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  1. #1

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    Warmwassererzeugung über Photovoltaik

    Hallo erstmal,

    ich bin neu hier im Forum, habe aber schon einige Diskussionen verfolgt, speziell zum Thema Heizung und Wandaufbauten.

    Kurz zu unserem Vorhaben:
    Wir wollen in diesem Jahr ein EFH bauen, die Planung dafür läuft auch schon. Die Grundfläche wird ungefähr 10m x 12m, es wird 1,5-geschossig werden und komplett unterkellert (mit Dämmung der Bodenplatte).
    Das Haus wir in Holzständerbauweise gebaut. Der Wandaufbau ist wei folgt von innen nach außen:

    12,5mm GKP
    12mm ESB oder OSB-Platte
    40mm ausgedämmte Installationsebene
    15mm OSB-Dampfbremsebene (abgeklebte Stöße)
    200mm Ständer mit Holzfaser ausgeflockt
    60mm Holzfaserplatte als Putzträger
    diffusionsoffener Außenputz

    Das Dach ist ein Sichtdachstuhl, Aufbau wie folgt:
    Dampfbremsbahn auf der Sichtschalung
    240mm Sparren mit Holzfaser ausgeflockt
    20mm Holzfaserplatte über den Sparren
    diffusionsoffene Unterspannbahn
    40mm Konterlattung
    30mm Dachlattung
    Dachziegel.
    40mm Konterlattung

    Soweit mal zur Dämmung des Hauses.

    Als Heizung haben wir uns eigentlich schon auf einen Holzvergaserkessel eingeschossen, da wir günstig an das Holz kommen und wir auf jeden Fall regenerativ heizen wollen. Also Öl oder Gas kommen nicht in Frage.
    Erdwärme ist dort auch ungünstig, der Nachbar musste 190m tief bohren lassen. Mit Wärmepumpen hab ich mich bis jetzt nicht auseinandergesetzt, aber die Abhänggkeit vom öffentlichen Stromnetz zum Heizen wollen wir eigentlich ausschließen.
    Jetzt ist meine Frage, inwiefern es sinnvoll ist, über eine kleine PV-Anlage mit 5-6kWp einen Brauchwasserspeicher mit einem Heizstab aufzuheizen. Dann sollte es doch eigentlich möglich sein, außerhalb der Heizperiode das Brauchwasser komplett über die PV-Anlage zu erhitzen. Die Dachfläche ist genau nach Süden ausgerichtet, DN 35-38°. Als die Einspeisevergütung noch so astronomisch hoch war, wurden bei uns fast jedes Dach mit PV-Modulen vollgepflastert. Der durchschnittliche Jahresertrag liegt irgendwo zwischen 1150 bis 1250 kWh / kWp.

    Es geht uns hier nicht primär um irgendeine wirtschaftliche Amortisation nach x Jahren, sondern mehr um den Komfort im Sommer, daß man den Holzvergaser nicht alle 2-3 Tage anwerfen muss oder auch mal ohne Bedenken 2 Wochen in Urlaub kann.

    Entschuldigt bitte den Roman. Was würdet Ihr sagen, funktioniert das so?

    Danke und Grüße

    Patrick
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  2. Warmwassererzeugung über Photovoltaik

    Schau dir mal diesen Ratgeber an. Dort findet man Infos und Antworten.

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  3. #2

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    Zitat Zitat von paddy1299 Beitrag anzeigen
    aber die Abhänggkeit vom öffentlichen Stromnetz zum Heizen wollen wir eigentlich ausschließen.
    Wie soll dann das Wasser zu den Heizflächen gelangen?
    Jetzt ist meine Frage, inwiefern es sinnvoll ist, über eine kleine PV-Anlage mit 5-6kWp einen Brauchwasserspeicher mit einem Heizstab aufzuheizen.
    Warum willst Du das nicht mit Solar-Thermie machen? Das ganze um einen großen Pufferspeicher erweitert, der auch von Deinem Holzvergaser erwärmt wird und die Sache könnte einigermaßen rund laufen.
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  4. #3

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    Bevor Du das entscheidest, denk nochmal über das Gesamtsystem nach!
    Wie hoch wird denn der Heizbedarf eigentlich sein?
    Bei der Sonneneinstrahlung würde ich über grosse Südfenster (mit außenliegender Verschattung) nachdenken.
    Bekommt ihr ein Lüftungssystem?
    Zur Warmwassererwärmung würde ich dann ein Warmwasserwärmepumpe wählen und diese and die PV Anlage koppeln. Das bringt auch noch Warmwasser, wenn die Solarthermie nur noch als Vorheizer geeignet ist.
    Ohne Stromnetz gehts natürlich nicht - aber ohne Strom geht kaum was im Haus. Das Du frierst, wird dann Dein kleinstes Problem sein.
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  5. #4

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    Ww mit pv funktioniert gut. Allerdings muss dir die zeit der Erwärmungen phase klar sein. Ich habe einen 3 kw heizstab und der braucht schonmal ca. 3h um 140 l von 20 auf 60 Grad zu bringen. Im Sommer kein Problem.
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  6. #5

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    Zitat Zitat von paddy1299 Beitrag anzeigen
    Erdwärme ist dort auch ungünstig, der Nachbar musste 190m tief bohren lassen.
    Dann hat er entweder ein sehr schlecht gebautes Haus, oder ein sehr großes Haus (300m2 Klasse aufwärts?) oder einen Planer der keine Ahnung hat. Selbst bei schlechten Bodenverhältnissen lässt sich so eine Bohrung mit locker 10kW belasten, d.h. eine WP in der 13-14kW Klasse. Wenn ein EFH wirklich diese Heizlast hat, dann ist es.... s.o.

    Je nach Grundstücksgröße könnte man auch über einen Flächenkollektor nachdenken, oder einen entsprechend langen Graben oder was weiß ich. Man muss halt die Rohre in den Boden bringen, wie, das ist fast schon egal, Hauptsache die Tauscherfläche ist groß und man erschließt ausreichend Erdreich.

    Zitat Zitat von paddy1299 Beitrag anzeigen
    Jetzt ist meine Frage, inwiefern es sinnvoll ist, über eine kleine PV-Anlage mit 5-6kWp einen Brauchwasserspeicher mit einem Heizstab aufzuheizen. Dann sollte es doch eigentlich möglich sein, außerhalb der Heizperiode das Brauchwasser komplett über die PV-Anlage zu erhitzen. Die Dachfläche ist genau nach Süden ausgerichtet, DN 35-38°. Als die Einspeisevergütung noch so astronomisch hoch war, wurden bei uns fast jedes Dach mit PV-Modulen vollgepflastert. Der durchschnittliche Jahresertrag liegt irgendwo zwischen 1150 bis 1250 kWh / kWp.

    Es geht uns hier nicht primär um irgendeine wirtschaftliche Amortisation nach x Jahren, sondern mehr um den Komfort im Sommer, daß man den Holzvergaser nicht alle 2-3 Tage anwerfen muss oder auch mal ohne Bedenken 2 Wochen in Urlaub kann.
    Überlegen wir mal logisch. Was kostet eine 5-6kW PV Anlage? Welche Erträge sind möglich wenn man nicht einspeisen, sondern vorwiegend eigenverbrauchen möchte?

    Zuerst zu den Kosen. Hier kommt es primär auf das Anlagenkonzept an. Würde man die Anlage nur zum Einspeisen verwenden, dann würde die Anlage wohl irgendwas um 10-12T€ an Investition erfordert bis sie betriebsbereit ist. Theoretischer Jahresertrag wohl irgendwas um 5.000-6.000kWh.

    Der theoretische Jahresertrag von 1.150kWh/kWp bis 1.250kWh/kWp setzt optimale Verhältnisse voraus, und funktioniert auch nur, wenn jederzeit ein Abnehmer vorhanden ist. d.h. Man muss die Erträge entweder in einem eigenen Speicher unterbringen, oder das Netz als Speicher nutzen. Der eigene WW Speicher hat nur eine begrenzte Aufnahmefähigkeit, zusätzliche Speicher in Form von Akkus sind teuer, und beim Einspeisen in´s Netz gibt´s kaum noch Vergütung.

    Die Anlage soll primär dazu genutzt werden um WW zu erzeugen. Während der Heizperiode übernimmt das der Holzkessel, also bleiben nur die paar Sommermonate. Gehen wir von einer typ. 4 köpfigen Familie aus, dann liegt der WW Bedarf bei durchschnittlich 7-8kWh pro Tag. Damit kann man immerhin fast 250 Liter Wasser auf Badetemperatur bringen.

    Unterstellen wir weiterhin, dass der Holzkessel an min. 200 Tagen im Jahr in Betrieb ist, dann bleiben noch etwa 160 Tage für die WW Erzeugung die durch einen anderen Wärmeerzeuger abgedeckt werden sollen. Der Bedarf während dieser Zeit wäre etwa 1.280kWh. Mit einer BW-WP am Haushaltsstrom entspricht das ziemlich genau 100,- € Kosten pro Jahr. Unterstellt man weiterhin, dass die Solaranlage, egal ob PV oder Solarthermie, ca. 70% dieses Bedarfs decken kann, dann könnte man durch die Anlage immerhin 70,- € pro Jahr einsparen. Für die restlichen 30%, also die Zeiten in denen mal keine Sonne scheint, oder der Tagesertrag nur unzureichend ist, müsste man trotzdem extern zuheizen.

    Werden die überschüssigen Erträge eingespeist, dann gibt es dafür etwa 13Ct./kWh. Das wären noch einmal ca. 580,- € pro Jahr.

    d.h. Ohne eine lukrative Verwendung der Überschüsse reden wir von einer Amortisationsdauer von 150 Jahren. Es ist also zwingend erforderlich, dass man sich ein Konzept überlegt das auch die Überschüsse berücksichtigt. Damit besteht dann zumindest eine theoretische Chance, dass sich die Investition in 15 Jahren amortisieren kann.

    Wie soll man nun mit den Überschüssen umgehen? Die einfachste Lösung wäre die Einspeisung wie oben genannt. Ansonsten könnte man auch über weiteren Eigenverbrauch nachdenken. Einen Teil der Erträge könnte man vielleicht im Haushalt "verbrauchen", wobei hier auch ein Speicherkonzept erforderlich würde damit man einmal in lukrative Regionen kommt.

    Wenn es nur um den Eigenbedarf geht, dann sollte man noch einmal über die Leistung der PV Anlage nachdenken. Hier könnte eine kleinere Anlage, dafür mit zusätzlichen Akkus, evtl. die bessere Lösung sein. Um das genauer beurteilen zu können, muss man aber zuerst einmal ein paar Rechnungen anstellen.

    Fazit: geht nicht, gibt´s nicht, und wenn Geld keine Rolle spielt ist fast alles machbar.
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  7. #6

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    Zitat Zitat von R.B. Beitrag anzeigen
    Dann hat er entweder ein sehr schlecht gebautes Haus, oder ein sehr großes Haus (300m2 Klasse aufwärts?) oder einen Planer der keine Ahnung hat. Selbst bei schlechten Bodenverhältnissen lässt sich so eine Bohrung mit locker 10kW belasten, d.h. eine WP in der 13-14kW Klasse. Wenn ein EFH wirklich diese Heizlast hat, dann ist es.... s.o.
    es kann ja auch noch an den Bodenverhältnissen liegen, die sich während der Bohrung erst herausstellen. Kenne einen Fall, der auch deutlich tiefer als geplant gehen musste, da unerwartet ein Wasserreservoir daherkam, das nicht angezapft werden durfte. Gibts alles...
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  8. #7

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    Man... Hätt das nicht eine ÖLQUELLE sein können???
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  9. #8

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    Zitat Zitat von H.PF Beitrag anzeigen
    Man... Hätt das nicht eine ÖLQUELLE sein können???
    dürfte er doch gar nicht so ohne weiteres verwenden; was unter meinem Haus ist, gehört leider noch lange nicht mir...falls es wertvoll ist. Falls eher wertmindernd, gehört es natürlich schon mir...so ist das in D..
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  10. #9
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    R.B., vielen Dank für die sehr ausführliche und verständliche Erklärung.
    Die 100€ Stromkosten pro Jahr gilt ja nur in Verbindung mit ner Wärmepumpe. Ohne WP kostet die Energie, also 8kWh für 160 Tage ca. 350€, je nach dem, wie der Strompreis ansteigt auch mehr. Wenn ich davon 70% aus der PV-Anlage decken kann, sind das knapp 250€/Jahr Einsparung, also Amortisation nach 40 Jahren (ja, ist immer noch bescheiden), bei steigendem Strompreis etwas früher.

    Angenommen, im Sommer ist Überschuss an Strom da, dann könnte man doch primär das Brauchwasser aufheizen und den Überschuss im grossen Heizungspuffer abliefern. Wär ne Auslegungssache, wie gross der dann sein müsste.
    Aber dann könnte man theoretisch den gesamten PV-Ertrag in Warmwasser speichern, die Frage ist nur, wie sinnvoll das ist zwecks Speicherverlusten.
    Ne Wärmepumpe möchten wir eigentlich nicht, weil a)- keine Lüftungsanlage im Haus erwünscht und b)- Erdwärme bei uns schlecht funktioniert oder wegen der tiefen Bohrungen schlicht zu teuer ist und c) - das wieder was ist, das kaputt gehen kann oder zu laut ist und ausserdem teuer.
    Wie werden denn Flächenkollektoren ausgeführt. Sind das Rohre im Boden oder aufgestellte Module? Ich muss noch sagen, dass das Haus auf 900 m.ü.NN. im Südschwarzwald steht, da gibts ab und an noch nen Haufen Schnee, der dann im Winter den Flächenkollektor unbrauchbar macht (wenns Rohre im Boden sind).
    Solarthermie schliessen wir eigentlich aus, weil nur die Differenztemperatur Modul-Puffer nutzbar ist, also bei geladenem Puffer kann nur noch wenig Energie aus der St-Anlage in den Puffer gebracht werden.
    Ein Akku als Stromspeicher ist derzeit noch zu teuer und nicht langlebig genug. Das wird vielleicht was in den nächsten 5-10 Jahren.

    Ich muss glaub nochmal durchrechnen, obs ne kleinere PV-Anlage auch tut.

    Gruess
    Patrick
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  11. #10

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    Zitat Zitat von paddy1299 Beitrag anzeigen
    R.B., vielen Dank für die sehr ausführliche und verständliche Erklärung.
    Die 100€ Stromkosten pro Jahr gilt ja nur in Verbindung mit ner Wärmepumpe. Ohne WP kostet die Energie, also 8kWh für 160 Tage ca. 350€, je nach dem, wie der Strompreis ansteigt auch mehr. Wenn ich davon 70% aus der PV-Anlage decken kann, sind das knapp 250€/Jahr Einsparung, also Amortisation nach 40 Jahren (ja, ist immer noch bescheiden), bei steigendem Strompreis etwas früher.
    Einen WW-Speicher braucht man ja sowieso, also ist der Aufpreis für eine BW-WP moderat. Diese Variante hätte nicht nur den Vorteil, dass sie den erzeugten el. Strom effizienter nutzt, sondern sie kann jederzeit das WW auf Temperatur bringen, egal ob die Sonne scheint, oder ob im Winterurlaub der Ofen aus bleibt, oder was weiß ich. Klar könnte man auch einen Heizstab aus der "Steckdose" versorgen wenn mal keine Solarerträge vorhanden sind. Wenn man das aber mal genauer durchrechnet, auch ein Heizstab kostet Geld, dann ist der Aufpreis für die BW-WP gering.

    Zitat Zitat von paddy1299 Beitrag anzeigen
    Angenommen, im Sommer ist Überschuss an Strom da, dann könnte man doch primär das Brauchwasser aufheizen und den Überschuss im grossen Heizungspuffer abliefern. Wär ne Auslegungssache, wie gross der dann sein müsste.
    Jetzt wird´s kompliziert. Das Speicherkonzept ist gar nicht so einfach, vor allen Dingen die Regelung dazu, damit später alles reibungslos miteinander funktioniert. Was nutzt Dir ein mit Überschüssen geladener Pufferspeicher, wenn Du die Energie später nicht mehr in´s WW kriegst? Man darf die Energie nicht nur speichern, sondern man muss sie so speichern dass man sie später auch wieder nutzen kann. Ein Pufferspeicher ist erst einmal nichts anderes als ein Eimer Wasser der im Keller steht. Erst durch die Beschaltung und Steuerung/Regelung wird daraus ein intelligentes System.

    Zitat Zitat von paddy1299 Beitrag anzeigen
    Wie werden denn Flächenkollektoren ausgeführt. Sind das Rohre im Boden oder aufgestellte Module? Ich muss noch sagen, dass das Haus auf 900 m.ü.NN. im Südschwarzwald steht, da gibts ab und an noch nen Haufen Schnee, der dann im Winter den Flächenkollektor unbrauchbar macht (wenns Rohre im Boden sind).
    Im Prinzip ist das ein großes Erdloch in das man ein paar Meter Rohr legt und dann wieder zu schiebt. Der Schnee stört nicht, denn wenn er taut liefert er ja wieder Energie. Je mehr Erdreich erschlossen wird und je mehr Rohr darin liegt, um so mehr Energie kann man entziehen. Deswegen ist es wichtig, dass man solche Kollektoren sorgfältig plant.
    Ein Haus wie von Dir beschrieben wird eine Heizlast irgendwo zwischen 5kW und 8kW haben, hier spielt dann die Lüftung eine wichtige Rolle, da bei hoch wärmegedämmten Häusern die Lüftungsverluste in der gleichen Größenordnung liegen können wie die Transmissionsverluste durch die Hülle, oder sogar noch höher.

    Einen Flächen- oder Grabenkollektor kann man natürlich nur bauen wenn auch das Grundstück entsprechende Flächen bietet. Auf einem 200m2 Grundstück für ein RMH, von dem nach der Bebauung vielleicht nur noch 50m2 frei bleiben, lässt sich kaum ein Erdkollektor unterbringen.

    Zitat Zitat von paddy1299 Beitrag anzeigen
    Solarthermie schliessen wir eigentlich aus, weil nur die Differenztemperatur Modul-Puffer nutzbar ist, also bei geladenem Puffer kann nur noch wenig Energie aus der St-Anlage in den Puffer gebracht werden.
    Bei PV ist das ähnlich wenn man nicht das Netz als Puffer missbrauchen kann.

    Zitat Zitat von paddy1299 Beitrag anzeigen
    Ein Akku als Stromspeicher ist derzeit noch zu teuer und nicht langlebig genug. Das wird vielleicht was in den nächsten 5-10 Jahren.
    Da stimme ich Dir zu. Andererseits wirst Du ohne einen entsprechend großen Speicher kaum Energie nutzen können, denn dass die PV ausgerechnet dann Erträge liefert wenn DU diese benötigst, ist sehr unwahrscheinlich. Ein Wasserspeicher hat auch nur ein begrenztes Speichervolumen. Also wohin mit der Energie?
    Deswegen ja auch meine Überlegungen zum Thema "Leistung der PV Anlage".

    Und nicht vergessen, bei einer PV Anlage zählt nicht nur der Ertrag, sondern auch die Leistung die sie liefern kann. Wenn die Leistung nur ausreicht um eine Glühbirne zum Leuchten zu bringen, hast Du auch nichts gewonnen, selbst wenn sie 10h leuchten würde. Das ist zwar stark verkürzt dargestellt, soll aber nur mal die Problematik etwas beleuchten.
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  12. #11

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    Zitat Zitat von paddy1299 Beitrag anzeigen
    Solarthermie schliessen wir eigentlich aus, weil nur die Differenztemperatur Modul-Puffer nutzbar ist, also bei geladenem Puffer kann nur noch wenig Energie aus der St-Anlage in den Puffer gebracht werden.
    Das ist bei PV auch so. Ein voller Puffer ist voll und kann nicht noch voller werden.

    Die Investition in eine Solarthermie-Anlage liegt deutlich unter der für PV und es besteht tatsächlich eine Chance den Invest mit einer vierköpfigen Familie wiederrauszubekommen.

    Ich hatte dieses Jahr selbst in Niedersachsen schon einige Tage, an denen ich meinen Warmwasserbedarf komplett solar decken konnte. Letztes Jahr reichte der Solarertrag von Juni bis September aus, um auf Warmwassererzeugung mit Gas verzichteten zu können.
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  13. #12

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    Zitat Zitat von mastehr Beitrag anzeigen
    Das ist bei PV auch so. Ein voller Puffer ist voll und kann nicht noch voller werden.

    Die Investition in eine Solarthermie-Anlage liegt deutlich unter der für PV und es besteht tatsächlich eine Chance den Invest mit einer vierköpfigen Familie wiederrauszubekommen.

    Ich hatte dieses Jahr selbst in Niedersachsen schon einige Tage, an denen ich meinen Warmwasserbedarf komplett solar decken konnte. Letztes Jahr reichte der Solarertrag von Juni bis September aus, um auf Warmwassererzeugung mit Gas verzichteten zu können.
    nur aus reiner Neugier was kostet die solarthermie? Eine Pv Anlage sollte man bei der Größe für ca. 1300 Euro/ kwp netto bekommen. Ein Überschuss könnte eingespeist werden. Und bei bedarf kann ein teil des Stromes bezogen werden. Könnte man den Puffer entspreche Md dimensionieren um über mehrere Tage zu kommen? Außerdem könnte man den heizstab dimmbar gestalten Nicht zu vergessen das die Betriebskosten sicherlich geringer sind als bei solarthermie.
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  14. #13

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    Wenn nur Brauchwasser erwärmt werden soll, wird man mit 2000 bis 3000 Euro zuzüglich Montage rechnen müssen. Bei einem guten Speicher mit 300 l oder 400 l kann man damit auch problemlos mehrere Tage ohne Sonnenschein überbrücken. Das hängt natürlich auch vom Verbrauch ab.

    Meine Solaranlage braucht ungefähr 1 kWh Strom um 50 kWh Wärme zu ernten. Für 1000 kWh Wärme fallen bei einem Strompreis von 25 Cent / kWh also ungefähr 5 Euro Stromkosten an.
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  16. #14
    Avatar von alex2008
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    ich glaub ich bin da etwas ortskundiger. Das ist ein kalter Ecken und da dürfte ein Flächenkollektor seine Probleme bei der Regenerierung haben.

    Dafür ists dann auch im Winter gerne mal sehr sonnig die hohen Erträge der PV-Anlagen resultieren u.a. davon.
    Man könnte theoretisch dann auch im Winter noch ne Menge Wärme aus ner solarthermischen Anlage ernten. Das kommt dann aufs Design der Anlage und dem entsprechenden Verhalten der Regelung an.
    Eine BWP + PV Anlage würden im Winter auch noch einiges ernten. Inzwischen gibts ja auch BWP welche von der Steuerung her entsprechend ausgerüstet sind um PV-Erträge zu nutzen. Der Aufpreis einer solchen BWP ggü. einem Solarspeicher dürfte sich zwischen 0 und 800€ bewegen. Haken an der Sache ist dass eine BWP nur eine geringe Heizleistung hat und entsprechend lange Laufzeiten benötigt um den Speicher durchzuheizen (ca. 5-8 Std) und über so viele Stunden hat man nicht unbedingt genügend Ertrag aus der PV.

    Ich würde mich jetzt mal schlau machen welche Tageserträge die PV-Anlagen bei euch in der Nachbarschaft liefern (interessanter wären noch Tagesgänge der Stromerzeugung), dann hätte man einen Anhaltspunkt für Dimensionierung einer PV und könnte diverse Varianten mal etwas genauer durchrechnen.
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  17. #15

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    Zitat Zitat von BenLuc Beitrag anzeigen
    Eine Pv Anlage sollte man bei der Größe für ca. 1300 Euro/ kwp netto bekommen.
    Das wirst Du bei einer Kleinanlage nicht schaffen, schon gar nicht inkl. Montage und dem ganzen Elektrokram der im obigen Fall nötig wird.

    Zitat Zitat von alex2008
    Das ist ein kalter Ecken und da dürfte ein Flächenkollektor seine Probleme bei der Regenerierung haben.
    Dann legt man diesen halt etwas üppiger aus, und selbst wenn es 1K Soletemp. kostet ist das noch kein Beinbruch. So lange es irgendwann mal regnet und auch mal die Sonne scheint, wird der Kollektor regeneriert. Wird der Kollektor natürlich sparsam dimensioniert, vielleicht auch noch sehr tief verlegt und ständig in die Vereisung getrieben, dann könnte es irgendwann zu Problemen kommen. Das kann man aber durch entsprechende Planung problemlos vermeiden.
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