Energiemanagement mit Wärmepumpen und Photovoltaik!

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ERNEUERBARE ENERGIEN
KLIMA
RAUMHEIZUNG
Energiemanagement mit PV & Wärmepumpe !
FWS Technik Update | 11.11.2014 | Oliver Joss Stiebel Eltron Lupfig
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Inhalt
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Motivation
Begriffe und Label
Lösung Wärmepumpenboiler
Lösungen für Wärmepumpen
Erkenntnisse
KLIMA
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PV - System Preisentwicklung
Photovoltaik und Wärmepumpe
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Entwicklung der Strompreise und der PV Erzeugungskosten
Grid Parity
Source: Bundesumweltministerium (Leitstudie 2010), BSW-Solar (PV-Roadmap)
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Revidierte Energieverordnung vom 1.4.2014 Situation
Eigenverbrauch
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MuKEn 2014
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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
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Labels und Systeme
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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
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Lösungen für Wärmepumpenboiler
Anwendung 1: WWK 300 PV
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Anwendung 2: WWK 300 mit SMA Sunny Home Manager
1. Stiebel Eltron WWK 300
2. 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
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SMA Sunny Home Manager
› Erstellung von Erzeugungs- und Verbrauchsprognose
› Steigerung der Eigenverbrauchsquote durch
intelligente Lastverschiebung
› Einfache Anlagenvisualisierung und -überwachung
via Sunny Portal
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SMA Sunny Home Manager
Quelle: SMA
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Monitoring und Auswertung
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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. 2800 kWh thermisch
Strombezug WWK 300
708 kWh
davon aus PV
406 kWh (57 %)
davon aus dem Netz
302 kWh (43 %)
JAZ
3.95
Eigenverbrauchsquote
40%
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Einstieg ins Wärmepumpen-Energiemanagement mit
SG Ready
SG Ready mit ISG Plus
Erforderliche Hardware bei STE: ISG plus
Funktion: Bei Freigabe durch PV-Anlage werden die Sollwerte auf forcierten Betrieb
„hochgezogen“.
9Optimierung des PV Eigenstromverbrauchs durch
Kopplung an den Relaisausgang kompatibler
Wechselrichter
9SG Ready ist der neue Smart Grid Standard in
Deutschland. Initiiert vom BWP (Bundesverband
Wärmepumpe Deutschland)
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WP-Ankopplung mit SG Ready
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WP-Ankopplung mit SG Ready
ISG kompatible
Wärmepumpe
ISG plus
Wechselrichter mit
Relaisausgang
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Umfassendes Energiemanagement für HeizungsWärmepumpen
Wo kann elektrische Energie thermisch gespeichert werden?
Warmwasserspeicher
(Gebäudestruktur)*
Heizungspufferspeicher
*Eingeschränkt möglich, abhängig von Wärmeverteilung und -steuerung
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Systemübersicht
Z1 Zweirichtungszähler
Z2 PV-Ertragszähler
Vorerst nur:
LWZ 303 SOL
LWZ 403 SOL
LWZ 304 SOL
LWZ 404 SOL
LWZ 504 Inverter
Lieferumfang STE
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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
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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
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Funktionsweise Schritt 3
› Der Energiemanager überträgt die geplante Laufzeit zur WP-Regelung
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Funktionsweise Schritt 4
› Die Wärmepumpe läuft nach dem übermittelten Zeitplan
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Eigenverbrauch
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Einstellungen Energiemanagement
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Erwarteter idealer Betrieb
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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
›
›
›
›
›
Haushalt
60,9 %
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.
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Erkenntnisse bisher
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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
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Besten Dank!
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