Vom Sinn eines Wärmemengenzählers im Solarkreis

Nur Warmwasserbereitung oder Warmwasserbereitung und Heizung? Was sind Eure Erfahrungen mit Thermosolaranlagen? Wer hat Tipps zur Umsetzung?

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Vom Sinn eines Wärmemengenzählers im Solarkreis

Beitragvon Axel Horn » Sonntag 24. Mai 2015, 08:23

Es gäbe so viel Grundsätzliches zum Sinn der Solarthermie zu schreiben, dass ich hier lieber mit einem speziellen Thema den Einstieg mache:

Nur drei Sensoren

Wer einige Tausend Euro in eine Sonnenkollektoranlage investiert, der sollte nicht am Wärmemengenzähler sparen! Viel braucht es dafür nicht, nur einen Volumenstromsensor (ca. 130 Euro) und zwei Temperatursensoren (je 20 Euro). Eine gute Solarregelung bietet die Option, aus diesen drei Sensoren mit einer Multiplikation von Volumenstrom und Temperaturdifferenz die Leistung errechnen und über die Zeitdauer aufzusummieren.

Auf diese Weise lässt sich objektiv feststellen, wieviel Wärme die Kollektoren in den Speicher schaffen. Zusätzlich verraten die Sensoren aber auch, ob die im Keller am heißen Vorlauf gemessene Temperatur ungefähr zu dem passt, was der Kollektorfühler misst. Bei einfachen Anlagen mit Solarwärmetauscher im Speicher kann der Rücklaufsensor sogar für die Regelung der Kollektorkreispumpe herangezogen werden und dafür sorgen, dass weniger Wärme gegen Ende des Tages im Kollektor stehen bleibt.

Vom Solarertrag zur Energieeinsparung

Die am Wärmemengenzähler bilanzierte Solarenergie kann weitgehend als hochwertige Nutzenergie betrachtet werden, die unmittelbar für Trinkwarmwasser oder Heizung zur Verfügung steht. Ein konventioneller Wärmeerzeuger müsste eine entsprechend große Menge Endenergie in Nutzenergie umwandeln, wobei aber auch noch seine Umwandlungs- und Bereitschaftsverluste abzudecken sind. Daher ist die Energieeinsparung meistens sogar größer als der am Solar-WMZ registrierte Solarertrag. Nur im Hochsommer, wenn der Solarspeicher auf höchste Temperaturen aufgeheizt ist, der Kessel schon längst nicht mehr benötigt wird, und weitere Solarwärme nur noch in überhöhte Wärmeverluste oder gar in die nächtliche Rückkühlung fließt, dann muss man bei der Rechnung vom Solarertrag zur Energieeinsparung einige Kilowattstunden abziehen.

Fazit

Eine neue Sonnenkollektoranlage sollte nie ohne Wärmemengenzähler installiert werden. Bei bestehenden Anlagen ist eine Nachrüstung sinnvoll, wenn der Heizungsbauer ohnehin für andere Arbeiten in den Heizraum kommt, oder wenn Zweifel an der Funktion des Sonnenkollektors bestehen. Es beruhigt ungemein, wenn ein objektiv gemessener Kollektorertrag feststellbar ist, und das auch an Tagen mit mäßiger Sonneneinstrahlung.
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Re: Vom Sinn eines Wärmemengenzählers im Solarkreis

Beitragvon Steffen Otto » Montag 1. Juni 2015, 20:19

Wenn ich sehe, was meine Ertragsanzeige zur Solaranlage und mein zusätzlicher Wärmemengenzähler im Solarkreis im Jahr zusammenrechnen, sage ich mir, das die Anschaffung der Thermosolaranlage nicht zu meinen besten Ideen gehörten.
Habe Solar für Warmwasser und Heizungsunterstützung

Gruß Steffen
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Re: Vom Sinn eines Wärmemengenzählers im Solarkreis

Beitragvon Axel Horn » Montag 1. Juni 2015, 21:23

Hallo Steffen,

was ist bei Dir die "Ertragsanzeige zur Solaranlage" und was der "Wärmemengenzähler im Solarkreis"?

Was sind denn die Solarerträge konkret in Zahlen?

Wieviel Quadratmeter Kollektorfläche? welche Ausrichung? wieviel Speicher?


Ich habe hier auch Solar (10 m² Flachkollektor / 1000 Liter Puffer mit Frischwarmwaserstation) für Warmwasser und Heizungsunterstützung und bekomme in diesen Tagen stabil rund 17 kWh pro Tag in den Speicher geliefert, was äußerst komfortabel für eine Volldeckung des Trinkwarmwasserbedarfs reicht, auch wenn sich jeden Tag für einige Stunden Wolken am Himmel breit machen.

Gruß Axel
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Re: Vom Sinn eines Wärmemengenzählers im Solarkreis

Beitragvon Jörg Heidtmann » Samstag 3. September 2016, 23:14

Hallo Axel,
mal sehen ob diese Runde noch aktuell ist.

Was die Wärmemengenzähler angeht kann ich dem Zustimmen. Zum einen ist der Ertrag in den Puffer bekannt und der entnommene Bedarf jeweils für Warmwasser und Heizung bekannt. Die Volldeckung reicht von Anfang Mai bis September. Der größte Ertrag ist im April und Mai sowie September und Oktober. Die Puffertemperatur und Entnahme dürfte der Grund sein.
Dabei werden Werte von ca.500 bis 600 KW im Monat April und Mai erreicht.Im Juli und August muss die Notkühlung tageweise sozusagen den voll durchgeheizten 800 Liter Speicher am Kochen hindern damit er bei 90 Grad max. Betriebstemperatur bleibt und keine Stagnation im Kollektor entsteht.
Mein Gedanke ist zwischenzeitlich einen erheblich größeren Speicher mit hoher Dämmung zu Laden der eine Wärmepumpe noch Versorgen kann wenn es als Heizwasser selbst schon zu kalt wäre. Da meine Heizlast bei 3 bis 3,5 KW liegt könnte sich das auch noch rechnen und die Volldeckung noch deutlich verlänger.

Ich denke, das die Wärmepumpe schon im laufe des Februar und März eine hohen COP erreicht wenn Temperaturen im größeren Speicher bis auf vielleicht 10 Grad fallen können. Dann ist der Ertrag der Röhrenkollektoren anscheinend sehr effektiv.
Ein Grabenkollektor ist wegen der geringen zur Verfügung stehende Grundstücksfläche nicht möglich bzw. Sinnvoll (unter 100 m²).

Der Gedanke für den großen Speicher mit Wärmepumpe zur Unterstützung beruht allein auf den nachvollziehbaren Erträgen der Wärmemengenzähler zum einen was die Röhrenkollektoren angeht sowie der Entnahme für Warmwasser und Heizung.
Die Verluste am Speicher fallen mit der Größe und der geringeren Temperaturdiffernz zur Umgebung. Die Abstrahlung des gedämmten Tanks bei 90 Grad ist in dem geschlossenen Raum schon deutlich wahr zu nehmen.

Gruß Jörg
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Re: Vom Sinn eines Wärmemengenzählers im Solarkreis

Beitragvon Axel Horn » Dienstag 6. September 2016, 08:48

Jörg Heidtmann hat geschrieben:Hallo Axel,
mal sehen ob diese Runde noch aktuell ist.

...

Gruß Jörg


Hallo Jörg, danke für Deinen Beitrag, das bringt die Diskussion in dieser Runde weiter.

Der Wärmemengenzähler meiner Solarthermieanlage (10 m²) hat im August 2016 nur 430 kWh gezählt gegenüber 502 kWh im August des Vorjahres. Trotzdem musste ich 2015 im August noch 5 kWh nachheizen, während in diesem Jahr eine echte 100% solare Volldeckung geschafft ist. Es kommt eben darauf an, das Wetter der Folgetage im Blick zu behalten, und bei angesagtem Schlechtwetter das Rausheizen der Überschüsse nicht zu übertreiben. Wenn auch für den nächsten Tag viel Sonnenschein angesagt ist, kann man aber ruhig den Speicher unten auf 50°C runterziehen und die Solarwärme in der thermischen Kapazität der Kellerräume zwischengelagern. Hobbyraum und Technikraum haben jetzt komfortable 22 °C, die werden nach oben ins Wohnzimmer ziehen, wenn es demnächst draußen herbstlich frisch wird.

Wenn es um die Überschüsse einer reichlich dimensionierten Solarthermieanlage geht - Faktor 2 oder mehr gegenüber der Dimensionierung nur für Warmwasser - ist ein zusätzlicher Pufferspeicher sicher eine gute Idee. Und wenn ohnehin eine Wärmepumpe vorhanden ist, steigert es sicher den Kollektorertrag ganz erheblich, wenn man dieses zusätzliche Speichervolumen per Wärmepumpe unterkühlt. Nur muss man aufpassen, dass dabei an den Rohrleitungen und Pumpen kein Kondensat entsteht, sonst verkürzt das die Lebensdauer der Anlage genauso wie bei Überhitzung.

Bin gespannt auf weitere Berichte aus der Praxis!

Gruß Axel
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Re: Vom Sinn eines Wärmemengenzählers im Solarkreis

Beitragvon Jörg Heidtmann » Dienstag 6. September 2016, 12:29

Hallo Axel,

meine Anlage ging mit 10 m² Röhrenkollektor Anfang August 2015 in Betrieb und brachte es wegen dem kalten Speicher auf bis zu 26 KW Tagesleistung. Seither war der Speicher leider nicht mehr annähernd auf dieser niedrigen Temperatur. Daher auch der Gedanke einen erheblich größeren Speicher bei niedriger Temperatur zu betreiben. Der Ertrag ist unverhältnismäßig höher und die damit geplante Wärmepumpe mit 2-3 KW Wärmeleistung bringt die Energie auf die benötigte Temperatur. Mangels Grabenkollektor handelt es sich sozusagen um das selbe Prinzip.
Ein Keller ist leider nicht vorhanden. Das heißt, das Überschuss ins freie abgeleitet werden muss. Was wiederum dann nicht mehr nötig wäre bei einer Überdimensionierung des Speichers mit kleiner Wärmepumpe zur Anhebung auf soll Temperatur wenn es nötig ist.

Das Kondenswasser wird ein Problem wie ich auch an der Klimaanlage im Motorraum des Autos sehen kann. Lässt sich aber lösen.
Eine Klimaanlage im Haus hab ich auch in Planung und deren Wärmeableitung in den Tank. Das ergibt dann eine zusätzliche Wärmequelle.
Bei hoher Speichtemperatur (um 80 - 90 Grad) liegt der Ertrag bei bestem Wetter noch bei ca. 10 KW und weniger. Die Differenz ist einfach zu hoch um noch einen guten Ertrag zu erzielen.Daher soll der Speicher nur noch bis ca. 60 Grad laden und dann in den großen Speicher umschalten.

Alles findet im Eigenbau statt und viel Lesen. Der Ertrag liegt derzeit 3177 KW im ersten Jahr. Wegen der hohen Speichertemperatur und der damit verbundenen Verluste dürfte der Gewinn sich noch deutlich Steigern lassen sobald die Durchschnittstemperatur durch mehr Volumen gesenkt wird. Ich denke, das der Ertrag in einen hoch gedämmten Speicher die 5 MW erreichen kann und in eine verlängerten Gasfreien zeit.

Gruß Jörg
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Re: Vom Sinn eines Wärmemengenzählers im Solarkreis

Beitragvon Energiesparer230077 » Samstag 12. November 2016, 15:45

Steffen Otto hat geschrieben:Wenn ich sehe, was meine Ertragsanzeige zur Solaranlage und mein zusätzlicher Wärmemengenzähler im Solarkreis im Jahr zusammenrechnen, sage ich mir, das die Anschaffung der Thermosolaranlage nicht zu meinen besten Ideen gehörten.

Das ist keine Seltenheit. Viele STA in EFH sind oftmals unwirtschaftlich.
Solateure bauen ungern geeichte WMZ und Strahlungssensoren ein, denn dann würden viele Defizite allzu offensichtlich.

v.g.
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Re: Vom Sinn eines Wärmemengenzählers im Solarkreis

Beitragvon Axel Horn » Montag 14. November 2016, 08:49

Viele STA in EFH sind oftmals unwirtschaftlich

Im Hinblick auf die vermiedenen externen Kosten für Umweltschäden durch fossile Energien bzw. für den Ausbau von Stromnetzen und Reservekraftwerken im Vergleich zu Wärmepumpenanlagen rechnet sich Solarthermie natürlich mehr für die Allgemeinheit als für den einzelnen Betreiber. Aber bei richtiger Planung und Ausnutzung der gar nicht so schlechten Förderprogramme ist auch für den einzelnen Betreiber eine schwarze Null drin.

Solateure bauen ungern geeichte WMZ und Strahlungssensoren ein, denn dann würden viele Defizite allzu offensichtlich.

So eine Behauptung zieht die Diskussion auf Troll-Niveau. Aber ich möchte trotzdem fachlich erläutern: Geeichte Wärmemengenzähler sind teurer und lassen sich nicht so einfach mit der vorhandenen Solarregelung koppeln. Es ist besser, ein paar Prozentpunkte mehr Messtoleranz zu akzeptieren, aber den aktuellen Solarertrag per Reglerkopplung in die Logdaten und ggf. in die Fernüberwachung zu bekommen, als einmal im Jahr hochpräzise Kilowattstundenwerte abzulesen. Strahlungssensoren werden in der Solarthermie kaum noch eingesetzt, weil der Sonnenkollektor, allgemeine Wetterdaten und Webcam-Archive genügend Aufschluss über die Sonneneinstrahlung geben.
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Re: Vom Sinn eines Wärmemengenzählers im Solarkreis

Beitragvon Energiesparer230077 » Freitag 25. November 2016, 11:56

Axel Horn hat geschrieben:Viele STA in EFH sind oftmals unwirtschaftlich
Im Hinblick auf die vermiedenen externen Kosten für Umweltschäden durch fossile Energien bzw. für den Ausbau von Stromnetzen und Reservekraftwerken im Vergleich zu Wärmepumpenanlagen rechnet sich Solarthermie natürlich mehr für die Allgemeinheit als für den einzelnen Betreiber.

Das sehe ich aus wirtschaftlicher Sicht für den privaten Endnutzer deutlich anders!
Axel Horn hat geschrieben:..So eine Behauptung zieht die Diskussion auf Troll-Niveau...

Beweisen Sie mir bitte das Gegenteil mit nachvollziehbaren Messergebnissen, wo geeichte WMZ und Strahlungssensoren verwendet wurden und z.B. ein Vergleich mit den konjunktiven Erträgen von Get-Solar nachgewiesen wurden.
Es ist mir selbstverständlich klar, dass ich hiermit Ihre oberflächlichen Verkaufsaktivitäten neutlich behindere ;-)
Axel Horn hat geschrieben: Aber ich möchte trotzdem fachlich erläutern: Geeichte Wärmemengenzähler sind teurer und lassen sich nicht so einfach mit der vorhandenen Solarregelung koppeln.

Absolut nicht, es ist doch geradezu einfach und simpel!
Angst vor dem tatsächlichen Ergebnis?
Axel Horn hat geschrieben: Es ist besser, ...

Vermutlich für Sie, der Get-Solar scheinbar rechtzeitig an z.B. Hottgenroth verkauft hat und nachträglich dauerhaft davon profitieren möchte ;-)
Es ist doch ganz einfach, ich gebe Kundendaten an Sie weiter, Sie übernehmen die privatrechtliche Haftung für den wirtschaftlichen Erfolg Ihrer STA.
Damit dürfte doch Alles erklärt sein - oder nicht?

v.G.
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Re: Vom Sinn eines Wärmemengenzählers im Solarkreis

Beitragvon Axel Horn » Sonntag 27. November 2016, 00:05

Hallo v. G.

das hier ist ein Forum über Solarthermie, keines für persönliche Angriffe. Nur zur Erinnerung: der ursprüngliche Hinweis, dass Solar-Wärmemengenzähler sinnvoll sind, kam von mir.

Es ist korrekt, dass GetSolar inzwischen ein Produkt von Hottgenroth Software ist, und auch, dass ich weiterhin im Auftrag von Hottgenroth Software an diesem Programm arbeite. Dabei ist z. B. ein richtig gutes Simulationsmodell für den Solarspeicher entstanden. GetSolar ist anerkannt für Simulationsrechnungen, mit denen die Leistungsfähigkeit von Solarthermieanlagen für Zuschussanträge an das BAFA (Innovationsförderung und Förderung für Solaraktivhäuser) nachzuweisen ist.

Die realen Erträge von Solarthermieanlagen können durchaus unter denen in der Simulation liegen. Das ist ähnlich wie bei Wärmepumpenanlagen, die häufig mehr Strom verbrauchen, als bei der ursprünglichen Planung angenommen wurde. In beiden Fällen liegt es häufig daran, dass die Rücklauftemperaturen der haustechnischen Installation (Heizkreise, Warmwasserbereitung) in der Praxis höher sind als in der Theorie. Darunter leidet in vielen Fällen sogar der Brennwerteffekt von Gasbrennwertkesseln, aber da schaut halt niemand so genau hin. Das ist eben auch einer der Vorteile der Solarthermie: hier wird auf einmal auf die Anlageneffizienz als Ganzes geschaut.

Bei meinen Kunden achte ich darauf, dass sie für ihr Geld auch die bestmögliche Wirtschaftlichkeit ihrer Solarthermieanlage erwarten können. Ein privates Förderprogramm für Solarthermie, das die Dumpingpreise für in Raubbau an der Natur gewonnene Energierohstoffe ausgleicht, kann ich aber leider nicht leisten.
Axel Horn - Fachingenieur für Solarthermie - 82054 Sauerlach
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