Power-to-Heat in der Praxis

Transkript

1 Power-to-Heat in der Praxis Erkenntnisse aus dem IWO-Feldtest Christian Halper

2 Konzept der drei IWO-PtH-Praxisbeispiele und Projekt-Partner Virtuelles Kraftwerk Mobilfunknetz Kommunikationsbox Stromnetz / ÜNB Öl-BW-Gerät, Elektroheizer, Wärmespeicher Heizöl 41

3 Power-to-Heat im Praxistest ein Einfamilienhaus in Berlin 42

4 Power-to-Heat im Praxistest ein Einfamilienhaus in Berlin Öl- Brennwertgerät Elektrische Heizeinrichtung Pufferspeicher 5 bis 15 kw modulierend 9 kw, automatische externe Ansteuerung durch Regelenergieanbieter 500 Liter für Heizung und Warmwasser 43

5 Power-to-Heat im Praxistest: Elektroheizer ist Teil eines virtuellen Kraftwerks Kommunikationsbox Elektroheizer zur Nutzung von Regelenergie 44

6 Messtechnische Begleitung: Einsatz von Wärmezählern 45

7 PtH-Praxisbeispiel Berlin: Wärmebedarf für Heizung und Trinkwassererwärmung kwh/ Monat Wärme für den Heizkreis Wärme für die Trinkwassererwärmung Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 46

8 PtH-Praxisbeispiel Berlin: Wärmebedarf für Heizung und Trinkwassererwärmung Wärme für den Heizkreis Wärme für die Trinkwassererwärmung kwh/a kwh/a (12 %) (10 %) = 11 kwh/(m²a) 1 Liter/(m²a) kwh/a (88 %) = 83 kwh/(m²a) 8 Liter/(m²a)

9 Wie wurde dieser Wärmebedarf für Heizung und Warmwasser gedeckt? Real genutzt wurden: Heizöl als Basis- und Backup-Energieträger Strom aus dem öffentlichen Netz in Form von Regelenergie 48

10 und was hat es gebracht? 49

11 PtH-Praxisbeispiel Berlin: Erlöse für Regelenergie & vermiedene Heizölkosten 40 Vermiedene Heizölkosten durch Regelenergienutzung Erlöse Regelenergie inkl. MwSt Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 50

12 PtH-Praxisbeispiel Berlin: Heizkosten vermindert um Erlös & Einsparung durch PtH 901 /Jahr /Jahr (- 21 %) 713 /Jahr inkl. MwSt. ohne Power-to-Heat mit Power-to-Heat (im Jahr 2015) 51

13 : Sturmtief Mike 52

14 : Sturmtief Mike 53

15 : Regelenergieaufrufe :00 Regelenergie an diesem Tag: 30 kwh 54

16 : Temperatur im Wärmespeicher C oben mitte unten Der Elektroheizer nutzt die Regelenergie, um den Wärmespeicher aufzuheizen 25 5:00 7:00 9:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 1:00 3:00 5:

17 : Wärme vom Öl-Kessel von 14 bis 20 Uhr ist der Öl-Kessel aus Regelleistungsbereitstellung zur Stromnetz-Stabilisierung bewirkt Heizöleinsparung 56

18 Praxisbeispiel Berlin: Eckdaten der Photovoltaik-Anlage 6,4 kw P 40 Neigung, Süd-Ausrichtung 39,4 m² 24 Module 57

19 Praxisbeispiel Berlin: Stromverbrauch & -bezugsquellen in 2015 kwh el PV-Eigenverbrauch Netzbezug Stromverbrauch kwh/a, davon kwh von PV-Anlage & kwh aus dem öffentl. Netz bezogen Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

20 Praxisbeispiel Berlin: Nutzung der PV-Erträge in 2015 kwh el PV-Eigenverbrauch Netzeinspeisung PV-Ertrag kwh/a, davon kwh im Haus genutzt & kwh ins öffentl. Netz eingespeist Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

21 Konzept Power-to-Heat in Hybridheizungen PV-Erweiterung 60

22 Praxisbeispiel Berlin: Wärmeverbrauch & PV- Überschüsse in 2015 verlaufen gegenläufig kwh el Wärme für Hzg & WW Max. zur Wärmeversorgung nutzbare PV-Überschussstrommenge Wärmeverbrauch kwh/a, max. zur Wärmeversorgung nutzbare PV-Überschussstrommenge kwh/a Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 61

23 : Netzeinspeisung erreicht 70-%- Wirkleistungsbegrenzung Verbrauch PV-Bezug Erzeugung Eigenverbrauch Netzbezug Netzeinspeisung 70-%- Begrenzung Wirkleistungseinspeisung

24 Power-to-Heat im Praxistest - weitere Häuser mit Technik ausgestattet 63

25 Power-to-Heat im Praxistest eine Doppelhaushälfte in Remscheid Öl- Brennwertgerät Elektrische Heizeinrichtung Pufferspeicher 10 kw in Stufe 1, 15 kw in Stufe 2 10 kw, automatische externe Ansteuerung durch Regelenergieanbieter 500 Liter für Heizung und Warmwasser 64

26 Power-to-Heat in Remscheid - E-Heizer ist Teil eines virtuellen Kraftwerks Kommunikationsbox Elektroheizer zur Nutzung von Regelenergie 65

27 Power-to-Heat im Praxistest ein 2-Familienhaus in Bastorf (MV) Öl- Brennwertgerät Elektrische Heizeinrichtung Pufferspeicher Solarthermie 11,5 m² 18 kw in Stufe 1, 27 kw in Stufe 2 13 kw, automatische externe Ansteuerung durch Regelenergieanbieter 2x 600 Liter für Heizung und Warmwasser 66

28 Praxisbeispiel Bastorf: Hybridheizung kombiniert Solarthermie und PtH

29 Power-to-Heat-fähige Ölhybridheizungen sind universell einsetzbar Variable Strompreise Regelenergie PV-Überschüsse Regionale Nutzung von sonst abgeregeltem Strom PtH-fähige Hybridheizungen = flexibles, auch extern ansteuerbares Stromnachfragepotenzial

30 Fazit 1/2 Das Konzept der Power-to-Heat-fähigen Ölhybridheizung hat sich in allen drei Praxisbeispielen bewährt einfach und zuverlässig durch Standard-Heiztechnikkomponenten Installation des elektrischen Heizelements im Rahmen der Heizungsmodernisierung senkt Investitionskosten Technische Herausforderung: Kommunikationstechnik muss günstiger werden Integration in Heizgeräteelektronik Die Heizkosten konnten durch die Generierung von Erlösen am Regelenergiemarkt und die dadurch vermiedenen Heizölkosten reduziert werden 69

31 Fazit 2/2 Die Stabilisierung des Stromnetzes wird aktiv unterstützt Zukunftstauglich: PtH-fähige Hybridheizungen bieten ein flexibles, auch extern ansteuerbares Stromnachfragepotenzial und sind damit universell einsetzbar Modernisierer, die heute Öl-Brennwerttechnik mit einem geeigneten Wärmespeicher kombinieren, können Power-to- Heat auch später ergänzen 70

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