Hausbau - Lösungen für Strom für EV und Heizung gesucht

Solarenergie - Photovoltaik

Hausbau - Lösungen für Strom für EV und Heizung gesucht

Beitragvon baumhausbauer » Mi 7. Okt 2015, 14:21

Liebe Fachleute im Forum,

wir planen gerade einen Hausbau und ich beschäftige mich gerade mit dem Thema Heizung und Strom. 2 Fakten sind schon geschaffen. Es kommt eine PV mit ca. 10kWp aufs Dach und als Zweitwagen, der meist in der Garage steht, wird ein Elektroauto angeschafft, wenn nötig mit bidirektionaler Ladeschnittstelle wie z.B. ein Leaf.

Nun wäre ja denkbar, das Eletroauto als Stromspeicher einzusetzen. Nur gibt es denn im wirtschaftlichen Sinne bezahlbare bidirektionale Lade-Lösungen? Meint ihr, dann wäre ein zusätzlicher Speicher nötig? Wie würdet ihr die Heizung/Warmwassersache lösen? Mit Durchlauferhitzer oder Pufferspeicher mit Heizsonde für Warmwasser in Kombination mit einer Wärmepunmpe (welche?) für wassergeführte Heizung? Oder würdet ihr das Wärmethema mit einem BHKW erschlagen aber woher kommt dann der Brennstoff dafür? Oder Infrarotheizung + Durchlauferhitzer?

Wer könnte mir ein stimmiges Gesamtkonzept nach aktuellem technischen und wirtschaftlichem Stand aufzeigen? Mir geht es nicht darum nicht auch mal eine kWh aus dem Netz zu nehmen aber ich möchte so gut es geht weg von fossiler Energie aber auch von wartungsintensiven Lösungen (mag eigentlich auch keine Umwälzpumpen und auch keine Rohrleitungen, wobei ich die Wärme einer Fussbodenheizung um ehrlich zu sein schon zu schätzen weiss).

lg
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Beitragvon Deef » Mi 7. Okt 2015, 14:53

Bau Dir ein Passivhaus. Das kostet bei vernünftiger Planung nicht mehr als ein normaler Neubau! Die 10kW Peak brauchst Du dann nur noch für Haushaltsstrom und Auto. Ich heizne meinen auf KFW 70 sanierten Uraltbau nur mi Holz und Sonne, habe das also schon jetzt so. Ohne Batteriespeicher hast Du allerdings nicht mal ein 50% Deckung mit dem eigenen Strom. Es sei denn Du schaffst es, immer bei Sonne zu laden. Ich würde auf einen Batteriespeicher und eine Solaranlage zur WW-Gewinnung nicht verzichten. Auf keinen Fall.
Denke dran, dass nur die neueren LEAF Rückspeisungsfähig sind.
Ich habe im Pufferspeicher einen E-Heizstab für Notfälle, aber der nuckelt Dich in Nullkommanix ARM. Das ist nur was für alte Fotovoltaikanlagen, bei denen die 20 JAhre rum sind. Dann macht das wohl teilweise leider Sinn, den Strom in Wärme zu verwandeln. Sonst eher nicht.
Bei einem Passivhaus kannst Du - bei korrekter Planung - die Heizung durch 6 Stück 60 Watt Glühbirnen ersetzen. Real wird das durch eine Miniwärmepumpe in der Lüftungsanlage erschlagen.
Eine Fubohei und andere Heiztechnik brauchst Du dort nicht.
Leaf 2.Zero (Mr. Black) und Japanleaf (Mr. White - 73 tsd km, 11 Balken), beide von Schaller aus Landsberg.
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Re: Hausbau - Lösungen für Strom für EV und Heizung gesucht

Beitragvon mig » Mi 7. Okt 2015, 15:11

Deef hat geschrieben:
Bei einem Passivhaus kannst Du - bei korrekter Planung - die Heizung durch 6 Stück 60 Watt Glühbirnen ersetzen. Real wird das durch eine Miniwärmepumpe in der Lüftungsanlage erschlagen.


360W Restwärmebedarf? Wie soll das gehen?
Die Miniwärmepumpe in der Lüftungsanlage kann die ausreichende Beheizung nur sicherstellen, wenn eine Heizlast von maximal 10 W/m^2 erreicht wird.
Bei Deinen angegebenen 360W wäre das dann eine beheizte Fläche des Hauses von 36 m^2.

P.S.: Ich wohne in einem Passivhaus.
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Re: Hausbau - Lösungen für Strom für EV und Heizung gesucht

Beitragvon bm3 » Mi 7. Okt 2015, 15:50

In einem Passivhaus was seinen Namen auch verdient oder sogar einem Plus-Energiehaus ist die Heizung nur ein Notsystem, hierzu gibt es dann auch verschiedene Konzepte.
Wenn ich heute nochmal bauen würde dann nur ein Passiv- oder Plusenergiehaus und dann ein richtiges und nicht eines wo der Hersteller es nur so nennt.
Bei den immer noch niedrigen Zinsen zur Zeit und ständig steigenden Brennstoffkosten wird sich das jedenfalls auch auf lange Zeiträume rechnen, jedenfalls wenn man plant in seinem Haus alt zu werden.
An Mehrkosten für den hohen Effizienzstandard, denke ich, sollte man maximal 10% der Baukosten einkalkulieren und das ist auch dann gleich ein vernünftiges Konzept. Brauchwasser kann mittels Solarthermie und kleiner Wärmepumpe im Winter erwärmt werden.Die PV-Anlage macht das Haus dann zum Plusenergiehaus.
Der Gesetzgeber hätte diesen Baustandard eigentlich für Neubauten schon längst vorschreiben können / sollen.
Sonst wird wirklich Alles beim Bauen reglementiert aber in diesem wichtigen Punkt wird mit System geschlafen.
Ein E-Auto als Stromspeicher mit einzubeziehen ist gut, aber ich sehe zur Zeit noch keine fertigen Systeme sondern höchstens halbfertige.
Der Hersteller des Autos sollte auch diese Nutzung für den Akku freigeben wie es beispielsweise Mitsubishi gemacht hat.
Ich denke aber dass das Haus dann auch noch einen (kleiner ausgelegten) eigenen Stromspeicher haben sollte.



Viele Grüße:

Klaus
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Re: Hausbau - Lösungen für Strom für EV und Heizung gesucht

Beitragvon eDEVIL » Mi 7. Okt 2015, 15:58

10 kwp sind erwas wenig. Welche dachformen sind den zulässig?
Verwendung korrekter physikalischer Einheiten
"Online" heißt nicht, das ich gerade hier im Forum aktiv bin.

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Re: Hausbau - Lösungen für Strom für EV und Heizung gesucht

Beitragvon Maverick78 » Mi 7. Okt 2015, 16:13

Mehr wie 10kWp Neuanlage macht in DE aber keinen Sinn mehr, weil man dann auf seinen eigenen Strom zur Umsatzsteuer noch EEG Umlage zahlen muss. Außer man verzichtet komplett auf die Einspeisung und puffert seinen kompletten Strom in einer Batterie.
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Re: Hausbau - Lösungen für Strom für EV und Heizung gesucht

Beitragvon mig » Mi 7. Okt 2015, 16:14

bm3 hat geschrieben:
I
Wenn ich heute nochmal bauen würde dann nur ein Passiv- oder Plusenergiehaus und dann ein richtiges und nicht eines wo der Hersteller es nur so nennt.


Es gibt ein eindeutiges Kriterium für ein Passivhaus. Da kann das nicht einer einfach nur so nennen. Jedes Haus, das das Passivhauskriterium erfüllt, ist ein Passivhaus:
Das Passivhaus darf laut den Zertifizierungskriterien des Passivhausinstituts Darmstadt einen Heizwärmebedarf von 15 Kilowattstunden (Energiegehalt von etwa 1,5 Liter Heizöl) pro Quadratmeter in einem Jahr nicht übersteigen. Die maximal zulässige Heizlast beträgt 10 W/m² und muss auch im Winter an ungünstigen Tagen über die Zuluft einbringbar sein.[1] Weiterhin ist ein Passivhaus durch Grenzwerte im Bereich des Primärenergiebedarfs von 120 kWh/(m²·a), der Luftdichtheit und der minimalen Wirkungsgrade definiert.

Quelle: WIkipedia

In einem Passivhaus was seinen Namen auch verdient oder sogar einem Plus-Energiehaus ist die Heizung nur ein Notsystem, hierzu gibt es dann auch verschiedene Konzepte.

Notsystem trifft es sicher nicht. Aus eigener Erfahrung wirkt sich das Wetter stark auf die Heizungslaufzeiten aus: Was nutzen mir z.B. solare Einträge durch Fenster, wenn es über mehrere Tage neblig ist, wie das im Winter in Flusslagen öfter der Fall ist. Da muss die Heizung laufen, denn wo sollen die Gewinne herkommen, wenn Du nicht jeden Tag einen Kuchen bäckst oder aus einem anderen Grund den Backofen laufen lässt.
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Re: Hausbau - Lösungen für Strom für EV und Heizung gesucht

Beitragvon bm3 » Mi 7. Okt 2015, 16:28

@mig

Wenn das Haus tatsächlich den genannten Heizwärmebedarf später erfüllt reicht ein "Notsystem" zur Beheizung und das trifft es dann sicher auch und kann auch ruhig so genannt werden.
Gerne auch mit mehreren Glühlampen oder Kerzen :lol:
Um das zu präzisieren, ein "richtiges" Passivhaus ist für mich nur eines wo der Hersteller nicht nur rechnerisch den Nachweis erbringt und die dafür ausgewiesenen Werte erfüllt oder unterbietet sondern ein Haus was später auch real mit den rechnerisch ausgewiesenen Werten beheizt wierden kann. Hier gibt es scheinbar noch ein paar kleine Defizite bei der Bauumsetzung und verschiedene Tricks bei der Wärmebedarfs-Berechnung und darum ging es mir konkret .

Viele Grüße:

Klaus
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Re: Hausbau - Lösungen für Strom für EV und Heizung gesucht

Beitragvon baumhausbauer » Do 8. Okt 2015, 15:20

wow, liebe Forumsgemeinde. Da hat sich ja in kürzester Zeit etliches Zusammengetragen. Vielen Dank für Eure Einschätzungen. Ich darf meine noch addieren, die auf manche Posts eine Antwort darstellen können.

WW-Erwärmung
Zunächst mal habe ich ausgangs absichtlich keine WW-Erwärmung über Thermie angesprochen, da ich davon wenig halte. Ich habe in meiner beruflichen Laufbahn und auch bei meinen privaten Häusern (ausser ggf in Spanien) die Thermie als nicht Lösungspraktikabel kennen gelernt. Die Therme nimmt auf dem Dach Platz der Photovoltaik weg und ist ästhetisch in Kombination mit PV nicht der Weisheit letzter Schluss. Die reine Brauchwassererwärmung verursacht in der Praxis (zumindest beim Nutzungsverhalten meiner Familie) kaum Kosten (errechnet habe ich dies mit dem nötigen Aufwand an Gas) und sorgt dafür, dass sich die Investition niemals(!) rechnen kann. Die Heizungsunterstützung ist dann wenn sie nötig wäre kaum möglich und steht in keinem Verhältnis zur benötigten Fläche und zur Investition und zum Energieaufwand bei der Produktion. Zudem wird noch eine Umwälzpumpe die Strom frisst nötig und das ganze ist nicht wartungsfrei. Bei mir, sicher ein Einzelfall, gab zudem ein Wärmetauscher im Speicher nach nur 6 Jahren auf und ich hatte ständig Luft im System. Abgesehen davon macht die Thermie just im Winter zu wenig und im Sommer zu viel Warmwasser.
Ich präferiere dann aufgrund meiner privaten und beruflichen Erkenntnisse ganz klar die WW Erwärmung über Strom. Am besten nach Bedarf über Durchlauferhitzer. Als Vorteil ist hier noch die Ersparnis der Verrohung mit einer zus. Warmwasserleitung zu erwähnen, zudem dass das Wasser sofort heiss und ohne Leitungsverluste an dern wenigen Zapfstellen im Haus anliegt. Ergo. Die Warmwasseraufbereitung kostet in der Praxis zwar einen Hauch mehr, aber die Investition einer Thermie würde sich im Laufe deren Lebenserwartung ohnehin niemals amortisieren.
Wenn allerdings ein schlüssiges Gesamtkonzept ohnehin eine zentrale WW- Erwärmung quasi als Nebenprodukt abwirft, dann käme wieder eine Warmwasserhausverteilung in Betracht. Siehe nächste Punkte.

Photovoltaik
Es hat schon Erwähnung gefunden, dass momentan die PV mit einer Peakleistung von mehr als 10kW einen hohen bürokratischeren Aufwand darstellt. Dennoch würde auf das Dach und ggf. Fassade noch weitaus mehr passen. Hier wäre also auch Kosten/Nutzen der Faktor über den es nachzudenken gilt.
Mit meiner PV auf meinem aktuellen(!) Haus bekomme ich mit meinem eigentlich für PV völlig ungeeigneten weil falsch ausgerichteten, verwinkelten und teilverschatteten Dach aus 14,4kWp immerhin ca. 11.000kWh Strom pro Jahr. Es ist realistisch, dass ich mit 10000kWh rechne, wenn ich vom Dach des neuen Hauses ausgehe. Ein energetisch modern ausgerichtetes Haus (A+ Geräte, LED Beleuchtung etc.. hat einen Strombedarf der nicht mal ein Drittel dessen ausmachen dürfte. Unser Verbrauchsverhalten ist zumindest deutlich besser noch. Wenn man nun 80% des selbstgenutzten Stromes speichern möchte/könnte, so wäre die Frage eher, wo verbrenne ich den wieder damit nicht die Anschaffung eines gigantischen Stromspeichers nötig ist. Siehe Stromspeicher/Auto/WW-Aufbereitung/Langzeitlagerung Power2Gas.
Vorteil der PV (auch im Gegensatz zu Thermie) ist ja, dass mittels der Anlage auch Strom im Winter bzw. Bewölkung generiert wird (auch wenn deutlich weniger). Wenn ich also 3000kWh/a reinen Strombedarf für Haushalt ansetze, so wären dies gut 8kWh/Tag. Nehmen wir noch den Kuchen im Backofen und die Waschmaschine an besonderen Tagen dazu, sind dies, großzügig gerechnet, 15kWh Peak. Nun ist es in der Tat so, dass eine PV im Winter und verschneiten Tagen auch mal wenig bis gar keine Leistung abliefern kann. Dazu muss dann der Stromspeicher die Reserve liefern oder man muss Strom zukaufen oder man produziert Strom über eine weitere Quelle (z.B. BHKW).
Dennoch, vernachlässigen wir mal diese worstcase Fälle (wir haben ja schliesslich auch "nur" mit 80% Eigenverbrauch gerechnet), sollte eine 10KWp Anlage auch im Winter im Schnitt 10Kwh/Tag produzieren.
Das bedeutet, dass die PV, selbst mit einer Worstcase-Durschnittleistung im Winter den Haushalt und die Mobilität komplett versorgt 8kWh+2kWh! (siehe Elektroauto)
Das bedeutet aber auch, dass in diesem Wortcase kein Strom aus eigener Strom zur Verfügung stehen würde um Wasser zu erwärmen oder gar Räume zu heizen. Und letzteres braucht man genau dann wenn das Wortcase Szenario eintritt, nämlich im Winter.
Das bedeutet aber auch, dass in guten PV-Monaten, in denen gut das 10fache täglich an Strom produziert wird, im Haus kein Abnehmer stattfindet. Der Stromverkauf rechnet sich kaum, also sollte man den "geschenkten" Strom möglichst sinnvoll selbst verbrauchen. Power2Gas gibt es meinen Recherchen nach noch nicht. Also würde es ja Sinn machen, zumindest die WW-Aufbereitung, die sowohl im Sommer als auch im Winter nötig ist, damit abzudecken.



Stromspeicher
Noch sind diese Speicher recht teuer (der Tesla ist noch nicht lieferbar). In einem (gebrauchten) Elektroauto aber vergleichsweise günstig. Da eh eine Anschaffung eines Elektromobils ansteht, das 98% in der Garage stehen wird, ist die Frage nachfliegend, dessen Batterie als bidirektionalen Speicher einzusetzen. Mitsubishi wirbt damit, auch in Form eines Musterhauses, bleibt mir aber seit Wochen eine Antwort schuldig. 2 Anbieter habe ich gefunden die V2H bzw. V2G (Vehicle to Grid, Vehicle to Mobile) anbieten, auch oder gerade in Kompatibilität mit einem Leaf oder Mitsubishi. Die Steuerung ist jeweils enthalten damit der Strom auch wunschgemäß dort eingesetzt wird wo er soll, damit man nicht vor einem leeren Auto steht wenn man es braucht. Zudem lässt sich noch ein kleiner Pufferspeicher einsetzen. Mir fehlen aber zu diesen Geräten noch Preise und zu der Lösung von Mitsubishi noch Daten und Preise. Von Nissan soll es das Gerät sogar seit 2012 geben und 100.000fach in Japan eingesetzt werden - hierzulande fehlt jede Spur.

Elektroauto
Bei einer angenommenen Laufleistung des (Zweit)Wagens von 4000km/a und einem Verbrauch ab Steckdose von 15kWh/100km werden hier 600kWh/a fällig, das bedeutet im Schnitt, aufgerundet, ca. 2kWh/Tag. Diese addieren sich zum Haushalt mit 8kWh/Tag.

Wärmepumpe
Ob Luft oder Erdkollektor oder Grundwasser. Alle brauchen Strom und das ca. 2000-3000kWh/Jahr!? Vorrangig brauche ich diesen Strom im Winter und genau dann habe ich ja tendenziell keinen eigenen mehr zur Verfügung. Vorteil wäre, dass ich WW und die gewünschte Fussbodenheizung hätte. Investition mit geschätzten 15000€ imcl. FB-Heizung ist natürlich satt.

BHKW
Das Thema finde ich als Ergänzung zu PV und Mobilität sehr spannend. Wie erläutert, fehlt einem Haus so wie ich es plane ja genau dann Strom für WW und Heizung, wenn er benötigt wird, im Winter. Genau dann könnte Bedarfsgerecht das BHKW einspringen. Dumm nur, dass ich wieder fossile Energie dafür verbrenne und im Sommer produziere ich als "Abfall" unnötig Strom während ich die WW Aufbereitung anrege, also genau dann, wenn ich eh schon zu viel habe.

Power2Gas/Power2 Liquid
Das wäre die ideale Ergänzung zu dem bestehenden Problem. Der überschüssige Strom des Winters wird in Wasserstoff als Langzeitspewicher umgewandelt. Mit einer herkömmlichen Brennstoffzelle kann das Gas wieder nach Bedarf in Strom umgewandelt werden. Das Abfallprodukt Wäre steht genau dann zur Verfügung wenn es auch benötigt wird. Oder man betreibt mit dem Wasserstoff direkt eine Heizungsanlage. Marktreif scheint mir da wohl kaum ein Produkt zu sein (wohl auch nicht die Fronius Energy Cell) und was das ganze kosten soll steht auf einem ganz anderen großen Blatt. Vielleicht der BlueHamster?

Gastherme
doch wieder fossile Energie? Nun, mit Gas habe ich geringere Investitionskosten im Bereich Heizkosten, ähnlich, ggf. sogar noch geringer als eine Heizung mit Infoarotheizkörpern und einer WW-Aufbereitung mit Durchlauferhitzern. Zudem liesse sich ein möglicher Überschuss an Strom (selbst im Winter) im WW-Speicher nachrangig zu Ladung Speicher Elektroauto/Verbrauch Haushalt aber vorrangig zu Netzeinspeisung einsetzen, so dass möglicherweise bei der Aufbereitung des Wassers für Heizung und WW sogar noch Gaseinsparungen möglich sind.

Durchlauferhitzer/Infrarot
oder doch mittels Strom die Wärmeprobleme lösen? Ein Haus das dieses Problem genau so erschlägt gibt es zu besichtigen. Der Betreiber dieses durchschnittlich bis schlecht gedämmten Altbaus gibt allerdings 8000kWh Strombedarf für die Heiz&Warmwasserkosten für seine 180qm Wohnfläche an. Die Investionskosten sind allerdings gering, zudem gibt es keine Verrohrung und nur Kaltwasserleitungen zu verlegen. Es ist nahezu wartungsfrei und haltbar. Defekte können leicht ausgetauscht werden. An anderer Stelle wird bei Passivhäusern von einem Energiebedarf von weniger als 10kWh Energie pro qm pro Jahr gesprochen. Infrarotheizungen erreichen bis zu 86% Wirkungsgrad in Wärmestrahlung. Das wären dann nur ca. 180x10/0,86 = 1548kWh Strombedarf. Die Wahrheit wird bei meinem größeren aber gut gedämmten Neubau irgendwo dazwischen liegen. Rechnen wir mal mit 5000kWh. Davon werden gut 3/4 in den Wintermonaten benötigt, d.h. Okt.-März, also 3750kWh, d.h. gut 600kWh/Monat und der Peakverbrauch verschiebt sich in die kältesten Monaten Dezember und Januar wo man also tagelang mit Verbräuchen von 30kWh rechnen muss.
Dies würde bedeuten, man bräuchte ca. 30kWp zusätzliche PV-Leistung um diese Spitzen an schlechten Wintertagen mit eigenem Strom abzurechen - das ist illusorisch und bedeutet auch einen gigantischen Stromüberschuss im Sommer. Die Rechnung bei Bezugsstrom bei angenommenen 25Cent für Ökostrom sind 1250€/Jahr abzgl. möglichem Eigenverbrauch vor allem in den Übergangsmonaten und im Sommer für das WW. Das ist dennoch sehr sehr viel an Kosten. Gas dürfte hierbei nicht mal ein viertel kosten.


so weit sind meine Überlegung gediehen. Die Diskussion Passivhaus/KfW55/40 etc.. möchte ich aus diesem Thema heraushalten. Selbstverständlich wird das ein energetisch ordentlich gedämmtes Haus wobei ich persönlich wenig von Hausbelüftungsanlagen und hermetisch abgeschirmten Aussenwänden halte. Dies ist aber wie gesagt eine persönliche Einstellung, bzw. ein persönliches Empfinden und bedarf keiner Diskussion.

Jetzt freue ich mich über weitere spannende zielführende Beiträge!
Zuletzt geändert von baumhausbauer am Do 8. Okt 2015, 15:47, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Hausbau - Lösungen für Strom für EV und Heizung gesucht

Beitragvon bm3 » Do 8. Okt 2015, 15:46

Hallo,
naja, mit dem neuen Passivhaus wirds dann wohl nix, genauso wird wohl auch eine Solarthermieanlage gestrichen die vielleicht (nur fürs Brauchwasser) 6m² auf dem Dach oder an der Fassade in Anspruch genommen hätte. Aber du hast halt deine negativen Erfahrungen damit gemacht, ich meine positiven mit zwei verschiedenen Anlagen jetzt schon seit 15 Jahren. Und bei uns haben beide Anlagen sich schon gerechnet und laufen fleißig störungsfrei weiter.Auch zur Zeit ist unsere Zentralheizung noch ausgeschaltet, die bleibt eigentlich eben wegen der Solarthermie durchschnittlich 7 Monate im Jahr ausgeschaltet, und die Solarthermie stellt aktuell immer noch ausreichend die Versorgung mit warmem Wasser sicher.
Lustig finde ich auch dass du schreibst dass Solarthermie Photovoltaik verdrängt, das ist, finde ich, eine ziemlich schräge Sicht der Dinge. Ich sehe das eigentlich genau umgekehrt wenn man bedenkt welchen schlechten Flächen-Wirkungsgrad Photovoltaik für die elektrische Wassererwärmung hat und wieviel hochwertigen Solarstrom man auf der gleichen Fläche noch mehr erzeugen könnte wenn man einer Solarthermieanlage die Wasseraufbereitung überliese.
Zu den Umwälzpumpen, ob nun mehr Pumpen oder weniger, heute nimmt man hocheffiziente Pumpen die bei uns mit etwa 6 Watt laufen. Wenn das noch nicht reicht gibt es diese Pumpen auch zwischenzeitlich für die Direktversorgung aus einem kleinen PV-Modul, welches sich bei Solarthermie dann geradezu anbietet.

Ich bin dann mal mangels weiterem Interesse bei diesen Vorgaben hier raus. :)
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