Stromspeichern mit Wärme und Kälte

 

Seit 2013 haben die privaten Stromkonsumenten begonnen, ihren selbsterzeugten Strom aus der Photovoltaik-Anlage (PV-Anlage) nicht nur in das Versorgungsnetz zurückzuspeisen, sondern so viel als möglich, im eigenen Haushalt zu verbrauchen. Erstmals ist der Strom aus der eigenen Anlage günstiger, als der Strom vom Energieversorger. Allerdings: Wenn man Strom in das Versorgungsnetz zurückspeist, bekommt man teilweise grade mal sechs Cent pro Kilowattstunde. Am wirtschaftlichsten wäre es also, wenn man die Sonnenenergie dann verbraucht, wenn sie auch erzeugt wird. Leider ist das nicht immer möglich. Schon gar nicht, wenn es sich um einen Haushalt mit berufstätigen Eltern handelt, wo das Haus während des Tags mehr oder weniger leer steht.

Sieht man sich die PV-ertragsstarke Zeit März bis September an, so zeigt sich ein deutlicher Tages-Überschuss, der bei einem Haushalt ins Netz gespeist wird. An eigenverbrauchtem Strom bleiben da gerade mal 30% bis bestenfalls 40% im Durchschnitt übrig. Will man diesen Anteil erhöhen, denkt man in erster Linie mal an einen Batteriespeicher, aber solche Speichersysteme sind zwar mittlerweile verfügbar – sie sind allerdings vergleichsweise teuer. Den größten Anteil des Stromverbrauchs macht die Heizung in einem durchschnittlichen österreichischen Haushalt aus. Teilweise, weil immer noch mit einfachen Nachtspeicheröfen oder E-Konvektoren geheizt wird, aber auch auf Grund des großen Erfolgs von Wärmepumpen als umweltfreundliche Wärmequelle. An zweiter Stelle kommen Haushalts-Großgeräte, das ist z. B. die Waschmaschine, die viel Strom zur Aufheizung des Wassers benötigt. An dritter Stelle kommt die Warmwasser-Bereitung, die ebenfalls häufig mit einfachen Elektroboilern erfolgt. Und an vierter Stelle stehen die Kühl- und Gefriergeräte. Diese »Großen 4«, die immerhin zwei Drittel des Stromverbrauchs im Haus ausmachen, können den Eigenverbrauchsanteil der PV-Anlage heben. Raumwärme elektrisch bereitzustellen, ist eine ganz einfache Übung. An sich verpönt, weil Strom viel zu wertvoll ist, um »verheizt« zu werden, aber mit Wärmepumpen sieht das gleich ganz anders aus: Zwei Drittel bis zu drei Viertel kommen aus der Umweltwärme, die entweder der Luft oder auch dem Boden entzogen wird.

Da kommt man auch mit sehr günstigen Heizkosten aus, vor allem im Vergleich zu Öl oder Gas. (die kWh-Heizenergie aus der Wärmepumpe kostet gerade mal 4 Cent, Heizöl aber 10 Cent!) Allerdings heizen wir bekanntlich im Winter, und da sind die Erträge aus der PV-Anlage am geringsten. Der wesentliche solare Eintrag ist im Sommer gegeben, wo kaum Heizwärmebedarf besteht. Im Winter und in der Übergangszeit können wir unsere Wärmepumpen zeitgesteuert laufen lassen, wenn die Sonne scheint. Ca. 5-7% Steigerung des Eigenverbrauchs sind bei einer guten Auslegung einfach möglich, ohne gleich mehrere tausend Euro zu investieren. An sich ist die Raumkühlung der »ideale Verbraucher« für Sonnenstrom. Genau wenn die solaren Erträge da sind, ist auch Kühlbedarf gegeben. Allerdings spielt die Raumkühlung in den Ein- und Mehrfamilienhäusern noch eine untergeordnete Rolle.
Ein kleines 2 kW-Klimagerät verbraucht ca. 12% des PV-Ertrags. Aber Vorsicht, denn wenn jeder denkt: „Ich mach mir meinen Strom selber, drum kann ich ihn auch ZUSÄTZLICH verbrauchen”, dann gelingt uns die Energiewende nicht! Die Anschaffung eines Kühlgerätes der Klasse A+++ ist wesentlich sinnvoller, als den Kühlschrank nur dann laufen zu lassen, wenn die Sonne scheint. Sparen statt speichern ist hier die Devise!

Das effizienteste Speicher-Medium ist allerdings das Wasser. Wir verbrauchen pro Tag und Person ca. 30-50 Liter Warmwasser – hauptsächlich zur Körperpflege, aber auch zum Kochen und Abwaschen. Ein vierköpfiger Haushalt braucht ca. 3.000–4.000 kWh Energie für Warmwasser. Das ist in etwa genausoviel wie der Gesamtstromverbrauch des Haushalts! Durch den Warmwasser-Boiler ist in aller Regel schon eine gewisse Speicherkapazität vorhanden. Normale Elektroboiler haben 80 bis 150 Liter, bei Warmwasserbereitung durch das Heizsystem oder durch eine solarthermische Anlage haben wir eher 300–500 Liter Speicherkapazität. 300 Liter Warmwasser bei 60°C haben einen Energieinhalt von ca. 17 kWh, das hilft uns schon locker über den Tag. Ein 4-Personen-Haushalt würde im Sommer gut 60% seiner PV Energie für Warmwasser verwenden können. Und von Oktober bis März übersteigt der Warmwasser-Energieverbrauch sogar den PV Ertrag!

Jetzt haben wir ihn also gefunden, den kostengünstigen PV-Stromspeicher! Technisch gesehen ist die Nutzung des PVStroms in diesem Speicher durch die elektrische Warmwasser-Bereitung extrem simpel:
Ein E-Heizstab um nicht einmal 100 Euro erfüllt den Zweck. Und muss nur noch – z. B. mit einer einfachen Zeitschaltuhr – zu Mittag eingeschaltet werden. Damit kann der PV-Eigenverbrauch mit ganz einfachen Mitteln um 15–20% übers Jahr gesehen gesteigert werden.
Wie man sieht, ist Stromspeichern auch eine Frage der intelligenten Verbrauchersteuerung und nicht nur eine Frage von noch teuren Batterie-Systemen!

www.my-pv.com

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