Solar-Innovationen 2014 / Werbung

Direkte Warmwasserbereitung mit PV

Wirtschaftliche Nutzung und Speicherung solarer Energie außerhalb des EEG

In den letzten Jahren sind die Stromgestehungskosten von Photovoltaik deutlich gesunken. In PV Anlagen steckt bewährte und wartungsarme Technik. Um Photovoltaik für jedermann attraktiv zu machen, gibt es Optimierungspotenzial: Der Einstieg in PV soll auch mit kleinem Budget möglich sein und etwaige Hürden, wie Netzanmeldung, Berücksichtigung in der Steuererklärung oder konkrete Anforderungen an den Standort und die Auslegung der Photovoltaik-Anlage aus dem EEG, sollten herabgesetzt werden. Um Photovoltaik einer breiten Masse zugänglich zu machen, bedarf es daher weiterer innovativer Konzepte zur Nutzung außerhalb des EEG.

Warmwassererzeugung mit Photovoltaik

Diese Aspekte wurden in einem innovativen Konzept zur Warmwasserbereitung mit Photovoltaik berücksichtigt. Dabei wird die vom PV-Modul generierte Energie mit einem elektrischen Wirkungsgrad von mehr als 99% zur Warmwasserbereitung umgesetzt.

Abb. 1: Der PV Heater im System
Abb. 1: Der PV Heater im System


Der von den Modulen erzeugte Gleichstrom wird ohne Umweg (ohne Wechselrichter) direkt in ein Heizelement eingespeist und in Nutzwärme umgewandelt. Somit entfällt eine Netzanmeldung beim EVU. Die Kosten liegen mit 8 bis 10ct/kWh unter denen fossiler Energieträger wie Gas oder Öl. Die „Oil Parity“ ist erreicht und es ist wirtschaftlicher, die eigene aus Strom erzeugte Wärme zu nutzen anstatt Öl zu verheizen. Doch es ist nicht nur wirtschaftlicher sondern auch ökologisch sinnvoll: Anwender dieser Technik verringern maßgeblich den Verbrauch von fossilen Energieträgern.

Abb. 2: Vergleich von Wärmekosten PV Heater zu Wärmekosten Haushaltsheizöl


Flexible Modulauslegung

Der PV Heater besteht aus einem Heizelement und einer Steuerung. Durch drei integrierte MPP-Tracker können 6-12 Module flexibel auf dem Dach, der Garage oder der Fassade angebracht werden. Es können nahezu alle Flächen belegt und Teilverschattungen berücksichtigt werden. Es können sogar unterschiedliche Module genutzt werden.

Die Anlage wird also perfekt auf die Kundenbedürfnisse angepasst: Um beispielsweise die Heizung im Sommer komplett auszuschalten und die Bereitstellungsverluste und schlechten Teillastwirkungsgrade des Kessels zu reduzieren, werden dreimal drei parallel verschaltete Module à 250Wp mit Südausrichtung montiert. Diese bringen ca. 2250kWh Ertrag im Jahr.

Die gleiche Anlage als Fassadenmontage bringt hingegen 1600kWh, und erzeugt in den Übergangszeiten im Vergleich mehr Wärme.

Abb. 3: Jahresverlauf Speicherausnutzung mit PV Heater in kWh bei Fassadenmontage (300l Speicher, 200l 40°C min. Füllstand, Sicherheitsabschaltung 85°C, 240l 35°C täglicher Verbrauch, 1600kWh/a Ertrag), Fassadeninstallation
Abb. 3: Jahresverlauf Speicherausnutzung mit PV Heater in kWh bei Fassadenmontage (300l Speicher, 200l 40°C min. Füllstand, Sicherheitsabschaltung 85°C, 240l 35°C täglicher Verbrauch, 1600kWh/a Ertrag), Fassadeninstallation


Die Photovoltaikanlage und der PV Heater schaffen in der beschriebenen Konfiguration eine solare Abdeckung der Warmwasserbereitung von 72% bei Südausrichtung bzw. 58% bei Fassadenanlagen im Jahr. Bei einem ca. 12 Jahre alten 12kW Ölkessel spart dies rund 340l Öl/Jahr bzw. 300l/Jahr bei Fassadeninstallation ein, und das für die nächsten 25 Jahre.

 

Sicherheit, einfache Installation und Wartungsfreiheit

Die Modulverschaltung erfolgt auf sicherer Niedervoltebene <50VDC. Das sorgt für Sicherheit. Genauso wie die Einfehlersicherheit der Elektronik sowie integrierte Temperatursensoren, die bei 85°C abregeln.

Der PV Heater ist auch für die Nachrüstung ideal geeignet. Im Gegensatz zu anderen Technologien zur solaren Warmwassererzeugung werden weder Installationsschächte für Rohre oder Pumpengruppen benötigt, noch müssen Rohre speziell isoliert werden. Die benötigten Kabel lassen sich einfach verlegen und haben zudem weniger Verlustleistung.

Monitoring

Einsparungen und Auswertungen der erzeugten Energie und Wärme können jederzeit tagesaktuell über das Online Monitoring-Tool REFUlog oder die kostenlose REFUlog app abgerufen werden. So hat der Anlagenbesitzer seine solare Warmwassererzeugung immer im Blick.

Fazit

Photovoltaik öffnet große Chancen, um Energiekosten zu senken, das Klima zu schützen und um fossile Ressourcen zu schonen. Mit dem PV Heater wird Photovoltaik noch weitergedacht und für jedermann nutzbar gemacht. Neue Lösungen, auch jenseits des EEG, halten die Photovoltaik weiterhin attraktiv.

Abb. 4: PV Heater

Weitere Informationen: www.pvheater.de