Energiemanagement mit PV & Wärmepumpe!

Transkript

1 WARMWASSER ERNEUERBARE ENERGIEN KLIMA RAUMHEIZUNG Energiemanagement mit PV & Wärmepumpe! FWS Technik Update Oliver Joss Stiebel Eltron Lupfig

2 WARMWASSER ERNEUERBARE ENERGIEN KLIMA RAUMHEIZUNG Inhalt Motivation Begriffe und Label Lösung Wärmepumpenboiler Lösungen für Wärmepumpen Erkenntnisse

3 PV - System Preisentwicklung Photovoltaik und Wärmepumpe 2

4 Entwicklung der Strompreise und der PV Erzeugungskosten Grid Parity Source: Bundesumweltministerium (Leitstudie 2010), BSW-Solar (PV-Roadmap) 3

5 Revidierte Energieverordnung vom Situation Eigenverbrauch 4

6 MuKEn

7 Zwei Lösungen um günstigen PV-Strom im Haushalt nutzbar zu machen und Netze zu entlasten: Verbrauch verschieben (Mittags waschen, Geschirrspüler ) Energie speichern Elektrisch (Batteriesysteme) Thermisch (Wärmepumpe, Speicherheizung) Grafik: SMA Portal 6

8 WARMWASSER ERNEUERBARE ENERGIEN KLIMA RAUMHEIZUNG Labels und Systeme

9 Label- und Lösungsdschungel Trägerschaft Bundesverband Wärmepumpe Schnittstelle für 4 Betriebszustände am Gerät Standby Normalbetrieb Forcierter Betrieb Max. Gültigkeit nur in Deutschland. Alle namhaften WP-Hersteller sind im Boot Alpiq. Algorithmus mit Künstlicher Intelligenz Stand heute: Nur E-Autoladestationen Swisscom Energy Solutions / Repower Nutzt EVU Kontakt (EW-Sperre) an Geräten 8

10 WARMWASSER ERNEUERBARE ENERGIEN KLIMA RAUMHEIZUNG Lösungen für Wärmepumpenboiler

11 Anwendung 1: WWK 300 PV 10

12 Anwendung 2: WWK 300 mit SMA Sunny Home Manager 1. Stiebel Eltron WWK Router 3. SMA Sunny Home Manager 4. Stiebel Eltron PV Modul 5. Schaltbare Verbraucher 6. SMA Schaltsteckdose 7. SMA Wechselrichter 8. PV Ertragszähler 9. SMA Energy Meter 10. Zweirichtungszähler 11. Haushaltsverbraucher 11

13 SMA Sunny Home Manager Erstellung von Erzeugungs- und Verbrauchsprognose Steigerung der Eigenverbrauchsquote durch intelligente Lastverschiebung Einfache Anlagenvisualisierung und -überwachung via Sunny Portal 12

14 SMA Sunny Home Manager Quelle: SMA 13

15 Monitoring und Auswertung 14

16 Praxisbeispiel Installation September 2012 PV Module 22 Stiebel Eltron Tegreon 225 P PV Anlagenleistung 4950 kwp Energiemanagement SMA Sunny Home Manager Energiebedarf Warmwasser 3 Pers. ca kwh thermisch Strombezug WWK kwh davon aus PV 406 kwh (57 %) davon aus dem Netz 302 kwh (43 %) JAZ 3.95 Eigenverbrauchsquote 40% 15

17 WARMWASSER ERNEUERBARE ENERGIEN KLIMA RAUMHEIZUNG Einstieg ins Wärmepumpen-Energiemanagement mit SG Ready

18 SG Ready mit ISG Plus Erforderliche Hardware bei STE: ISG plus Funktion: Bei Freigabe durch PV-Anlage werden die Sollwerte auf forcierten Betrieb hochgezogen. Optimierung des PV Eigenstromverbrauchs durch Kopplung an den Relaisausgang kompatibler Wechselrichter SG Ready ist der neue Smart Grid Standard in Deutschland. Initiiert vom BWP (Bundesverband Wärmepumpe Deutschland) 17

19 WP-Ankopplung mit SG Ready 18

20 WP-Ankopplung mit SG Ready ISG kompatible Wärmepumpe ISG plus Wechselrichter mit Relaisausgang 19

21 WARMWASSER ERNEUERBARE ENERGIEN KLIMA RAUMHEIZUNG Umfassendes Energiemanagement für Heizungs- Wärmepumpen

22 Wo kann elektrische Energie thermisch gespeichert werden? (Gebäudestruktur)* Warmwasserspeicher Heizungspufferspeicher *Eingeschränkt möglich, abhängig von Wärmeverteilung und -steuerung 21

23 Systemübersicht Vorerst nur: LWZ 303 SOL LWZ 403 SOL LWZ 304 SOL LWZ 404 SOL LWZ 504 Inverter Z1 Zweirichtungszähler Z2 PV-Ertragszähler Lieferumfang STE 22

24 Funktionsweise Schritt 1 Das WP Regelung ermittelt den thermischen Energiebedarf durch Raumtemperaturen, Betriebsprogramme sowie Soll- und Istwerte und sendet den resultierenden elektrischen Energiebedarf an den Energiemanager 23

25 Funktionsweise Schritt 2 Der Energiemanager plant die optimale Laufzeit für die Wärmepumpe, basierend auf den Energieanforderungen der Wärmepumpe, Wettervorhersagen aus dem Internet, gelerntem Benutzerverhalten und gemessenen Verbrauchsprofilen 24

26 Funktionsweise Schritt 3 Der Energiemanager überträgt die geplante Laufzeit zur WP-Regelung 25

27 Funktionsweise Schritt 4 Die Wärmepumpe läuft nach dem übermittelten Zeitplan 26

28 Eigenverbrauch 27

29 Einstellungen Energiemanagement 28

30 Erwarteter idealer Betrieb 29

31 Modellbetrachtung Integralgerät LWZ 504 Inverter Thermischer Speicher 400 Liter STIEBEL ELTRON TEGREON 5 kwp PV Energiemanagement Basisparameter: 180 m² / Fußbodenheizung 4 Personen 4000 kwh Haushaltsverbrauch 4000 kwh Verbrauch für Heizung und Warmwasserbereitung 4750 kwh PV-Ertrag / Jahr Ergebnisse* Eigenverbrauchsanteil 60,9 % Haushalt 1625 kwh Warmwasserversorgung 500 kwh Heizung 700 kwh Lüftung 70 kwh Gesamt 2895 kwh *Die vorliegenden Daten sind Beispielannahmen. Der Eigenverbrauch und alle daraus resultierenden Daten sind in hohem Maße abhängig von den Nutzergewohnheiten, der Gebäudebauweise und den Wettereinflüssen. 30

32 WARMWASSER ERNEUERBARE ENERGIEN KLIMA RAUMHEIZUNG Erkenntnisse bisher

33 Erste Erkenntnisse und Erfahrungen Bei Wärmepumpenanwendungen wird sich der PV-Weg gegenüber der Solarthermie durchsetzen Energiespeicher werden eine Renaissance erleben Kühlung ist gut für den Eigenverbrauch JAZ wird geringer weil Anlagen in einen forcierten Betrieb geschickt werden Einfache Systeme mit benutzerorientierter Bedienung setzen sich durch Steile Lernkurve mit Technologiesprüngen Planung erforderlich. Tools zur Auslegung einsetzen! Persönliche Erkenntnis: Komplexes Thema mit hoher Beratungsintensität 32

34 WARMWASSER ERNEUERBARE ENERGIEN KLIMA RAUMHEIZUNG Besten Dank! FWS Technik Update Oliver Joss Stiebel Eltron Lupfig