Brennstoffzelle und Wärmepumpe mit Stromspeicher - Dimensionierung?

  • Hallo zusammen,


    ich stehe am Anfang meiner neuen Anlagenplanung, um unsere Wohnung und Gewerbebetrieb von Heizöl und Netzstrom auf moderne Technik mit möglichst hoher Autonomie in der Stromversorgung umzurüsten.


    Hier die Fakten:


    Aktueller Heizölverbrauch für Heizung (Wasser-Fußbodenheizung sowie Flächen-Heizkörper): 5000 Liter p.a.

    Aktueller Stomverbrauch aus dem Netz: 25.000 kWh. Stromverbrauch während der Öffnungszeiten der Gewerbeflächen: 4,5 kW pro Stunde.


    Unser Ziel:


    Abdeckung des Strombedarfs über Erdgas-betriebene Brennstoffzelle. Gleichstrom Ph-Fe Stromspeichermodul.

    Eventuell zusätzliche PV-Anlage, allerdings keine optimale bzw. große Dachfläche vorhanden (<8 kW peak).

    Zur WW-Bereitung und Heizung: WL-Wärmepumpe. An den Heizkörpern kann derzeit nichts verändert werden.

    Ein BHKW ist nicht gewünscht, da dieses überwiegend Wärme produziert, die wir im Sommer nicht benötigen.


    Unsere Fragen:


    Wie ist die maximale Stromleistung, die man bei BZ derzeit bekommen kann? Ich habe bisher nur von 0,75 kW Anlagen gelesen. D.h. man müsste 6 BZ zusammenschalten, was natürlich zu teuer wäre. Welche leistungsfähige Lösung / etablierte Hersteller könnt Ihr empfehlen? Welche Investition (grobe Schätzung) ist zu erwarten?


    Danke für Eure Hinweise und Anregungen! :)

  • Moin,

    die größte mir bekannte BSZ am Markt ist mit 4,2Kw elt. die Inhouse 5000. Nur habt Ihr mit diesem Gerät das selbe Problem wie mit einem motorischen BHKW denn es fallen 7,5Kw Wärme an die nach Deinen Angaben (vorallem im Sommer ) nicht benötigt werden. Das Bauchgefühl sagt hier KWK mit größtmöglicher PV, Batteriespeicher eher Nein, LWP kommt auf Heizlast an evt. nur für WW. Im übrigen sehe ich persönlich nicht Autarkie als Maß der Dinge sondern die Effizienz.

    :hutab:

  • Sehe das ähnlich alikante hast du gesehen daß der Verbrauch Heizöl in Liter angegeben ist ?

    also grob 50.000kwh in der Wintersaison


    Egal ob BSZ oder BHKW, die Auslegung müsste grob so sein:

    für das Winterhalbjahr Bhkw mit ausreichend großem Puffer, könnte zu den Öffnungszeiten leicht überdimensioniert laufen.

    Wieviel Stromverbrauch ist außerhalb den Öffnungszeiten ?


    Und für das Sommerhalbjahr eine Brauchwasserwärmepumpe mit Photovoltaik Unterstützung.

    8 Kwp sind besser als nichts ! Und immerhin keine Brennstoffkosten und ökologisch


    Von einem Stromspeicher kann man nur abraten, ist auf keinen Fall wirtschaftlich im Standard Lastprofil.

    Und für eingespeisten KWK Strom gibt es mehr Geld als für selbstverbrauchten.

    Wenn dann wäre der Speicher nur bei PV ein Plus-Minus-Null Geschäft, aber eure PV ist dafür dann viel zu klein.

    50kw elektrisch Erdgas BHKW von Yados

    Absorptionskältemaschine aus BHKW-Abwärme

    Photovoltaikanlage 99,9 kwp

  • Die 5000Liter hab ich auch grob so gepeilt ohne Alter und Zustand des Kessels zu kennen. Was wir allerdings nicht wissen ist der WW Anteil und die Verteilung des Heizwärmebedarfes übers Jahr, das kann bei Gewerbe anders aussehen.

  • Zur WW-Bereitung und Heizung: WL-Wärmepumpe. An den Heizkörpern kann derzeit nichts verändert werden.

    Wieso, die Heizkörper sind doch für eine WP prima? Wie hoch ist denn der Warmwasserbedarf überhaupt?


    Gut zu wissen wäre, wie viel von dem Strombedarf in der Wohnung anfällt und wie viel im Gewerbe, und wie sich letzterer verteilt: d.h. wann sind denn die Öffnungszeiten? Wenn das tagsüber wäre, könnte eine PV-Anlage im Sommer schon mit 8 kWp hier einiges wegschaffen. Bei beschränktem Platz könnte evtl. durch den Einsatz von Hochleistungsmodulen noch etwas mehr rauskommen als 8 kWp. Ich habe im Netz schon welche gesehen, die pro Quadratmeter 220 Watt Nennleistung bringen.

    Ein BHKW ist nicht gewünscht, da dieses überwiegend Wärme produziert, die wir im Sommer nicht benötigen.

    Also bevor wir mehr wissen, würde ich jedenfalls ein BHKW (plus PV-Anlage) nicht einfach ausschließen. Angenommen der Wärmebedarf wäre 45.000 kWh, davon 4.000 kWh für Warmwasser, dann könnte man ein BHKW wie das neoTower 4.0 mit 4 kW(el) und 8,8 kW(th) vermutlich von Mitte November bis Mitte März mit Volllast durchlaufen lassen. Wahrscheinlich erzeugt es dann außerhalb der Öffnungszeiten auch genug "überschüssigen" Strom zum Betrieb einer Wärmepumpe für die Spitzenlast (als Rücklauf-Vorwärmer für das BHKW). Der Vorteil wäre hier, dass aus dem BHKW (im Vergleich zu einer Brennstoffzelle) mehr Wärme zur Verfügung steht und der Strombedarf für die WP sich deswegen in Grenzen hält. In der Übergangszeit (und natürlich im Sommer) ist die WP aus. Hier könnte man das BHKW während der Öffnungszeiten (wann immer die sind) mit Volllast laufen lassen. Außerhalb der Öffnungszeiten würde man es je nach Wärmebedarf gedrosselt mit 5,9 kWth laufen lassen oder ganz aus machen. Und selbst im Mai und September würde der Wärmebedarf es noch erlauben, das BHKW 8-12 Stunden am Tag gedrosselt laufen zu lassen, dann bringt es immerhin 2 kW. Den Rest, sowie die Stromversorgung im Sommer, dürfte eine PV-Anlage – selbst wenn sie nur 8 kWp hat – weitgehend abdecken.


    Bei dieser Betriebsweise bräuchte man einen ausreichend großen Wärmespeicher zur Überbrückung der Öffnungszeiten im Winter (weil da die WP nicht läuft) bzw. der Nicht-Öffnungszeiten in der Übergangszeit (weil da häufig das BHKW nicht läuft).

    Von einem Stromspeicher kann man nur abraten, ist auf keinen Fall wirtschaftlich im Standard Lastprofil.

    Im Standard Lastprofil sicher nicht – wer meine Beiträge verfolgt weiß, dass ich von Stromspeichern in Haushalten aus wirtschaftlichen Gründen fast immer abrate. In diesem besonderen Fall halte ich es aber für möglich, dass sich ein Speicher sogar rechnen könnte – gerade in der Kombination von BHKW und PV-Anlage, insbesondere falls die Öffnungszeit mit dem hohen Stromverbrauch – wie z.B. bei einer Gastronomie – nicht nur tagsüber 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)

  • Strom aus KWK in einen Speicher zu befördern ist doch nicht sinnvoll, seitdem die Einspeisung doppelt so hoch vergütet wird

    als der Eigenverbrauch. Bei PV kann ich das noch verstehen, bis 30kwp sogar EEG Umlagefrei.

    Aber es ist bei PV schon auf Kante genäht, Strom in einen Akku zu schieben, bei KWK sehe ich da keinerlei wirtschaftlichen Nutzen.

    Besser dann die KWK laufen lassen wenn man Strom braucht. In Kombination mit PV dann in den Morgen- bzw. Abendstunden.


    Warum ist denn die Dachfläche für PV nicht geeignet ?
    Lage ? Verschattung ? Statik ?

    50kw elektrisch Erdgas BHKW von Yados

    Absorptionskältemaschine aus BHKW-Abwärme

    Photovoltaikanlage 99,9 kwp

    2 Mal editiert, zuletzt von remag ()

  • Zwar ist die Vergütung für Einspeisung doppelt so hoch, aber vergiss nicht die Einschränkung der Vbh auf 30000 sowie die jährliche kappung bei 3500h. Insofern ist es für die Betrachtung wichtig ob eine flexible, modulierende Motor-KWK oder eine 24/7 laufende BSZ zum Einsatz kommen soll. frankya bitte schau dir die Fragen zur bestehenden Anlage an und beantworte sie, dann können wir sicher genauere Antworten geben.

  • Strom aus KWK in einen Speicher zu befördern ist doch nicht sinnvoll

    Da will ich nicht widersprechen, wenn das "ist nicht sinnvoll" sich auf den heutigen Stand der dinge bezieht.


    Das kann sich nach meiner Einschätzung aber in 2-3 Jahren verschieben. D. h. man sollte die Möglichkeit für längerfristige Planungen durchaus in Betracht ziehen und sich gegebenenfalls die Möglichkeit offen halten.

    Lesen gefährdet die Dummheit! Denken gefährdet Vorurteile!
    Der geistige Horizont mancher Menschen hat einen Radius von NULL. Das nennen sie dann Standpunkt.

  • Ja ich meine Stand heute, wenn der TE heute ein BHKW kauft, hat er ja 30.000 Vbh Bestandsschutz.

    Wenn das BHKW grob 50% Laufzeit hat (also 4000 Vbh p.a.) wären das immerhin 8 Jahre.


    Was dann in 8 Jahren ist weiß ja niemand, von daher lohnt es sich auch nicht darüber zu spekulieren.


    Für den Thread zwar ein bißchen OT, aber ich denke in 8 Jahren wird es dann im leistungsgemessenen Bereich

    (ob der Privat Haushalt dann auch per Smartmetering dazugehört kann ich nicht abschätzen)

    zu netzdienlichem Laden des Speichers kommen. Also Laden per Netzüberschüsse, nicht per Eigenerzeugung.

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  • Was dann in 8 Jahren ist weiß ja niemand, von daher lohnt es sich auch nicht darüber zu spekulieren.

    Ja, was in 8 Jahren ist, weiß niemand, aber wie oben gesagt spreche ich von 2-3 Jahren.

    Wir hatten das hier schon öfter: Wenn man den Preisverfall beobachtet, dann muss ich das |__|:-) mit in meine Überlegungen einbeziehen. Nicht zuletzt auch für E-Autos. Und ja, ich weiß es nicht, aber ich weiß auch viele andere Dinge nicht und muss trotzdem nach bester Abschätzung handeln. Wenn bei der Abschätzung rauskommt, das ist zu riskant, dann lass ich es. Aber ich wäge es auf jeden fall ab.


    Und bei meiner Abschätzung kommt raus, dass ich nicht viel riskiere, wenn ich davon ausgehe, dass in 3 Jahren der Akkupreis unter €250/kWh rutscht. Deshalb plane ich, dass ich in 3 Jahren einen Akku aufstelle, um den Strom fürs e-Auto zu sammeln. Wenn ich in 2 Jahren feststelle, dass das passt, dann früher und wenn es in 3 jahren noch nicht passt, dann halt später (oder auch nie). Mein Risiko: Ich hab gegebenenfalls einen etwas teureren Umrichter gekauft, dessen Features ich nicht voll ausschöpfe.


    Aktueller Preis: €360/kWh inkl. Märchensteuer.


    https://greenakku.de/Batterien…V-12kWh-US2000::1391.html

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  • Wenn das BHKW aber 8 Jahre Bestandsschutz hat, dann muss ich nicht in 2-3 Jahren überlegen wegen einem Akku.

    Weil die Einspeisevergütung bleibt ja die 8 Jahre lang.

    Es wird auch keiner von einer 2010er PV Anlage den Strom für Eigenverbrauch optimieren.

    Zumindest nicht vor 2030 wenn seine Vergütung ausläuft.


    Und heute etwas zu kaufen was ich vielleicht in Zukunft brauchen könnte, würde ich nicht machen.

    Du weißt ja nichtmal ob das dann in zukunft noch kompatibel ist, dafür ist die Elektronik zu schnell lebig. |__|:-)


    Und wenn ich ein E-Auto habe (in Zukunft) dann wäre es sinnvoll direkt in das E-Auto zu laden,

    was ja bei KWK leichter fällt als bei PV

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  • Warum ist denn die Dachfläche für PV nicht geeignet ?
    Lage ? Verschattung ? Statik ?

    Hallo Remag,

    Nur ca. 10 qm der Dachfläche sind auf der Südseite unverschattet. Dazu kommen Dachflächenfenster, und die Dachpfannen sind über 40 Jahre alt, so dass das Dach zuvor neu eingedeckt werden müsste, bevor man eine PV-Anlage darauf montiert. Also zu hohe Investitionen für einen geringen Nutzen, oder?

  • Zwar ist die Vergütung für Einspeisung doppelt so hoch, aber vergiss nicht die Einschränkung der Vbh auf 30000 sowie die jährliche kappung bei 3500h. Insofern ist es für die Betrachtung wichtig ob eine flexible, modulierende Motor-KWK oder eine 24/7 laufende BSZ zum Einsatz kommen soll. frankya bitte schau dir die Fragen zur bestehenden Anlage an und beantworte sie, dann können wir sicher genauere Antworten geben.

    Hallo Alikante,


    an einer Einspeisung habe ich kein Interesse. Eine positive Einspeiserendite kann ich bei den Gegebenheiten nicht erzielen. Mein Bestreben ist ausschließlich Eigennutzung der generierten Wärme bzw. des generierten Stroms.


    Zum Thema "Heizkörper" wollte ich zum Ausdruck bringen, dass in der Wohnung ein Teil der Flächen zwar mit Fußbodenheizung ausgestattet sind, aber noch zahlreiche Konvektoren im Gewerbe-/Wohnhaus vorhanden sind. Auch wenn man diese erneuert wird eine WL-Wärmepumpe nicht ausreichen, den Heizwärmebedarf zu decken, da die Heizkörper mit höherer Vorlauftemperatur angefahren werden müssen als bei einer Fußbodenheizung!


    Der WW-Brauchwasserbedarf dürfte bei ca 300 Liter pro Tag liegen. Also vergleichbar mit einem 6 Personen-Haushalt. Der Rest des Wärmebedarfs entfällt also auf die Heizung im Haus.


    Grüße frankya :)

  • Ich komme noch mal auf meine Fragen zurück.


    Wir wissen, dass derzeit insgesamt 25.000 kWh aus dem Netz bezogen werden, und wir wissen, dass der Stromverbrauch im Gewerbe während der Öffnungszeiten 4,5 kW beträgt. Nützlich für die weitere Diskussion wäre aber schon auch noch zu wissen

    • Wie viel von den 25.000 kWh entfallen auf den Gewerbebetrieb?
    • Wie genau sieht das Verbrauchsprofil im Gewerbebetrieb aus? Das heißt: Wie viele Stunden pro Tag und wie viele Tage im Jahr sind denn die Öffnungszeiten? Gibt es saisonale Schwankungen? Und ist der Verbrauch von 4,5 kW während der Öffnungszeit halbwegs konstant oder unterliegt er starken Schwankungen?


    Eventuell zusätzliche PV-Anlage, allerdings keine optimale bzw. große Dachfläche vorhanden (<8 kW peak).

    Nur ca. 10 qm der Dachfläche sind auf der Südseite unverschattet. Dazu kommen Dachflächenfenster

    Also auf zehn qm wären selbst ohne Dachflächenfenster mit den besten mir bekannten Modulen äußerstenfalls 2 kW (peak) möglich. So wie Du das beschreibst (auch noch mit Fenstern und dann noch vorher Renovierungsbedarf) glaube ich, für unsere Diskussion hier können wir PV "knicken".

    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)

    2 Mal editiert, zuletzt von sailor773 () aus folgendem Grund: Ergänzung

  • Hallo Sailor, 😃

    Von den insgesamt 25.000 kWh entfallen 5.200 hWh auf Wohnung; Rest ist gewerblich.

    Gewerbliche Öffnungszeiten sind an 4 Tagen pro Woche über 8 Stunden und an 2 Tagen pro Woche über 4 Stunden. Durchgehend über 52 Wochen. Während der Öffnungszeiten liegt der Gewebestromverbrauch konstant bei 4,5 kW/h. Habe das im 15 Minuten Takt analysiert. Ist sehr stabil und auch ohne saisonale Schwankungen. Retail-Geschäft mit Hauptlast durch PCs, Lampen, Lager-Roboter mit Fördertechnik und Kühlschränken.