Praxiswerte PV-Stromanteil am Wärmepumpenverbrauch

  • Hallo liebe Photovoltaik und Wärmepumpen-Freunde


    Fragen wie die ‚Sinnvollen Grösse einer PV-Anlage in Zusammenhang mit dem Einsatz einer Wärmepumpe‘ oder ‚Wie gross ist der Anteil PV Strom am WP Gesamtverbrauch‘ taucht hier im Forum immer wieder mal auf. Zum Teil kann man den Threads Werte entnehmen ohne genauer zu wissen, unter welchen Bedingungen diese ermittelt wurden. Sofern diese von Anbietern stammen, kann man wohl davon ausgehen, dass diese eher unter idealen Bedingungen ermittelt wurden. Doch wie sieht es unter realistischen Wetterbedingungen aus, wenn auch mal Nebel oder Regenwolken die Einstrahlung reduzieren? Aus diesem Grund habe ich mich dazu entschlossen, diesen Winter über hier meine Erfahrungswerte reinzustellen.


    Kurzer Beschrieb der eingesetzten Haustechnik:


    a) Auf dem Dach ist eine 10.35 kWp Photovoltaikanlage installiert. Diese hat im vergangenen Betriebsjahr über 1140 kWh/kWp erzeugt hat.


    b) Die nicht modulierend, sondern taktweise arbeitende Sole-Wasser Wärmepumpe hat 8 kW Nennleistung und hängt an einer Erdsonde mit 180m Länge. Die Soletemperatur liegt über der Auslegungsnorm und beträgt je nach Belastung 8-13°C was zu guten Arbeitszahlen führt. Die Wärmeabgabe erfolgt immer in einen Pufferspeicher und von dort aus über den Heizkreis an die Konvektoren in den einzelne Räumen (es gibt keine Fussbodenheizung im Haus).


    c) Über einen Energiemanager werden zwei Funktionen zur Maximierung des Eigenverbrauches der Wärmepumpe gesteuert. Erstens heizt die Wärmepumpe bei genügend PV Leistung den 800 Liter Pufferspeicher am frühen Nachmittag auf 48°C hoch um PV Strom in Form von Wärme für die Abendstunden zu speichern. Zweitens wird die Vorlauftemperatur des Heizkreises um etwa 2°C angehoben solange die PV Anlage mehr als 2kW liefert, wodurch die auf der Nordseite liegenden Zimmer tagsüber etwas höher aufgeheizt werden als notwendig. Es wird keine Nachtabsenkung gemacht.


    d) Das Warmwasser wird primär mittels Verheizen von PV Strom auf 62°C gehalten. Wenn die PV Erträge nicht ausreichen um den 600 Liter fassenden Boiler aufzuheizen, dann springt die WP ein und heizt den Boiler auf maximal 47°C auf. Aufgrund des Boiler Volumens tritt dieser Fall aber nur wenige mal pro Jahr ein.


    Die unten stehenden prozentualen Angaben berechnen sich aus dem Vergleich von Wärmepumpenverbrauch und dem zeitgleich stattfindenden Netzbezug. Wenn also die Wärmepumpe 2 kWh Strom verbraucht und im gleichen Zeitraum 0.8 kWh Netzstrom bezogen wird, dann bedeutet dies einen PV-Stromanteil von 1.2 kWh was genau 60% entspricht. Würde der WP Stromverbrauch mit der zeitgleichen Erzeugung verglich, dann läge der Anteil PV Strom sicherlich höher. Diese Betrachtung entspricht jedoch nicht der Realität, da die meisten Haushaltsgeräte bei zeitgleich laufender Wärmepumpe nicht abgeschaltet werden (z.B. Kochfeld, Backofen, Steamer etc). Nur die Warmwasserzeugung wird dann bis auf null zurückgefahren, da sie nicht zeitkritisch ist.



    Die monatlichen Verbrauchswerte:



    Werte für Oktober 2015
    Stromverbrauch WP total: 198 kWh
    Davon direkter Eigenverbrauch ab der PV Anlage: 84 kWh
    Durchschnittlicher prozentualer Anteil PV Strom am WP Verbrauch: 42 % (die einzelnen Tageswerte liegen zwischen 5% am 10. Oktober und 90% am 5. Oktober)
    Monatliche Arbeitszahl der WP inklusive Pufferzwangsladung und Vorlauftemperaturanhebung: 4.67


    PV-Ertrag: 87% des Sollwertes. Das Wetter war recht regnerisch, häufig bewölkt und sehr neblig. Wie bescheiden der Monatsertrag im Vergleich zum Vorjahr war sieht man daran, dass trotz 50% grösserer PV-Anlage der Mehrertrag gegenüber 2014 bloss 8% betrug. Die zähen Hochnebelfelder lösten sich, wenn überhaupt, erst nach dem Mittag auf. Dadurch konnte der Strombedarf der Wärmepumpe zwischen 9 und 13 Uhr nur unterdurchschnittlich mit PV Strom abgedeckt werden.

    10.35 kWp / Süd / 18° Dachneigung / Fronius Symo 7.0-3-M / Kostal Piko 5.5
    PowerDog als Energie-Manager u.a. für EV-Optimierung der Erdsonden-Wärmepumpe.
    Liebäugle seit längerem mit einem Speicher, habe aber noch immer nichts wirklich gescheites gefunden.

  • Wie groß ist denn die Leistungsaufnahme deiner Wärmepumpe?
    Möglicherweise hilft das Nachrüsten eines FU um die Leistungsaufnahme der WP zu reduzieren.

    Komplizierte Vorgänge immer dem faulsten Mitarbeiter geben. Er wird die einfachste Lösung finden!

  • Guter Punkt: Die Leistungsaufnahme der Sole-Wasser-Wärmepumpe (SW-WP) liegt bei 1.7 kW - 2kW. Bei einer Pufferzwangsladung auf 48°C steigt der Verbrauch am Taktende bis auf 2.2 kW.

    10.35 kWp / Süd / 18° Dachneigung / Fronius Symo 7.0-3-M / Kostal Piko 5.5
    PowerDog als Energie-Manager u.a. für EV-Optimierung der Erdsonden-Wärmepumpe.
    Liebäugle seit längerem mit einem Speicher, habe aber noch immer nichts wirklich gescheites gefunden.

  • Zitat von Mege66

    Hallo liebe Photovoltaik und Wärmepumpen-Freunde


    PV bin ich, WP nicht unbedingt. Aber mich interessieren immer Zahlen aus der Praxis. Daher find ich es gut, dass jemand dies mal macht. Man kann die Monatswerte immer auf den langjährigen Durchschnitt zurück rechnen. Damit kann man dann wenigstens mal fundierte Vergleichsrechnungen anstellen.

    PV, BHKW, Speicher ecoBATT, Bilanzpunktregler ecoBPR, Wallbox ecoLOAD, Renault ZOE
    Rechnen hilft. Bleistift, Papier und Taschenrechner und man wird sich über einige Ergebnisse wundern
    Oscar Perdok GmbH - Gildeweg 14 - 46562 Voerde PV, Wallboxe und mehr

  • Zitat von Mege66


    d) Das Warmwasser wird primär mittels Verheizen von PV Strom auf 62°C gehalten.


    Damit meinst du sicher Heizstab? Du bist aus der Schweiz - oder verwechsle ich dich da?
    In D ist das eher nicht wirtschaftlich, aber das wurde wo anders ja schon diskutiert.

  • Zitat

    Du bist aus der Schweiz - oder verwechsle ich dich da?


    Ja bin ich.
    Das Thema hier jedoch 'nur' Angaben in Bezug auf wie gross ist der PV Strom Anteil am Verbrauch einer WP in der Praxis wirklich. Was mit dem restlichen PV-Überschuss passiert soll in diesem Thread nicht das Thema sein.
    Alle veröffentlichen Werte sind reine WP Verbrauchswerte ohne Heizstäbe. Ob mit oder ohne Warmwasser ist eher nebensächlich, weil die WW Erzeugung auf dem gleichen Temperaturniveau erfolgt wie die Pufferzwangsladung über die WP. Die WP bemerkt den Unterschied nicht.

    10.35 kWp / Süd / 18° Dachneigung / Fronius Symo 7.0-3-M / Kostal Piko 5.5
    PowerDog als Energie-Manager u.a. für EV-Optimierung der Erdsonden-Wärmepumpe.
    Liebäugle seit längerem mit einem Speicher, habe aber noch immer nichts wirklich gescheites gefunden.

  • Hallo liebe Leser


    Hier die aktuellen Werte für den vergangenen Monat November:


    Stromverbrauch WP total: 272 kWh
    Davon direkter Eigenverbrauch ab der PV Anlage: 1272 kWh
    Durchschnittlicher prozentualer Anteil PV Strom am WP Verbrauch: 28 % (die einzelnen Tageswerte liegen zwischen 2% am 20. November und 73% am 8. November). Oder anders herum ausgedrückt: Während die Pumpe lief wurden durchschnittlich 72% des Stromverbrauches der Wärmepumpe vom Netz bezogen.
    Monatliche Arbeitszahl der WP inklusive Pufferzwangsladung und Vorlauftemperaturanhebung: 4.56
    Monatlicher PV-Ertrag: 464 kWh/ 135% des Sollwertes.



    Im Schweizer Mittelland waren den ersten drei Novemberwochen überdurchschnittlich sonnig und tagsüber sehr mild. Bereits am 19. des Monats wurde die prognostizierte Ertragsmenge der PV-Anlage erreicht! Genau am Tag danach kam dann endlich der lange erhoffte Regen und hielt mit Unterbrüchen drei Tage lang an. Diese drei Tage waren sogleich der klimatische Übergang vom Spätsommer in den Winter und die restlichen Novembertage waren von durchzogenem Wetter mit Regen, ersten Schneefällen und dazwischen etwas Sonne geprägt, teilweise bei frostigen Temperaturen welche die Heizung zum ersten Mal forderten. Der PV Ertrag an diesen Tagen lag teilweise tief unter dem monatlichen Mittel .


    An den sonnigen Tagen war die kürzere Sonnenscheindauer deutlich festzustellen und die Zwangsladung des Pufferspeichers durch die Wärmepumpe wurde etwas vorgezogen und auf die Zeit gleich nach dem Kochen des Mittagessens (12:15) festgelegt. So konkurrieren sich Kochen und Heizen zeitlich nicht. An den sonnigen Tagen konnte praktisch der gesamte Strombedarf der WP tagsüber durch die PV gedeckt werden.


    Die häufigen Pufferzwangsladungen an 20 der 30 Novembertage haben sich in Form einer Verringerung der Arbeitszahl bemerkbar gemacht. Im November 13 lag die Arbeitszahl bei 4.98, im November 14 bei 5.07. Der Rückgang der monatlichen Arbeitszahl 2 von rund 5 auf 4.56 (oder etwa 9%) kann je zur Hälfte auf zwei Faktoren zurückgeführt werden: Zum ersten wurde die Heizkurve von 0.8 auf 0.95 angehoben (Frauen haben es gerne warm) und zum zweiten wurde die AZ2 durch die Pufferzwangsladungen auf 48°C reduziert. Die Verwendung der Pufferzwangsladung hat somit nur eine geringe Reduktion der Arzbeitszahl 2 im Bereich von etwa 5% zur Folge was viel Spielraum für EV Optimierungen eröffnet.

    10.35 kWp / Süd / 18° Dachneigung / Fronius Symo 7.0-3-M / Kostal Piko 5.5
    PowerDog als Energie-Manager u.a. für EV-Optimierung der Erdsonden-Wärmepumpe.
    Liebäugle seit längerem mit einem Speicher, habe aber noch immer nichts wirklich gescheites gefunden.

  • Zitat

    Stromverbrauch WP total: 272 kWh
    Davon direkter Eigenverbrauch ab der PV Anlage: 1272 kWh
    Durchschnittlicher prozentualer Anteil PV Strom am WP Verbrauch: 28 %


    Sehr spannend.28% hört sich realistisch an.obwolhl für den Monat Überdurchschnittlich.
    Beim Dezember/Januar erwarte ich einen drastischen einbruch des %Anteils.
    Interessant wäre auch das Fazit aus der gesammten Heizsaison.
    Wie groß ist eigentlich die beheizte Fläche bei welcher Dämmung?

    PIP 2424HS an 750Wp 3xShinsung Black Mono250 +1,5Kwp (6xShinsung Black Mono250)
    an FPS 100/50 an Bluebatt 24v 465Ah

    EA Sun ISolar SMV III 3K

    EA Sun SP 3K-24
    Siliken 3,3i 3,25Kwp 13xShinsung Black Mono 250
    VW T4 mit Evective 2000w + Varta 110Ah +0Wp

  • Zitat von Mege66


    Stromverbrauch WP total: 272 kWh
    Davon direkter Eigenverbrauch ab der PV Anlage: 1272 kWh


    ich denke mal anders rum - oder? Aber dann komme ich auch nur auf 21% (=272/1272), irgendwo ist da ein Zahlendreher/Kommafehler/...

  • Danke! Da haben sich leider gleich mehrere Fehler eingeschlichen, das hätte nicht passieren dürfen.
    Hier nochmals die richtigen Zahlen:


    Stromverbrauch WP total: 266.2 kWh
    Davon direkter Eigenverbrauch ab der PV Anlage: 74.5 kWh
    Durchschnittlicher prozentualer Anteil PV Strom am WP Verbrauch: 28 % (die einzelnen Tageswerte liegen zwischen 2% am 20. November und 73% am 8. November). Oder anders herum ausgedrückt: Während die Wärmepumpe lief wurden durchschnittlich 72% des Stromverbrauches der Wärmepumpe vom Netz bezogen.
    Erzeugte Wärmemenge: 1214 kWh
    Monatliche Arbeitszahl der WP inklusive Pufferzwangsladung und Vorlauftemperaturanhebung: 4.56
    Monatlicher PV-Ertrag: 464 kWh/ 135% des Sollwertes.

    10.35 kWp / Süd / 18° Dachneigung / Fronius Symo 7.0-3-M / Kostal Piko 5.5
    PowerDog als Energie-Manager u.a. für EV-Optimierung der Erdsonden-Wärmepumpe.
    Liebäugle seit längerem mit einem Speicher, habe aber noch immer nichts wirklich gescheites gefunden.