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Solar-Energie
Solarthermie / Photovoltaik

Thermische Sonnenenergie-Nutzung

2007 haben wir uns entschlossen, nach diversen Sparmaßnahmen am Haus (Dämmung, Fenster, Brauchwasser-Zirkulation), die Ölrechnung auch mit Hilfe der Solarenergie zu reduzieren.
Je näher wir uns mit dem konkreten Plan im Juli 2007 auseinandersetzten, desto komplexer erschien es nun. Viele Fragen waren zu klären:
- Wie ist die bestehende Ölheizung (10 Jahre alt) einzubinden, oder gar auszutauschen?
- Reine Trinkwasser-Erwärmung (für 3 Personen) oder auch Heizungsunterstützung (für Wohnfläche 140 qm)?
- Art der Kollektoren (Flach-/ Röhrenkollektor)?
- Speichergröße
- Art der Trinkwassererwärmung (Speicher-im-Speicher, Durchflußerwärmung)
- Systementscheidung (Anlage mit Glykol oder Wasser)

Wir haben uns für eine "große" Lösung entschieden: Zentraler 650 Liter-Speicher mit innenliegendem Speicher für Trinkwasser, 10 qm Röhrenkollektoren von Paradigma, Speicherflüssigkeit Wasser (kein Glykol!) und Heizungsunterstützung. Der zentrale Speicher wird damit je nach Angebot bevorzugt von der Sonne erwärmt, sonst von der Ölheizung. In der weiter unten gezeigten Grafik ist der deutliche Rückgang des Ölverbrauchs sichtbar. Durch diese Anlage werden etwa 1.000 Liter Heizöl im Jahr eingespart - etwa 450 Liter durch Sonneneinstralung, und etwa 550 Liter durch effizienteren Betrieb des Ölbrenners (durch den wesentlich größeren Wärmespeicher).

Die Rentabilität der Investition ergibt sich durch:
- Brennstoffeinsparung
- Längere Haltbarkeit der Ölheizung
- Weniger Heizungswartung
- Geringere Schornsteinfegerkosten
- Eingesparte Stromkosten bei Wäsche und Geschirr

 
Die Entscheidung fiel zugunsten einer Solaranlage von Paradigma,

Rangliste - Erträge in kWh pro Jahr:
Jahr
kWh
2018
4892
2009
4760
2008
4606
2014
4591
2011
4433
2015
4429
2019
4407
2013
4359
2010
4336
2016
4296
2012
4176
2017
4153



Erträge in kWh pro Tag:
Jahr
Drittel
Jan.
Feb.
März
Apr.
Mai
Juni
Juli
Aug.
Sep.
Okt.
Nov.
Dez.
Gesamt
2007
1-10








19,7
12,8
5,0
2,1

11-20








12,1
13,1
6,1
1,0

21-31







15,1
9,5
7,3
6,0
1,3

Summe







253
413
339
171
45
1458
pro Tag







15,8
13,8
10,9
5,7
1,5
10,6
2008
1-10
1,6
9,3
10,0
13,9
32,1
26,2
16,4
16,6
15,6
11,2
3,3
2,2

11-20
2,5
8,3
10,4
13,8
28,6
19,3
13,4
15,1
18,0
8,6
3,2
2,2

21-31
1,9
5,2
13,5
24,2
25,1
20,7
25,5
12,4
10,9
6,7
3,0
2,0

Summe
62
223
353
519
883
662
579
453
445
272
95
66
4606
pro Tag
2,0
7,7
11,4
17,3
28,5
22,1
18,7
14,6
14,8
8,8
3,2
2,1
12,6
2009
1-10
6,9
2,5
4,6
23,9
20,7
17,7
20,0
21,4
17,1
10,7
0,7
2,9

11-20
2,3
7,2
13,5
31,8
22,0
17,7
18,2
23,2
21,2
13,8
2,8
2,1

21-31
3,5
4,5
10,0
22,3
26,2
19,5
20,3
18,3
12,8
3,6
0,8
1,2

Summe
131
133
291
780
722
549
605
647
511
285
43
63
4760
pro Tag
4,2
4,8
9,4
26,0
23,3
18,3
19,5
20,9
17,0
9,2
1,4
2,0
13,0
2010
1-10
0,6
2,6
14,5
17,7
12,2
21,7
25,1
16,2
16,4
16,9
3,6
1,3

11-20
0,5
5,8
5,9
24,3
15,3
18,0
23,6
14,5
9,3
12,4
2,3
0,5

21-31
4,8
3,1
16,1
22,6
20,9
27,5
15,9
14,4
13,1
7,0
2,7
2,0

Summe
59
110
382
646
484 672
662 451 388
356
86
40
4336
pro Tag
1,9
3,9
12,3
21,5
15,6
22,4
21,4
14,5
12,9
11,5
2,9
1,3
11,9
2011 1-10
2,6
3,6
12,5
15,8
27,4
22,2
15,5
13,8
13,0
10,0
2,3
0,8

11-20
1,4
4,8
10,2
24,3
12,7
16,5
16,9
12,5
12,0
15,9
4,1
1,7

21-31
3,0
12,3
20,6
28,0
19,1
18,2
11,4
16,7
19,9
10,4
4,4
2,0

Summe
74
182
453 681
611
569 449
437
449
373
108
47
4433
pro Tag
2,4
6,5
14,6
22,7
19,7
19,0
14,5
14,1
15,0
12,0
3,6
1,5
12,1
2012
1-10
1,9
11,9
9,2
11,4
15,6
15,5
16,2
14,9
16,0
10,3
5,6
1,6

11-20
4,2
6,4
7,9
16,8
17,2
16,3
14,6
26,4
12,4
9,7
4,7
1,1

21-31
5,6
4,9
19,3
14,6
24,9
15,6
21,0
14,4
9,4
6,3
4,1
1,0

Summe
123
227
383
428
602
474
539
574 378
269 144
38
4176
pro Tag
4,0
7,8
12,4
14,3
19,4
15,8
17,4
18,4 12,6
8,7
4,8
1,2
11,4
2013
1-10
0,4
3,4
11,5
18,8
23,2
26,4
22,8
20,6
10,5
13,4
5,7
1,1

11-20
1,8
4,8
12,1
15,9
13,1
19,5
23,5
14,3
11,9
7,4
4,8
0,4

21-31
2,4
4,8
18,5
17,1
11,4
10,1
23,6
22,6
12,8
7,8
6,8
2,9

Summe
48
120
440
518
488
560
722
598
352
294
173
46
4359
pro Tag
1,5
4,3
14,2
17,3
15,7
18,7
23,3
19,3
11,7
9,5 5,8
1,5
11,9
2014 1-10
1,7
6,7
17,3
8,7
13,0
24,0
20,4
19,0
16,6
12,1
8,6
1,6

11-20
1,7
7,5
14,5
22,3
19,2
18,0
20,7
13,5
19,9
6,5
2,5
0,9

21-31
2,5
12,8
15,2
19,0
21,9
17,9
21,8
17,9
12,7
6,9
3,0
2,6

Summe
62
244 485
500
562 601
650
521
492 280
141
53
4591
pro Tag
2,0
8,7
15,6
16,7
18,1 20,0
21,0
16,8
16,4
9,0
4,7
1,7
12,6
2015
1-10
2,4
4,7
11,3
22,9
18,9
21,0
19,8
23,0
17,0
13,3
4,9
2,9

11-20
2,6
5,5
15,3
23,2
15,7
16,6
17,5
14,5
9,0
6,5
2,4
1,5

21-31
1,9
6,8
10,4
20,3
18,1
18,5
16,1
18,9
15,9
9,5
3,6
2,4

Summe
71
166
381
664
553
561
550
583
419
302
109
70
4429
pro Tag
2,3
5,9
12,3
22,1
17,8
18,7
17,7
18,8
14,0
9,7
3,6
2,3
12,1
2016
1-10
0,6
2,0
7,2
16,4
30,1
27,4
16,3
17,2
19,3
10,7
3,1
3,1

11-20
1,4
6,0
10,9
15,6
20,8
15,2
15,5
15,9
19,9
3,6
5,0
0,2

21-31
2,8
8,7
10,3
14,0
14,7
17,4
20,5
22,0
16,1
3,5
6,2
3,5

Summe
51
158
294
460
667
600
544
573
553
182
143
71
4296
pro Tag
1,6
5,7
9,5
15,3
21,5
20,0
17,5
18,5
18,3

5,9
4,8
2,3
11,7
2017
1-10
3,7
2,3
5,8
18,2
15,9
19,0
18,9
16,8
14,3
8,9
4,5
1,0

11-20
4,5
6,5
11,1
14,2
19,7
22,0
17,3
15,5
13,9
9,9
4,8
3,0

21-31
4,0
5,8
19,9
14,9
25,5
15,5
14,7
10,9
9,0
5,4
0,5
1,2

Summe
126
134
388
473
637
565
524
536
372
247
98
53
4153
pro Tag
4,1
4,8
12,5
15,8
20,5
18,8
16,9
17,3
12,4
8,0 3,3
1,7
11,4
2018
1-10
3,6
9,1
14,5
18,8
26,2
18,1
23,8
22,5
15,7
15,9
6,4
1,8

11-20
1,4
11,6
13,9
17,1
21,7
17,1
22,3
14,4
18,6
16,5
6,3
1,2

21-31
1,5
12,0
7,1
16,5
27,7
18,7
24,7
15,7
13,0
6,0
2,0
0,9

Summe
66
303
352
524
784
539
733
542
473
390
147
39
4892
pro Tag
2,1
10,8
11,4
17,5
25,3
18,0
23,6
17,5
15,8
12,6
4,9
1,3
13,4
2019
1-10
2,7
2,4
5,0
19,5
15,0
19,6
12,7
14,7
13,1
11,0
4,8
2,1

11-20
3,8
12,2
5,2
22,8
24,4
18,9
15,1
14,6
13,2
5,2
3,1
2,6

21-31
2,3
15,0
12,8
23,9
13,9
25,1
23,7
24,6
13,0
10,7
3,5
2,4

Summe
90
266
243
662
547
636
539
564
393
280
114
73
4407
pro Tag
2,9
9,5
7,8
22,1
17,6
21,2
17,4
18,2
13,1
9,0
3,8
2,4
12,1
2020
1-10
0,3
3,6
8,0
23,5
23,2
22,1







11-20
4,2
4,1
13,3
28,1
17,2
19,2







21-31
1,2
5,6
26,5
23,0
21,8
24,8







Summe
58
127
504
746
644
661






2740
pro Tag
1,9
4,4
16,3
24,9
20,8
22,0






15,1
2021
1-10













11-20













21-31













Summe













pro Tag
















Sonnendeklination
Tagesschnitt kWh/d (2008 - 2019)
+23,5 bis +20 Grad
19,4 (-0,1) [davor +0,1]
+19,99 bis +10 Grad
18,7 (+0,1) [davor -1,0]
+9,99 bis 0 Grad
16,5 (0,0) [davor -0,2]
-0,01 bis -9,99 Grad
10,7 (-0,1) [davor +0,3]
-10 bis -19,99 Grad
5,1 (0,0) [davor 0,0]
-20 bis -23,5 Grad
2,2 (0,0) [davor 0,0]







      
Steuerung                             Speicher                         Röhrenkollektor

15.08.2007
Gegen 17 Uhr war es soweit: die Sonnenschutzfolie wurde abgezogen, und das "Sonnenöl" kann in den Speicher wandern. Flugs schnellte die Temperatur von 25 Grad Umgebungstemperatur auf 70 Grad hoch, und das bei nur noch schräg einfallender Strahlung und bedecktem Himmel! Die Steuerung läuft heute abend nur provisorisch, morgen soll die Feinjustierung erfolgen. So wird uns heute der Ölbrenner noch einmal Wärme spenden, und ab morgen hoffentlich für viele Wochen nur noch die Sonne.
Um 18:45 Uhr haben die Kollektoren immer noch 56 Grad.
Tagesgewinn 1 kWh


Gesamtansicht, jetzt ohne Schutzfolie

14.08.2007
In den vergangenen zwei Wochen haben wir mehrere Angebote eingeholt, und uns nach vielen Fragen und Gesprächen für eine Anlage von Paradigma entschieden. Gerstern wurden die meisten Teile angeliefert, und heute begann die Installation mit Aufstellung der Solarkollektoren und des Speichers und der Vorbereitung der "alten" Ölheizung (Wolf, 1996).

Zum ausgewählten System (9,8 qm Röhrenkollektor, 650 Liter Speicher, Heizungsunterstützung):
anders als es mir bisher bekannt war, gibt es seit einigen Jahren auch Anlagen, die im Kollektor von normalem Wasser durchströmt werden. Die Vorteile gegenüber den sonst verwendeten Wasser/Glykol-Mischungen sind: hohe Fließfähigkeit (weniger Pumpenarbeit), größere Wärmespeicherfähigkeit, geringerer Verschleiß an Dichtungen und Ventilen, geringere Kosten, kein Wärmetauscher notwendig. Nachteil: Werden Minusgrade gemessen, wird ein wenig Wasser in die Kollektoren gepumpt; im durchschnittlichen norddeutschen Winter sind das insgesamt etwa 30 kWh ( = 3 Liter Öl) an Wärme, was überraschend wenig ist, aber sich durch die sehr gute Isolierung der evakuierten Röhren erklären lässt.

            
Gesamtansicht                                                  Aufständerung der Kollektoren          Dachdurchgang                     Speicherdämmung


PV Photovoltaik

Zwei Verfahren der Erzeugung und Nutzung elektrischer Energie aus solarer Strahlung beherrschen bisher den Markt: Einspeisung gegen Vergütung oder eine Inselanlage zur Eigen-Versorgung. Die Preise für Solarmodule sind immer günstiger geworden, die Einspeisevergütung sinkt ebenfalls Monat für Monat (April 2020: unter 10ct/kWh) - so sind sogar teurere Systeme mit Batteriespeichern wirtschaftlich geworden. Je nach Systemgröße lassen sich Preise für den selbst erzeugten Strom unterhalb der Preise der Energieversorger realisieren.
Bei der Lösung mit Einspeisevergütung ist zusätzlicher Verwaltungsaufwand zu leisten: Gewerbeanmeldung, ggf. Mehrwertsteuer-Abrechnung, Abschreibungen, Gewinn- und Verlustrechnung, Rechnungserstellung an den Netzbetreiber, etc.

Die kleine Lösung: Balkon- oder Steckdosen-PV-Anlage
2020 wollte ich unsere Kohlendioxid-Bilanz weiter verbessern und einen Teil der Elektrizität selbst erzeugen. Nachfragen bei mehreren lokalen Betrieben nach eine etwa 3 kWp - Anlage blieben unbeantwortet oder wurden sogar mit Hinweis auf Auslastung abgewiesen. Die Idee, die Anlage selbst zu erbauen, erhielt einen großen Schub, als ich auf den Seiten der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie e.V. wertvolle Informationen über sog. Balkon-Anlagen entdeckte. Kurz zusammengefasst: Durch Änderungen von Normen ist es legal, eine kleine Anlage bis 600 Wp direkt über eine normale Schutzkontakt-Steckdose an das Hausnetz anzuschließen. Es ist nur noch eine Anmeldung beim Markt-Stammdaten-Register erforderlich (ca. 15 Minuten, kostenlos).

Meine kleine Anlage besteht aus zwei Solarmodulen, einem Wechselrichter und Befestigungsschienen und -schrauben - und kostete incl. Lieferung ca. 650 Euro. Dazu kam dann noch Material für eine Aufständerung, da ich die Solarmodule als Überdachung plante. In meinem Fall realisierte ich eine verschattungsfreie Südlage (Azimut 189°) mit 11° Neigung.

 Prognosen (Meteoblue) liefern für meinen Standort in Norddeutschland einen jährlichen Ertrag von 581 kWh. Mein Haushalt ist in der Lage, etwa 80% davon direkt selbst zu verbrauchen und zahlt zur Zeit für den Bezug von Strom 0,27 Euro - meine Anlage habe ich damit in etwa 4 Jahren und 2 Monaten über die reduzierte Stromrechnung zurückerhalten. In der Zeit des toten Zinses für Geldanlagen eine glänzende Investition mit einer Rendite über 20%. Dabei ist die CO2-Einsparung in Höhe von ca. 0,3 t (Basis Strommix Deutschland 2018) als auch eine wahrscheinliche Preissteigerung des Stromes nicht eingerechnet.
Seit April 2020 erntet meine Anlage Strom aus der Sonneneinstrahlung - und zeitweise läuft der Stromzähler rückwärts, da er keine Rücklaufsperre hat. Da meine kostenlos eingespeiste Energie unter 4% meines Jahresverbrauches liegt, brauche ich den Netzbetreiber nicht auf meine Kosten beauftragen, einen modernen Zähler mit Rücklaufsperre einzubauen. Mein Netzbetreiber kann dies selbst entscheiden und durchführen, z.B. im Zuge der Modernisierung auf Moderne Mess-Einrichtungen. Der Netzbetreiber muss mir nachweisen, dass ich mehr als 4% meines Jahresverbrauches einspeise, wenn er die Kostenübernahme durch mich erzwingen will. Das wird ihm nicht gelingen, da ich viele elektrischen Verbraucher (Kochen, Waschen, Geschirrspüler, Pumpen) tagsüber nutze und durch Schaltuhren Gefrier- und Kühlgeräte in der Nacht pausieren lasse.

Stromertrag in kWh:

Jahr
Drittel
Jan.
Feb.
März
Apr.
Mai
Juni
Juli
Aug.
Sep.
Okt.
Nov.
Dez.
Gesamt
2020
1-10




3,1
3,1







11-20



3,1
2,5
2,8







21-31



2,9
3,1
3,4







Summe



60,4
90,5
92,2






243,1
pro Tag



3,0
2,9
3,1






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