Solarthermie im Einsatz

Im Coforum-Wiki werden Verweise auf weitere Monitoring-Reports von Solaranlagen gesammelt.

Seit Oktober 2004 betreibe ich in meinem EFH im Süden von Leipzig eine Solarthermie-Anlage mit Heizungsunterstützung. Die Anlage wurde von der Firma Solifer Freiberg projektiert und installiert.

Auf dieser Webseite informiere ich über den Betrieb der Anlage.

Aufwendungen und erwartete Einsparungen

Die folgenden Daten und Schätzungen lagen zu Betriebsbeginn Ende 2004 vor.

Investitionskosten ca. 14 000 Euro
Fördermittel ca. 4 500 Euro
erwartete Einsparung ca. 43 % Heizkosten
Amortisierung nach ca. 7 Jahren

Zusammenfassung der Auswertung

Untersuchungen gehen davon aus, dass in Mitteleuropa mit einem Jahreseintrag an Sonnenenergie von etwa 1000 kWh/m^2 zu rechnen ist. Der Wärmemengenzähler der Anlage hat 2005 einen Wärmeeintrag von etwa 320 kWh/m^2 und 2006 von etwa 335 kWh/m^2 gemessen, was einem Wirkungsgrad von gut 30 % entspricht. 2006 lag die durchschnittliche Laufzeit der Heizung in den Monaten Mai-September unter 1 % (im Mittel 7 min. pro Tag).

Zur Bestimmung der Einsparung im Gasverbrauch verwende ich als Basiswerte die durchschnittliche Gasmenge (2856 m^3 pro Jahr) sowie den um Klimaeinflüsse bereinigten durchschnittlichen Verbrauch/GTZ (0.82), berechnet jeweils aus den Werten der Jahre 1997 bis 2003.

Einsparungen

Jahr Basis Verbrauch Basis Verbrauch/GTZ finanziell in Euro
2005 21% 29% 584
2006 43% 33% 568
2007 37% 37% 719
2008 25% 29% 731

Die Spalte "Basis Verbrauch" spiegelt die absolute Einsparung wider, die durch weitere externe Faktoren (insbesondere warme Winter) beeinflusst ist, die Spalte "Basis Verbrauch/GTZ" enthält eine klimaunabhägigere, auf die Gradtagzahl normierte Einsparungsgröße.

Die letzte Spalte enthält eine grobe Abschätzung der erzielten finanziellen Einsparung, die sich aus den weiter unten zusammengestellten Jahresdaten nach der folgenden Formel ergibt:

(0.82 - a) * b * c/d - w
wobei a = Verbrauch/GTZ, (0.82 - a) also der eingesparte Verbrauch pro GTZ, b = kumulierte GTZ für das Jahr, (0.82 - a) * b also der eingesparte Verbrauch in m^3 ist, und c/d mit c = Jahresrechnung in Euro, d = Verbrauch in m^3, dies in finanzielle Ersparnis nach aktuellen Preisen umrechnet, von welcher die Wartungskosten w der Anlage von knapp 70 Euro pro Jahr abgezogen sind. Beachten Sie, dass trotz geringerer Einsparung bezogen auf den Verbrauch die finanzielle Einsparung durch wachsende Energiepreise steigt.

Einige grundsätzliche Ausführungen zur Arbeitsweise

Es handelt sich um eine Solarthermie-Anlage mit Schichtenspeicherung zur Heizungsunterstützung und Warmwasserbereitung. Die Anlage hat eine Netto-Kollektorfläche von 18 m^2 mit Südausrichtung in dachintegrierter Bauweise. Pufferspeicher, Gaskessel und Heizkreislauf bilden einen geschlossenen wartungsarmen Brauchwasserkreislauf, Warmwasser wird über einen Wärmetauscher nach dem Boilerprinzip bereitet.

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Die grobe datenmäßige Überwachung der Anlage durch mich hat sich bewährt, um Unregelmäßigkeiten im Betrieb in vernünftigen Zeithorizonten zu bemerken und abstellen zu lassen. Leider gibt es eine ganze Reihe von Abweichungen zwischen der real installierten Anlage und den mir übergebenen Projektunterlagen, insbesondere der CAD-Zeichnung, die es mir erschwert haben, mich dabei zu orientieren. Diese Fragen konnten aber im Kontakt mit der Fa. Solifer weitgehend ausgeräumt werden.

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Daten zum Betrieb der Anlage

Seit Mitte Dezember 2004 erfasse ich die Betriebsdaten mit dem Datenlogger BSDATA Bootloader BL232 und werte sie monatlich aus. Die Integration des Datenloggers in die Anlage sowie die Auswertung der Betriebsdaten bedurfte einiger Arbeit, die ich in einem separaten Bericht zusammengefasst habe.

Mit der Gradtagzahl existiert ein anerkanntes grobes Maß für den wetterabhängigen durchschnittlichen Heizbedarf, der ja neben den baulichen Gegebenheiten ganz wesentlich den Energieverbrauch bestimmt. Die Berechnung ist in einer VDI-Richtlinie 2067 (Version 1988) präzisiert. Die Gradtagzahlen sind diejenigen, welche die AGES mbH als GT20/15 für Leipzig, Station 10469, monatlich veröffentlicht.

Die Spalte "Puffer voll" gibt kumulativ die Zeit im jeweiligen Monat an, in welcher im Kollektor eine Temperatur von mehr als 110°C herrschte, weil der Pufferspeicher keine weitere Wärme abnehmen konnte (Wassertemperatur im Speicher durchgängig 95°C).

Zeitraum Gradtagzahl Eingespielte kWh
(kumulativ)		 Anteil Solarzeit Anteil Kessellaufzeit Puffer voll Ausgewählte
Betriebsdaten
an der gesamten Zeit
Jan. 2009 698 26 785 4.13 % 20.1 % -- ... mehr
Febr. 2009 533 26 969 4.83 % 17.4 % -- ... mehr
März 2009 458 27 311 10.4 % 11.2 % -- ... mehr
Apr. 2009 211 28 115 33.7 % 0.79 % -- ... mehr
Mai 2009 150 28 755 31.4 % 0.81 % 1.63 h ... mehr
Juni 2009 105 29 160 23.8 % 1.28 % -- ... mehr
Juli 2009 13 29 561 29.9 % 0.6 % -- ... mehr
Aug. 2009 5 30 060 29.6 % 0.19 % 7.67 h ... mehr
Sept. 2009 81 30 355 21.6 % 0.68 % 1.57 h ... mehr
Okt. 2009 359 30 517 9.87 % 7.25 % -- ... mehr
Nov. 2009 357 30 665 5.51 % 9.61 % -- ... mehr
Dez. 2009 613 30 716 2.21 % 17.8 % -- ... mehr
Jan. 2010 770 30 748 1.73 % 21.8 % -- ... mehr
Febr. 2010 577 30 918 6.78 % 17.6 % -- ... mehr
März 2010 470 31 391 16.7 % 9.61 % -- ... mehr
April 2010 320 32 039 27.5 % 3.80 % -- ... mehr
Mai 2010 ? 32 189 27.9 % 0.48 % -- ... mehr
Juni 2010 ? 32 634 15.5 % 2.89 % 8.87 h ... mehr

Zusammenfassende Darstellung des Betriebs der Anlage sowie des Gasverbrauchs

Alle Zahlen sind entsprechend dem Ablesezeitraum (jeweils April bis März Folgejahr) kumuliert. Die Gradtagzahlen für Leipzig wurden aus Daten des meteorologischen Instituts der Uni Leipzig (bis Apr. 2005) gewonnen bzw. der monatlichen Veröffentlichung der AGES mbH als GT20/15 für Leipzig, Station 10469, entnommen.

Jahr 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Gradtagzahl (GTZ) 3475 3563 3307 3301 3459 3771 3472 3643 3893 2952 3407 3687 3711
Verbrauch in m^3 2729 3067 3240 2672 2736 3097 2454 2477 2257 1639 1784 2139 2011
Jahresrechnung in Euro 1062 1078 1199 1378 1474 1657 1378 1419 1581 1308 1368 1922 1724
Verbrauch/GTZ 0.78 0.86 0.98 0.81 0.79 0.82 0.71 0.68 0.58 0.55 0.52 0.58 0.54
Preis/GTZ 0.31 0.30 0.36 0.42 0.43 0.44 0.40 0.39 0.41 0.44 0.40 0.52 0.46

In den letzten beiden Zeilen der Tabelle sind Verbrauch bzw. Rechnungsbetrag durch diese GTZ geteilt als zwei grob witterungsunabhängige Indikatoren. Neben der Installation der Solaranlage hat auch die Dachdämmung (Okt. 2004) sowie der Auszug meiner Kinder (Sommer 2000 und Sommer 2002) Einfluss auf die Energiebilanz.

Weitere Informationen nach Vereinbarung, tel. 0341-3338639 oder per email.

Dr. H.-G. Gräbe