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Solar-Energie
Solarthermie / Photovoltaik

Thermische Sonnenenergie-Nutzung

2007 haben wir uns entschlossen, nach diversen Sparmaßnahmen am Haus (Dämmung, Fenster, Brauchwasser-Zirkulation), die Ölrechnung auch mit Hilfe der Solarenergie zu reduzieren.
Je näher wir uns mit dem konkreten Plan im Juli 2007 auseinandersetzten, desto komplexer erschien es nun. Viele Fragen waren zu klären:
- Wie ist die bestehende Ölheizung (10 Jahre alt) einzubinden, oder gar auszutauschen?
- Reine Trinkwasser-Erwärmung (für 3 Personen) oder auch Heizungsunterstützung (für Wohnfläche 140 qm)?
- Art der Kollektoren (Flach-/ Röhrenkollektor)?
- Speichergröße
- Art der Trinkwassererwärmung (Speicher-im-Speicher, Durchflußerwärmung)
- Systementscheidung (Anlage mit Glykol oder Wasser)

Wir haben uns für eine "große" Lösung entschieden: Zentraler 650 Liter-Speicher mit innenliegendem Speicher für Trinkwasser, 10 qm Röhrenkollektoren von Paradigma, Speicherflüssigkeit Wasser (kein Glykol!) und Heizungsunterstützung. Der zentrale Speicher wird damit je nach Angebot bevorzugt von der Sonne erwärmt, sonst von der Ölheizung. In der weiter unten gezeigten Grafik ist der deutliche Rückgang des Ölverbrauchs sichtbar. Durch diese Anlage werden etwa 1.000 Liter Heizöl im Jahr eingespart - etwa 450 Liter durch Sonneneinstralung, und etwa 550 Liter durch effizienteren Betrieb des Ölbrenners (durch den wesentlich größeren Wärmespeicher).

Die Rentabilität der Investition ergibt sich durch:
- Brennstoffeinsparung
- Längere Haltbarkeit der Ölheizung
- Weniger Heizungswartung
- Geringere Schornsteinfegerkosten
- Eingesparte Stromkosten bei Wäsche und Geschirr

 
Die Entscheidung fiel zugunsten einer Solaranlage von Paradigma,

Rangliste - Erträge in kWh pro Jahr:
Jahr
 kWh
 % vom Mittelwert
2018
 4892
 109,5
2020
 4873
 109,0
2009
 4760
 106,5
2008
 4606
2014
 4591
 102,7
Mittelwert 2008-2021
 4469
 (-16 gg. Vorjahr)
2011
 4433
 99,2
2015
 4429
2019
 4407
2013
 4359
2010
 4336
2016
 4296
2021
 4250
 95,1
2012
 4176
2017
 4153
 92,9



Erträge in kWh (pro Tag je Dekade/Monat/Jahr und Monats-/Jahressumme):
Jahr
 Drittel
 Jan.
 Feb.
 März
 Apr.
 Mai
 Juni
 Juli
 Aug.
 Sep.
 Okt.
 Nov.
 Dez.
 Gesamt
2007
 1-10







19,7
 12,8
 5,0
 2,1
11-20







12,1
 13,1
 6,1
 1,0
21-31






15,1
 9,5
 7,3
 6,0
 1,3
Summe






253
 413
 339
 171
 45
 1458
pro Tag






15,8
 13,8
 10,9
 5,7
 1,5
 10,6
2008
 1-10
 1,6
 9,3
 10,0
 13,9
 32,1
 26,2
 16,4
 16,6
 15,6
 11,2
 3,3
 2,2
11-20
 2,5
 8,3
 10,4
 13,8
 28,6
 19,3
 13,4
 15,1
 18,0
 8,6
 3,2
 2,2
21-31
 1,9
 5,2
 13,5
 24,2
 25,1
 20,7
 25,5
 12,4
 10,9
 6,7
 3,0
 2,0
Summe
 62
 223
 353
 519
 883
 662
 579
 453
 445
 272
 95
 66
 4606
pro Tag
 2,0
 7,7
 11,4
 17,3
 28,5
 22,1
 18,7
 14,6
 14,8
 8,8
 3,2
 2,1
 12,6
2009
 1-10
 6,9
 2,5
 4,6
 23,9
 20,7
 17,7
 20,0
 21,4
 17,1
 10,7
 0,7
 2,9
11-20
 2,3
 7,2
 13,5
 31,8
 22,0
 17,7
 18,2
 23,2
 21,2
 13,8
 2,8
 2,1
21-31
 3,5
 4,5
 10,0
 22,3
 26,2
 19,5
 20,3
 18,3
 12,8
 3,6
 0,8
 1,2
Summe
 131
 133
 291
 780
 722
 549
 605
 647
 511
 285
 43
 63
 4760
pro Tag
 4,2
 4,8
 9,4
 26,0
 23,3
 18,3
 19,5
 20,9
 17,0
 9,2
 1,4
 2,0
 13,0
2010
 1-10
 0,6
 2,6
 14,5
 17,7
 12,2
 21,7
 25,1
 16,2
 16,4
 16,9
 3,6
 1,3
11-20
 0,5
 5,8
 5,9
 24,3
 15,3
 18,0
 23,6
 14,5
 9,3
 12,4
 2,3
 0,5
21-31
 4,8
 3,1
 16,1
 22,6
 20,9
 27,5
 15,9
 14,4
 13,1
 7,0
 2,7
 2,0
Summe
 59
 110
 382
 646
 484 672
 662 451 388
 356
 86
 40
 4336
pro Tag
 1,9
 3,9
 12,3
 21,5
 15,6
 22,4
 21,4
 14,5
 12,9
 11,5
 2,9
 1,3
 11,9
2011 1-10
 2,6
 3,6
 12,5
 15,8
 27,4
 22,2
 15,5
 13,8
 13,0
 10,0
 2,3
 0,8
11-20
 1,4
 4,8
 10,2
 24,3
 12,7
 16,5
 16,9
 12,5
 12,0
 15,9
 4,1
 1,7
21-31
 3,0
 12,3
 20,6
 28,0
 19,1
 18,2
 11,4
 16,7
 19,9
 10,4
 4,4
 2,0
Summe
 74
 182
 453 681
 611
 569 449
 437
 449
 373
 108
 47
 4433
pro Tag
 2,4
 6,5
 14,6
 22,7
19,7
 19,0
 14,5
 14,1
 15,0
 12,0
 3,6
 1,5
 12,1
2012
 1-10
 1,9
 11,9
 9,2
 11,4
 15,6
 15,5
 16,2
 14,9
 16,0
 10,3
 5,6
 1,6
11-20
 4,2
 6,4
 7,9
 16,8
 17,2
 16,3
 14,6
 26,4
 12,4
 9,7
 4,7
 1,1
21-31
 5,6
 4,9
 19,3
 14,6
 24,9
 15,6
 21,0
 14,4
 9,4
 6,3
 4,1
 1,0
Summe
 123
 227
 383
 428
 602
 474
 539
 574 378
 269 144
 38
 4176
pro Tag
 4,0
 7,8
 12,4
 14,3
 19,4
 15,8
 17,4
 18,4 12,6
 8,7
 4,8
 1,2
 11,4
2013
 1-10
 0,4
 3,4
 11,5
 18,8
 23,2
 26,4
 22,8
 20,6
 10,5
 13,4
 5,7
 1,1
11-20
 1,8
 4,8
 12,1
 15,9
 13,1
 19,5
 23,5
 14,3
 11,9
 7,4
 4,8
 0,4
21-31
 2,4
 4,8
 18,5
 17,1
 11,4
 10,1
 23,6
 22,6
 12,8
 7,8
 6,8
 2,9
Summe
 48
 120
 440
 518
 488
 560
 722
 598
 352
 294
 173
 46
 4359
pro Tag
 1,5
 4,3
 14,2
 17,3
 15,7
 18,7
 23,3
 19,3
 11,7
 9,5 5,8
 1,5
 11,9
2014 1-10
 1,7
 6,7
 17,3
 8,7
 13,0
 24,0
 20,4
 19,0
 16,6
 12,1
 8,6
 1,6
11-20
 1,7
 7,5
 14,5
 22,3
 19,2
 18,0
 20,7
 13,5
 19,9
 6,5
 2,5
 0,9
21-31
 2,5
 12,8
 15,2
 19,0
 21,9
 17,9
 21,8
 17,9
 12,7
 6,9
 3,0
 2,6
Summe
 62
 244 485
 500
 562 601
 650
 521
 492 280
 141
 53
 4591
pro Tag
 2,0
 8,7
 15,6
 16,7
 18,1 20,0
 21,0
 16,8
 16,4
 9,0
 4,7
 1,7
 12,6
2015
 1-10
 2,4
 4,7
 11,3
 22,9
 18,9
 21,0
 19,8
 23,0
 17,0
 13,3
 4,9
 2,9
11-20
 2,6
 5,5
 15,3
 23,2
 15,7
 16,6
 17,5
 14,5
 9,0
 6,5
 2,4
 1,5
21-31
 1,9
 6,8
 10,4
 20,3
 18,1
 18,5
 16,1
 18,9
 15,9
 9,5
 3,6
 2,4
Summe
 71
 166
 381
 664
 553
 561
 550
 583
 419
 302
 109
 70
 4429
pro Tag
 2,3
 5,9
 12,3
 22,1
 17,8
 18,7
 17,7
 18,8
 14,0
 9,7
 3,6
 2,3
 12,1
2016
 1-10
 0,6
 2,0
 7,2
 16,4
 30,1
 27,4
 16,3
 17,2
 19,3
 10,7
 3,1
 3,1
11-20
 1,4
 6,0
 10,9
 15,6
 20,8
 15,2
 15,5
 15,9
 19,9
 3,6
 5,0
 0,2
21-31
 2,8
 8,7
 10,3
 14,0
 14,7
 17,4
 20,5
 22,0
 16,1
 3,5
 6,2
 3,5
Summe
 51
 158
 294
 460
 667
 600
 544
 573
 553
 182
 143
 71
 4296
pro Tag
 1,6
 5,7
 9,5
 15,3
 21,5
 20,0
 17,5
 18,5
 18,3

 5,9
 4,8
 2,3
 11,7
2017
 1-10
 3,7
 2,3
 5,8
 18,2
 15,9
 19,0
 18,9
 16,8
 14,3
 8,9
 4,5
 1,0
11-20
 4,5
 6,5
 11,1
 14,2
 19,7
 22,0
 17,3
 15,5
 13,9
 9,9
 4,8
 3,0
21-31
 4,0
 5,8
 19,9
 14,9
 25,5
 15,5
 14,7
 10,9
 9,0
 5,4
 0,5
 1,2
Summe
 126
 134
 388
 473
 637
 565
 524
 536
 372
 247
 98
 53
 4153
pro Tag
 4,1
 4,8
 12,5
 15,8
 20,5
 18,8
 16,9
 17,3
 12,4
 8,0 3,3
 1,7
 11,4
2018
 1-10
 3,6
 9,1
 14,5
 18,8
 26,2
 18,1
 23,8
 22,5
 15,7
 15,9
 6,4
 1,8
11-20
 1,4
 11,6
 13,9
 17,1
 21,7
 17,1
 22,3
 14,4
 18,6
 16,5
 6,3
 1,2
21-31
 1,5
 12,0
 7,1
 16,5
 27,7
 18,7
 24,7
 15,7
 13,0
 6,0
 2,0
 0,9
Summe
 66
 303
 352
 524
 784
 539
 733
 542
 473
 390
 147
 39
 4892
pro Tag
 2,1
 10,8
 11,4
 17,5
 25,3
 18,0
 23,6
 17,5
 15,8
 12,6
 4,9
 1,3
 13,4
2019
 1-10
 2,7
 2,4
 5,0
 19,5
 15,0
 19,6
 12,7
 14,7
 13,1
 11,0
 4,8
 2,1
11-20
 3,8
 12,2
 5,2
 22,8
 24,4
 18,9
 15,1
 14,6
 13,2
 5,2
 3,1
 2,6
21-31
 2,3
 15,0
 12,8
 23,9
 13,9
 25,1
 23,7
 24,6
 13,0
 10,7
 3,5
 2,4
Summe
 90
 266
 243
 662
 547
 636
 539
 564
 393
 280
 114
 73
 4407
pro Tag
 2,9
 9,5
 7,8
 22,1
 17,6
 21,2
 17,4
 18,2
 13,1
 9,0
 3,8
 2,4
 12,1
2020
 1-10
 0,3
 3,6
 8,0
 23,5
 23,2
 22,1
 11,2
 25,1
 15,3
 8,8
 7,7
 0,1
11-20
 4,2
 4,1
 13,3
 28,1
 17,2
 19,2
 23,0
 25,5
 23,1
 8,8
 3,7
 2,6
21-31
 1,2
 5,6
 26,5
 23,0
 21,8
 24,8
 16,6
 14,0
 14,2
 4,5
 3,5
 1,8
Summe
 58
 127
 504
 746
 644
 661
 525
 660
 526
 226
 149
 47
 4873
pro Tag
 1,9
 4,4
 16,3
 24,9
 20,8
 22,0
 16,9
 21,3
 17,5
 7,3
 5,0
 1,5
 13,3
2021
 1-10
 0,5
 0,8
 10,7
 11,3
 15,4
 21,6
 16,6
 15,5
 19,2
 13,6
 5,5
 1,5
11-20
 2,5
 12,1
 7,5
 21,2
 11,3
 27,1
 21,2
 13,8
 8,5
 7,4
 0,0
 1,9
21-31
 5,5
 13,0
 16,2
 22,3
 16,5
 18,4
 19,1
 13,9
 12,3
 8,9
 3,3
 3,2
Summe
 90
 233
 360
 548
 449
 671
 588
 446
 400
 308
 88
 69
 4250
pro Tag
 2,9
 8,3
 11,6
 18,0
 14,5
 22,4
 19,0
 14,4
 13,3
 9,9
 2,9
 2,2
 11,6
2022
 1-10
 2,1
 3,7
 20,2
 12,9
 24,4







11-20
 2,5
 4,9
 19,4
 26,3








21-31
 2,8
 13,6
 19,7
 26,1








Summe
 77
 195
 613
 653
 244






1782
pro Tag
 2,5
 7,0
 19,8
 21,8
 24,4






13,7
2023
 1-10












11-20












21-31












Summe












pro Tag















Sonnendeklination
 Tagesschnitt kWh/d (2008 - 2021)
+23,5 bis +20 Grad
 19,5 (+0,1) [davor -0,1]
+19,99 bis +10 Grad
 18,6 (-0,1) [davor +0,1]
+9,99 bis 0 Grad
 16,9 (+0,4) [davor 0,0]
-0,01 bis -9,99 Grad
 10,6 (-0,1) [davor -0,1]
-10 bis -19,99 Grad
 5,1 (0,0) [davor 0,0]
-20 bis -23,5 Grad
 2,2 (0,0) [davor 0,0]





      
Steuerung                             Speicher                         Röhrenkollektor

15.08.2007
Gegen 17 Uhr war es soweit: die Sonnenschutzfolie wurde abgezogen, und das "Sonnenöl" kann in den Speicher wandern. Flugs schnellte die Temperatur von 25 Grad Umgebungstemperatur auf 70 Grad hoch, und das bei nur noch schräg einfallender Strahlung und bedecktem Himmel! Die Steuerung läuft heute abend nur provisorisch, morgen soll die Feinjustierung erfolgen. So wird uns heute der Ölbrenner noch einmal Wärme spenden, und ab morgen hoffentlich für viele Wochen nur noch die Sonne.
Um 18:45 Uhr haben die Kollektoren immer noch 56 Grad.
Tagesgewinn 1 kWh


Gesamtansicht, jetzt ohne Schutzfolie

14.08.2007
In den vergangenen zwei Wochen haben wir mehrere Angebote eingeholt, und uns nach vielen Fragen und Gesprächen für eine Anlage von Paradigma entschieden. Gerstern wurden die meisten Teile angeliefert, und heute begann die Installation mit Aufstellung der Solarkollektoren und des Speichers und der Vorbereitung der "alten" Ölheizung (Wolf, 1996).

Zum ausgewählten System (9,8 qm Röhrenkollektor, 650 Liter Speicher, Heizungsunterstützung):
anders als es mir bisher bekannt war, gibt es seit einigen Jahren auch Anlagen, die im Kollektor von normalem Wasser durchströmt werden. Die Vorteile gegenüber den sonst verwendeten Wasser/Glykol-Mischungen sind: hohe Fließfähigkeit (weniger Pumpenarbeit), größere Wärmespeicherfähigkeit, geringerer Verschleiß an Dichtungen und Ventilen, geringere Kosten, kein Wärmetauscher notwendig. Nachteil: Werden Minusgrade gemessen, wird ein wenig Wasser in die Kollektoren gepumpt; im durchschnittlichen norddeutschen Winter sind das insgesamt etwa 30 kWh ( = 3 Liter Öl) an Wärme, was überraschend wenig ist, aber sich durch die sehr gute Isolierung der evakuierten Röhren erklären lässt.

            
Gesamtansicht                                                  Aufständerung der Kollektoren          Dachdurchgang                     Speicherdämmung


PV Photovoltaik

Zwei Verfahren der Erzeugung und Nutzung elektrischer Energie aus solarer Strahlung beherrschen bisher den Markt für private Anlagen: Einspeisung gegen Vergütung oder eine Inselanlage zur Eigen-Versorgung. Die Preise für Solarmodule sind immer günstiger geworden, die Einspeisevergütung sinkt ebenfalls Monat für Monat (Januar 2021: 8,16 ct/kWh für Anlagen < 10 kWp) - so sind sogar Systeme mit Batteriespeichern wirtschaftlich geworden. Je nach Systemgröße lassen sich Preise für den selbst erzeugten Strom unterhalb der Preise der Energieversorger realisieren.
Bei der Lösung mit Einspeisevergütung ist zusätzlicher Verwaltungsaufwand zu leisten: Gewerbeanmeldung, ggf. Mehrwertsteuer-Abrechnung, Abschreibungen, Gewinn- und Verlustrechnung, Rechnungserstellung an den Netzbetreiber, etc.

Die kleine Lösung: Balkon- oder Steckdosen-PV-Anlage
2020 wollte ich die Kohlendioxid-Bilanz meines Haushaltes weiter verbessern und einen Teil der Elektrizität selbst erzeugen. Nachfragen bei mehreren lokalen Betrieben nach einer etwa 3 kWp großen Anlage blieben unbeantwortet oder wurden sogar mit Hinweis auf Auslastung abgewiesen. Die Idee, die Anlage selbst zu erbauen, erhielt einen großen Schub, als ich auf den Seiten der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie e.V. wertvolle Informationen über sog. Balkon-Anlagen entdeckte. Kurz zusammengefasst: Durch Änderungen von Normen ist es legal, eine kleine Anlage bis 600 Wp (es zählt die Leistung, die durch den Wechselrichter ausgeliefert wird) direkt über eine normale Schutzkontakt-Steckdose an das Hausnetz anzuschließen. Es ist nur noch eine Anmeldung beim Markt-Stammdaten-Register erforderlich (ca. 15 Minuten, kostenlos).

Meine kleine Anlage besteht aus zwei Solarmodulen, einem Wechselrichter und Befestigungsschienen und -schrauben - und kostete incl. Lieferung ca. 650 Euro. Dazu kam dann noch Material für eine Aufständerung, da ich die Solarmodule als Überdachung plante. In meinem Fall realisierte ich eine verschattungsfreie Südlage (Azimut 189°) mit 11° Neigung:
Balkon_PV

 Prognosen (Meteoblue) liefern für meinen Standort in Norddeutschland einen jährlichen Ertrag von 581 kWh. Mein Haushalt ist in der Lage, über 90% davon direkt selbst zu verbrauchen und zahlt zur Zeit für den Bezug von Strom 0,27 Euro - meine Anlage habe ich damit in etwa 4 Jahren und 2 Monaten über die reduzierte Stromrechnung zurückerhalten. In der Zeit des toten Zinses für Geldanlagen eine glänzende Investition mit einer Rendite über 20%. Dabei ist die CO2-Einsparung in Höhe von ca. 0,3 t (Basis Strommix Deutschland 2018) als auch eine wahrscheinliche Preissteigerung des Stromes nicht eingerechnet.
Seit April 2020 erntet meine Anlage Strom aus der Sonneneinstrahlung - und zeitweise läuft der Stromzähler rückwärts, da er keine Rücklaufsperre hat. Da meine kostenlos eingespeiste Energie unter 4% meines Jahresverbrauches liegt, brauche ich den Netzbetreiber nicht auf meine Kosten beauftragen, einen modernen Zähler mit Rücklaufsperre einzubauen. Mein Netzbetreiber kann dies selbst entscheiden und durchführen, z.B. im Zuge der Modernisierung auf Moderne Mess-Einrichtungen. Der Netzbetreiber muss mir nachweisen, dass ich mehr als 4% meines Jahresverbrauches einspeise, wenn er die Kostenübernahme durch mich erzwingen will. Das wird ihm nicht gelingen, da ich viele elektrischen Verbraucher (Kochen, Waschen, Geschirrspüler, Solar-Pumpen) tagsüber nutze und durch Schaltuhren Gefrier- und Kühlgeräte in der Nacht pausieren lasse.

Gefördert durch: Klimaschutzfonds Elmshorn, Land Schleswig-Holstein

Stromertrag in kWh (pro Tag je Dekade/Monat/Jahr und Monats-/Jahressumme):

Jahr
 Drittel
 Jan.
 Feb.
 März
 Apr.
 Mai
 Juni
 Juli
 Aug.
 Sep.
 Okt.
 Nov.
 Dez.
 Gesamt
2020
 1-10



3,1
 3,1
 1,9
 3,1
 1,9
 1,0
 0,7
 0,1
11-20


3,1
 2,5
 2,8
 3,2
 2,9
 2,3
 1,0
 0,4
 0,2
21-31


2,9
 3,1
 3,4
 2,5
 1,8
 1,5
 0,6
 0,4
 0,2
Summe


60,4
 90,5
 92,2
 78,2
 79,4
 56,3
 26,3
 14,9
 5,1
 503,3
pro Tag


3,0
 2,9
 3,1
 2,5
 2,6
 1,8
 0,8
 0,5
 0,2
 1,90
Eigennutzungsgrad: 95,6% Einspeisung: 22 kWh

Jahr
 Drittel
 Jan.
 Feb.
 März
 Apr.
 Mai
 Juni
 Juli
 Aug.
 Sep.
 Okt.
 Nov.
 Dez.
 Gesamt
2021
 1-10
 0,1
 0,3
 1,2
 1,7
 2,5
 2,8
 2,4
 2,2
 2,3
 1,5
 0,6
 0,2
11-20
 0,3
 1,1
 1,1
 2,7
 2,0
 3,5
 2,7
 2,0
 1,2
 0,9
 0,1
 0,2
21-31
 0,6
 1,3
 1,9
 2,9
 2,8
 2,6
 2,5
 1,8
 1,4
 0,9
 0,4
 0,3
Summe
 10,4
 25,0
 45,0
 72,0
 75,2
 88,8
 79,3
 61,4
 52,8 33,7
 10,6
 6,5
 560,7
pro Tag
 0,3
 0,9
 1,5
 2,4
 2,4
 3,0
 2,6
 2,0
 1,8
 1,1
 0,4
 0,2
 1,54
Eigennutzungsgrad: 85,0%; Einspeisung: 84 kWh (Insgesamt 106 kWh)

Jahr
 Drittel
 Jan.
 Feb.
 März
 Apr.
 Mai
 Juni
 Juli
 Aug.
 Sep.
 Okt.
 Nov.
 Dez.
 Gesamt
2022
 1-10
 0,2
 0,4
 1,9
 1,8
 3,1







11-20
 0,3
 0,7
 2,0
 3,1








21-31
 0,4
 1,3
 2,2
 3,3








Summe
 8,7
 21,2
 63,2
 81,0
 31,3






205,2
pro Tag
 0,3
 0,8
 2,0
 2,7
 3,1






1,58
Eigennutzungsgrad: 78,1%; Einspeisung: 45 kWh (Insgesamt 151 kWh)

Jahr
 Drittel
 Jan.
 Feb.
 März
 Apr.
 Mai
 Juni
 Juli
 Aug.
 Sep.
 Okt.
 Nov.
 Dez.
 Gesamt
2023
 1-10












11-20












21-31












Summe












pro Tag












Eigennutzungsgrad: xx,x%; Einspeisung: xx kWh

Im ersten Betriebsjahr (11.04.2020 - 10.04.2021) waren es insgesamt 600,4 kWh - höher als prognostiziert.
Im zweiten Betriebsjahr (11.04.2021 - 10.04.2022) waren es insgesamt 614,9 kWh.

Datenstand 10.05.2022