Sol2Heat - SONNE. gekoppeltes TAG UND Energiemanagement. Sol2Heat. Strompreis-optimierter Betrieb einer Heizung

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1 Sol2Heat - SONNE. gekoppeltes TAG UND Energiemanagement NACHT. Sol2Heat Strompreis-optimierter Betrieb einer Heizung Ulrich Leibfried Consolar GmbH, D-Lörrach 1

2 Keine Energiewende ohne Wärmeenergiewende 2

3 Chancen und Grenzen der Verknüpfung von Strom- und Wärmemarkt Der große saisonale Heizwärmebedarf wird in Deutschland auf absehbare Zeit nicht über Systeme, die auf erneuerbarem Strom basieren, zu decken sein Hier nötig: neue Heizsysteme mit großem lokal erzeugten regenerativen Anteil und Gebäudesanierung Aber: der Wärmebereich bietet ein großes Aufnahmebecken zur kostengünstigen Zwischenspeicherung und Nutzung von regenerativen Stromüberschüssen Die Kopplung von Strom- und Wärmemarkt bietet die Chance, schneller eine 100 % regenerative Stromversorgung zu erreichen Die Kopplung birgt das Risiko, dass vermehrt konventionelle Kraftwerkskapazitäten benötigt werden 3

4 Sol2Heat - gekoppeltes Energiemanagement Vorbild Dänemark: Übergreifendes Energiesystem mit vielen sich ergänzenden erneuerbaren Energieformen, Wärmenetzen + Speichern: Solarwärme Windenergie Biomasse teilw. Solarstrom Öl-, Gasheizung verboten Foto: Marstal Fjernvarme 4

5 Intelligente Verknüpfung aller Technologien der Erneuerbaren Energien Elektrizität, Wärme und Mobilität miteinander verknüpfen Verknüpfung von Wärme- und Strommanagement, um Stromproduktion 100 % erneuerbar zu machen: Steuerbarer Stromverbrauch: elektrisch betriebene Wärmepumpen und Wärmespeicher Steuerbare Stromproduktion: BHKWs zur dezentralen Strom- und Wärmeproduktion mit Wärmespeichern Schlüsseltechnologien: Wärmespeicher mit Energiesystem kommunizierende Regelungstechnik 5

6 Schlüsseltechnologie: Smart Grid und Wärmespeicher Stromnetz mit zunehmendem Anteil fluktuierender erneuerbarer Energien braucht Ausgleichselemente I. d. R. Zeiträume von 15 min bis Stunden, ggf. wenige Tage Viel günstiger als Stromspeicher: Verbrauch an Angebot anpassen Haushaltsgeräte nur eingeschränkt beeinflussbar und begrenzte Energiemengen Kombination mit Wärmeversorgung (Heizung + Warmwasser) sehr interessant, da größere Energiemengen und automatisch schaltbar Wärmespeicher 40 mal günstiger als Stromspeicher 6

7 Sol2Heat: Heizsystem mit gekoppeltem Wärme- und Strommanagement 7

8 Basis: SOLAERA - Integrierte Lösung Hybridkollektor Heizung Direkte Solarwärmeversorgung, wenn genügend Einstrahlung 55 C C C Solarbetrieb ohne Wärmeverluste im Winter in Kombination mit WP Wärmepumpe Warmwasser Nutzung von Luftwärme bei bedecktem Himmel C Latentspeicher C Kombispeicher Überbrückung von Zeiten ohne Einstrahlung und mit tiefen Lufttemperaturen durch Wasser-/ Eisspeicher 8

9 Das Sol2Heat-Projekt: Ziel: Betrieb von SOLAERA und anderen beeinflussbaren Haushaltsgeräten so, dass Wärme- und Stromversorgung maximal aus erneuerbaren Energien versorgt wird Optimale Nutzung von selbst erzeugtem Strom SOLAERA-Betrieb so, dass vorzugsweise Überschüsse an erneuerbarem Strom im Netz genutzt werden. Information bekommt der Regler über innovativen Stromtarif Entwicklung zusammen mit Uni Karlsruhe (KIT) Modellprojekt für variablen Stromtarif mit Energieversorger Energiedienst 9

10 1. Maximale Nutzung von selbst erzeugter Solarenergie Bei Überschuss von Solarstrom: Heizen in Wärmespeicher, WP wird dabei gleichzeitig mit Solarwärme und -strom betrieben Bei Heizbedarf und teurem Strom: Heizen aus dem Speicher! 10

11 Hybridkollektor PV Heizung + WW SOLAERA Waschmaschine Wäschetrockner Spülmaschine s Wechselrichter Energiemanag. Stromzähler Lieferumfang heute: Optimierter Betrieb von SOLAERA mit PV Update später möglich: Energiemanagement für Haushaltsgeräte Auswertung von Wetterdaten 11

12 2. Nutzung günstigen Netz-Stroms über zeitvariablen Stromtarif Bei günstigem Strom: Betrieb von WP zum Heizen in Wärmespeicher Bei Heizbedarf und teurem Strom: Heizen aus dem Speicher 12

13 Hybridkollektor PV Heizung + WW Wechselrichter Stromzähler SOLAERA Waschmaschine Wäschetrockner Spülmaschine s Energiemanag. Wetterprognose Tarifvorschau 13

14 Intelligenter Betrieb zur Minimierung der Energiekosten Der SOLAERA-Regler erfährt über das Internet für die kommenden Stunden: die Strompreise das Wetter Daraus berechnet er: den voraussichtlichen Heizbedarf den voraussichtlichen Solarertrag die besten Zeiten für Stromverbrauch (Heizen, Warmwasser, ggf. Haushaltsgeräte) 14

15 Der Energiemangager ist selbstlernend: zeitlicher Warmwasserverbrauch zeitlicher Stromverbrauch Haushalt Betrieb von SOLAERA und - falls gewünscht - Haushaltsgeräten so, dass die günstigsten Tarife genutzt werden z. B. Aktivieren von Spülmaschine mit zugelassener Anschaltverzögerung Energiemanager schaltet zum günstigsten Zeitpunkt an Funktioniert auch kombiniert mit PV-Anlage 15

16 Vorteile Sol2Heat-Manager ist ein integriertes Management für sämtliche wichtige Verbraucher (Wärme und Strom); übliche PV-Energiemanager i. d. R. nur für Haushaltsstrom Zur Nutzung von PV-Überschuss werden am Markt vermehrt Systeme zur WW-Erwärmung mit E-Stab angeboten. Bei SOLAERA durch Wärmepumpe viermal größerer Wärme-Nutzen Funktioniert mit jeder PV-Anlage, unabhängig vom Wechselrichter- Fabrikat Sol2Heat erhöht die Wirtschaftlichkeit sowohl von der PV-Anlage als auch von SOLAERA Gleichzeitig größere Klimaentlastung 16

17 Bereit für die Zukunft Intelligente Netze mit zeitvariablen Strompreisen werden künftig mit hoher Wahrscheinlichkeit kommen Hierdurch können die Stromnetze mehr erneuerbare Energie aufnehmen ohne hohe und zeitaufwändige Investitionen Für den Kunden bietet Sol2Heat dann durch den Betrieb mit dem jeweils günstigsten Tarif eine Absicherung vor steigenden Energiekosten Gleichzeitig leistet er einen aktiven Beitrag zur Energiewende durch die Nutzung von erneuerbarem Strom aus dem Netz 17

18 ... diese Autonomie, dass man die Sonnenenergie nutzt, und nicht Öl oder Gas... (SOLAERA-Kunde) 18

19 Sol2Heat 20 - Jahre gekoppeltes Consolar Vielen Dank Energiemanagement Dank an das BMWi Hocheffiziente Heizsysteme 19