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Effizienter Energieeinsatz intelligent gemanagt

Durch den Einsatz verschiedener Komponenten zur Nutzung erneuerbarer Energien kann in jedem Gebäude die Effizienz verbessert werden. Allerdings ist dabei die Kompetenz eines Fachmannes gefragt der Ihnen Empfehlungen zu den in Ihrem Objekt geeigneten Massnahmen gibt. Hier sehen Sie als Praxisbeispiel unser Projekt Silcherstrasse 3 in 72131 Ofterdingen. Hier konnten die Energiekosten durch verschiedene Massnahmen von ca. 4.500,00 Euro in 2012 auf ca. 2.000,00 Euro in 2014 gesenkt werden. Diese Energiekosten enthalten den gesamten Energiebedarf für:

- Allgemeinstrom
- Heizungs-Wärmepumpe
- Warmwasser-Wärmepumpe

Versorgt werden dabei ca. 175 m² Wohnfläche im unsanierten Objekt Bj. ca. 1960. Bewohnt sind die 2 Wohnungen von insgesamt 5 Erwachsenen. Das bedeutet Energiekosten die sich nicht vor den Energiekosten eines aktuellen Neubaues verstecken müssen. Über unser Projekt und weitere geplante Optimierungsmassnahmen lesen Sie unten mehr.

Heizungs-Wärmepumpe und Photovoltaik

Heizungs-Wärmepumpe und Photovoltaik

Bereits Anfang des Jahres 2013 haben wir im Objekt das bisher mit einer Öl-Zentralheizung versorgt wurde eine Heizungs-Wärmepumpe installiert. Schon mit dieser Maßnahme konnten die Heizkosten im ansonsten energetisch unsanierten Gebäude um ca. 1/3 gesenkt werden. Installiert wurde eine im Heizraum aufgestellte Dimplex LI 16 TE mit 140-Liter Durchlaufpuffer.
Die bestehende Öl-ZH wurde im System eingebunden so dass die Anlage theoretisch bivalent betrieben werden kann. Das bedeutet an sehr kalten Tagen an denen die Wärmepumpe nicht so effektiv ist könnte die Öl-ZH unterstützend eingesetzt werden.

Durch die Installation einer Photovoltaik-Anlage mit insgesamt 3 Modulfeldern soll ein Teil des im Gebäude verbrauchten Stroms selbst hergestellt werden. Auch bei der Errichtung der PV-Anlage legten wir Wert auf eine individuelle Ausführung um unseren Kunden möglichst viele Varianten präsentieren zu können.
Auf dem Steildach des Wohnhauses wurde eine PV-Anlage mit polykristallinen Modulen von Solarworld installiert. Die Leistung der Anlage beträgt insgesamt 4,5 kWp.

Eigenstrom auf Norddach mit Dünnschicht-Modulen

Eigenstrom auf Norddach mit Dünnschicht-Modulen

Um möglichst viel Strom selbst zu erzeugen wurde das Dach der Garage zusätzlich mit Inventux-Dünnschicht-Modulen belegt. Hier kann bei einer Dachneigung von nur 12° auch der Ertragsunterschied der 2 Dachflächen mit Süd- bzw. Nordausrichtung festgestellt werden. Es wurden Module mit insgesamt 3,68 kWp installiert.

Eigenverbrauchsoptimierung durch Warmwasser-Wärmepumpe

Eigenverbrauchsoptimierung durch Warmwasser-Wärmepumpe

Innerhalb des 1. Betriebsjahres haben wir festgestellt dass bedingt durch den Ertragsverlauf der PV-Anlage selbst im Sommer für die Brauchwassererwärmung immer noch Strom vom Energieversorger zugekauft werden musste. Um die Brauchwassererwärmung weiter zu optimieren haben wir deswegen zusätzlich eine Brauchwasser-Wärmepumpe von Ochsner installiert. Dieses Gerät benötigt nur eine elektrische Anschlussleistung von 500W. Somit kann jetzt ganzjährig das Brauchwasser mit Strom aus der eigenen PV-Anlage mit Abwärme aus dem Heizraum erzeugt werden.
Außerdem wurde im Zuge dieses Umbaues der Heizungsanlage der bisherige 140-Liter Durchlaufpuffer durch einen 850-Liter Pufferspeicher ersetzt. Durch diese Massnahme kann bereits in der Übergangszeit durch entsprechende Parametrierung der Heizungs-Wärmepumpe die Laufzeit der WP auf die Zeit am Tage zwischen 9:00 Uhr und 18:00 Uhr beschränkt werden. In dieser Zeit ist üblicherweise die Außentemperatur höher und es kann der Anteil des Eigenverbrauchs der PV-Anlage deutlich erhöht werden.

Energiekostenoptimierung durch selbst entwickeltes Managementsystem

Durch eine selbst entwickelte Hard- und Softwarelösung haben wir inzwischen weitere deutliche Einsparpotenziale bei den Energiekosten ermittelt und zum Teil schon realsiert. So kann durch unsere Entwicklung zum Beipiel die Brauchwasser-Wärmepumpe intelligent über Temperaturfühler und Zeitsteuerung betrieben werden obwohl das Gerät selbst diese Funktin gar nicht anbietet.
Außerdem haben wir eine externe Steuerung für die Heizungs-Wärmepumpe entwickelt die indirekt mit den vorgegebenen Sollwerten der Wärmepumpe arbeitet und die Ansteuerung der Wärmepumpe über den vorhandenen EVU-Kontakt vorgibt. So haben wir die von unsgewünschten Optimierungen implementiert ohne in die Steuerung der Wärmepumpe eingreifen zu müssen. Das ist uns besonders wegen eventueller Garantie- oder Gewährleistungs-ansprüchen wichtig.

Vision für die Zeit nach dem EEG

Nachdem es inzwischen absehbar ist, dass die ersten PV-Anlagen so lange in Betrieb sind dass der Vergütungsanspruch auf Basis des EEG entfallen wird, soll unsere Neuentwicklung viele visionäre Ansätze aufgreifen um mit dem dann ja beinahe kostenlosen Strom weitere Verbraucher zu versorgen. Dabei gehen wir bisher unbeschrittene Wege, von denen wir derzeit allerdings noch nicht zu viel verraten wollen. Wir gehen aber davon aus dass bei konsequenter Umsetzung unserer Ansätze eine Annäherung an 100% Autarkie nicht mehr unmöglich und trotzdem erschwinglich werden wird.

Eigenverbrauchsoptimierung und virtueller Verbraucher

Eigenverbrauchsoptimierung und virtueller Verbraucher

Nachdem die Steuerung unserer Wärmepumpe über den Energie-Manager als Labor-Muster zwischenzeitlich in Betrieb ist können wir aktuell Parameter in unserer Wärmepumpe abhängig von der Außentemperatur und von der PV-Produktion vorgeben. So kann durch gezielte Freigabe und variabler Temperaturanhebung des Puffer-Sollwertes die Wärmepumpe immer dann aktiviert werden, wenn dies wirtschaftlich sinnvoll ist.
Über einen weiteren inzwischen integrierten Eingang bieten wir den Energieversorgern die Möglichkeit unabhängig von sonstigen Parametern den Start und die Anhebung fernzusteuern. Das ist entweder über einen Schaltkontakt ( z.B. Rundsteuerempfänger ) oder ein Signal möglich, das uns zur Verfügung gestellt wird. So entsteht in Verbindung mit allen Geräten, die mit unserem System ausgestattet sind, ein virtueller Großverbraucher, der zur Netzentlastung bei Energieüberschuss gezielt zugeschaltet werden kann.
Eine anschauliche Darstellung sehen Sie durch die Darstellung des Stromverbrauches der HZ-WP in dieser Grafik. Bei Überschreiten des eingestellten Grenzwertes von 2 kW Erzeugung wurde die Wärmepumpe eingeschaltet. Im nächsten Schritt wird jetzt eine Hardware entwickelt, mit der die Umsetzung unserer Idee auch CE-konform und entsprechend der Vorgaben zur EMV realisiert werden kann. Da für die derzeit präferierte Hardware auch die Software komplett neu programmiert werden muss gehen wir von einer Markteinführung Ende des Jahres 2016 aus.

Optimierung Gesamtsystem durch Nachrüstung mit Stromspeicher

Durch die Nachrüstung mit einem Stromspeichersystem wurde die Gesamtlösung weiter optimiert. Zum Einsatz kommend abei folgende Komponenten:
- Speicher von LG Chem mit 6,4 kWh Brutto- / 5,74 kWh Nutzkapazität
- Batteriewechselrichter SMA SI 3.0
- SMA Home-Manager
- 3 Stk. SMA Bluetooth Funksteckdosen

Durch die Einrichtung des Speichersystems in Verbindung mit den 3 Funksteckdosen für Waschmaschine, Wäschetrockner und Geschirrspüler konnte der Eigenverbrauch und die Autarkie im Gebäude deutlich verbessert werden. Wir erreichen aktuell ( außerhalb der Heizsaison ) einen Autarkiegrad von ca. 75%, obwohl wir 2 Wohnugnen komplett mit PV und Speichersystem versorgen und zusätzlich die Brauchwasserbereitung mit einer Brauchwasser-Wärmepumpe realisiert haben. Außerdem läuft seit ca. 2 Monaten eine Pool-Pumpe für die Filteranlage des Pools im Garten.
Die Eigenverbrauchsquote konnte von ca. 35% auf etwa 65% verbessert werden.

Optimierung Wärmepumpe

Inzwischen kommen wir zum "Feintuning" unseres Systems. Die Betriebsweise konnte weiter optimiert werden, indem wir den Heizkreis mit Radiatoren als gemischten Heizkreis verbessert haben. So können wir die Pufferladung über eine intelligente Ansteuerung mit einer Taganhebung fahren und haben im Heizkreis selbst wieder den gewohnten Komfort ohne Überhitzung vor allem in den Übergangszeiten. Somit werden wir unsere Wärmepumpensysteme in Zukunft grundsätzlich ( auch bei Radiatoren ) nur noch mit gemischten Heizkreisen realisieren.

Ob online oder persönlich - wir beraten Sie gern!

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