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Je mehr selbst erzeugte Solarenergie ihr im eigenen Haushalt verbraucht, desto effizienter ist eure Solaranlage. Eigenverbrauch hoch, Netzeinspeisung runter lautet also die Devise. Wer einen Batteriespeicher mit elektrischem Heizstab kombiniert, nutzt die größtmögliche Menge an Solarstrom selbst.
Eine Solaranlage mit Speichersystem war für Manuel März im Frühjahr 2014 der erste Schritt in die Unabhängigkeit von steigenden Stromkosten und vom Energieversorger. Er ist ein Experte in Sachen Solarenergie und seit zehn Jahren bei SMA unter anderem zuständig für die netzferne Stromversorgung. Dazu gehören energieautarke Alpenhütten ebenso wie die Stromversorgung für abgelegene Inseln. Es geht immer darum, die Energie dort zu erzeugen, wo sie gebraucht wird.
Das setzt er auch privat konsequent um: Seit Frühjahr 2015 hat er sich gemeinsam mit seiner Frau Rebecca seinen persönlichen Traum von einer vollständigen Nutzung der Solarenergie verwirklicht. Neben der Solaranlage mit Wärmepumpe ist die Energieversorgung nun zusätzlich mit zwei elektrischen Heizstäben AC ELWA-E der Firma my-PV ausgestattet. Sie helfen, die Strombezugskosten zu reduzieren und auch die Rechnung für Heizungs- und Warmwasser zu minimieren. Wie ein Tauchsieder wandeln die Heizstäbe im Warmwasser- und Heizungsspeicher überschüssigen Solarstrom effizient in Wärme um – stufenlos und netzkonform.
Warmes Wasser elektrisch erzeugen und Kosten sparen
Die thermischen Verbraucher Heizung und Warmwasserbereitung benötigen bis zu 75 Prozent des Energiebedarfs im Haushalt. Der durchschnittliche Verbrauch an Trinkwasser liegt in Deutschland bei rund 120 Litern täglich. Davon wird rund ein Drittel erwärmt, gemeinhin als Warmwasser oder Brauchwasser bezeichnet. Ein typischer Haushalt in Deutschland verbraucht durchschnittlich 22 Kubikmeter Warmwasser pro Jahr und muss dafür rund 300 € aufwenden. Die Kosten für die Warmwasserbereitung variieren je Kubikmeter und eingesetztem Brennstoff erheblich. Heizt man hingegen sein Wasser mit selbst erzeugtem Solarstrom, sind die Kosten gleich Null.
Familie März hat sich für eine Ost-West-Ausrichtung der Solaranlage entschieden – sie ermöglicht die solare Nutzung von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang. Diese Art der Ausrichtung liegt im Trend: Nicht mehr die reine Südausrichtung und die höchste Einspeisevergütung zählen, sondern der höchste Eigenverbrauch. Und genau das ermöglicht ein Heizstab, der überschüssige Solarenergie aus der PV-Anlage für die Warmwasserbereitung nutzt. Seit 2016 heizt das Ehepaar das Wasser zusätzlich über die AC ELWA-E im eigens sanierten Altbau mit Solarstrom aus der 10-Kilowatt-peak-Anlage. Anfängliche Bedenken, dass das Wasser nicht schnell genug oder nicht ausreichend zur Verfügung stünde haben sich nicht bewahrheitet. Die Steuerung der Stäbe übernimmt der Sunny Home Manager, der den Haushalt intelligent steuert und die Heizstäbe automatisch immer dann mit der entsprechenden Leistung aktiviert, wenn überschüssiger Solarstrom zur Verfügung steht. Nach dieser Reihenfolge wird der Eigenverbrauch an jedem einzelnen Tag über das gesamte Jahr optimiert:
- Haushaltsgeräte versorgen: Große Haushaltsverbraucher wie Waschmaschine und Geschirrspüler können so programmiert werden, dass sie mit Solarstrom laufen.
- Batterie laden: Die Batterie stellt Solarenergie für die Abend- und Nachtstunden zur Verfügung. Regelmäßige Lade- und Entladezyklen erhöhen die Lebensdauer der Batterie.
- my-PV Heizstab ELWA_006 (Sommer) aktivieren und Warmwasser erzeugen: Die AC ELWA-E wird bei Überschussenergie aktiviert und erhitzt das Wasser zum Kochen, Duschen, Hände waschen.
- my-PV Heizstab ELWA_008 (nur im Winter) aktivieren und Heizungswasser erzeugen: Die AC ELWA-E wird über Solarenergie versorgt und erhitzt das Wasser zum Heizen des Hauses.
Wärmepumpe schonen und Lebenszeit verlängern
Zwar hat die ELWA im Hause März die niedrigste Priorität, aber sie ermöglicht in den Sommermonaten ein vollständiges Abschalten der Luft-Wasser-Wärme-Pumpe. Und das erhöht die Lebensdauer des Geräts – was nicht läuft, kann auch nicht kaputt gehen. Der Heizstab selbst ist weitgehend wartungsfrei. Je nach Kalkgehalt im Wasser ist es ratsam, Verkalkungen mit einer Filterpatrone vorzubeugen. Denn Kalk, der sich ähnlich wie im Wasserkocher ablagert, wirkt isolierend und kann den Energieumsatz des Heizstabs verringern.
Und noch eine Besonderheit hat der sanierte Altbau zu bieten: Geheizt wird das Haus über einer Warmwasser-Deckenheizung. Die besonders energiesparende Funktionsweise lässt sich gut mit der Wärmepumpe kombinieren und ermöglicht auch im Altbau eine niedrige Vorlauftemperatur von 35°C. Die angenehme Strahlungswärme mag nicht nur Katze Mohrchen, auch Freunde und Bekannte sind immer wieder positiv überrascht. Ein weiterer positiver Nebeneffekt der Raumheizung: Störende Heizkörper verschwinden und auch „Wollmäuse“ gehören aufgrund der nicht auftretenden Luftzirkulation der Vergangenheit an.
Das Argument, dass die Wärmepumpe eine längere Anlaufzeit und entsprechend mehr Energie für das Aufwärmen benötigt, wenn sie wieder eingeschaltet ist, lässt März übrigens nicht gelten. Die Schonung der Pumpe hat für ihn Vorrang. Und wenn dann tatsächlich etwas mehr Energie als sonst benötigt wird, sei das keinesfalls wild – schließlich kommt die Energie zum Nulltarif aus der Solaranlage.
Steckbrief „Solares Heizsystem“
Um den Eigenverbrauch ihres selbst erzeugten Solarstroms zu steigern, ergänzte Familie März aus Borken im Frühjahr 2016 ihr netzgekoppeltes Speichersystem um den my-PV Heizstab AC ELWA-E. Das so entstandene hybride Speichersystem ermöglicht die vollständige Nutzung des selbst erzeugten Solarstroms. Erst, wenn alle Verbraucher versorgt, die Batterie geladen und das Wasser elektrisch erwärmt ist, speist Familie März Solarstrom ins Netz.
Die AC ELWA-E sind über Ethernet ins intelligente Energiemanagement mit dem Sunny Home Manager eingebunden. Sie sind von null bis drei Kilowatt stufenlos regelbar, passen ihre Leistung im Sekundentakt dem Stromangebot an und verbrauchen im Stand-by-Modus lediglich 1,5 Watt.
Der Sunny Home Manager steuert die Energieflüsse so, dass zunächst der Eigenstrombedarf gedeckt, dann die Batterie geladen wird und der restliche Solarstrom die Gebäudeheizung und das Warmwasser versorgt. Der Pufferspeicher wirkt als thermischer Sammler für die Solarenergie vom Dach.
Solaranlage: 10 kWp Ost-West-Ausrichtung, 62° Dachneigung
Wechselrichter: SMA Sunny Tripower STP8000TL-20, 3 x Batterie-Wechselrichter Sunny Island 4.4M-11
Batterie: Exide SH48V16.0-B
Verschlossenen Blei-Batterien mit bis zu 3800 Zyklen bei 50 % DOD (Entladetiefe), Gesamtkapazität 330Ah (entspricht 16KWh). Nutzbare Kapazität etwa 8kWh
Steuerung: Sunny Home Manager, SMA Energy Meter, SMA Sunny Sensor Box
Heizung: Luft- Wasser-Wärmepumpe für Trink- und Heizungswasser, Trink- und Heizungswasserspeicher sind jeweils mit einer E-Heizung ausgestattet
Warmwasserbereitung: AC ELWA-E
Gastbeitrag von Anke Baars, SMA Solar Technology AG
Der Vertriebspartner in Österreich: www.my-pv.com
