Re: Blockheizkraftwerke und Wärmepumpen

von Gunnar Kaestle » Sonntag, 29. November 2009



Martin Kobil schrieb:

>>> http://www.erdwaerme-zeitung.de/meldungen/jahresarbeitszahlenvon33waermepumpen10023.html
>>
>> Was mich erstaunt hat war die folgende Aussage: "Bei einem Einsatz von
>> zusätzlichen Heizungspuffer- und Brauchwasserspeichern erniedrigen sich
>> die Jahresarbeitszahlen um 0,3 Arbeitspunkte laut Untersuchungsbericht."
>
> Das ist nicht verwunderlich, denn die erzeugten Wassertemperaturen
> sind bei Brauchwassererwärmung bzw. bei Speicherpufferung ganz einfach
> höher. Und der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe hängt stark vom
> Temperaturunterschied Input/Output ab.

Die Brauchwassererwärmung sollte in jedem Fall auf mind. 55-60°C
aufgeheizt werden und ein Heizungspuffer wird normalerweise mit den
Temperaturen von Vorlauf/Rücklauf der Heizungssystems genutzt werden.
Das resultiert zwar in einer kleinerer thermischen Speichermenge, als
bei maximaler Spreizung, aber es erhöht den Hub nicht, den die
Wärmepumpe zu leisten hat. In einen 1000l Speicher kann man dann bei
40/30 halt nur 10K*1000 kg*4,2J/kgK = 11,6 kWh_th speichern. Das sollte
bei Niedrigenergiehäusern auch für ein paar Stunden reichen.

Das entspricht bei einem COP = ~3 einem funktionalem
Stromspeichervermögen von 4 kWh_el, bei einem BHKW mit Stromkennzahl von
2 sind das 50kW_th/2 = 25 kW_el.

>> Damit empfielt es sich, die Wärme immer dann zu erzeugen, wenn sie
>> gebraucht wird und diese nicht zwischenzuspeichern, ...
>
> Nur wenn man davon ausgeht, dass der elektrische Strom zum Betrieb der
> Wärmepumpe zu jedem Zeitpunkt ausreichend und zum gleichen Preis
> vorhanden ist.
>
> Die realen Strompreise findet man an der Strombörse Leipzig:
> http://www.eex.com/de/

Ein Beispiel für reale HT/NT-Preise für Tarifkunden gibt Yello:
https://www.yellostrom.de/privatkunden/sparzaehler/index.html
Grundpreis: 14,45 Euro pro Monat
Verbrauchspreis: 22,89 Ct/kWh
Rabatt von 22-6 Uhr: -1,60 Ct/kWh
(Die Preise sind von der PLZ abhängig)

Das sind weniger als 10% Ersparnis, also lohnt sich bei 10% schlechterem
Wirkungsgrad das Zwischenspeichern der Wärme nicht.

>> Strom in Wasserstoff und dann wieder in Strom ist ein
>> wirkungsgradtechnisches Verbrechen - am Ende hat man nur noch 25-35%
>> über.
>
> Richtig, aber es macht u.U. trotzdem Sinn, anstatt bei einem
> Stromüberangebot die Windräder aus dem Wind zu drehen und die
> Photovoltaikanlagen abzuschalten und somit auf den erzeugten Strom
> ganz zu verzichten. Natürlich nur, wenn wirkungsgradstärke
> Stromspeicher (z.B. Wasserkraftspeicherwerke) ausgenutzt sind.

Wasserkraftwerke sind in Ordnung. Kritisiert wurde die Elektrolyse (60%)
und die Rückverstromung (60%) da dann nur noch ein Drittel übrigbleibt,
bzw. man müsste dreimal so viele regenerative Stromerzeuger
installieren. Außerdem arbeitet eine Elektrolysezelle nicht
wirkschaftlich, wenn man sie nur für ein paar hundert Stunden im Jahr
anwirft, um bei einem Überangebot von EE-Strom diesen in Wasserstoff zu
wandeln. Da ist die optimale Speichergröße eher Null, und man verschenkt
halt eben ab und zu mal den Ökostrom, wenn zu viel da ist und ihn keine
online abnehmen kann.

Gruß,
Gunnar


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Re: Blockheizkraftwerke und Wärmepumpen

von Matthias Frank » Sonntag, 29. November 2009







Na ja wenn ich warmes Wasser eigentlich als Abfall habe, wasche
ich doch lieber mit Warmwasseranschluss.

MfG
Matthias



Re: Blockheizkraftwerke und Wärmepumpen

von Christoph Müller » Sonntag, 29. November 2009







Es ist derzeit noch viel schlimmer. 60% Verlust bei der Stromproduktion,
10% bei der H2-Produktion, 40% Verlust bei der H2-Speicherung (wg. der
Speicherung macht man ja H2), 10% Verlust bei der Rückandlung in Strom
per Brennstoffzelle bzw. 60%...80% Verlust per Verbrennungsmotor. Macht
unter optimistischen Bedingungen einen besten Wirkungsgrad von 24,3%.
Die Verluste im Rahmen der Energiegestehung sollte man eigentlich auch
noch mit rechnen. Sind locker nochmal 10% -> bleiben knapp 22% Macht man
es wie z.B. BMW mit 4-Takt-Benziner (äh H2ler) im Auto mit seinen
typischen 20% Wirkungsgrad, dann bleiben am Ende grade mal 4,4% der
ursprünglich aufgewändeten Energie beim Zielnutzen, weswegen man den
ganzen Aufwand überhaupt betreibt.


Noch lässiger, billiger und drastisch effektiver geht's, wenn man bei
entsprechendem Wind- und Sonnenangebot einfach die Verbrennungsprozesse
abschaltet. Einzige Voraussetzung: Die Anlagen mit Verbrennungsprozess
müssen flink genug zu betreiben sein. Je kleiner die Anlagen sind, desto
einfacher geht das. -> Hauskraftwerke wären klein genug. Sie könnten per
Automatischem bilateralem Stromhandelssystem bestens koordiniert werden.

--
Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de



Re: Blockheizkraftwerke und Wärmepumpen

von Gunnar Kaestle » Sonntag, 29. November 2009







Ein Warmwasseranschluss für Wasch- und Spülmaschine ist nicht nur bei
einem Mini-BHKW sinnvoll, sondern auch bei einer Solarthermieanlage und
sogar bei einem normalen Gasboiler. Wärme aus Gas ist billiger als Wärme
aus Strom. Allerdings sind die Geräte ab Werk noch recht teure
Sonderserien, aber es gibt auch Vorschaltgeräte.

http://www.energieverbraucher.de/de/Zuhause/Hausgeraete/Waschmaschinen/Waschmaschinen-ans-Warmwasser__1662/

Gruß,
Gunnar


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Re: Blockheizkraftwerke und Wärmepumpen

von helmut » Sonntag, 29. November 2009



Hallo, Gunnar,

Du meintest am 29.11.09:




Die Seite ist "ausbaufähig" ...

Für gewerbliche Zwecke (z.B. Waschsalons) liefern die grössere
Produzenten (z.B. Miele) schon seit Jahrzehnten Waschmaschinen mit
getrenntem Kalt- und Warmwasserzulauf (plus Steuerung, wann was in
welcher Menge durchlaufen soll).

Viele Gruesse!
Helmut




Re: Blockheizkraftwerke und Wärmepumpen

von Martin Kobil » Sonntag, 29. November 2009



> Ein Beispiel für reale HT/NT-Preise für Tarifkunden gibt Yello:

Btw, das ist ein Angebot für die dümmsten der dummen Kunden. Habe vor
einigen Wochen einen Vertrag für Ökostrom ab Januar 2010 bei einem
Stadtwerk abgeschlossen. 17,9 Ct/kWh bei 6,50 EUR Monats-Grundgebühr.
Wohlgemerkt für Ökostrom und nicht EONs Atomstrom. Mir ist es
unverständlich, wieso noch so viele Verbraucher sich von RWE. EON,
Vattenfall und EnBW über den Tisch ziehen lassen.


Ich persönlich sehe übrigens die Masse des Hauses als geeigneten
Speicher an, um über einen Tag hinweg das Energieangebot
zwischenzuspeichern. Zumindest wenn man eine Raumtemperaturdifferenz
von vielleicht 0,5 - 1 Grad bereit ist zu akzeptieren.

Ich habe auch ein konkretes Projekt bei mir, welches ich in einigen
Jahren realisieren will. Ich möchte den Ölkessel (Fußbodenheizung)
durch eine Wasser/Wasser-Wärmepumpe ersetzen, welche möglichst viel/
lang von dem erzeugten Strom meiner 16 kWp Photovoiltaikanlage
betrieben wird. Als Energiespeicher würde ich gerne die Hausmasse
missbrauchen. Vorteilhaft wäre eine in der Leistung regelbare
Wärmepumpe, was es IMHO so noch nicht käuflich gibt.

Für Ideen/Vorschläge für eine geeignete Regelung wäre ich dankbar.



Re: Blockheizkraftwerke und Wärmepumpen

von Gunnar Kaestle » Sonntag, 29. November 2009







Oder man belässt es bei der Standardspeichergröße L (800-1000 l) weil
man die noch im Heizungskeller unterbekommt und begnügt sich mit einer
niedrigen effektiven Wärmespeicherfähigkeit.


Jepp. Ich nenne das gerne funktionale Stromspeicherung mit Wärmepuffern.
Ganz egal ob die Kopplung zwischen der thermischen Seite und der
elektrischen per KWK oder einer WP stattfindet.


Henrik Lund and Willett Kempton (2008): Integration of renewable energy
into the transport and electricity sectors through V2G
http://dx.doi.org/10.1016/j.enpol.2008.06.007
Allein das Smart Charging bringt schon viel für das Gesamtsystem. Die
Rückspeiseoption ist ein nettes Gimmick, wird aber vorerst nicht
wirklich gebraucht.


Als Grundlagenforschung schon, aber nicht als anwendungsorientierte F&E.
Da ist man momentan noch zu weit weg von energetisch sinnvollen Lösungen
im Vergleich zu alternativen Lösungen in der Speichertechnik.


--
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Re: Blockheizkraftwerke und Wärmepumpen

von Gunnar Kaestle » Sonntag, 29. November 2009







Das ist praktisch nachgewiesen.
Frag mal im http://www.bhkw-forum.de nach


Noch mal zur Nomenklatur:
Die Eigennutzung des selbsterzeugten KWK-Strom bezeichnet den Anteil,
der BHKW-Stroms, der im Haus verbraucht wird. Der Rest ist die
Einspeisung in Netz (dieser Anteil ist zu minimieren).

Das was Du meintest ist wahrscheinlich der Anteil der Selbstversorgung,
d.h. wieviel von meinem Strombedarf kann ich durch das BHKW decken.
Dieser Kennwert der Eigenbedarfsdeckung ist aber nicht so relevant für
die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung.

Ein unterdimensioniertes BHKW wird eine hohe Eigennutzung erreichen
(fast der ganze Strom bleibt im Objekt falls die elektrische Leistung in
Höhe der Grundlast liegt), aber man muss noch relativ viel aus dem Netz
importieren. Beispiel: 1 BHKW mit 1 kW el. im Zweifamilienhaus ->
Grundlast ca 500W, Tagsüber 1-3 kW, läuft 5000 Stunden und erzeugt 5000
kWh. Davon werden 1000 kWh eingespeist und 4000 selbst genutzt. Die
beiden Parteien, z.B. zwei Generationen einer Familie beziehen je 5.000
kWh Strom, insgesamt 10.000 kWh. Davon kommen 4000 vom BHKW und 6000 vom
Netz.

Die Eigennutzung ist 4.000 kWh selbstverbrauchter KWK-Strom geteilt
durch 5.000 kWh KWK-Stromproduktion, d.h. 80%.
Die Anteil der Eigenbedarfsdeckung ist 4.000 kWh eigenerzeugter
Stromverbrauch zu 10.000 kWh Gesamtbedarf, d.h. 40%.
Wichtig ist der erste Kennwert, der Anteil der Eigennutzung der
KWK-Stromproduktion, da jede Kilowattstunde aus dem BHKW, die nicht ins
Netz fließt, sondern im Haus zeitgleich verbraucht wird, einen
Deckungsbeitrag erwirtschaftet, der 10 cent größer ist.


Nochmal zur Wiederholung: Die Eigennutzung ist der Anteil des
KWK-Stroms, der selbst genutzt wird - unabhängig davon wieviel man noch
aus dem Netz zukaufen muss. Der Lion, der konstant 500 W liefert (wenn
er an ist) hat in einem Objekt mit einer Grundlast stets größer 500 W
einen Eigennutzungsanteil von 100%. Das heisst der Strom aus der Kiste
wird optimal verarbeitet. Man hat als BHKW-Betreiber nicht das
Verlangen, jeden Strom im Haus selbst zu erzeugen - aber der, der
erzeugt wird, sollte auch lokal genutzt werden.


a) Du hast ein großes EFH mit Schwimmbad oder
b) Du nimmst ein kleines BHKW unterhalb der Dachs-Klasse oder
c) Wer spricht denn von einem Einfamilienhaus?
Bei 5kW el denke ich an 5-10-20 Wohneinheiten, je nach Dämmstandard.


Die monovalenten Systeme fürs EFH bestehen zwar aus einer Kiste, da sind
aber sowohl beim Whispergen als auch beim Microgen zwei Brenner mit
drin. Der eine heizt den Stirlingkopf, und der andere gibt im Winter
zusätzlich Gas vor dem BW-Wärmetauscher. Das passt schon. Allein wenn
man sagt: Bitte bevorzugt nur tagsüber anschalten, also eine simple
Zeitschaltuhr implementiert, dann liegen da oft 800-1500 W an. 75%
Eigenverbrauch sollte bei einer 1 kW-Maschine kein Hexenwert sein.
Wenn das BHKW modulieren kann, ist es noch einfacher bzw. der Wert kann
noch leichter nach oben gedrückt werden.

Gruß,

Gunnar


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Re: Blockheizkraftwerke und Wärmepumpen

von Gunnar Kaestle » Sonntag, 29. November 2009







http://www.eex.com/en/Market %20Data/Trading%20Data/Power/Hour%20Contracts%20%7C%20Spot%20Hourly%20Auction/Hour%20Contracts%20Chart%20%7C%20Spot%20Hourly%20Auction/spot-hours-chart/2008-11-23/PHELIX/-/3m

Schaut man sich den Unterschied zwischen der schwarzen (Base) und der
roten Kurve (Peak) an, dann erkennt man eine Preisdifferenz von ~20
Euro/MWh am Wochentag. Nur diese zwei Cent kann auch ein Stromhändler an
seine Kunden weitergeben, bzw. einen Teil davon. Wenn er einen größeren
tariflichen Anreiz setzt z.B. Strom tagsüber 25 ct und nachts 10 ct,
dann geht er pleite.


Eine Schnellabschaltung geht immer;-) Aber oftmals sind es eher
ökonomische Gründe: Wenn die Ab- und Anfahrkosten größer sind, als für
ein paar Stunden nachts am Wochenende den Strom unter Gestehungskosten
zu verkaufen, macht man das. Am kommenden Tag wird ja wieder Geld verdient.


Das entscheidet nicht der Stromversorger, sondern der Netzbetreiber. Und
das macht er nicht, weil er kein reguläres Kraftwerk runterfahren möchte
- das wird zuerst gedrosselt - sondern weil manchmal das Netz bei viel
Wind überläuft. Das kann besonders in strukturschwachen Regionen mit
viel Wind und wenig Last mal auftreten. Aus Gründen der Systemsicherheit
bekommen dann die Windkraft- und Solarparks im MS-Netz einen
Schaltbefehl zur Reduzierung der Einspeiseleistung.


Saisonal lässt sich Energie in der Tat am besten in chemisch gebundener
Form speichern. Allerdings weiss ich nicht ob und wann Wasserstoff den
schon jetzt vorhandenen Brennstoffen den Rang ablaufen kann. Neben den
fossilen BS wie Kohle und Ergas, gibt's ja auch Biogas und -masse. Das
reicht zwar nicht, um die Stromerzeugung darauf umzustellen, aber als
speichtechnologisches Zünglein an der Waage könnte es durchaus einen
wertvollen Beitrag leisten.

Gruß,
Gunnar


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Re: Blockheizkraftwerke und Wärmepumpen

von Emil Naepflein » Montag, 30. November 2009



On Sun, 29 Nov 2009 12:07:41 +0100, Gunnar Kaestle



Das stimmt beim Einsatz einer Wärmepumpe nicht bei den heutigen Preisen
von Gas und Wärmestrom nicht. Bei E.ON kann man z.B. den Strom in der
Niedertarifzeit für 12 ct/kWh haben. Selbst wenn die Wärmepumpe hier nur
eine Arbeitszahl von 3 hat, kostet so die kWH Wärme nur rund 4 ct/kWh.
Erdgas kostet heute gut 50 % mehr.


Ich weiss nicht was an einer Waschmaschine/Spülmaschine mit Kalt- und
Warmwasseranschluss so teuer ist. Es braucht nur ein elektrisch
verstellbares Thermostat eingebaut werden, das das Wasser mit der
richtigen Temperatur mischt. Sollte es doch etwas zu kalt sein kann man
noch elektr. nachheizen. Sowas dürfte den Preis einer Waschmaschine nur
um ein paar Euro erhöhen.

Das Problem dürfte eher sein dass die Einsparung insgesamt zu gering
ist. Man kann etwa die Hälfte der elektr. Energie sparen - bei jedem
Waschgang etwa 0,5 kWh. Bei 400 Waschgängen im Jahr sind das 200
kWh/Jahr oder etwa 40 ¤/Jahr. Wenn man davon die Kosten für die
zusätzliche Wärme wieder abzieht dann sind es etwa 30 ¤/Jahr.



Re: Blockheizkraftwerke und Wärmepumpen

von Emil Naepflein » Montag, 30. November 2009



On Sun, 29 Nov 2009 02:59:00 +0100, Gunnar Kaestle



Ein anderes von E.ON Bayern (WärmeStrom):
Grundpreis 7 ¤/Monat
HT 15,8 ct/kWh
NT 12,0 ct/kWh (Mo-Fr 22-6 Uhr, Sa 12 Uhr - Mo 6 Uhr)

Das Problem ist, dass Yello keine getrennte Zähler für Wärmestrom
verwendet. Dies kostet auch bei E.ON mehr:
Grundpreis 15,39 ¤/Monat
HT 22 ct/kWh
NT 12 ct/kWh



Re: Blockheizkraftwerke und Wärmepumpen

von Jochen Kriegerowski » Montag, 30. November 2009



"Emil Naepflein" < XXXX@XXXXX.COM > schrieb


Der Preis.


Du unterliegst einem großen Irrtum: Ein Ding kostet nicht so viel
wie die Summe seiner Einzelteile plus einen von dir festgelegten
Gewinn für den Hersteller, sondern ein Ding kostet so viel
wie auf dem Preisschild steht.
Und es kostet so viel, wie jemand dafür zahlt.

"Dürfte nur sowundsoviel kosten" ist Quatch. "Für diesen Preis
kaufe ich es (nicht)" ist die eine Seite der Medaille, "Für diesen
Preis verkaufe ich (nicht) genug davon" die andere.

Gruß
Jochen




Re: Blockheizkraftwerke und Wärmepumpen

von Emil Naepflein » Montag, 30. November 2009



On Sun, 29 Nov 2009 15:24:52 +0100, Gunnar Kaestle



Genauso habe ich das verstanden.


Nein, das meinte ich nicht.


Genau das meine ich. Man muss heute das BHKW *unterdimensionieren* und
nicht einfach als 1:1 Ersatz für die alte Therme einbauen. Nur dann kann
es unter den heutigen Bedingungen wirtschaftlich betrieben werden. Der
Spitzenbedarf an Strom *und* Wärme muss anderweitig gedeckt werden.


Ich habe Dich schon richtig verstanden.


Aber mann muss auch die Wärme losbekommen. Und dies geht im Somemr
nicht.


Ja, das ist heutzutage Standard. ;-)
Am besten man baut sich ein Freibad. Dann hat man immer genügend
Kühlkapazität für sein BHKW zur Verfügung.


Das ist zu groß für ein typisches Haus. Man kann die Mehrksoten nicht
über den Eigenverbrauch amortisieren.


Von EFHs wird immer von Christoph gesprochen. Denn er will dass der
Hausbesitzer selbst Geld verdient. Das geht nicht oder nur sehr schwer
bei großen Wohneinheiten. Denn dann müsste der Hausbesitzer zum eigenen
Stadtwerk werden damit er die Wärme und den Strom an seine Mieter
verkaufen kann. Denn er kann sonst das BHKW nicht zum Teil durch
Eigenverbrauch finanzieren.



Re: Blockheizkraftwerke und Wärmepumpen

von Emil Naepflein » Montag, 30. November 2009



On Sun, 29 Nov 2009 15:43:53 +0100, Gunnar Kaestle



Der Anreiz wirkt nicht zu 100 %. Viele verbrauchen dann trotzdem den
teueren HT-Strom. Deshalb wird ja der HT Preis deutlich höher gesetzt.
Entscheidend ist was im Schnitt raus kommt.



Re: Blockheizkraftwerke und Wärmepumpen

von Gunnar Kaestle » Montag, 30. November 2009







Neubauten sind ein überschaubares Segment. Die Frage ist, wie schnell
sich die Technik im Altbestand mit 40 Mio WE durchsetzt. Wenn passende
Tarife und Schnittstellen vom Zähler zum steuerbaren Großverbrauchern
bzw. Erzeugern wie Wärmepumpe und Blockheizkraftwerk angeboten werden,
dann ist das für solche Hausanschlüsse eine sinnvolle Investition. Bei
dem Standard-Haushalt sehe ich keine großen Vorteile.


Es gibt verschiedene Modelle für die elektronische Kommunikation. Das
geht über Funk, PowerLine bis zum DSL-Anschluss. Letzteres macht z.B.
Yello / EnBw mit ihrem Smart Meter.

Gruß,

Gunnar


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