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Warmwasser aus Photovoltaik: Geht das und zahlt sich das aus?
Auf den ersten Blick eignet sich Strom bestens für die Warmwasseraufbereitung. Die notwendige Infrastruktur ist überschaubar, Strom in der Regel im ganzen Haus vorhanden. Große Umbauarbeiten sind also nicht notwendig. Strom erweckt den Anschein einer sauberen Energie und ist scheinbar unbegrenzt verfügbar. Allerdings warten auch bei diesem Thema einige Stolperfallen, die es zu umgehen gilt. Wir sagen Ihnen, wie das gelingt.
Aber alles der Reihe nach. Zunächst richtet sich der Fokus auf grundlegende Fragen. Wie funktioniert die Warmwasseraufbereitung mit Photovoltaik überhaupt? Welche Speicher- und Verteilungsarten gibt es? Und mit welchen Nachteilen muss eventuell gerechnet werden?
Wie funktioniert die Warmwasserbereitung durch Strom?
Grundsätzlich wird bei der Warmwasseraufbereitung durch Strom ein Heizelement erhitzt, und dieses erwärmt wiederum das Wasser. An sich kein komplizierter Vorgang, allerdings gibt es Unterschiede hinsichtlich der Speicher-, Verteilungs- und Bereitstellungsarten. Bei den Bereitstellungsarten wird unterschieden zwischen einer permanenten Verfügbarkeit und der kurzfristigen, bedarfsabhängigen Erwärmung. Die beiden Varianten sind auch bekannt unter den Schlagwörtern:
Speicherprinzip und
Durchlauferhitzerprinzip
Die Unterschiede zwischen den beiden Prinzipien sind an sich schnell erklärt und sind schon aus den jeweiligen Bezeichnungen ersichtlich.
Speicherprinzip: Das Wasser wird auf eine festgelegte Temperatur erhitzt und wartet im Wasserspeicher auf seinen Einsatz. So steht es sofort zur Verfügung, wenn es benötigt wird.
Durchlauferhitzerprinzip: Bei dieser Variante wird Warmwasser nur dann erzeugt, wenn es auch wirklich benötigt wird. So dauert es zwar etwas länger, ehe warmes Wasser verfügbar ist, dafür wird allerdings auch tatsächlich nur im Bedarfsfall mittels elektrischem Durchlauferhitzer geheizt. Sollten Sie bereits über einen hohen Anschlusswert (z.B. 21 kW) verfügen, ist die Wartezeit minimalst.
Zu den beiden grundsätzlichen Erwärmungsmethoden gesellen sich zwei unterschiedliche Speicher- bzw. Verteilungsvarianten. Es gibt:
Zentrale Heizungsanlagen
Dezentrale Heizungsanlagen
Zentrale Heizungsanlage: In diesem Fall bedienen sich sämtliche Warmwasser-Entnahmestellen aus einer großen, zentralen Speicherquelle. Eventuell längere Transportwege müssen durch höhere Wassertemperaturen und einer stärkeren Erwärmung ausgeglichen werden. Darüber hinaus macht es die fallweise große Entfernung zwischen Zentralspeicher und Zapf- bzw. Entnahmestellen notwendig, dass die Leitungen isoliert werden. Ein nachträglicher Einbau eines zentralen Heizungssystems ist umständlich und teuer. Abhängig von den Umständen kann diese Varianten also stärker ins Geld gehen.
Ein Zirkulationssystem sorgt übrigens dafür, dass kaltes ungebrauchtes Wasser nicht einfach unverbraucht aus dem Kreislauf austritt. Dank des Zirkulationssystems kann zu einem späteren Zeitpunkt auf das kühlere Wasser zugegriffen werden. Ein Minuspunkt dieser Variante: Eine Zirkulationspumpe hält das warme Wasser im Kreislauf ständig in Bewegung. Das erhöht die Betriebskosten der Warmwasserbereitung und den Stromverbrauch gleichermaßen.
Dezentrale Heizungsanlage: Ein Netz aus kleineren Speichern sorgt für kürzere Transportwege und höhere Wirtschaftlichkeit. Durch die räumliche Nähe zu den Entnahmestellen werden die Transportwege verkürzt, der Stromverbrauch sinkt und auch der Wasserverbrauch ist niedriger. Außerdem ist bei dezentralen Heizungssystem ein nachträglicher Einbau von kleinen Speichern oder Durchlauferhitzern einfacher zu bewerkstelligen.
Gibt es Nachteile der Warmwasserbereitung mit Strom?
Wie eingangs erwähnt spricht auf den ersten Blick sehr viel für die Warmwasserbereitung durch Strom. Auf den zweiten Blick sieht die Lage allerdings schon wieder etwas anders aus. Und das aus mehreren Gründen.
Saubere Energie? Im Gegensatz zur Warmwasseraufbereitung mittels Gastherme oder Ölheizung überzeugt die Strom-Variante zunächst dadurch, dass sie keine fossilen Brennstoffe verbraucht, sondern auf erneuerbare Energie setzt. Allerdings kommt es in diesem Fall darauf an, aus welcher Quelle Sie Ihren Strom beziehen. Je nachdem, ob es sich um Öko-Strom handelt oder nicht, fällt die Umweltbilanz positiver oder negativer aus. Im Vergleich mit Gas oder Öl ist sie aber auf jeden Fall besser.
Hoher Strompreis: Verglichen mit Öl und Gas ist Strom relativ teuer. Der Strompreis stieg in den vergangenen Jahren, abgesehen von kurzfristigen Rückgängen, kontinuierlich. Da ein hoher Warmwasserverbrauch auch einen hohen Stromverbrauch mit sich bringt, kommt am Ende eine höhere Summe zusammen. Grundsätzlich sind die Kosten drei- bis viermal so hoch wie bei Gas oder Öl. Allerdings ist die Anschaffung meist deutlich günstiger.
Warmwasseraufbereitung mit Photovoltaik-Strom
Eine Möglichkeit, deren Beliebtheit in den letzten Jahren stark gestiegen ist: Photovoltaik. Oder einfacher ausgedrückt: Strom aus der Solaranlage. Was Sie mit dem selbst erzeugten Strom anstellen, ist natürlich Ihre Sache. Sie können beispielsweise damit direkt eine Elektroheizung betreiben. Da geht allerdings noch weit mehr. Dank Warmwasserbereitung durch selbst produzierten Photovoltaikstrom wird nicht nur die klassische Heizung betrieben, sondern auch Warmwasserversorgung des Badezimmers (und der gesamten Wohnung) sichergestellt. Die Vorteile liegen dabei klar auf der Hand. Die Methode ist umweltfreundlich, verringert die Abhängigkeit von großen Stromanbietern und schont dabei das Familienbudget.
Wie funktioniert die Photovoltaik-Anlage?
Das Funktionsprinzip der Photovoltaik ist eigentlich recht einfach. Die mittels Solarzellen gesammelte Sonnenenergie wird in Gleichstrom umgewandelt. Der wird entweder direkt vor Ort verbraucht, in einem thermischen oder elektrischen Speicher zwischengelagert oder ins Stromnetz eingespeist. Die Photovoltaikmodule können dabei auf drei unterschiedliche Arten montiert werden:
Waagrecht (Flachdach, Terrasse, Garten): Vorteilhaft ist hier, dass Sie keine Aufständerung benötigen und die Investitionskosten somit niedrig bleiben. Da die Module neben- und nicht untereinander liegen, besteht keine Gefahr für Verschattung. Allerdings bietet diese Variante weniger Ertrag und bringt gesteigerten Reinigungsbedarf mit sich.
Senkrecht (Fassade, Balkonbrüstung): Die Variante eignet sich für viele unterschiedliche Flächen, zudem ist der Reinigungsaufwand sehr gering. Gering ist allerdings auch der Ertrag. Der ist um 20 % niedriger als im Idealfall.
Schräg (Aufständerung, Schrägdach): Bringt die höchsten Investitionskosten und die aufwendigste Montage mit sich. Allerdings kann nur bei dieser Variante der optimale Neigungswinkel zur Sonne erreicht werden, was zum höchsten Ertrag führt.
Achtung, Verwechslungsgefahr: Photovoltaik vs. Solarthermie
Obwohl beides Solaranlagen sind und beide grundsätzlich Energie produzieren bzw. umwandeln, sind Photovoltaikanlagen und Solarthermieanlagen doch zwei unterschiedliche Dinge. Relevant für die Umwandlung von Sonnenergie in Strom ist die Photovoltaikanlage.
Um eine Grundlage zu schaffen, folgt an dieser Stelle aber zunächst der Blick auf die Solarthermie. Die Solarthermieanlage dient zur direkten Erwärmung von (Trink)Wasser und Unterstützung der Heizung. Während der warmen Jahreszeit kann sie die eigentliche Heizung sogar komplett ersetzen. Die Möglichkeit, noch weitere Funktionen zu übernehmen, besteht allerdings nicht.
Die Photovoltaikanlage ist, was ihre Einsatzgebiete betrifft, weitaus universeller. Denn: Sie wandelt Sonnenenergie in Strom um, und der betreibt alle möglichen Apparaturen und Geräte innerhalb des Hauses.
ELWA: Die kompakten elektrischen Warmwasserbereitungsgeräte
Bei Klimaworld.com bieten wir ein kompaktes, speziell auf die Warmwassererzeugung ausgerichtetes, Photovoltaik-Komplettpaket. Die elektrischen Warmwasserbereitungsgeräte, kurz ELWA, von MYPV. Diese erhitzen einen Heizstab/Einschraubheizkörper und erwärmen somit das Wasser. Zusätzlich zu den Vorteilen der Photovoltaik überzeugen sie mit weiteren Merkmalen.
Keine Anmeldung erforderlich: Der mittels ELWA erzeugte Strom wird direkt vor Ort verbraucht und nicht in das allgemeine Netz eingespeist. Deshalb entfallen die Anmeldung und lästige Behördenwege. Das gilt allerdings nur bei der Nachrüstung bereits bestehender Systeme oder bei der Installation des MYPV DC ELWA.
Betrieb als Inselanlage (MYPV DC ELWA):Die ELWA bezieht den benötigten Strom direkt aus der Photovoltaikanlagen, ein Anschluss an das Stromnetz ist nicht notwendig (Inselanlage). Dadurch entfällt auch die Notwendigkeit für einen Strom-Zählpunkt. Die Montage ist dabei relativ simpel, statt Rohren werden Kabel verlegt.
Einfache Verbindung: Die MYPV DC ELWA (4 bis 8 Module) erhitzt das Wasser mittels Einschraubheizkörper. Der sieht auf den ersten Blick aus wie ein Heizstab und kann in Frischwasser- und Pufferspeichern eingebaut werden. Module werden direkt an den Einschraubheizkörper angesteckt und bezieht seine Energie aus der ELWA.
Ein eingebauter MPP-Tracker sorgt für die stets ideale Nutzung des erzeugten Stromes. Dank der patentierten Warmwasser-Sicherstellung ist die Versorgung in der kalten Jahreszeit und bei schlechtem Wetter gewährleistet. Also keine Sorge, mit einer ELWA von MYPV werden Sie niemals im Kalten sitzen. Im Onlineshop von Klimaworld.com finden Sie drei unterschiedliche Varianten:
MYPV Komplettset zur Warmwasserbereitung (2.480W): Das Basismodell. Besticht durch hohe Spitzenleistungen und einer 100 % Elektroluminiszenz-Prüfung. Das Schwachlichtverhalten ist ausgezeichnet. Der stabile und eloxierte Aluminiumrahmen, die hochwertige Anschlussdose und die erstklassigen Steckersysteme sorgen für eine lange Lebensdauer.
MYPV Komplettset zur Warmwasserbereitung (2.480W) mit Schichtladung: Die Besonderheit an diesem Modell ist die Schichtladung. Dabei arbeiten zwei Einschraubheizkörper im Schichtladebetrieb, wodurch Warmwasser schneller verfügbar ist.
MYPV Komplettset zur Warmwasserbereitung (3.100W): Zusätzlich zum Einschraubheizkörper sorgen ein Power Meter und der Photovoltaik Leistungs-Kontroller AC-THOR im Zusammenspiel dafür, dass überschüssiger Strom an andere, vorhandene Wärmeerzeuger (z.B. Widerstandsverbraucher wie Infrarotpaneele, Heizmatten, Heizstäbe) weitergegeben wird. Das garantiert die optimale Ausnutzung der erzeugten Energie. Das ist allerdings nur in Verbindung mit einer konventionellen Photovoltaik-Anlage und maximal 3.000W (bzw. beim AC Thor 9s 3x3.000W für Schichtladungen) möglich.
Bei allen drei Geräten gilt: Führen Sie die Installation der Anlage nur dann in Eigenregie durch, wenn Sie über entsprechendes fachmännisches Wissen verfügen. Andernfalls wenden Sie sich bitte unbedingt an einen Profi. Das gilt besonders für das MYPV Komplettset zur Warmwasserbereitung (3.100W)! Da hier der Powermeter im Zählerschrank installiert werden muss, besteht für Laien Lebensgefahr!
Ist die Warmwasserbereitung aus Photovoltaik-Strom rentabel?
Die klare Antwort: Ja! Zwar ist die Basis-Investition nicht unbeträchtlich. Mit den Jahren amortisiert sich der hohe Anschaffungspreise aber auf jeden Fall. Denn: Durch die Einspeisung von selbst erzeugtem Photovoltaikstrom verringert sich der Anteil an Kilowattstunden, die aus dem allgemeinen Stromnetz bezogen werden müssen, deutlich. Zusammen mit Heizungskosten machen die Ausgaben für die Warmwassererzeugung rund 75 % der jährlichen Energiekosten eines durchschnittlichen deutschen Haushaltes aus. Ist die Anlage erstmal installiert, fallen dafür keine weiteren Ausgaben mehr an, der Strom fließt ohne weiteren finanziellen Aufwand aus der Anlage in die Warmwasserversorgung. Ihren kompletten Bedarf an Energie werden Sie dadurch aber nie abdecken können, Sie müssen weiterhin Strom und Gas zukaufen. Das allerdings in weit geringerem Ausmaß als zuvor.
Zudem haben wir eine ganz klare Produktempfehlung. Mit den kompakten elektrischen Warmwasserbereitungsgeräten von MYPV erzeugen Sie den Strom für die Warmwasseraufbereitung ganz einfach selbst. Wenige Handgriffe genügen! Entscheiden Sie sich für eine sogenannte „Inselanlage“, müssen Sie keine lästigen Behördenwege fürchten! Was das genau bedeutet, das erfahren Sie im vorliegenden Text. Zu finden sind die Komplettpakete in drei Leistungsstufen im Onlineshop von Klimaworld:
David Wendemuth bietet Ihnen als Spezialist für Solarlösungen umfassende Einblicke in die Welt der Photovoltaik- und Solarthermieanlagen. Im Klimaworld-Blog teilt er sein Wissen über die Nutzung der Sonnenenergie für ein nachhaltiges und energieffizientes Zuhause. Kontaktieren Sie bei Fragen gern info@klimaworld.info...!
