mit gefüllten Ziegeln gebaut, somit sollte sich der WW-Bedarf etwas reduziert haben.



    Was mich etwas wundert, hattest Du nicht mal eine WP eingeplant?

    Eine WP war in der Überlegung, aber beim Investitionsvergleich WP gegen Gas+Solar war Letzteres günstiger. Da man ja erst danach weiß, wie man mit den Kosten hinkommt, aber wir uns für die günstigere Variante entschieden. Nach 10-15 Jahren kann ich immer noch die Gasheizung rauswerfen und eine WP dann nehmen.

  • Zum Eingabeplan war der WW-Bedarf bei 10 KWh/a, aber wir haben dann doch mit gefüllten Ziegeln gebaut, somit sollte sich der WW-Bedarf etwas reduziert haben.

    Da bringst Du etwas durcheinander. Ich meinte den Warmwasser-Bedarf (für duschen, baden, kochen usw.). 10kWh pro Jahr wären viel zu wenig. 10kWh pro Tag würde schon eher passen.

    Das hat aber nichts mit dem Mauwerkwerk zu tun.

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  • Da bringst Du etwas durcheinander. Ich meinte den Warmwasser-Bedarf (für duschen, baden, kochen usw.). 10kWh pro Jahr wären viel zu wenig. 10kWh pro Tag würde schon eher passen.

    Stimmt, es waren 3.785 kWh/a, umgerechnet also ca. 10 kWh/d

    Es ist zwar richtig, dass PV auch im Winter ein bisschen Ertrag liefern kann, aber genau genommen kann man das vergessen.

    Aber nach deiner Einschätzung hat eine PV keinen deutlichen Vorteil gegen über Solar.

    Dann werde ich wie bei der Heizung zunächst auch die Variante mit den geringeren Anschaffungskosten nehmen, also Solar.

  • Aber nach deiner Einschätzung hat eine PV keinen deutlichen Vorteil gegen über Solar.

    hat er das geschrieben?

    Dazu müsste man erstehungs- und einsparungskosten gegenüberstelllen.

    Mit Solar kannst du halt *nur* WW machen, mit PV bekommst du die darüber hinaus erzeugte Energie auch noch vergütet.


    Und jede kWh, die du mit Solar WW erzeugst, spart dir ca. 5 cent Gaskosten.

    Jede kWh PV, die du selbst Verbraucher, spart dir dagegen 25 cent Stromkosten. Und darüberhinaus erzeugter Strom nochmal 10 cent.

  • Ich sehe solche Anlagen nie für sich alleine, sondern im Zusammenspiel mit der vorhandenen Anlagentechnik.


    Ich verstehe Dich so:

    Du hast ein Gas-Brennwertgerät und brauchst noch den regenerativen Anteil.

    Finde ich nun mit Solaranlage die bessere Kombi, da ja die bestehende unterstützt wird. Bei einer WP finde ich wiederum PV besser.

    Nothing is forever, except death, taxes and bad design


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  • Aber nach deiner Einschätzung hat eine PV keinen deutlichen Vorteil gegen über Solar.

    HIer ist rechnen angesagt.

    Aufgabenstellung war erst einmal WW Erzeugung, entweder über Solarthermie oder PV + WW Erzeuger. (Heizstab, BW_WP oder was auch immer).


    Solarthermie kannst Du nur für WW-Erzeugung und evtl. noch Heizungsunterstützung einsetzen. Von Deinem WW Bedarf von ca. 3.600kWh p.a. kannst Du vielleicht ein Drittel über Solarthermie abdecken. Mit entsprechend viel Aufwand und Kosten lässt sich das noch steigern. Hierzu müsste man einen konkreten Fall rechnen/simulieren. Ob sich das wirtschaftlich darstellen lässt, das hängt primär von den Investitionskosten ab, in zweiter Linie dann von der Entwicklung der Energiepreise (in Deinem Fall Erdgas)..


    Bei PV würde man anders planen, denn die Kosten pro kWp sind relativ hoch, wenn man nur eine kleine Anlage plant, und bei größeren Anlagen führt an einer Einspeisung kein Weg vorbei. Letzteres liegt dann beim Invest deutlich über der Solarthermie. Der Schwerpunkt liegt dann nicht mehr auf dem Eigenverbrauch (soviel kann man in einem Privathaushalt gar nicht verbrauchen) sondern man muss die Einspeisevergütung mit einbeziehen.


    DIe entscheidende Frage wird sein, zu welchem Preis Du die jeweilige Anlage betriebsbereit übergeben bekommst.


    Auch bei den Kosten gibt es einen Unterschied. Während Du die Solarthermie über einen verlorenen Zuschuss gefördert bekommst, bezahlt sich Deine PV Anlage über Einspeisung und Eigenverbrauch. Bei PV musst Du also erst einmal tiefer in die Tasche greifen.


    Wenn es also nur um WW geht, dann wirst Du mit der Solarthermie kurzfristig günstiger fahren. Wie es mittel- und langfristig aussieht, das lässt sich pauschal nicht beantworten.

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  • Man könnte ja mal gaaaaanz grob die zu erwartende Einsparung ausrechnen:

    Solar wie oben überschlagen: 1000kWh/a * 5cent/kWh = 50€/a (Anmerkung: wir verbrauchen zu viert derzeit ca. 2000kWh/a für WW, nicht fast 4000)

    PV z.B. 3kWp 3000kWh/a, davon 1000kWh/a Eigenverbrauch * 25 cent/kWh + 1500kWh/a Einspeisung (wg. 70%) * 10 cent/kWh = 400 €/a.


    Faktor 8 bei der Einsparung! Die (kleine) PV-Anlage dürfte für ca. 6k€ zu bekommen sein. Solar weiß ich nicht, aber niemals unter 1k€.

    Würde mich wundern, wenn da die PV nicht deutlich gewinnt, selbst wenn die Investition finanziert werden muss.

  • 1000kWh/a Eigenverbrauch * 25 cent/kWh

    Prinzipiell richtig. Wenn wir aber über WW reden, dann wird ohne PV kaum jemand einen el. Heizstab mit Strom füttern, dann macht das die Gastherme eben mit. Wird der PV Ertrag als Ersatz für den normalen Haushaltsstrom verwendet, sprich für sonstige E-Geräte, dann sieht die Welt anders aus.


    Bei Solarthermie hängt der Preis überwiegend von den Montagekosten ab. Die Anlagen selbst sind nicht teuer (9m² ohne Speicher ca. 2.000,- €, theoretischer Ertrag ca. 2.500-3.500kWh p.a.). Den Speicher braucht es ja bei beiden Lösungen, also müsste man ihn bei der PV Variante auch mit hinzurechnen, oder bei beiden Varianten weglassen. Die Frage ist, ob man eine Mini-Anlage nur für WW aufbaut, oder über einen Kombispeicher auch ein paar kWh in den Heizkreis schiebt.


    Förderprogramme gibt es eine Menge, aber nicht alle passen für jeden Fall. Bei Neubau oder Altbau, zinsvergünstigtes Darlehen oder Zuschuss, KfW, BAfA, Bund, Land, Gemeinde......da verliert man schnell den Überblick.

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  • Bei PV sehe ich überhaupt keinen Sinn

    Wenn wir aber über WW reden, dann wird ohne PV kaum jemand einen el. Heizstab mit Strom füttern, dann macht das die Gastherme eben mit.

    Davon gingen meine Überlegungen aus. PV für WW macht schlicht keinen Sinn, wenn eine GBWT schon vorhanden/gesetzt ist.

    Edit: Keine Ahnung, ob man so trotzdem die EnEV-Vorgaben erreichen kann. Zur Not müsste man halt einen "Alibi"-Heizstab in den WW-Speicher setzen.

  • Ob man jetzt noch Ersatzmaßnahmen umsetzen kann, das weiß ich nicht. Hängt davon ab, wie weit die Planung und Umsetzung schon fortgeschritten ist.

    Denkbar wäre beispielsweise, dass man eine BW-WP einsetzt, vorausgesetzt sie erreicht eine JAZ von min. 3,5, oder die DÄmmung verbessert oder.......In vielen Fällen wird halt eine Alibi-Solarthermie auf´s Dach gesetzt. (ich müsste jetzt nachschauen, 0,04m² Kollektorfläche pro m² Nutzfläche oder so.....)

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  • Edit: Keine Ahnung, ob man so trotzdem die EnEV-Vorgaben erreichen kann. Zur Not müsste man halt einen "Alibi"-Heizstab in den WW-Speicher setzen.

    Die EnEV wird mit Gas + Solar erfüllt, aber man bekommt halt nur die KfW-Mindeststufe, keinen werbeträchtigen besseren Wert. Ist mir aber egal, das Haus bau ich um selbst drin zu wohnen.

  • Die EnEV wird mit Gas + Solar erfüllt,

    Das ist klar. Die Frage die ich mir stellen würde: Würde die EnEV auch mit Gas und PV erfüllt werden können. Und zwar PV eben nicht für "Power to heat", sondern eben für Eigenbverbrauch und Einspeisung. Wenn ja, wüsste ich was ich machen würde.

  • Wenn nah und Eigenverbrauch, dann zählt es für die ENEV. Wieviel man hier bräuchte an FLäche? Keine Ahnung.

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  • Vorsicht ! EEWärmeG interessiert sich m.W. nicht für den Stromverbrauch im Haushalt, so lange der nicht Heizzwecken oder WW Erzeugung dient. Ich kann mir jetzt nicht vorstellen, dass eine PV Fläche anrechenbar ist, um damit einen Toaster oder TV zu betreiben.


    Wie war das mit der Nutzungspflicht von 15% regenerativer Anteil?


    d.h. PV Strom ist im EEWärmeG nicht vorgesehen und kann nur über das Hintertürchen EnEV mit berücksichtigt werden.


    150425_photovoltaik_fotovoltaik_enev_eewaermeg_tuschinski_brieden_schickel.pdf


    siehe 2.2


    jetzt noch EEWärmeG (aktuelle Fassung):


    EEWärmeG.pdf


    und abschließend noch ein link zur Anrechenbarkeit bei BW WP (BaWü).


    1809_Hinweise_zur_Waermepumpe_im_EWaermeG.pdf

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  • Mangels Infos habe ich jetzt einfach mal mit ein paar Zahlen gespielt.


    Annahme "Mainburg" (Breitengrad 48,6°), Flachkollektoren nach Süden ausgerichtet, Dachneigung 30°.

    Nutzfläche 150m² notwendige Kollektor(apertur)fläche für EEWärmeG 6m², Kollektor-Bruttofläche 7m²

    Anlage nur für WW Erzeugung mit 300 Liter Speicher, WW Temperatur 50°C

    WW Bedarf 50 Liter (mit 50°C) pro Person und Tag (zusammen also 200Liter pro Tag)


    Energieaufwand für WW min. 9,3kWh/d zzgl. Anlagenverluste


    Unter diesen Bedingungen kann die Solaranlage etwa 2.300kWh p.a. liefern die auch verwertet werden. Den Rest (1.094kWh) muss die Gastherme beisteuern.


    Nehmen wir die Brennstoffkosten mit 6Ct./kWh, und berücksichtigen gut 10% Anlagenverluste (können im Sommer deutlich höher sein),

    dann würde die Anlage 2.300kWh * 7,6Ct./kWh = 174,80 €, also etwa 175,- € p.a. einsparen.


    Die Kosten für die gesamte WW Erzeugung würden sich auf 83,- € pro Jahr belaufen.


    Nun müsste man die Anlagenkosten rechnen. Während sich die Materialkosten noch relativ einfach ermitteln lassen, sieht das bei den Montagekosten völlig anders aus.


    Es darf aber bezweifelt werden, dass sich diese Anlage bei Montage durch einen Fachbetrieb innerhalb von 20 Jahren rechnet, selbst wenn man moderate Preissteigerungen bei den Energiepreisen berücksichtigt.

    Man investiert also nicht um Geld zu sparen, sondern um die Vorgaben des EEWärmeG zu erfüllen.


    Achtung: Man muss jetzt immer im Hinterkopf behalten, dass es sich hier um eine Beispielrechnung handelt, die von verschiedenen Annahmen ausgeht. Ob diese Annahmen später in der Praxis eintreffen, das steht in den Sternen.


    Als nächstes Beispiel könnte man jetzt eine Anlage mit Heizungsunterstützung rechnen, die auf eine FBH 35/30/21 arbeitet. Hier wäre der WW Speicher entweder durch einen Pufferspeicher zu ergänzen, oder man arbeitet mit einem Kombispeicher. Je nach Betriebsweise lässt sich damit der spez. Kollektorertrag auf ca. 450kWh/m²a steigern. Im obigen Beispiel stünden dann noch weitere ca. 400-500kWh als Heizungsunterstützung zur Verfügung. Die Verteilung WW und Heizung hängt auch davon ab, wie man durch die Anlagenplanung das Verhältnis WW zu Heizungsunterstützung balanciert.


    Mit viel Mühe lassen sich dann Einsparungen von ca. 230,- € p.a. erzielen.


    Das führt dann dazu, dass man eine größere Kollektorfläche und einen größeren Speicher einplanen würde, was dann die Investitionskosten noch einmal in die Höhe treiben würde. (Bsp.: Verdopplung der Kollektorfläche, Verdopplung Speicherinhalt). Der spezfische Kollektorertrag würde darunter aber leiden. Die Erweiterung müsste also kostengünstig möglich sein, damit sich so ein Konzept besser darstellt als die reine WW Erzeugung.


    Wenn man beispielsweise die Kollektorfläche auf 12m² und den Speicher auf ca. 800 Liter vergrößern würde, dann könnte man für WW und Heizung insgesamt um die 4.500kWh p.a. im Gegenwert von ca. 340,- € ernten.


    Solche Konzepte rechnen sich für den Betreiber typischerweise nur dann, wenn die Montagekosten gering und die Förderung hoch ist (Bsp.: im Bestand, in Verbindung mit Pelletkessel usw.) Da es beim TE um einen Neubau geht, würde ich mir die Solarthermie in Verbindung mit der Gastherme anbieten lassen. Evtl. werden die Montagekosten etwas geringer, da die Handwerker ja sowieso im Haus sind (ja ich weiß, die Hoffnung stirbt zuletzt).

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  • Es darf aber bezweifelt werden, dass sich diese Anlage bei Montage durch einen Fachbetrieb innerhalb von 20 Jahren rechnet, selbst wenn man moderate Preissteigerungen bei den Energiepreisen berücksichtigt.

    Man investiert also nicht um Geld zu sparen, sondern um die Vorgaben des EEWärmeG zu erfüllen.

    Genau so ist es bei mir. Würde nicht die Notwendigkeit für Solar/PV zur Erfüllung der EnEV bestehen, würde ich hier nichts machen.

    Vielen Dank für deine Beispielrechnung R.B., sie fällt positiver aus als es bei uns sein wird, da wir ein Satteldach mit 35 Grad haben aber leider mit Nord-Süd Giebel, weshalb die Kollektoren auf dem Dach nach Westen ausgerichtet sein werden.

  • D.h. Du bekommst also einiges weniger zurück, demzufolge wären also die Investitionskosten m.E. möglichst gering zu halten.

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  • weshalb die Kollektoren auf dem Dach nach Westen ausgerichtet sein werden.

    Man könnte eine Ost-West Anlage bauen, was den Aufwand und die Kosten noch weiter in die Höhe treibt.


    Ich würde in Deinem Fall nur das unternehmen was zwingend notwendig ist (EEWÄrmeG). Evtl. könnte man auch eine Befreiung in´s Auge fassen, weil eine Anlage wirtschaftlich nicht darstellbar ist. Das kann am Ende aber mehr Aufwand bedeuten als eine billige Alibi-Anlage auf´s Dach zu schrauben.


    An sich muss sich eine Anlage innerhalb ihrer Lebensdauer rechnen, je nach Anlage/Dämmmaßnahme etc. auch schon innerhalb von 10 oder 20 Jahren, um wirtschaftlich zu sein.

    Aber wie schon gesagt, wenn Du nachher ein halbes Dutzend Fachleute brauchst, die kiloweise Papier generieren, dann wird das unter Umständen teurer als eine Alibi-Anlage.

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  • Ich würde in Deinem Fall nur das unternehmen was zwingend notwendig ist (EEWÄrmeG). Evtl. könnte man auch eine Befreiung in´s Auge fassen, weil eine Anlage wirtschaftlich nicht darstellbar ist. Das kann am Ende aber mehr Aufwand bedeuten als eine billige Alibi-Anlage auf´s Dach zu schrauben.

    Ja, inzwischen bin ich auch dieser Ansicht.

    Ich danke allen, die mit ihrem Rat mir geholfen haben. :-)