Eigenbau: BLHKW, Wärmepumpe, Solar und Wind kombinieren?

  • Hallo,


    im Moment ist das Folgende eher eine abstrakte Überlegung. Da ich aber keine Erfahrungen in dem Bereich besitze würde ich gerne wissen ob ich grundsätzlich richtig liege oder mit meinen Annahmen komplett daneben und außerhalb jeder Realität liege.


    Meine Idee ist aus (relativ) preiswerten einfachen Standardkomponenten eine autarke Versorgung aufzubauen, die insgesamt relativ preiswert - ohne Solaranlage etwa in dem Bereich einer neuen Heizungsanlage - zu errichten ist. Die Kosten für die Solaranlage spielen dabei eine untergeordnete Rolle, da die Solaranlage so oder so installiert wird.


    Im Grunde stehen für die Verwirklichung ein Budget zur Verfügung das etwa dem einer normalen Heizung (ohne Installation von Flächenheizungen im Haus da diese ohnehin anfallen) entspricht. Also ca. 15 000 € - 20 000 €.


    Auf Fachleute für nahezu jedes notwendige Gewerk kann ich ebenfalls zurückgreifen.


    Im Detail


    1. Einen luftgeühlten Generator / Notstromaggregat mit einer Luft / Wasser Wärmepumpe kombinieren. Die Luft/Wasser Wärmepumpe wird so eingesetzt das diese auch ohne den Generator betrieben werden kann, beispielsweise um mit Hilfe der Solaranlage das Warmwasser im Sommer zu beheizen oder um als Kühlung zu dienen.


    Dabei würde ich folgende Eckdaten annehmen (allerdings kenne ich den Anteil Wärme Auspuff / Wäme Kühlung nicht)


    ein Generator produziert zwischen dem 3 und 4 fachen an Wärme bezogen auf das Stromprodukt
    etwa die Hälfte der Wärme wird/kann über den Auspuff an einen Abgaswärmetauscher abgeführt werden
    die andere Hälfte wird an die Umgebungsluft abgegeben und müsste von der Wärmepumpe abgeführt werden
    ein Wärmepumpe bezieht ca. 80 % ihrer Wärmeenergie aus der Umgebung


    Demnach müsste in einem idealen System (ohne Übertragungsverluste) die Wärmepumpe so dimensioniert werden


    (((elektrische Leistung * 4) / 2) / 80 ) * 100


    was bedeutet das ich eine Wärmepumpe die benötigt werden würde ca. die 2.5 fache Leistung des Generators haben müsste (wenn der Generator unter Vollast läuft). Da das Bedeuten würde das ein sehr großer Teil der erzeugten elektrischen Energie (bei einem COP für die Wärmeumpe von 4,5 wären das ca. 50 % der Gesamtenergie) in die Wärmepumpe fließen würde wäre das insgesamt zwar eine sehr gute Heizung, aber eine schlechte Alternative zur Stromerzeugung.


    Deswegen habe ich mir vorgenommen ca. 50 % der abzuführenden Energie die nicht über die Abgase bzw. einen Abgaswärmetauscher geführt wird in Form der Wärmepumpe abzuführen und 50 % auf andere Art und Weise, evtl mit Hilfe eines Luft/Wasser Wärmetauschers aber für den Anfang wohl einfach über regelbare Klappen / Ventilatoren und die Umgebungsluft.


    Fertige Komponenten wären ungefähr : (insgesamt max. 4500,00 €)


    http://www.amazon.de/Rotek-Stromerzeuger-Notstart-Automatik-GD4SS-1A-6000-EBZ-ATS-1-phasig/dp/B0114VXJKQ/


    oder


    http://www.amazon.de/Michl-Luft--Wasser-W%C3%A4rmepumpe-split-16/dp/B00LSJXWG6/


    http://www.amazon.de/Michl-Luf…e-split-16/dp/B00LSJXWG6/


    bzw. bei geringeren Anteil an abzuführender Energie


    http://www.amazon.de/Michl-Luf…e-split-kW/dp/B00LSI6YNU/


    Für Installation, Umbauten etc. würde ich nochmal ca. 2500 € veranschlagen.


    2. Großzügig dimensionierte Warmwasserspeicher, relativ klein dimensionierter Stromspeicher


    Durch die Wärmepumpe erspare ich es mir auch zwei unterschiedliche Systeme (Wassererwärmung und PV) auf dem Dach zu installieren und kann alles mit PV vollklatschen. Das heißt ich habe eine effektive Nutzung auch bei diffusen Sonnenlicht was im Winter ja durchaus eine Rolle spielt.


    Wärme (und Strom) habe ich im Sommer zu genüge. Da ich möglichst viel selbst verwenden will würde ich die im Sommer die elektrische Energie die ich selbst nicht verbrauche durch die Wärempumpe in Warmwasser verwandeln. Wenn ich elektrische Geräte verwende an denen ich Warmwasser einspeisen kann - wie beispielsweise Waschmaschine und Geschirspüler - dann hat das zumindest indirekt auch einen Einfluss auf meinem Stromverbrauch.


    Bleiben die Nacht und der Winter. Im Winter wird meine Solaranlage wahrscheinlich zu wenig Strom produzieren und heizen will ich auch noch. Damit ich nicht immer wenn ein Verbraucher ein wenig Energie braucht den Generator anwerfen muss sollte dieser über eine Batterie laufen, andererseits, wenn der Generator anspringt dann sollte dieser möglichst lang laufen um insgesamt entlastet zu werden. Bei der Solaranlage werde ich ohnehin einen Batteriewechselrichter installieren.


    Die zusätzliche Batterie hätte wahrscheinlich rund 3 kwh. Damit kann ich den Generator ca. vier Stunden bei 50 % betreiben (nicht vergessen ich führe Strom in die Wärmepumpe ab), was so glaube ich, eine ganz ordentliche Schaltzeit ist.


    http://www.mg-solar-shop.de/We…hter/SMA-Sunny-Island-SI/


    Wärmespeicher ca. 3000-4000 €
    Batteriespeicher ca. 3000 €


    Installationsaufwand ca. 1500 €


    Gesamt : 15 000 € + X


    3. Mögliche weitere Optionen.


    Ich habe auch daran gedacht ein kleines Windrad (BLACK 300) zu der Anlage zu kombinieren. Die Idee dahinter ist das dann häufig in der Nacht, insbesondere im Herbst und im Frühlich, unter Umständen (da geringer Energieverbrauch und die Wärmespeicher vom Tag voll)
    gar kein Generatorbetrieb nötig wäre.


    Wie gesagt bis jetzt ist das sehr abstrakt und ich werde mich auch noch schlau machen, aber es wäre nett wenn mir der eine oder andere seine Meinung - insbesondere im Bezug darauf ob meine Überlegungen überhaupt realistisch sind - sagen könnte.


    Danke


    cu Ha-Jö

  • Moin,


    Deine 3. Varianten sind ja schon recht Detailiert ausgedacht. Mich würde aber noch der Grund Deiner Überlegungen Interessieren, hast Du einen rein wirtschaftlichen Antrieb oder steht der Umweltschutz im Vordergrund oder .......??
    Was auch noch von Bedeutung ist sind die Eckdaten/Verbräuche Deines Gebäudes.


    Grüße

  • >> Mich würde aber noch der Grund Deiner Überlegungen Interessieren, hast Du einen rein wirtschaftlichen Antrieb oder steht der Umweltschutz im Vordergrund oder .......??


    Eigentlich ein wenig von allem. Demnächst werde ich ein Haus bauen (es steht also noch nicht und ich habe durchaus Gestaltungspielraum) und muss überlegen wie ich die Systeme dort gestalte.


    Wirtschaftliche Überlegungen


    Wir haben einen 3 Personen Haushalt, da es wahrscheinlich ist das ich das Haus irgendwann vermiete gehe ich aber von einem 4 Personen Haushalt aus. Der durchschnittliche Stromverbrauch beträgt damit rund 4400 kwh. Dabei liegt der Stromverbrauch im Winterhalbjahr 15 - 20 % über dem Sommer, also im Winter etwa 390 kwh / Monat im Sommer etw. 340 kwh.


    Zumindest in der Theorie könnte ich alleine mit dem Generator bei rund 6-8 Stunden Betrieb bei rund 60 % Last den Strom den ich benötige selbst erzeugen (Natürlich geht das nicht ganz da 5-6 kw etwas wenig sind wenn Herd und Spülmaschine laufen). Würde ich vollversteuerten Diesel tanken, dann läge ich bei max. 2 l Verbrauch pro Stunde bei ca. 14 € / Tag oder bei 435 € im Monat. Für Strom _und_ Warmwasser ist das eigentlich nicht schlecht.


    Natürlich sind da noch keine Wartungskosten drin, oder die Möglichkeit das ich das eine oder andere Teil im Laufe der Zeit austauschen muss, aber dafür habe ich ja den normalen Dieselpreis * gerechnet und die Stromertrag der PV Anlage noch gar nicht berücksichtigt. Eigentlich sollte ich mit viel, viel weniger auskommen, auch wenn ich durch die Zusammenstellung unter Umständen auf verschiedene Förderungen und/oder Steuerermäßigungen verzichte.


    Andere Überlegungen


    Der wichtigste Grund ist eigentlich eine Beobachtung die ich im Laufe der letzten Jahre immer wieder machte. Ich beschäftige mich die letzten zwei Jahren mehr oder weniger konkret damit entweder ein altes Haus zu kaufen oder ein neues zu bauen. Auch wenn diese Entscheidung jetzt gefallen ist stand bei jedem potientellen Objekt immer auch die Frage der Heizungserneuerung an. Wenn man sich die Kosten der Heizungen ansieht stellt man verwundert fest das so etwas - auf den ersten Blick - Simples wie ein "Ding das Öl verbrennt" um die 10000 € kostet, da kommt aber noch Kosten für den Kessel etc. hinzu. Die meiste Optimierung - und damit der Größte Teil der Kosten - der Hersteller fließt dabei - naturgemäß - in die Reduzierung von Verlusten.


    Man versucht das allerletzte an Effizienz aus einem Brenner, Motor, Kühlung oder was auch immer zu holen obwohl jeder technisch halbwegs versierte Mensch weiß das - in etwa - die letzten 20 % Optimierung 80 % der Kosten verursachen. Meine Überlegung geht also dahin das es evtl. klüger wäre nicht alles bis zum geht nicht mehr zu optmieren - und dadurch in aller Regel auch die Wartbarkeit zu nichte zu machen - und stattdessen lieber Alternativen sucht.


    Persönliche Gründe


    Ich hatte - vor langer Zeit - eine sehr ideelle und engagierte Einstellungen zu vielen Themen die mit Umweltschutz zu tun haben. Auch wenn ich heute wesentlich nüchterner bin - was eine Folge der Ernüchterung ist die meine Arbeit mit sich bringt - meine Firma beschäftig sich im Wesentlichen mit der Sammlung, dem Transport aber auch der Aufarbeitung von gefährlichen und ungefährlichen Abfällen * - versuche ich doch alles was ich anpacke so ressourceneffektiv wei möglich zu machen und dabei alles so einfach wie möglich zu halten. Außerdem tüftel ich gerne und freue ich mich wie ein Schneekönig wenn ich mir selbst beweisen kann das durchaus komplexe Ideen nicht nur in der Theorie funktionieren. Wenn ich dabei ein wenig Geld verbrenne dann ist das meist nicht so schlimm da ich am Ende fast immer einen Vorteil aus solchen Überlegungen ziehen konnte.


    Zum Haus


    Das Haus wird in unmittelbare Nachbarschaft zu zwei Hallen stehen die ebenfalls meiner Fa. gehören. Die eine Halle hat eine Grund / Dachfläche von ca. 450 qm, die andere eine nutzbare Dachfläche von ca. 160 qm. Daneben steht ein Haus - welches meinem Vater gehärt - mit einer Dachfläche von ebenfall etwa 140 qm von denen die Hälfte nach Südosten ausgerichtet ist. Es wäre auch eine Überlegung wert evtl. die gesamte Dachfläche zu nutzen um eine Solaranlage zu bauen und ein etwas größeres BLHK zu errichten um die Halle im Winter mit zu heizen. Wie gesagt im Moment ist alles noch etwas abstract.


    cu Ha-Jö

  • Moin,


    ok Deine Intentionen sind soweit klar.


    Demnächst werde ich ein Haus bauen

    Neue Wohngebäude müssen Energiestandards entsprechen, damit scheidet in den meisten Fällen ein BHKW aus da die verbrauchten Energiemengen zu gering sind und sich ein BHKW dadurch nicht rechnen kann.
    Technologien wie Wärmepumpe ( vorzugsweise Wasser-Wasser ) PV, kontrollierte Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung etc. und für den Wohlfühlfaktor evt. ein Holzofen wären imho die erste Wahl für ein solches gebäude.


    da es wahrscheinlich ist das ich das Haus irgendwann vermiete

    hier schrillen bei mir alle Alarmglocken ! Dort wo Vermietung beginnt endet definitiv das basteln.
    Mieter haben in letzter Zeit so viele einklagbare Rechte erhalten das sich ein Vermieter was zb. Heizung und Warmwasserversorgung betrifft doppelt und dreifach absichern sollte. Auf jedenfall aber - auch Versicherungstechnisch - muß immer ein Fachahandwerker verklagbar sein.



    Zumindest in der Theorie könnte ich alleine mit dem Generator bei rund 6-8 Stunden Betrieb bei rund 60 % Last den Strom den ich benötige selbst erzeugen (Natürlich geht das nicht ganz da 5-6 kw etwas wenig sind wenn Herd und Spülmaschine laufen).

    Ich weis nicht ob ich den Gedankengang richtig interpretiere. Fakt ist das Strom immer gleichzeitig "erzeugt" und "verbraucht" werden kann. Wenn der Generator 8h läuft kannst Du auch nur den Strom selbst erzeugen der wären dieser 8h verbraucht wird. Die restlichen 16h beziehst Du definitiv Strom aus dem Netz. Da wird nichts verrechnet!!


    meine Firma beschäftig sich im Wesentlichen mit der Sammlung, dem Transport aber auch der Aufarbeitung von gefährlichen und ungefährlichen Abfällen

    Ich lese zwischen den Zeilen das Dein Dieselaggregat nicht nur Diesel zum saufen bekommen würde .||.


    Deine letzten Gedanken - ein kleines Nahwärmenetz mit Solar und BHKW - zu erstellen um Wohngebäude und Hallen zu beheizen entspricht eher meinem Verständniss einer sauberen und effizienten Lösung.


    Grüße

  • ok Deine Intentionen sind soweit klar.

    Bei ein paar Dingen scheinen wir noch aneinander vorbei zu laufen aber das wird sich schon noch einpendeln.


    Ich bitte Dich mir zu vergeben das ich Dich nicht in der Reihenfolge zitiere in der Du geschrieben hast, sondern ein wenig umsortiert habe.


    Neue Wohngebäude müssen Energiestandards entsprechen, damit scheidet in den meisten Fällen ein BHKW aus da die verbrauchten Energiemengen zu gering sind und sich ein BHKW dadurch nicht rechnen kann.

    Die meisten Kosten/Nutzen Betrachtungen die ich gesehen habe gehen davon aus das ein BHKW entweder zusätzlich zu einer bestehenden Anlage errichtet wird, oder eine bestimmte Größe erreicht oder sehr teuer ist. Ich will ja keine Anlage ergänzen, die Anlage - und zwar alle im Eingangsposting genannten Punkte und nicht nur das BHKW - ersetzen die herkömliche Heizung und sollten ungefähr zu den gleichen Kosten gebaut werden können (PV extra). Wenn mir das gelingt - ich bitte Dich mit Deiner Kritik die Dir sicher jetzt durch den Kopf schießt noch einen Moment zurückzuhalten - muss ich nur die Mehrkosten gegeüber einer konventionellen Heizung verrechnen und dann sieht die Kosten/Nutzen Rechnung recht gut aus.


    Fakt ist das Strom immer gleichzeitig "erzeugt" und "verbraucht" werden kann. Wenn der Generator 8h läuft kannst Du auch nur den Strom selbst erzeugen der wären dieser 8h verbraucht wird.

    Deshalb hatte ich die Anlage ja auch aus Solarzellen, einen relativ kleinen Batteriespeicher einer Wärmepumpe, einen _großen_ Wasserspeicher einem BHKW und möglicherweise einem kleinen Windrad zusammengesetzt.


    Die Speicher (sowohl Wasser wie auch Strom) haben ja gerade den Sinn den Verbrauch unabhängiger von der Erzeugung zu machen. Der große Wasserspeicher dient ja auch dazu im Notfall - also wenn Strom benötigt wird aber gerade keine Wärme - das BHKW weiterlaufen zu lassen. Ebenso dient er dazu im Sommer wenn ein Überschuss von der PV Anlage zu erwarten ist, den nicht durch die Batterie gespeicherten Strom in Warmwasser zu verwandeln.


    Die Kopplung unterschiedlicher Komponenten und Prizipien, denen teilweise auch noch unterschiedliche Aufgaben zu gedacht sind (z.B. Wärmepumpe zur Wärmeerzeugung und gleichzeitig als Kühlung des BHKWS, oder zur Wärmeerzeugung in den Speichern um den zuviel erzeugten Strom von den Solarzellen aufzufangen) dient ebenfalls dazu eine höhere Unabhängigkeit zu erreichen. Gleiches gilt für gewollte Redundanzen, Komponenten die grundsätzlich die gleiche Aufgabe haben, also Solarzellen, Wind und BHKW auf der Stromseite, Wärmepumpe und BHKW (und falls das noch nicht ausreicht ein wasserführender Pelletofen fürs Wohnzimmer) auf der Wärmeseite.


    Jetzt wäre der richtige Zeitpunkt für Kritik


    Ich lese zwischen den Zeilen das Dein Dieselaggregat nicht nur Diesel zum saufen bekommen würde

    Das lohnt nicht wirklich und das "schwarz" zu betreiben wäre für mich existenzgefährdend. Eine Umweltstraftat (für die Verfeuerung von Abfällen ist eine Genehmigung nach BImSchG notwendig) würde über kurz oder lang bedeuten das ich meinen eigenen Betrieb nicht mehr führen darf.


    Tatsache ist - ich betreibe ein im öffentlichen Verfahren nach BImSCHG genehmigtes Abfall/Sonderabfallager in der auch eine genehmigte Anlage, mit der ich Öle reinigen (nicht nur filtern sondern auch Fettsäuren anpassen usw.) und/oder Biodiesel aus pflanzlichen oder tierischen Fetten herstellen kann vorhanden ist. Die Anlage ist für 2000 l - 4000 l ( entweder 2000 l Öl reinigen und umestern, oder 4000 l gereinigtes Öl umestern) täglich ausgelegt und damit relativ klein. Wir haben diese Anlage mal testweise verwendet um unsere Fahrzeuge mit Biodiesel zu versorgen. Das lohnt aber nicht mehr - zumindest wenn man die Energiesteuer abführt. Die Anlage ist fast ungebraucht und vollautomatisch - wenn Sie jemand kaufen will können wir gerne darüber reden - aber ich denke mal das sich da niemand findet. Der Diesel und auch das gereinigte ÖL das hinten rauskommt hat aber prinzipiell die Einstufung als Produkt, also wäre das damit befeuerte BHKW auch ohne BImSchG Genehmigung legal und die Energiesteuer vorher schon abgeführt.


    Andererseits hat diese Anlage viele Komponenten die ich in diesem Projekt über kurz oder lang verwenden kann.


    Dort wo Vermietung beginnt endet definitiv das basteln.



    Die Unterschiede zwischen basteln und professionell sind fließend. Im Moment habe ich lediglich die Idee, auch wenn ich in diesem Bereich maximal über schlechtes Halbwissen verfüge, weswegen ich mich ja auch schlau mache, das es eigentlich möglich sein müsste, etwa zu den Kosten einer konventionellen Heizung, und dem Verzicht diese Heizung zu errichten, etwas hinzubekommen das zusammen mit einer bestehenden Solaranlage Autonomie verspricht und mittelfristig auch ordentliche Einsparungen. Das ich dafür derzeit "Baumarktkomponenten" andenke liegt einfach daran das diese günstig sind, einfach zu bekommen, leicht zu ersetzen und von mir in ähnlicher Qualität - und unter Anrechnung meiner Arbeitszeit - sicher nicht verwirklicht werden könnten. Wenn ich mal ein prinzipiell funktionierendes System hätte - und damit den positiven Beweis das mein grundsätzlicher Gedankengang richtig ist - würde die Arbeit/der Spaß je erst wirklich beginnen.



    cu Ha-Jö

  • Moin


    Ja, ich halte das Projekt für machbar. Verschiedene Wärme- und Stromerzeuger um zwei Speicher zu gruppieren und damit mehrere Gebäude mit Strom/Wärme/Kühlung zu versorgen ist eine sehr gute Idee. Technisch sicher mit einigen Tücken behaftet aber Lösbar.
    Ob es sich finanziell rechnet ist eben in der Hauptsache vom Energiebedarf der zu versorgenden Gebäude ( dem Einsparpotential ) abhängig - deshalb der Hinweis auf die aktuellen Vorschriften zu Neubauten.
    Ab 01.01.2016 gilt die Enev mit 25%tigen Abschlägen zb. auf Transmissionsverluste und neue Primärenergiefaktoren!!! Klick


    Worauf ich hinaus will - ein Eigenheim in dem bereits eine aktuelle Brennwerttherme mit 16KW zu 300% überdimensioniert wäre würde niemals die Mehrkosten einer KWK Anlage einspielen können!


    Um ein Gefühl dafür zu bekommen wäre es schön wenn Du mal ein paar Planungsdaten zum Gebäude nennen könntest und evt auch zu den Möglicherweise mit zu versorgenden Hallen.


    Im übrigen hab ich kein Problem mit Treibstoffen welche aus Altpöl oder sonstigen Reststoffen hergestellt werden. Leider kommt es aber immer wieder vor das Fragesteller weder Umwelt- noch Steuerrechtliche Sachverhalte zu diesen Stoffen kennen(wollen), dann muß ich in aller Regel als Bedenkenträger auftreten. Du kennst Dich hingegen damit aus also alles tacko.


    Grüße


    PS: hier kommt doch noch (konstruktive) Kritik - ein (Klein)Windrad wird niemals seine Kosten einspielen können dafür sind die Dinger viel zu teuer. Ein Black 300 wird mit ca. 100kWh p.a. angegeben ( je nach Standort 50-150kWh ) Also 25€ p.a. bei einem Kaufpreis um die 1000€, da liegt der ROI weit hinterm Horizont .