Feinabstimmung entscheidet

Transkript

1 Solarthermie Marktübersicht Solarpakete Feinabstimmung entscheidet Je nach Einbausituation dauert die Installation einer Kombisolaranlage zwischen vier bis sechs Personentage. Foto: IVT Viel Kollektorfläche bringt viel Ertrag. Doch die Simulation gängiger Solaranlagen durch Vela Solaris zeigt, dass der Speicher genauso wichtig ist. Gesamtvolumen, Bereitschaftsvolumen und Wärmetauscherflächen müssen passen, um die größtmögliche Solarernte einfahren zu können. Abgerechnet wird in Kilowattstunden. Denn darauf, wie viele Kilowattstunden die Solaranlage an fossiler Wärmeenergie einspart, kommt es an. SONNE WIND & WÄRME hat Anbieter von Solaranlagen nach den Komponenten ihrer gängigen Solarpakete für Warmwassersolaranlagen und Kombisysteme mit Heizungsunterstützung gefragt. Auf der Basis der Kollektoren und Speicher hat der Schweizer Softwarespezialist Vela Solaris die Anlagen mit dem Simulationsprogramm Polysun durchgerechnet und die Endenergie in Kilowattstunden pro Jahr bestimmt, die die jeweilige Solaranlage von der Sonne erntet und welcher an Erdgas dieser Solarertrag entspricht. Außerdem ermittelt Polysun die relative Zusatzenergieeinsparung. Diese auch als solarer Deckungsgrad bezeichnet ist der Anteil an Heizenergie, die die Solarenergie im Vergleich zu einer konventionellen Heizung ohne Solaranlage einspart. Im vergangenen Jahr hat Vela Solaris Kombianlagen verglichen, die einen Pufferspeicher enthalten und zur Trinkwarmwasserbereitung eine Frischwasserstation einsetzen (siehe SW&W 03/2015, Seite 32). Dieses Jahr sind nun Systeme mit Kombispeichern dran, die mit einem innenliegenden Rohrwendel- Trinkwasserwärmetauscher ausgestattet sind. Der Kombispeicher durfte maximal L fassen und die Kollektorfläche durfte 18 m 2 nicht überschreiten, damit sich der Vergleich auf marktübliche Solaranlagen beschränkt hat Paradigma gezeigt, dass sich auch in diesen Grenzen fast ein Sonnenhaus realisieren lässt. Das Unternehmen stellte ein Solarpaket vor, das auf 49,8 % solare Deckung kam. Auch in diesem Jahr liegt ein Paket mit Vakuumröhren ganz vorne. Die Solaranlage von OEG spart kwh/a ein und erzielt damit 41,5 % solare Deckung (siehe Tab. 1, Seite 46). Paradigma ist bei den Kombianlagen dieses Jahr 44 Sonne Wind & Wärme 03/2016

2 nicht vertreten, weil das Unternehmen kein Paket mit Wellrohr Wärmetauscher angegeben hat. Reinhard Solartechnik liegt mit seinem Flachkollektor-Paket wie im Vorjahr an zweiter Stelle. Mit 34,8 % kann die Solaranlage immerhin noch mehr als ein Drittel der im Haus benötigten Wärmenergie für Heizung und Warmwasser beitragen. EFFICIENCY. SOLAR. SURFACES. Was darf es kosten? Die großen Anlagen, die viel Solarertrag vom Dach holen, kosten natürlich auch wesentlich mehr als kleine mit wenig Ertrag. Mehr Kollektoren, mehr Montagematerial, größere Ausdehnungsgefäße, größere Speicher, längere Montagezeit: All dies schlägt sich auf der Rechnung zu Buche. Wer nicht aus reinem Idealismus eine Anlage installiert, für den müssen Kosten und Nutzen in einem vernünftigen Verhältnis stehen. Die Preisspanne reicht bei den Kombipaketen von bei Sunset bis hin zu bei Oertli, wobei man bei Oertli dann auch gleich einen Brennwertgaskessel mit im Paket erhält. Ein vernünftiger Preisvergleich ist anhand der hier abgefragten Listenpreise nicht möglich, da die Hersteller ganz unterschiedliche Rabatte geben. Außerdem muss man die Installationskosten hinzurechnen. FK Solartechnik gibt zum Beispiel an, dass für die gesamte Solaranlage nur ein einziger Personentag nötig ist. Allein für den Transport des Speichers in den Keller, müssen mindestens zwei Handwerker zupacken. Sie wären dann also schon mittags mit allem fertig: Speicher im Keller, Kollektoren auf dem Dach, Verrohrung, elektrische Anschlüsse und Parametrierung der Regelung. Eine solche Einschätzung gehört in die Rubrik Deutschland sucht den Superhandwerker und hat mit der Realität nichts zu tun. Die Kombianlage von FK Solartechnik ist in der Tabelle nicht aufgeführt, weil die Kollektorfläche kleiner war als es für diesen Anlagenvergleich vorgegeben war. Eine realistische Einschätzung kommt von Sonnenkraft. Man geht je nach Einbausituation von vier bis sechs Personentagen aus. Es gibt aber gute Argumente, den Endkunden zu einer großen, leistungsstarken Anlage zu raten. Im vergangenen Jahr hat die Wirtschaftlichkeitsberech MORE ENERGY Absorbierende und reflektierende Solar-Oberflächen: mirotherm mirosol TS eta plus MIRO-SUN Vela Solaris AG Die Vela Solaris AG entwickelt und vertreibt weltweit die Planungssoftware Polysun, welche von Ingenieuren und Installateuren für den Entwurf und die Optimierung dezentraler Energiesysteme eingesetzt wird. Dabei deckt Polysun die Bereiche Solarwärme, Photovoltaik und Wärmepumpen/Geothermie ab. Maßgeschneiderte Softwareversionen für Großkunden sowie eine Onlinelösung runden das Produktspektrum ab. Kontakt: Stadthausstrasse 125, 8400 Winterthur, Schweiz, Tel. 0041/ , info@velasolaris.com

3 Solarthermie Marktübersicht Solarpakete Tab. 1: Übersicht Solarthermiepakete zur Heizungsunterstützung und Warmwasserbereitung Anbieter Kollektortyp Paketbezeichnung Kollektorfläche 1 [m 2 ] Speicher- Volumen [L] Bruttolistenpreis 4 [ ] Endenergie 2 [kwh/a] Erdgas [m³] relative 3 [%] OEG Solar-Komplettpaket 4flex 5 Röhre 16, ,8 748,0 41,5 Reinhard Solartechnik SPH200MH flach 16, ,1 627,5 34,8 Sailer Hybrid plus Paket XXL flach 14, k.a ,8 622,5 34,5 Wagner Solar COMBI line SHW 1440 AR flach 14, ,1 554,6 30,8 CitrinSolar CS 500 mit Merkur 1000 flach 11, ,4 545,0 30,2 Solarfocus S0782 flach k.a ,5 536,0 29,7 Estec flach ,6 527,6 29,3 Austria A flach 13,8 900 k.a ,4 526,5 29,3 Sonnenkraft KB1000R1/R6-O flach 13, ,2 515,3 28,6 STI Paul flach 17, k.a ,0 509,7 28,3 Tisun PF-SHS 15S/PC 1000S/SSRH flach 14, ,4 483,5 26,8 Oertli Solar 70 flach 14, ,5 452,0 25,1 Wolf Wolf Sonnenpaket 5 Kollektoren flach 9, k.a ,8 438,8 24,3 F3-1, BSH Westech Solar Sunworker Family A Röhre 8, ,2 435,3 24,1 S-Power Solarpaket HP60 Kombi Röhre 8, ,6 434,9 24,1 Phönix Sonnenwärme Phönix Duo 6 flach k.a ,3 434,0 24,1 Weishaupt F2 8550/15 flach 11, C ,5 396,5 22,0 Sunset Fresh smart SUNblue flach 9, ,9 373,9 20,7 Westfalen AG 11,6AR-800W 6,A flach 10, ,4 372,2 20,6 Junkers JUPA FKC10 + Kombi-Schichtspeicher PF 800 flach 11, ,7 367,5 20,4 solar Thermic TE Paket 2 flach 9, ,2 366,4 20,3 Hoval Solarpaket CombiSol R 800/4AV flach 9, ,4 357,8 19,8 Roth Werke Roth Solarpaket 3 D flach 9,2 500 D k.a ,7 346,7 19,2 IVT Latento Röhre 9, E k.a ,5 337,0 18,7 Buderus Logaplus-Paket S76 flach 9, ,7 336,0 18,6 Sunex AMX 5/500 flach 9, F k.a ,5 322,9 17,9 Rotex Solaris G flach 9, k.a ,9 300,3 16,7 Die Spanne der en des Gesamt-Gasverbrauchs für die Heizung durch die Solaranlage reicht von 16,7 bis 41,5 %. Welche Bestandteile in den Paketen enthalten sind und welche Daten genau in die Simulation eingeflossen sind, stellen wir unter den Marktübersichten auf www. sonnewindwaerme.de/branchen/solarthermie online. Dort findet man auch die Ergebnisse der Kombianlagen mit Frischwasserstationen aus dem Vorjahr. Quelle: Hersteller, Berechnung: Vela Solaris; Resultate ohne Gewähr. Andere Simulationsprogramme können abweichende Ergebnisse liefern. Fußnoten: 1 Aperturfläche; 2 nach ; 3 relative Zusatzenergieeinsparung fsav nach ; 4 ohne Installationskosten; 5 Art. Nr ; 6 Kombispeicher mit zwei Solarwärmetauschern, nur unterer Wärmetauscher in Simulation berücksichtigt; 7 Preis mit integriertem Gasbrennwertkessel Abkürzungen und Indizes: Von Herstellerangaben abweichende Simulations-Bedingungen: A Durchsatz nicht plausibel, mit 30 L/hm² gerechnet; B Annahme: Wärmeleitwert 0,04 W/mK; C Annahme: Bereitschaftsvolumen 400 L; D Annahmen: Bereitschaftsvolumen 300 L, Solar-WT 4,5 m 2 ; E Annahme: Bereitschaftsvolumen 250 L; F Annahme: Bereitschaftsvolumen 350 L; G Annahmen: Durchsatz 30 L/hm 2, Solar-WT 2 m 2 nung, die in Polysun implementiert ist, ergeben, dass entgegen der oft geäußerten Meinung die großen Kombisolaranlagen mit hoher solarer Deckung besser abschneiden als die kleinen Warmwasseranlagen. Sie erzeugen Wärme zu einem niedrigeren Preis pro Kilowattstunde. Außerdem weiß keiner, was fossile Energien in zwanzig oder dreißig Jahren kosten werden. Vielleicht macht die Politik in Sachen Klimaschutz doch ernst und führt irgendwann eine vernünftige CO 2 -Abgabe ein. Wer heute in eine große Solaranlage investiert, der hat die Gewissheit in zwanzig oder dreißig Jahren denn solange läuft eine gute Anlage viel zu sparen. Angesichts des billigen Heizöls und Erdgases haben es die Handwerksbetriebe aber leider zurzeit schwer, mit dieser Argumentation zum Kunden durchzudringen. 46 Sonne Wind & Wärme 03/2016

4 Auf den Speicher achten Entscheidend für einen großen Ertrag ist in erster Linie die Kollektorfläche. Wenn es sich dann auch noch um besonders leistungsfähige Kollektoren handelt, wie etwa Vakuumröhren oder Flachkollektoren mit Antireflexbeschichtung wie bei Sailer, dann wirkt sich das günstig auf den Solarertrag aus. Aber das reicht nicht. Auch der Speicher ist wichtig. Das wurde in der Solarbranche lange nur wenig beachtet. Was ein guter und ausreichend großer Speicher bewirkt, zeigt sich am Beispiel von Sailer. Das Unternehmen kombiniert seinen L fassenden Schichtspeicher mit Kollektoren von Wagner & Co. Bei gleicher Kollektorfläche erzielt der Sailer-Speicher (34,5 %) verglichen mit der Anlage von Wagner & Co (30,8 %), in der ein L-Speicher enthalten ist, aber einen um 3,7 Prozentpunkte höheren Ertrag. Dabei ist die Dämmung des Speichers bei Wagner & Co. sogar dicker. Hier macht sich das um 200 L größere Speichervolumen also stark bemerkbar. Nicht umsonst finden sich auch die Anlagen, die nur 500 L Speichervolumen bieten, ganz am Ende der Rangliste. Auch die Oberfläche des Trinkwasserwärmetauschers und des Solarwärmetauschers spielt eine große Rolle. Bei einigen Paketen wirkt sich eine geringe Fläche negativ auf den Ertrag aus. In Folge des ErP-Energieeffizienzlabels, das seit vergangenem September Heizungsanlagen bewertet, haben viele Hersteller die Dämmstärken ihrer Speicher vergrößert, und viele haben den Polyurethan- Weichschaum durch besser isolierendes Polyesterfaservlies ersetzt. In der Simulation macht sich die Qualität der Dämmung aber nur relativ wenig bemerkbar. Der Speicher von Thermic Energy ist mit 200 mm am dicksten gedämmt. Vela Solaris hat berechnet, um wieviel die Gaseinsparung geringer wäre, wenn es sich nur um 100 mm handelte. Das Ergebnis: 150 kwh/a bringt die dicke Dämmung mehr als die dünne. Verluste, die in realen Anlagen durch schlecht gedämmte Anschlüsse und vor allem durch den Effekt der Einrohrzirkulation auftreten, können in dieser Simulation natürlich nicht berücksichtigt werden. Im Die Experten von Vela Solaris haben die Solaranlagen in ihrem Simulationsprogramm Polysun nachgebildet und berechnet, wie viel die jeweilige Anlage an Gasverbrauch einspart. Foto: Vela Solaris Montagefreundlich: Bei Solarfocus sind die Solarstation und die Sicherheitsgruppe am Speicher befestigt. Foto: Solarfocus Sonne Wind & Wärme 03/

5 Solarthermie Marktübersicht Solarpakete Tab. 2: Übersicht Solarthermiepakete zur Warmwasserbereitung Anbieter Paketbezeichnung Kollektortyp Kollektorfläche [m 2 ] Speicher- Volumen [L] Bruttolistenpreis [ ] Endenergie 2 [kwh/a] Erdgas [m³] relative 3 [%] Solarbayer Plus AL Paket 2 + SKL300 flach 5, ,0 357,5 63,6 OEG Solar-Komplettpaket 2 plus flach 5, ,9 354,1 63,0 Reinhard Solartechnik SPH 200 MH flach 6, ,6 351,2 62,4 S-Power Solarpaket HP30 Warmwasser Röhre 4, ,9 347,9 61,9 Paradigma AquaFlex Compact 1x 19/50, Aqua 300 Röhre 4, ,1 346,2 61,5 Wagner Solar TOP line BW 480 AR flach 4, ,3 335,4 59,6 Weishaupt F / 15 flach 4, ,0 329,0 58,6 Sonnenkraft CPE300PR2/ R2-O flach 4, ,3 327,6 58,2 Sunset Comfort Lite flach 4, ,9 325,8 57,9 Austria A45264 flach 4, k.a ,0 324,4 57,7 Roth Werke Roth Solarpaket 1 5 flach 4, k.a ,4 318,6 56,6 Sunex AMX 3/300 flach A 5, k.a ,8 311,9 55,5 Rotex Solaris 5,B flach 4, k.a ,6 311,3 55,3 Junkers JUPA FKC87 flach 4, ,6 303,8 54,0 Tisun PF-SWS 5S/300/ SFRH flach 4, ,2 302,0 53,7 Buderus Logaplus-Paket S69 flach 4, ,7 299,8 53,3 Solarfocus S0861 flach 4, k.a ,5 294,4 52,3 Westfalen AG 4,64AR/300BW flach 4, ,7 290,8 51,7 Windhager SPA W03D, ASK 301 B flach 4, ,1 288,9 51,4 Phönix Sonnenwärme Phönix Classic flach 4, k.a ,8 286,4 50,8 Wolf Wolf Paket 2 Kollektoren TopSon F3-1; Aufdach, Solarmodul SM1, SEM flach 3, k.a ,3 285,6 50,8 CitrinSolar CS 150 mit TSS 300 flach 3, ,0 285,3 50,8 STI Oskar C flach 3, ,7 270,2 48,1 Oertli Solar 66 Röhre 3, ,0 269,3 47,9 Hoval Solarpaket SolarCompact 300/2AV flach 4, ,9 249,7 44,4 FK Solartechnik R0WW04 B Röhre 2, ,4 239,7 42,6 Die Spanne der en des Gasverbrauchs durch die Solaranlage reicht für die Warmwasserbereitung von 42,6 bis 63,6 %. Welche Bestandteile in den Paketen enthalten sind und welche Daten genau in die Simulation eingeflossen sind, stellen wir unter den Marktübersichten auf www. sonnewindwaerme.de/branchen/solarthermie online. Dort findet man auch die Ergebnisse aus dem Vorjahr. Quelle: Hersteller; Berechnung: Vela Solaris; Resultate ohne Gewähr. Andere Simulationsprogramme können abweichende Ergebnisse liefern. Fußnoten: 1 Aperturfläche; 2 nach ; 3 relative Zusatzenergieeinsparung fsav nach ; 4 ohne Installationskosten; 5 Anlage mit Pufferspeicher mit innenliegendem Edelstahlwellrohr- Wärmetauscher, Simulation für vergleichbare konventionelle Warmwassersolaranlage durchgeführt. Abkürzungen und Indizes: Von Herstellerangaben abweichende Simulations-Bedingungen: A Kollektor unklar; mit AMP 2.0 gerechnet; B Annahme: Durchsatz 30 L/hm 2 ; C Annahme: Nachheiz-WT genauso groß wie Solar-WT Vergleich zum Vorjahr ist die Simulation aber dennoch genauer geworden, denn Vela Solaris hat die Flächen der Wärmetauscher dieses Jahr individuell berücksichtigt. Vergangenes Jahr wurde noch mit Standardwerten geworben. Auch dieses Mal mussten die Simulationsexperten in einigen Fällen Herstellerangaben anpassen und fehlende Daten durch plausible ergänzen. Besonders häufig haben Firmen angegeben, dass das Bereitschaftsvolumen nahezu den gesamten Speicherinhalt ausmacht. Das ist bei Solaranlagen keine gute Idee, denn dann heizt der konventionelle Kessel den ganzen Speicher auf und es ist kein Platz mehr für Solarenergie, wenn die Sonne dann scheint. Daher wurden in diesen Fällen realistische Bereitschaftsvolumina angenommen. Manche Anbieter haben auch sehr niedrige Wärmeleitwerte ihrer Dämmmaterialien angegeben, die mit Literaturwerten nicht in Einklang zu bringen waren. Auch hier wurden realistische Werte für die Simulation benutzt. Warmwasseranlagen dicht beieinander Die Anlagen zur Warmwasserbereitung liegen in ihrem Ertrag von einigen Ausnahmen abgesehen enger beieinander. Das liegt daran, dass die Speichergröße zwischen 250 und 350 L Inhalt festgelegt war, um nur typische Vier-Personen-Solarpakete zu vergleichen. Das Ergebnis der Simulation bestätigt die Faustregel, 48 Sonne Wind & Wärme 03/2016

6 Rahmenbedingungen für die Simulation Als Grundlage der Simulation dient eine Referenzanlage am Standort Würzburg, die die Branchenverbände BDH und BSW-Solar definiert haben. Angenommen wurden eine Dachausrichtung nach Süden und eine Dachneigung von 45. Die Solarkreisrohrlänge beträgt 20 m. Rohrdurchmesser und Dämmung sind bei allen Anlagen gleich. Nachgeheizt wird mit Gas, wobei der Kesselwirkungsgrad für die individuelle Anlagenkonfiguration berechnet wird. Die Bewohner des virtuellen Hauses verbrauchen 200 Liter warmes Wasser am Tag. Dabei zapfen sie jeden Tag morgens um 7 Uhr 80 L, mittags um 12 Uhr 40 L und abends um 19 Uhr 80 L. Die Zapftemperatur beträgt 52,5 C. Eine Zirkulation ist in dem virtuellen Haus nicht vorgesehen. In der Simulation machen die Bewohner keinen Urlaub. Um die Vergleichbarkeit der Simulationsergebnisse zu gewährleisten, wurden nur Warmwassersolaranlagen aufgenommen, bei denen das Speichervolumen zwischen 250 und 300 L liegt und die Kollektorfläche 7 m 2 nicht überschreitet. Die Nachheizung wird so gesteuert, dass in jedem Speicher rund 75 L Bereitschaftsvolumen vorgehalten werden. Die Wärmeverluste des Speichers wurden anhand der individuellen Dämmstärke und des Wärmeleitwertes der Dämmung berücksichtigt. Einige Kollektorkennzahlen waren entweder lückenhaft, nicht durch entsprechende Solar Keymark Zertifikate überprüfbar oder wichen von diesen ab. Hier wurde entweder ein ähnliches Kollektormodell des jeweiligen Herstellers herangezogen oder mit den Kenndaten des Prüfberichtes gerechnet. Für die Berechnung der Gaseinsparung der Solaranlagen mit Heizungsunterstützung hat Vela Solaris gemäß der BDH/BSW-Referenzanlage ein Haus in mittelschwerer Bauausführung und 128 m² Wohn- und Nutzfläche gewählt. Der Heizenergiebedarf liegt bei kwh/a. Das Haus verfügt über eine Flächenheizung, die mit 35 C Vorlauftemperatur und 28 C Rücklauftemperatur betrieben wird. Die Nachtabsenkung läuft von 0 bis 6 Uhr morgens. Es gelten ebenfalls die zuvor beschriebenen Bedingungen für Warmwassersolaranlagen. Um die Vergleichbarkeit der Simulationsergebnisse zu gewährleisten, wurden nur Anlagen in den Vergleich aufgenommen, bei denen die Kollektoraperturfläche bei Flachkollektoren zwischen 9 und 18 m 2 liegt. Bei Vakuumröhrenkollektoren wurden Anlagen ab 7 m 2 Aperturfläche akzeptiert. Der Speicher musste einen Inhalt zwischen 500 und L aufweisen. dass typische Warmwassersolaranlagen in Deutschland 50 bis 60 % solare Deckung erreichen. Es geht sogar ein bisschen besser. Den größten Ertrag liefert die Anlagenkonfiguration von Solarbayer mit einer Gaseinsparung von kwh/a. Das entspricht einem solaren Deckungsgrad bei der Warmwassererzeugung von 63,6 % (siehe Tab. 2). Eine Ertragssimulation kann keine Aussagen über eine andere zentrale Frage treffen: Wie sieht es mit der Qualität der Komponenten und deren Lebensdauer aus? Was die Simulation aber kann, ist eine Aussage über die zu erwartenden Stagnationstage treffen. Eine Anlage mit einer in Relation zur Kollektorfläche großzügigen Speichergröße wird weniger häufig in Stagnation gehen als eine mit einem kleinen Speicher. Das wirkt sich positiv auf die Lebensdauer der Wärmeträgerflüssigkeit, aber auch auf andere temperatursensible Komponenten aus. Nachteilig ist es jedoch, dass die Wärmeverluste eines großen Speichers höher sind als die eines kleinen. Und die beste Auslegung nützt nichts, wenn die Bewohner des Hauses im Sommer sechs Wochen im Urlaub sind. Im realen Betrieb kann der Ertrag ein ganz anderer sein, als die Simulation berechnet. Eine Simulation kann immer nur dem Vergleich der Angebote dienen und nicht der Vorhersage realer Erträge. Die zentrale Größe für den Solarertrag ist nämlich immer der individuell sehr unterschiedliche Warmwasserverbrauch der Bewohner. Je mehr warmes Wasser im Sommer verbraucht wird, desto mehr Energie kann die Solaranlage nachliefern. Darum sollten sie auch auf jeden Fall den Geschirrspüler und die Waschmaschine an die Warmwasserleitung anschließen. Jens-Peter Meyer Mit vielen Röhren auf dem Dach sparen die Hausbewohner auch viel Gas ein. Foto: OEG Sonne Wind & Wärme 03/