• 1
  • 2
  • 3

Photovoltaik Eigenverbrauchslösung zur Warmwassererwärmung – wie viel Energie wird für die Erwärmung von Wasser benötigt?

Herzlich Willkommen in der privergie-School!

In diesem Video lernst Du, wie viel Energie für die Erwärmung von Wasser benötigt wird. Wasser enthält abhängig von seiner Temperatur eine gewisse Menge Energie. Je wärmer das Wasser ist, desto mehr Energie ist darin gespeichert. Gleiches gilt für die Menge an Wasser. Je mehr Wasser vorhanden ist, desto mehr Energie ist darin enthalten. Umgekehrt gilt: will man eine gewisse Menge Wasser von beispielsweise 10°C auf 50°C erwärmen, wird hierzu Energie benötigt. Wie viel Energie benötigt wird, hängt jeweils vom Material ab. Diese Abhängigkeit ist durch eine Materialkonstante definiert. Man nennt sie "spezifische Wärmekapazität". Für Wasser hat diese Konstante einen Wert von 1,16 und die Einheit Wattstunden : Kilogramm x Kelvin.

Die Formel zur Berechnung der benötigten Energie lautet dann: 
Spezifische Wärmekapazität x Wassermenge x Temperaturdifferenz.

 

lektion 1 bild 1 

Bei den Profis wird die Temperaturdifferenz üblicherweise nicht in Grad Celsius (°C), sondern in Kelvin, also K, angegeben. Bei unserem Beispiel wäre die Temperaturdifferenz also 50 °C – 10 °C = 40 K. Wasser hat normalerweise eine Masse von 1 kg pro Liter. Hat unser Wasserspeicher also 250 Liter Fassungsvermögen, dann sind darin im vollen Zustand 250 kg Wasser enthalten. Damit ergibt sich in unserem Beispiel eine benötigte Energiemenge von 1,16 Wh x 40 K x 250 kg.

Das sind 11.600 Wh und das sind 11,6 kWh benötigte Energie, um das Wasser von 10°C auf 50°C zu erwärmen.

   

lektion 1 bild 2 

Fürs schnelle Kopfrechnen kann man aber auch folgende Faustformel verwenden: 1 kWh pro °C für 1000 Liter.

Für unser Beispiel wären es dann 250 Liter/1000 Liter  = 1/4   -> 1/4 x 40 K x 1 kWh = ca. 10 kWh.

 

lwektion 1 bild 3 

Jetzt kannst Du also abschätzen, wie viel Energie Du benötigst, um eine gewisse Menge Wasser zu erwärmen. Das klappt zum Beispiel prima mit der PV-Thermie Lösung von privergie.

Hier geht es direkt weiter zu Lektion 2: Dimensionierung des Heizstabes 

Hier nochmal die Erklärung als Video zum Anschauen:

 

Häufige Fragen

Was ist ein PV-Thermie Paket?

Das PV-Thermie Paket besteht aus einem Zweirichtungs-Energiezähler, einem Energiemanager, einem Heizstab zum Einbau in den hauseigenen Brauchwasserspeicher oder einer Brauchwasser-Wärmepumpe und allen sonstigen für die Installation notwendigen Teile.

Der Energiemanager überwacht die Stromproduktion der Solaranlage, den Stromverbrauch im Haushalt sowie den Strombezug vom Netz. Auf Basis dieser Information schaltet der Energiemanager den Heizstab in drei Stufen oder ermöglicht die Nutzung des PV-Stroms für die Brauchwasser-Wärmepumpe.

Auf diese Weise nimmt er stets nur die Wattzahl ab, die auch wirklich als Überschuss zur Verfügung steht. Überschüssiger PV-Strom, der sonst ins Netz eingespeist würde, wird nun zur Erzeugung von warmem Wasser verwendet.

 

Was nützt mir ein PV-Thermie Paket?

Mit dem PV-Thermie Paket nutzt Du den überschüssigen Solarstrom Deiner PV-Anlage zur Warmwassererzeugung und sparst Kosten für Öl und Gas ein. Durch die stetige Senkung der PV-Einspeisevergütung ist es mittlerweile attraktiver, den Solarstrom im eigenen Haus zu verbrauchen – je mehr desto besser. Der Einsatz des PV-Thermie Paketes zur Warmwassererzeugung erhöht dabei die Eigenverbrauchsquote und mindert den Netzbezug um einen weiteren Teil. Das PV-Thermie Paket ist der einfachste und preisgünstigste Weg, Solarstromüberschuss zu verwenden.

 

Ist die Montage kompliziert?

Die Installation des Energiemanagers ist „plug-and-play” und kann von einem fachkundigen Installateur in ca. einer Stunde durchgeführt werden.

 

Muss ich für den PV-Eigenverbrauch die EEG Umlage zahlen?

Seit dem 01.01.2015 wird auf den selbst verbrauchten Strom teilweise die EEG-Umlage erhoben.
Dies gilt für Anlagen, die größer als 10 kWp sind. Die meisten auf Einfamilienhäusern errichteten Anlagen liegen mit ihrer Leistung unter 10 kWp und sind somit von der EEG-Umlage befreit.

 

Funktioniert der Heizstab auch bei bewölktem Himmel?

Ja. Die Photovoltaik-Module nutzen nicht nur das direkte Sonnenlicht, das nur bei klarem Himmel auftritt, sondern auch die diffuse Strahlung, die durch die Wolken tritt. Sobald es hell ist, bringen Photovoltaik Module elektrische Energie – egal, ob dabei die Sonne direkt zu sehen ist oder nicht.
Dies ist gleichzeitig ein entscheidender Vorteil der PV-Thermie im Vergleich zu den bekannten Warmwasserkollektoren, da bei diesen das Wasser nur dann erwärmt wird, wenn tatsächlich die Sonne zu sehen ist.

In Deutschland macht der diffuse Anteil übrigens etwa die Hälfte der Einstrahlung aus.

 

Kann ich mit dem PV-Thermie Paket jede PV-Anlage nachrüsten?

Das PV-Thermie Paket ist unabhängig von der PV-Systemtechnik und kann somit auch in jede beliebige Bestands- und Neuanlage integriert werden. Weitere Informationen zu den Voraussetzungen für das PV-Thermie Paket erfährst Du im Video "Lektion 3" in der privergie School.

 

Wo liegt der Vorteil des PV-Thermie Pakets gegenüber einer Solarthermieanlage?

Aufwändige Wärmetauscher und Leitungen für Transportmedien entfallen. Damit entstehen deutlich geringere Anschaffungs- und Montagekosten. Während bei der Solarthermie-Anlage sommerliche Überschüsse sehr schnell nicht mehr genutzt werden können, sobald das Wasser heiß ist, wird bei der PV-Thermie Lösung der überschüssige Strom weiterhin ins Netz des Energieversorgers eingespeist. Die PV-Thermie Lösung funktioniert auch bei bewölktem Himmel und liefert daher auch im Frühjahr und Herbst einen guten Ertrag.

 

Ist Strom nicht zu wertvoll zur Warmwassererzeugung?

Das PV-Thermie Paket spielt bei der Frage, "wie wird die PV-Überschussenergie wertig eingesetzt" die Hauptrolle. Der Energiemanager regelt die zur Verfügung stehende Energie so, dass sie jederzeit wirtschaftlich und sinnvoll eingesetzt wird. Die erste Priorität entfällt immer auf die bedarfsgerechte Versorgung der Elektrogeräte im Haushalt, steht dann noch PV-Überschussstrom zur Verfügung, wird gezielt der Heizstab oder die Wärmepumpe angesteuert. Solarstrom bei Bedarf und bei ausreichender Verfügbarkeit zur Erzeugung von warmem Wasser zu verwenden, ist heute wertvoller denn je, um erstens den Verbrauch von fossilen Energieträgern zu senken und zweitens Heizkosten zu sparen.

 

Wird der Heizstab in der Leistung geregelt oder "nur" ein/aus geschaltet?

Der Heizstab wird in drei Leistungsstufen geschaltet. Unsere langjährige Erfahrung hat gezeigt, dass eine stufenlose Regelung nur einen minimalen Mehrertrag erbringt. Die Mehrkosten für eine stufenlose elektronische Regelung lohnen sich daher nicht. Zusätzlich ist die Lebensdauer einer elektronischen Regelung deutlich geringer als die einer Stufenschaltung.