Welche Heizanlage für Vereinsanlage

  • Hallo zusammen,


    meine Frage ist, lohnt es sich über ein BHKW nachzudenken und welche Leistungsklasse sollte es sein. Im Moment gibt es natürlich nur Zahlen zum IST-Bestand, der Neubestand soll um ca. 900 m² größer werden. Solarthermie und Photovoltaik wären sicherlich möglich. Wamwasserspeicher muss erweitert werden. Sollten wir über einen Stromspeicher nachdenken?


    Ich hoffe Ihr könnt helfen!


    Verbrauchsdaten
    Jährlicher Stromverbrauch: 25.000 kWh
    Jährlicher Brennstoffverbrauch: 120.000 kWh



    Derzeitige Heizung
    Energieträger der Heizung: Erdgas
    Alter und Typ der der Heiztechnik: 15 Jahre
    Ist bereits eine Solarthermie vorhanden: nein
    Vorhandener Heizungspufferspeicher und Größe: nein
    Art der Warmwasserbereitung und Vorratsvolumen: Heizung / Pufferspeicher 765 L
    Gibt es ein besonderes Strom-/Wärmeverbrauchsverhalten: nein
    Hydraulischer Abgleich durchgeführt: nein
    Temperaturen der Heizkreise: 60 – 70°
    Art der Heizkörper: Flachheizkörper



    Immobilie und Rahmendaten
    Beheizte Fläche, Anzahl Bewohner: bisher 480 m² / nach Umbau 1400 m²
    Art und Baujahr der Immobilie: 1970
    Erfolgte Modernisierungen: keine
    Weitere geplante Modernisierungen: Anbau / Erweiterung
    Zweiter Abgasstrang für BHKW frei: möglich
    Erdgasanschluss vorhanden oder möglich: vorhanden
    Zusammenschluss von Nachbarhäusern möglich: nein

  • Selbst mit den Zahlen vor der Erweiterung ist ein BHKW lohnenswert!


    Beschreib doch mal die Vereinsanlage näher, ist das eine Turnhalle, ein Fußballplatz mit Flutlicht oder um was genau handelt es sich. Sind die Verbräuche eher eine hohe Grundlast oder eher (viele) kurze Lastspitzen?


    Ohne näheres zu wissen kann ich mir nicht vorstellen das eine Batterie Sinn macht. Wie sieht es denn mit PV, Solarthermie, und Energiesparmaßnahmen aus?

    2005 Dachs HR 5.3 mit Kondenser 51.000 Betriebsstunden

    2007 Dachs RS 5.0 mit Kondenser 32.000 Betriebsstunden

    2008 PV 12,9 kWp Süd 30° Volleinspeisung

    2019 BYD 13,8 kW und 3 x Multiplus II-48 3000 35-32

    2019 PV 9,8 kWp Ost West 10° Überschusseinspeisung

  • Die Anlage besteht aus einem Vereinshaus mit Büroräumen, Gastro und Umkeidehaus für den Fußballbetrieb, Fußballplatz mit LED Flutlichtanlage.

    Sporträume bestehen bisher nicht. Diese Sportflächen sollen als Erweiterung jetzt enstehen. Eine Sporthalle und zwei Bewegungsräume sollen genauso wie ein Kraftraum neu entstehen. Diese Räume sollen ebenfalls weitere Umkleiden und Duschen erhalten.

    Zur Zeit wird die Anlage von Montag - Freitag durch die Fußballmannschaften in der Zeit von 16:00 - 23:00 Uhr zum Training genutzt.

  • Moin,


    um da etwas empfehlen zu können, müssten wir noch wesentlich mehr über die Verbrauchsprofile wissen.

    Zur Zeit wird die Anlage von Montag - Freitag durch die Fußballmannschaften in der Zeit von 16:00 - 23:00 Uhr zum Training genutzt.

    Bedeutet das, dass auch der größte Teil des Stromverbrauchs zu diesen Zeiten stattfindet, z.B. für Flutlicht? Ist das dann im Sommer (Licht bis 21:00h) womöglich deutlich weniger als im Winter?


    Entspricht das Profil beim Wärmeverbrauch ungefähr dem von Wohnhäusern, oder gibt es auch hier Abweichungen? Insbesondere: Wie viel von den 120.000 kWh ist für Warmwasser, und zu welchen Zeiten wird es normalerweise verbraucht?


    Für Strom und Wärme: Gibt es saisonale Abweichungen, z.B. längere Stillstände wo kaum was verbraucht wird?


    Übrigens, weil Du "zur Zeit" schreibst: Es geht natürlich darum, wie die Anlage im Normalbetrieb genutzt wird, bzw. werden soll wenn Corona vorbei und die Erweiterung vollendet ist.

    Viessmann Vitotwin 300-W (1 kWel, 6 kWth) seit 2012

    PV-Anlage 8,45 kWp (65 x Solarworld SW 130poly Ost/Süd/West, SMA 5000 TL und 3000) seit 2010

    Solarthermie 14 qm Flachkollektoren seit 2004 (Vorgänger 8 qm 1979-2003)

  • Hallo,


    das mit dem Verbrauchsprofil ist eher schwierig, es gibt nur je einen Hauptzähler für Gas und Strom und bislang keine Auswertungen.


    Natürlich wird im Sommer weniger Strom verbraucht als im Winter. Da im Winter häufig ab 17:00 Uhr sowohl die Räume als auch der Platz beleuchtet werden fällt der größte Stromverbrauch in die dunkle Jahreszeit.


    Die Grundlast an Strom entsteht in der Gastronomie durch ein Kühlhaus und 4 Kühlschränke plus 2 Gefrierschränke.


    Der Wärmebedarf ist nicht mit einem Wohnhaus zu vergleichen, für die Duschen wird Warmwasser in der Zeit von 17:00 - 23:00 Uhr ganzjährig durch die Heizungsanlage bereitgestellt. Bei fünf Mannschaften mit je 20 Spielen duschen dann in dieser Zeit ca. 100 Personen.


    Die Nachtabsenkung der Heizung setzt ab 23:00 Uhr ein und endet um 15:00 Uhr.


    Meine Aussage "zur Zeit" bezieht sich nicht auf Corona sondern auf die Anlage wie sie im Moment betrieben wird.


    Nach der Erweiterung und der Sanierung der Anlage, ist durch ein anderes Nutzungsverhalten (Betrieb von 08:00 - 23:00 Uhr) und neue Sportangebote mit höheren Kosten durch steigende Verbräuche zu rechnen.


    Angestrebt wird, mit großem Pufferspeicher, ST und PV in den Sommermonaten nur wenig BHKW Unterstützung zu benötigen.

    In der Übergangszeit und im Winter soll das BHKW annähernd 100 % Laufzeit erreichen und Strom und Wärmebedarf bestmöglich decken.

  • Bedeutet das, dass auch der größte Teil des Stromverbrauchs zu diesen Zeiten stattfindet, z.B. für Flutlicht? Ist das dann im Sommer (Licht bis 21:00h) womöglich deutlich weniger als im Winter?

    Das ist eine gute Frage.


    SCU1931 Da wären dann vor allem die Gastronomie Öffnungszeiten nach Corona interessant. Ich bleibe aber dabei BHKW auf jeden Fall, PV wäre sicher auch zu empfehlen. Es geht denke ich eigentlich nur noch um die Größe...

    2005 Dachs HR 5.3 mit Kondenser 51.000 Betriebsstunden

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    2019 PV 9,8 kWp Ost West 10° Überschusseinspeisung

  • Angestrebt wird, mit großem Pufferspeicher, ST und PV in den Sommermonaten nur wenig BHKW Unterstützung zu benötigen.

    In der Übergangszeit und im Winter soll das BHKW annähernd 100 % Laufzeit erreichen und Strom und Wärmebedarf bestmöglich decken.

    Da haben wir wohl Zeitgleich geantwortet ;)

    Puffer ST und PV sind schon mal eine sehr gute Idee, deine andere Überlegung ist jedoch wiedersprüchlich. Wenn da im Winter / Übergangszeit der Strom und Wärmebedarf nahezu Zeitgleich sind hast du schon mal einen riesen Vorteil. So gesehen bräuchtest du aber genug Heizleistung um auch für die 100 Leute im entsprechenden Zeitfenster auch das Wasser warm zu bekommen, den Strom wirst du voraussichtlich in dieser Zeit auch gut brauchen können. Einziger Nachteil ist das du mit einem BHKW das für diese Leistung ausgelegt ist in der übrigen Zeit nicht auf besonders viel Laufzeit kommen wirst, eine modulierende Anlage kann das etwas kompensierern. Dennoch wird die Armortisationszeit entweder länger sein oder du nimmst eine kleinere Anlage und heizt entsprechend noch zu.

    Ich würde in dem Fall die geringeren Laufzeiten pro Jahr in Kauf nehmen und mich mit der Leistungsklasse nicht an der Grundlast orientieren, sondern die Anlage auf den Strombedarf zu der Zeit auslegen in der Flutlicht und Gastro in Betrieb sind, die Grundlast Tagsüber sollte meist von der PV gedeckt werden, für den Rest lohnt eine Batterie sicher nicht. In der übrigen Zeit muss man sehen ob ein Teillastbetrieb des BHKWs lohnt oder es mehr Sinn macht hier doch eine Nummer kleiner (Leistungsklasse) zu wählen.

    2005 Dachs HR 5.3 mit Kondenser 51.000 Betriebsstunden

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  • So gesehen bräuchtest du aber genug Heizleistung um auch für die 100 Leute im entsprechenden Zeitfenster auch das Wasser warm zu bekommen, den Strom wirst du voraussichtlich in dieser Zeit auch gut brauchen können.

    Hallo,


    ich gehe von 60 Liter pro Person zum Duschen aus, das wären 6 m³.

    Bei einer Mischung von 1:1 Frischwasser zu Warmwasser würden wir auf 3 m³ Wasser mit ca. 70 - 80° aus dem Speicher kommen.

    Wenn dieses Wasser um 60° aufgeheizt werden soll wären dies ca. 60° x 3 m³ x 1,2 kwh wären dann ca. 220 kWh in 24 Stunden also ca 10 kwh th. pro Stunde. Dies und die Heizwärme ich schätze 6 - 8 kwh wären dann ca 15 - 20 kWh th. pro Stunde.

    Es ist natürlich klar, dass wir hierfür einen Pufferspeicher mit einer Größe ab ca. 6 m³ benötigen würden. Dann könnte das BHKW länger laufen und Strom erzeugen.


    Von welchen Ausstattungen im Bereich PV, ST und BHKW sollte man dann ausgehen.

  • Ich würde das Warmwasser wenn irgendwie möglich nur auf 60 Grad erwärmen, auch darf man die Speicherverluste nicht unberücksichtigt lassen. Wenn du mit 8 kWh für die Heizung rechnest ist das schon mal ein guter Anhaltspunkt für die Grundlast. Wie würdest du denn den Stromverbrauch schätzen? Ein BHKW das diese Heizleistung (mit Warmwasser) bringt würde sicher um die 10 kWh elektrisch machen, die kannst du aber vermutlich nicht 24 Stunden lang selbst verbrauchen. Nun kommt wieder die Frage nach dem Stromverbrauch, der ja die meiste Zeit nur aus den Kühlgeräten besteht. Sollte der, ich schätze mal, bei vielleicht 3 kWh liegen würde ich ein BHKW nicht wesentlich über 6 kWh elektrisch (12 kWh) thermisch installieren. Wärend der Gastro Zeiten kannst du den Strom zu 100 % selbst verbrauchen, die restlichen 18 Stunden würdest du grob die Hälfte vom Strom ins Netz Einspeisen. Damit wäre das ganze Finanziell noch im lohnenden Bereich. Für Warmwasser wäre dann eine Leistungsstarke Zusatztherme angebracht. ST für WW könnte bei Vacuumröhrenkollektoren kleiner ausfallen als bei konventionellen. Ich schätze bei dem WW Bedarf wären vielleicht 60 qm angemessen, vielleicht sogar mehr. PV kann solange noch genug geeignetes Dach frei ist eigentlich nicht groß genug sein. Ich weiß nicht wie es bei einem Verein bzgl. EEG Umlage ist, vermute aber die wäre fällig, insofern ist die 10 kwP Grenze auch egal. Selbst wenn ihr einen Großteil einspeist sollte sich PV über die Dauer dennoch rechnen. Für Eigenverbrauch können 10 kW ausreichen, aber je größer die Anlage, desto größer auch die Einsparung der Gastro im Sommer. Falls ihr bei der Ausrichtung ungebunden seid könnte ich mir gut Vorstellen das Ost West das bessere Ergebinss erzielt.

    2005 Dachs HR 5.3 mit Kondenser 51.000 Betriebsstunden

    2007 Dachs RS 5.0 mit Kondenser 32.000 Betriebsstunden

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  • Moin,


    Ich fürchte, dass die Angaben selbst für eine grobe Abschätzung des zukünftigen Strom- und Wärmebedarfs immer noch nicht ausreichen. Das Problem ist insbesondere, dass wir zwar die Größe der Erweiterung kennen (von jetzt 480 auf zukünftig 1400 qm), aber daraus schon kaum den zukünftigen Heizwärme- oder Warmwasserbedarf, geschweige denn das Strombedarfsprofil einigermaßen genau abschätzen können. Deswegen kann man hier wirklich nur über den Daumen peilen.


    Der Energieverbrauch für Warmwasser ist nach Deinen Angaben 220 kWh pro Betriebstag. Angenommen Ihr habt 50 Wochen bzw. 250 Betriebstage im Jahr, dann wären das ca. 55.000 kWh oder fast die Hälfte der genannten insgesamt 120.000 kWh Wärmebedarf im Jahr. Demnach hätte das Gebäude im Istzustand einen jährlichen Heizwärmebedarf von jährlich 65.000 kWh oder 135 kWh pro Quadratmeter, also weniger als ein Wohngebäude üblicher Bauart aus dem Jahr 1970. Mit aller Vorsicht könnte das passen.


    Nun habe ich keine Ahnung, was für Bestimmungen für den Wärmeschutz eines Neubaus dieser Art gelten. Jedenfalls kann man wohl davon ausgehen, dass im Rahmen einer Erweiterung auf fast die dreifache Größe das gesamte Gebäude energetisch auf aktuellen Stand gebracht wird. Sofern beim Wärmeschutz ähnliche Bestimmungen gelten wie für Wohngebäude, sollte der zukünftige Heizwärmebedarf irgendwo um (1.400*50=) 70.000 kWh liegen. Will heißen: Der Heizwärmebedarf für das neue bzw. sanierte größere Gebäude ist wahrscheinlich nicht viel größer als jetzt für das unsanierte kleine Gebäude. Natürlich wird die Nachtabsenkung zukünftig nur noch zwischen 23:00h und 07:00h liegen anstatt jetzt zwischen 23:00h und 15:00h. Aber bei einem gut isolierten Gebäude ist der dadurch verursachte höhere Wärmebedarf jedenfalls kleiner als die Ungenauigkeit, die eh schon in dieser Schätzung liegt.


    Noch schwieriger ist das Abschätzen des zukünftigen Warmwasserbedarfs. Der dürfte in etwa proportional zu der Zahl der Personen sein, welche die Anlage jetzt bzw. später pro Tag nutzen und anschließend dort duschen. Dazu eine seriöse Schätzung abzugeben ist für einen Außenstehenden unmöglich, Ihr solltet aber eigentlich schon eine haben. Jedenfalls: Nimmt man nur mal als Beispiel eine Verdoppelung an, so hätte das zukünftige Gebäude einen Heizwärmebedarf von ca. 70.000 kWh/a und einen Warmwasserbedarf von 110.000 kWh im Jahr. Der zukünftige Wärmebedarf der Anlage wird also wohl hauptsächlich vom Warmwasserverbrauch bestimmt.


    Noch mal einen Zahn unsicherer ist m.E. die Abschätzung des zukünftigen Stromverbrauchs. Die Grundlast durch Kühlhaus und Kühlgeräte in der Gastronomie müsste bekannt sein. Dass sich mit dem Neubau da viel ändert, glaube ich nicht. Die Flutlichtanlage wird nach der Erweiterung auch nicht mehr Strom verbrauchen als jetzt, denn die neue Nutzung entfällt ausschließlich auf die Tagstunden und es ist ja offenbar kein zweiter Sportplatz geplant. Verdreifachen wird sich natürlich der Strombedarf für die Beleuchtung des Gebäudes, aber wir wissen nicht, wie viel von den 25.000 kWh darauf entfällt. Der Bedarf hierfür wird auch nach der Erweiterung hauptsächlich im Winterhalbjahr und in den Abendstunden anfallen. Und vermutlich wird in der Gastro dann auch tagsüber gekocht und nicht nur abends, aber der Mehrbedarf dürfte sich in Grenzen halten. Unterm Strich halte ich deshalb auch nach der Erweiterung einen nur maßvoll steigenden Strombedarf, vielleicht auf 30.000 kWh/a für wahrscheinlich – es sei denn Ihr habt jetzt keine Klimaanlage, wollt aber zukünftig eine einbauen.

    Von welchen Ausstattungen im Bereich PV, ST und BHKW sollte man dann ausgehen.

    Mit erheblichen Schätzungenauigkeiten und aller gebotenen Vorsicht kann man also zukünftig vielleicht von einem Gebäude mit folgendem Energieverbrauchsprofil ausgehen:


    Heizwärme: 70.000 kWh, saisonal verteilt wie in einem Wohngebäude: Im Winter (5 Monate) grob geschätzt 3-400 kWh/Tag, in der Übergangszeit (2+2 Monate) ca. 200 kWh/Tag und im Sommer (3 Monate) nahe Null.


    Warmwasser: Abhängig von der zukünftigen Nutzerzahl vielleicht 110.000 kWh, an je fünf Tagen in der Woche 440 kWh/Tag, die restlichen Tage nahe Null.


    Stromverbrauch: Wahrscheinlich gar nicht mehr als 30.000 kWh/Jahr, davon Grundlast vielleicht 0,5 kW (12 kWh/Tag oder 4-5000 kWh/a). Sofern vom Rest zwei Drittel auf das Winterhalbjahr entfallen und an fünf Tagen in der Woche hauptsächlich in den Abendstunden verbraucht werden, so könnten in dieser Zeit locker 10-20 kW elektrischer Leistung abgerufen werden. Pro Tag dürften es dennoch auch im Winter kaum mehr als 130 kWh sein, und an den Wochenenden womöglich nur die genannten 12 kWh/Tag.

    Angestrebt wird, mit großem Pufferspeicher, ST und PV in den Sommermonaten nur wenig BHKW Unterstützung zu benötigen.

    In der Übergangszeit und im Winter soll das BHKW annähernd 100 % Laufzeit erreichen und Strom und Wärmebedarf bestmöglich decken.

    Eine Solarthermie würde ich einschl. Wärmespeicher so auslegen, dass sie bei durchschnittlicher Einstrahlung von Mai bis Mitte September den Warmwasserbedarf weitgehend (d.h. zu ca. 80-90%) decken kann. Bei dem hier angenommenen gewaltigen WW-Bedarf könnte das m.E. eine ST-Anlage von 160 qm bedeuten – falls das Süd- bzw. Flachdach des Gebäudes überhaupt so viel hergibt. Der Pufferspeicher für die ST sollte m.E. den Bedarf von 2 Tagen aufnehmen können. Nach dem Beitrag einer solchen ST-Anlage schätze ich im o.g. Beispiel den verbleibenden TWW-Bedarf im Sommer (3 Monate) auf 50 kWh/Tag, in der Übergangszeit (2+2 Monate) auf 2-300 kWh/Tag und im Winter auf 400 kWh/Tag.


    Und jetzt zur Frage des BHKW. Das Problem bei der Auslegung ist hier weniger der Wärmebedarf, denn Wärme kann man für 1-2 Tage problemlos und preisgünstig speichern. Bei den genannten Wärmebedarfszahlen käme ein BHKW wie der Dachs mit 5,5 kW(el) und 13,3 kW(th, ohne Brennwertnutzung wg. WW) im Sommer (65 Betriebstage) trotz ST noch auf 4 Betriebsstunden/Tag. In der Übergangszeit und im Winter (195 Betriebstage) könnte es voraussichtlich durchlaufen und würde dann pro Tag 132 kWh Strom und 320 kWh Wärme erzeugen. Im Jahr käme man so auf knapp 5.000 Betriebsstunden, für ein BHKW ein kommoder Wert. (Ob man es zusätzlich an den Wochenenden mit halber Kraft für die Grundlast laufen lässt, muss man dann rechnen. Der Heizwärmebedarf würde das hergeben, aber ob es sich lohnt, selbst von der dann niedrigeren Stromproduktion wahrscheinlich 80% einzuspeisen, ist die Frage.)


    Das Problem dabei ist, dass vermutlich mindestens die Hälfte des Stroms abends über einen Zeitraum von lediglich sechs Stunden abgerufen wird. Man könnte also das BHKW mit mindestens der doppelten Leistung auslegen (d.h. 11 kW(el) und 27 kW(th)) und es weitgehend stromgesteuert (aber natürlich insgesamt kürzer) laufen lassen. Bei modulierenden BHKW's mag das wirtschaftlich möglich sein, wobei ein doppelt so großes BHKW wahrscheinlich um den Faktor 1,5 teurer wäre. Die Alternative wäre einen Stromspeicher zu beschaffen, der über die genannten sechs Stunden noch mal die gleiche Leistung abgeben kann wie das BHKW, also einen Boliden mit vielleicht 40 kWh nutzbarer Kapazität. Der würde aber bestimmt auch mindestens 20.000 EUR kosten.


    Aber bevor man hier auch nur anfängt über Wirtschaftlichkeit zu reden, müssten meine groben Schätzwerte erst mal mit der Wirklichkeit abgeglichen werden, insbesondere zum täglichen WW-Verbrauch und zum Stromverbrauchsprofil. Letzteres ließe sich m.E. schon dadurch viel besser abschätzen, dass man einfach mal an einigen typischen Betriebstagen jeweils um 16:00h und um 23:00h – sowie bei Ein- und Ausschalten des Flutlichts – den Stromzähler abliest. Am besten 5 Tage im Dezember, 5 Tage im März und 5 Tage im Juni, alles natürlich unter Normalbedingungen nach Corona. Der Heizwärme- und TWW-Verbrauch des neuen Gebäudes muss vom Heizungsbauer errechnet werden, wobei der dafür sicher auch Angaben zur zukünftigen Anzahl der täglich duschenden Benutzer braucht.


    Wenn die Annahmen zum Stromverbrauchsprofil auch nur einigermaßen stimmen, wäre übrigens eine PV-Anlage ohne Speicher weitgehend nutzlos. Das könnte in der o.g. Abwägung den Ausschlag zugunsten eines Stromspeichers geben, wobei ich diesen auf den Winter- und nicht auf den Sommerbedarf auslegen würde. Immer ausgehend von den o.g. Schätzwerten würde das bedeuten, dass eine vergleichsweise kleine PV-Anlage mit einer sommerlichen Durchschnitts-Tagesproduktion von 40 kWh völlig ausreichen würde (entspricht je nach Lage und Ausrichtung ca. 10 kWp).


    Gruß, Sailor

    Viessmann Vitotwin 300-W (1 kWel, 6 kWth) seit 2012

    PV-Anlage 8,45 kWp (65 x Solarworld SW 130poly Ost/Süd/West, SMA 5000 TL und 3000) seit 2010

    Solarthermie 14 qm Flachkollektoren seit 2004 (Vorgänger 8 qm 1979-2003)

  • Hallo an alle,


    sollten sich in diesem Projekt die künftigen Verbrauchsdaten konkretisieren würden wir natürlich auch gerne unterstützend zur Seite stehen.


    inhouse5000+

    4,2 kW el.

    7,5 kW therm.

    Kaskadierung mehrerer Anlagen möglich.


    Sollten die Leistungsdaten für künftige Berechnungen passen, sind wir jederzeit erreichbar :)


    Mit besten Grüßen


    Thomas Rothbart

    inhouse engineering GmbH