Wärmepumpen + Solaranlagen richtig kombiniert

Transkript

1 Wärmepumpen + Solaranlagen richtig kombiniert Gute Systeme mit Polysun-Simulationen EnergiePraxis-Seminare Zürich, St. Gallen, Winterthur Ziegelbrücke, Landquart Dr. Andreas Witzig Geschäftsführer Vela Solaris AG

2 Dezentrale Energiesysteme

3 Dezentrale Energiesysteme

4 Wärmepumpe + Solar

5 Inhalt Warum Simulation? Diverse Beispiele Checkliste Gefahren Fazit Systemvergleich

6 Warum Simulation? Vorhersage Solarertrag und Jahresarbeitszahl Unterstützung für die Beratung Erwartungen auf ein realistisches Niveau ansetzen Objektive Berechnung als Informationsgrundlage Anpassen / Optimieren der Regelparameter

7 Beispiel 1: Solaraktivhaus Solarthermie Photovoltaik (und Sonnenschutz) Wärmepumpe

8 Beispiel: Solaraktivhaus Plus-Energie-Haus?

9 Beispiel: Solaraktivhaus Plus-Energie-Haus? Aber Achtung!!

10 Beispiel: Solar + Geothermie

11 Checkliste Was ist das Ziel? Finanzielle Rentabilität? (mit/ohne Zuschüsse?) Ökologie? Energieautarkes System? Hohe Solare Deckung? (Nullenergie / Plusenergie / Aktivsolar?) Wärmepumpe in einem guten Betriebsbereich? Luft-Wasser Wärmepumpe mit schlechterer Arbeitszahl im Winter Wärmepumpe ineffizient für die Warmwasserzubereitung Erdsonde/Geothermie: JAZ Vorhersage erlaubt Rentabilitätsbetrachtung Verhältnis Heizen Warmwasser Neubau: lohnt sich eine Wärmepumpen-Heizung überhaupt? Sanierung: Wichtiger Anwendungsfall Photovoltaik in die Diskussion/Beratung einbeziehen?

12 Gefahren + gute Lösungen Worst Case: Wärmepumpe mit Solar braucht mehr Strom als ohne Schichtenspeicher Heisswasser oben einschichten und oben beziehen Solarkollektor aus dem kalten unteren Bereich bedienen Wärmepumpe weniger Temperaturdifferenz als beim Öl/Gas Kessel höhere Durchflussgeschwindigkeit Zerstörung der Schichtung im Speicher!! Verschiedene Lösungsansätze sind möglich Wärmepumpe als Rücklaufanhebung vor die Bodenheizung Beruhigung des einströmenden Heizungswassers WP Speicher

13 Beispiel

14 Beispiel

15 Simulationsresultate mit Polysun Guter Schichtenspeicher Temperatur Temperatur Mittelmässiger Schichtenspeicher Zeitachse

16 Gute Beispiele Solarthermie deckt im Sommer den Warmwasserbedarf WP in dieser Zeit abgeschaltet (weil WW-Bereitung mit WP ineffizient) Grosse Gebäude Dachfläche als begrenzende Grösse für Solarthermie Doppelnutzung der Erdsonde für Heizen und Kühlen Nicht abgedeckte Kollektoren zum Wärmeabwurf in der Nacht Solarthermie zur Regeneration des Erdreiches Oft eine gute Lösung bei zu klein dimensionierten Erdsonden Interessant: nicht abgedeckte Kollektoren Interessant: Wassertank im Keller als Zwischenspeicher während 24h in die Erdsonde und nicht nur tagsüber Erdreich als Energiespeicher ideal wenn der Temperaturbereich stimmt

17 Beispiel

18 Solarthermie, Wärmepumpen, PV Mehrfachnutzung Erdwärmesonde für Wärmepumpenheizung, Free Cooling und aktives Kühlen Nicht abgedeckte Kollektoren für Wärmeabwurf in der Nacht und Solarenergienutzung am Tag Photovoltaikmodule für Beschattung (Reduktion Solargewinne im Sommer) und für Stromerzeugung Dach (evtl. Fassade) als grosser nicht abgedeckter Kollektor Architektur Dachintegration: gut für Solarthermiekollektoren, schlecht für PV Nutzung von erneuerbaren Energie erlaub mehr Gestaltungs- Freiheit bei der Gebäudehülle Tipp für den Architekten: Photovoltaikmodule gut hinterlüften ( Besserer Wirkungsgrad durch Wind-Chill)

19 Beispiel Ein Teil der Gebäudehülle als nicht abgedeckter Kollektor A) Rheinzink B) Atmova siehe

20 Nicht immer ist die Kombination ideal Wärmepumpe ohne Solar Oft die einfachste Möglichkeit, die Vorgaben aus EnEV (Deutschland) oder GEAK/Minergie (Schweiz) zu erfüllen. Folgt in Planung und Ausführung den traditionellen Abläufen Negativ: Stromverbrauch (Strommix?) Negativ: Oft eine Chance verpasst für die Solarthermie. Solar ohne Wärmepumpe Gut z.b. mit Gasanschluss Heute oft profitabel ohne Zuschüsse Pay-back Zeit ~10 Jahre Standardlösungen der grossen Anbieter sind typischerweise robust, mit gut aufeinander abgestimmten Komponenten

21 Fazit Systemvergleich Wärmepumpen + Solar Bewertungskriterium 1: optimierte Erträge Es gibt eine Vielzahl raffinierter Systeme Jedes muss genau an den Energiebezüger angepasst werden Bewertungskriterium 2: markttaugliche Systeme Einfache Systeme haben einen Vorteil Wesentlich kostengünstiger mit kleiner Ertragseinbusse Robuste Systeme Setlösungen

22 Polysun Firmenversionen Spezialversionen von Polysun Polysun Online

23 Abspann Polysun Planungssoftware Erfolgsstory BFE-Projekt Auf dem Markt seit 1992 Für Erdwärmesonden EWS integriert Verkaufspreis zwischen 400 und CHF Über Lizenzen verkauft (Stand 2011) Polysun Inside Lesosai, DDS-CAD Vela Solaris AG Operativ seit 1. Januar 2007 Spin-Off des SPF Institut für Solartechnik, Rapperswil CTI-Startup Label im 2008 Kurse Wärmepumpe + Solar: 22. Juni, 7. Sept

24 Beispiele Solar + Wärmepumpe STAndard SCHemen (Typische Schweizer Schemen)

25 Beispiele Solar + Wärmepumpe

26 Beispiele Solar + Wärmepumpe

27 Beispiele Solar + Wärmepumpe

28 Beispiele Solar + Wärmepumpe

29 Beispiele Solar + Wärmepumpe

30 Konzept Free Cooling

31 Free Cooling Temperatur [ C] Keine Massnahme Nur Free Cooling Free Cooling, Abschattung, Lüftung Jahr

32 Free Cooling 1'000 kwh Stromverbrauch der Pumpen Energiebedarf Warmwasser Heizwärmebedarf Kühlenergiebedarf 1 0 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez