Manfred Tremmels Homepage - Photovoltaik
Die PV-Anlage
Im November 2001 haben wir eine 10 kWp Photovoltaik-Anlage installieren lassen und produzieren damit zwischen 8 und 11 MWh pro Jahr (und sparen damit 9-13 Tonnen CO2 gegenüber einem Braunkohlekraftwerk ein). Die Anlage bestand Original aus 63 ISOFOTON 159 Modulen, zwei Sonny Boy 2500 und einem Sonny Boy 3000 Wechselrichter von SMA.
2018 und 2020 haben sich die beiden Sonny Boy 2500 verabschiedet und wurden durch Sonny Boy 2.5 ersetzt, ansonsten lief die Anlage 20 Jahre lang ohne Ausfall und Defekt.
Ende 2021 lief dann der EEG-Einspeisevertrag aus und es war Zeit etwas zu unternehmen. Eine Umrüstung zur Eigenversorgung, kombiniert mit einem Akku stand an. Wichtig war mir ein System, das ohne Online-Zwang betrieben werden kann. Viele Anbieter bieten ja nur noch Zugriff auf die Systeme über ihr Web-Portal oder reduzieren die Garantieleistung, wenn die Anlage nicht immer im Netz hängt. Das ist weder vom Datenschutz her akzeptabel, noch will ich die Anlage in die Tonne treten, falls der Hersteller seine Dienste einstellt oder pleite geht. Und da ich auch Notstrom wollte, soll das System ja auch Strom liefern, wenn das Internet nicht erreichbar ist (was bei längerem Stromausfall ja auch nicht so unwahrscheinlich ist).
So bin ich bei RCT-Power gelandet, die bei der Stromspeicher-Inspektion 2021 (und später auch 2022 und 2023) der HTW-Berlin auch den ersten Platz belegten.
Aufgrund der 10 kWp wollte ich eigentlich die Testsiegerkonstellation bei mir installieren lassen. Da aber der Wechselrichter zwei Eingangsstrings verarbeitet und ich wegen der bisher drei Wechselrichter drei hatte, wäre laut Installateur eine Neuverkabelung nötig gewesen um das zu realisieren. Wir haben uns dann dazu entschlossen den RCT Power Storage DC 6.0er Wechselrichter zu nehmen und einen der Sonny Boy 2.5 weiter zu nutzen (der zweite wurde gebraucht verkauft).
Das ganze ging dann am 30.12.2021 in Betrieb (erste Ausbaustufe) und passend dazu hatten wir am 31.12.2021 dann gleich einen traumhaft sonnigen Tag (siehe auch unten bei den Screenshots).
Meistern der Wärmepumpe
Ende März 2022 ging es endlich weiter mit dem Umbau, der Power Switch für die Notstromversorgung wurde installiert und die Wärmepumpe, die bisher mit eigenem Tarif und Zähler angeschlossen war, wurde eingebunden.
Gleich die erste Nacht war ernüchternd, der Abends noch volle Akku wurde von der Wärmepume in der Nacht geleert, um 4 Uhr war Ende, der Rest lief wieder vom Netz.
Ursache waren einerseits die jahreszeitlichen Bedingungen und andererseits die Konfiguration der Wärmepumpe:
- zu der Zeit hatten wir tagsüber bis zu 20℃, während in der Nacht die Temperaturen um den Gefrierpunkt schwankten
- die Heizkurven waren möglichst flach gewählt und die Pufferspeicher auf kleine Vorräte getrimmt
- die Wärmepume wurde 2013 installiert und ist leider noch nicht vom Wechselrichter steuerbar, Stichwort SG Ready
Um das zu ändern habe ich an den Einstellungen gefeilt, Ziele waren:
- Verlagerung der Aktivitäten der Wärmepumpe in den Zeitraum, in dem die Sonne scheint (effizienterer Betrieb dank höherer Außentemperaturen und Entlastung des Akkus)
- Wärme für die Nacht zwischenspeichern
- Hohe Lastspitzen vermeiden, denn die Wärmepumpe zieht bis zu 4 kW (volle Leistung zuzüglich Heizstab), was für eine 10 kWp PV-Anlage bei parallelem Verbrauch nicht zu stemmen ist. Der Akku kann da auch nicht aushelfen, da der Wechselrichter limitiert, es sollten also möglichst nicht mehr als 6 kW gezogen werden
Als Wärmespeicher dienen Vitocell 100-V (Typ CVW) Warmwasser-, Vitocell 100-E (Typ SVP) Heizwasser-Pufferspeicher, die es als Schichtspeicher erlauben, sie teilweise oder voll zu befüllen. Zusätzlich bietet die Wärmepumpe die Möglichkeit zwei Temperaturen festzulegen, es gibt also die Möglichkeit abgestuft zu arbeiten.
Desweiteren kann man per Nachtabsenkung den Bedarf in der Nacht limitieren, was die Wahrscheinlichkeit eines nächtlichen Einsatzes der Wärmepumpe weiter reduziert. Dies sollte man allerdings nur dosiert einsetzen, denn kühlt das Haus zu sehr aus, benötigt die Wärmepumpe unnötig viel Energie um wieder hochzuheizen.
Zeitsteuerung Warmwasser
Hier die nach Uhrzeiten gesteuerte Warmwasseraufbereitung. In der Nacht ist sie aus, morgens wird zuerst nur die obere Schicht befüllt, anschließend der ganze Tank und um 13 Uhr gibt es für eine Stunde eine erhöhte Temperatur, auf die hochgeheizt wird. Das Warmwasser reicht dann bis zum Morgen, ab 10:30 Uhr wird aber nachgeheizt, falls nötig.
Da die Wärmepumpe immer eine gewisse Mindestlaufzeit hat, wird meist schon beim ersten Lauf der komplette Speicher auf die Mindesttemperatur geheizt, der 11:30 Uhr Lauf entfällt dann.
0:00 | 10:30 | 11:30 | 13:00 | 14:00 | 20:00 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Temp 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Normal | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oben | Oben |
Zeitsteuerung Heizwasser-Puffer
Analog Warmwasser gibt es auch hier die drei Stufen, im Gegensatz zum Warmwasser habe ich keine Phase eingeplant, in der gar nicht geprüft wird, ansonsten sind die Zeiten etwas versetzt und es gibt nach dem Höhepunkt pyramidenförmig auch einen absteigenden Ast:
0:00 | 9:30 | 14:00 | 15:30 | 22:00 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Festw. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Normal | Normal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oben | Oben |
Dazu passend habe ich dann von 0:00 - 9:30 Uhr und 22:00 - 24:00 Uhr die Nachtabsenkung aktiviert, die mit einem Grad weniger konfiguriert ist. Die Absenkung ist synchron für die Wärmepumpe, als auch für die Raumregler (von Uponor in meinem Fall) konfiguriert.
Heizstab
Die Wärmepumpe kommt ohne Unterstützung des Heizstabs aus, er soll als Backup für den Fall eines Defekts dienen. Ich hab ihn deshalb deaktiviert.
Fazit
- Aktivitäten der Wärmepumpe konnten erfolgreich in die Zeiten zwischen 9:30 Uhr und 15:30 Uhr konzentriert werden
- die Wärmepumpe belastet den Akku nicht mehr
- die Schichtspeicher stellen sozusagen zusätzliche (Wärme-)Akkus bereit
- die Spitzen von parallem Betrieb der Wärmepumpe und des Heizstabes wurden abgestellt
- eine zeitliche Steuerung ist zwar weniger flexibel als eine Steuerung über den Wechselrichter, erfüllt aber ihren Zweck
- richtig eingestellt ergänzen sich PV-Anlage und Wärmepumpe somit hervorragend
Warmwasser für Waschmaschine und Geschirrspülmaschine
Kleiner Tipp am Rande: Durch Anschluss der Wasch- und Geschirrspülmaschine ans Warmwasser, kann man effektiv den Stromverbrauch von diesen Geräten auf die Wärmepumpe verlegen. Nicht nur, dass die Wärmepumpe effizienter heizt, auch kann eine gewisse zeitliche Entkopplung erreicht werden. Natürlich sinkt der Verbrauch der Geräte damit nicht auf Null, aber da das Aufheizen des Wassers einen Grossteil des Verbrauchs ausmacht, ist der Effekt merklich.
Bericht zum ersten Jahr
Im Photovoltaikforum habe ich einen Erfahrungsbericht hinterlegt, in dem das erste Jahr nach dem Umbau zusammengefasst ist.
Hier ein paar Bilder (anklicken für grosse Version)
31.12.2021: Anlage beim Laden des Akkus (RCT Power App unter Linux mittels Anbox): Der Sonny Boy 2.5 ist in dem Bild 'G'