Vorstellung Projekt PV-Heater Photothermische Solaranlagen zur Nutzung und Speicherung von überschüssigem PV-Strom in Form von Wärme

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1 variabel & stabil Vorstellung Projekt PV-Heater Photothermische Solaranlagen zur Nutzung und Speicherung von überschüssigem PV-Strom in Form von Wärme

2 Monitoring, Steuerung und Visualisierung

3 Gliederung Einleitung: Entwicklung Kostenstruktur PV und Speicherung Kleines Benchmark (Update SWW 12/2014) Anforderungen an System PV-Heater Funktion System PV-Heater Vergleich Lastgang mit E-Heizstab Energiemanager zur Erhöhung Eigenbedarf PV Anwendungen: vom E-Heizstab bis Wärmepumpe, Entwicklungen Weitere Möglichkeiten Bedienung und Monitoring Markt PV-Anlagen bis 10 kw in D und Potential PV-Heater Ausblick

4 Entwicklung PV PV-Strom hat bereits die Netzstromparität erreicht Ölparität steht kurz bevor Tabuthema Heizen mit PV-Strom wird wirtschaftlich und somit kann ein neuer Markt erschlossen werden Wärmepreis Solarthermie: Ct/kWh und PV < 10ct/kWh Solarthermie wird zum Teil zur PV-Thermie

5 Speicherung Erzeugung und Verbrauch el. Energie decken sich zeitlich nicht miteinander Speicherung von Energie muss erfolgen um sie für Zeiten des Verbrauchs nutzbar zu machen Durch die Speicherung wird der Anteil, an selbst verbrauchter Energie erhöht Netzentlastung findet statt Wirtschaftlichkeit kann erhöht werden Aktuell erfolgt Speicherung von elektrischer Energie nur in Akkumulatoren Investitionskosten ca / kwh KfW-Förderung in den ersten Monaten ( Mai bis Juli 2013) 500 Systeme mit einem Volumen von 10 Mio. gefördert (bis zu 660 / kwp) Nicht wirtschaftlich Vergleich Investitionskosten thermische Speicher: 20 / kwh

6 Anforderungen an System PV-Heater Erhöhung des Eigenbedarfs durch Nutzung der nicht im Haushalt selbst benötigten Energie in Form von Wärme Stufenlose Leistungsregelung zwingend erforderlich, da Sonnenenergie Verhinderung von Graustrombezug vom Netz für Wärmeerzeugung Leistungsmessung Richtung Netz als Regelgröße (Ziel: Null) Unabhängigkeit von PV-System, Wechselrichtern, Neubau und Nachrüstung von WW-Bereitung und Heizungsunterstützung Einfache Montage ohne Auftrennen der elektrischen Hauptleitung Keine Regelung anderer Verbraucher und Überwachung des Gesamtsystems Visualisierung der Energieströme Anwendung von Standardkomponenten für Wärmeerzeugung Anmeldung Schutzrechte: 3-Phasige Messung mit stufenloser Leistungsregelung (DE U1) somit auch als Basis für weitere Anmeldungen nutzbar; Patentanmeldung aktuell in Prüfung

7 Funktion PV-Heater - Energiefluss mit Wertigkeit PV Eigennutzung Zukauf aus Netz PV Eigennutzung für Gebäude und Ladung Speicher PV Eigennutzung, Ladung Speicher und Einspeisung Netz

8 E-Heizstab zur Eigenverbrauchserhöhung Randbedingungen: Regelung der Heizelemente in Abhängigkeit der ins Netz eingespeisten Leistung (somit kein Bezug aus dem Netz - im Gegensatz zu anderen Systemen, die in von Abh. der PV-Leistung schalten). Leistung des Heizstabs 3 kw; Leistung des PV-System 6 kwp; Schöner Sommertag

9 Basis Energiemanager PV-Heater PV-Heater Stufenlose Leistungsregelung bis 3 kw EMV-Prüfung und CE 3-phasig mit EnergyGuard und PV-Heater PV-Monitoring bis 50 kw 3 phasige Messung des erzeugten, eingespeisten und bezogenen Stroms Datenvisualisierung per Tablet oder Smartphone W-LAN Kommunikation Visualisierung mittels APP

10 Funktion Gesamtsystem EnergyGuard

11 Funktion Gesamtsystem mit Heizstab

12 EnergyGuard + E-Heizstab ON/OFF On/Off Regelung mittels Schütz Kostengünstig Monitoring mittels APP Minimale Erhöhung des Eigenverbrauchs und Nutzung Wärme Je nach Einstellung Gefahr von Netzstromnutzung zum Heizen Bei großen PV-Anlagen und kleinem E-Heizer möglich Einstellungen in Abh. eingespeister Leistung Ein > x kw eingespeister Leistg. (3,5 kw) Aus > x kw bezogener Leistg. (0,1 kw) EnergyGuard

13 EnergyGuard + PV-Heater für Heizstab Standard-Anlage zur optimalen Erhöhung Eigenverbrauch Stufenlose Leistungsregelung bis 3 KW Monitoring mittels APP Nur Überschussstrom wird zum Heizen verwendet Messtechnik für Einspeiseleistung durch Leistungselektronik optimal genutzt Einstellungen: Leistung Heizstab Zeiten der konventionellen Nachheizung wählbar Relais frei für 70% Regelung oder andere Verbraucher 3 kw PV- Heater EnergyGuard

14 EnergyGuard + PV-Heater mit 70% Regelung Standard-Anlage zur optimalen Erhöhung Eigenverbrauch Stufenlose Leistungsregelung bis 3 KW Monitoring mittels APP Nur Überschussstrom wird zum Heizen verwendet Messtechnik für Einspeiseleistung durch Leistungselektronik optimal genutzt Einstellungen: Leistung Heizstab Zeiten der konventionellen Nachheizung wählbar Relais genutzt für aktive 70% Begrenzung als Info zum WR 3 kw PV- Heater EnergyGuard

15 EnergyGuard + 3 PV-Heater + 9 kw E-Heizstab Stufenlose Leistungsregelung Monitoring mittels APP Nur Überschussstrom wird zum Heizen verwendet Keine Nutzung von Netzstrom Nutzung bis 9 kw 3-phasig oder 3 einzelne Heizstäbe je 3 kw Messtechnik für Einspeiseleistung durch Leistungselektronik optimal genutzt Relais genutzt für aktive 70% Begrenzung als Info zum WR EnergyGuard 3 kw 3 kw PV- Heater 3 kw PV- Heater PV- Heater

16 EnergyGuard + Wärmepumpe Ansteuerung WP für PV-Betrieb, wenn überschüssige Leistung vorhanden Einstellungen: Schaltpunkte in Abhängigkeit der Leistung zum/vom Netz Wärmepumpe mit SG-Ready- Eingang über Relais Optionale Ansteuerung über 0-10 V oder Modbus kundenspezifisch möglich EnergyGuard

17 EnergyGuard + Wärmepumpe + PV-Heater Beschreibung: Stufenlose Leistungsregelung Heizstab 3 kw Monitoring mittels APP Nur Überschussstrom wird zum Heizen verwendet Keine Nutzung von Netzstrom Nutzung bis 3 kw Messtechnik für Einspeiseleistung durch Leistungselektronik optimal genutzt Einstellungen: Leistung Heizstab und Schaltbedingungen Relais und PR nur wenn Relais ON Wärmepumpe mit SG-Ready- Eingang über Relais 3 kw PV- Heater EnergyGuard

18 EnergyGuard + PV-Heater + 2 E-Heizstäbe Stufenlose Leistungsregelung mittels PR von 0-3 kw des 1. Heizstabs Zuschalten 2. Heizstab mit 3 kw und Modulation des 1. Heizstabs Somit stufenlos von 0-6 kw Monitoring APP Messtechnik für Einspeiseleistung durch Leistungselektronik optimal genutzt Einstellungen: Schaltbedingungen in Abhängigkeit Leistung PR Nur Überschussstrom wird zum heizen verwendet 3 kw PV- Heater EnergyGuard In Entwicklung Firmware, APP

19 EnergyGuard + Batteriespeicher Unabhängiges AC-seitig angeschlossenes Batteriesystem Kommunikation über 0-10 V oder Bus mit bidirektionalem Wechselrichter Monitoring mittels APP Nur Überschussstrom wird zum Laden verwendet Keine Nutzung von Netzstrom Relais genutzt für aktive 70% Regelung In Entwicklung EnergyGuard

20 EnergyGuard Anschlüsse Automatische Aktivierung eines oder mehrerer Verbraucher durch programmierbare Ansprechwerte 0-10V Ausgang zur Ansteuerung des PV-Heater oder Wärmepumpe

21 Bedienung und Monitoring Direkte WLAN-Verbindung für Einstellungen, Monitoring, Datenübertragung Indirekte Verbindung über Cloud Internet-Portal (in Überarbeitung für mehrere Ebenen)

22 Anzahl Anlagen Markt kleine PV-Anlagen kumuliert in Deutschland

23 PV-Anlagenzubau < 10 kw Markt kleine PV-Anlagen kumuliert in Deutschland

24 Potential für PV-Heater in Deutschland Marktpotential der nächsten 10 Jahre: Bestandsanlagen aus Dächer-Programm Bestandsanlagen, die aus EEG fallen (Start => 2020) Bestandsanlagen mit Eigenstromnutzung (Start 2009) Neue PV-Anlagen mit geringer Einspeisevergütung Ersatz für neue Solarthermie Warmwasser-Anlagen Erfüllung EWärmeG (BW), regenerativer Anteil, Ersatzmaßnahme (im Entwurf vom erfasst) Sanierungsstau: Kesseltausch Abschätzung Einsatz PV-Heat bei PV-Anlagen bis 10 KW 2% von Bestandsanlagen ergeben Anlagen p.a. 10% von Neuanlagen ergeben Anlagen p.a. Je geringer Einspeisevergütung umso größer Nachfrage Nur technisch saubere Lösungen haben Erfolg (Modulation) Einfache und verständliche Systeme

25 Ausblick - WLAN und Zig Bee Funksteckdosen und Schaltmodule Tageszeitabhängige Strompreise nutzen und Regelenergie verheizen (Smart Grid Anbindung) PV-Heater mit Funkansteuerung

26 Referenzobjekte Fragen Sie bei uns Ihre zu realisierenden Projekte für einen vertraulichen und unverbindlichen Lösungsvorschlag an. varista GmbH An der Aitranger Straße 3 D Unterthingau Tel. +49 (0) Fax. +49 (0) Mail: info@varista.de Web: