PVT Module und Sole-Wasser-Wärmepumpe

Diskutiere PVT Module und Sole-Wasser-Wärmepumpe im Forum Haustechnik und Hausgeräte im Bereich Anwendungsforen - Hallo zusammen, ich bin fast etwas verwundert, wieso ich zum Thema Wärmepumpe fast nichts gefunden habe beim der Suche hier im Haustechnikforum...
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thommythekid69

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Hallo zusammen,

ich bin fast etwas verwundert, wieso ich zum Thema Wärmepumpe fast nichts gefunden habe beim der Suche
hier im Haustechnikforum. Daher bin ich mir unsicher, ob es Sinn macht, mit diesem noch spezielleren Thema
hier zu starten. Aber ich versuche es trotzdem mal:

Also: Überwiegend werden ja in Deutschland Luft-Wasser Wärmepumpen eingebaut, wenn man vom Gas weg
will und auf eine Wärmepumpe setzen will. Daneben gibt es Sole-Wasser Wärmepumpen, bei tiefe Bohrlöcher
erstellt werden müssen, die sehr teuer sind. Luft-Wasser Wärmepumpen können Geräusche entwickeln, und
Sole-Wasser Wärmepumpen haben bessere Effizienzgrade, COP ca. um 1 höher.

Gestern war ich auf der ISH Messe in Frankfurt, die weltweite Leitmesse für Heizung, Wasser, Klima.
Dort habe ich zum ersten Mal von einer eigentlich simplen Idee gehört, die Vorteile von PV Module und
thermischen Solaranlagen so zu verbinden, dass ein Mehrnutzen entsteht. von Vorne sind diese PVT
Module normale Solarmodule (z.B. 400 WP) und dahinter ist ein recht großer mit vielen Rippen versehener
Wärmetauscher, der aus der Luftströmung thermische Energie aufnimmt.

Ich wäre fast an dem Stand vorbeigegangen, weil mich das nicht so angesprochen hat, da ich von thermischen
Solaranlagen eigentlich nichts halte (man hatte es mir damals bei meinem Bau auch angeboten, aber Kosten
und Nutzen (Warmwasser in den Sommermonaten) standen in keinem Verhältnis).

Hier war aber eine andere Idee im Focus - im Zusammenhang mit Sole-Wasser Wärmepumpen:
Es soll kein richtig warmes Wasser für die Nutzung im Haus erzeugt werden sondern "nur" thermische
Energie eingesammelt werden und in die Sole, die dann durch mehrere Module auf dem Dach fliest,
z.B. nur um wenige Grad erwärmen, wenn die Luft daran vorbeizieht.

Es gibt 3 Vorteile, die genannt werden, und eigentlich grundsätzlich auf der Hand liegen:

1. Auch wenn es sehr kalt (z.B. -5 Grad) ist, aber trotzdem Sonnig ist, wird das PV Modul doch durch die
Sonnenstrahlung erwärmt, und es kann einiges an Energie an den Wärmetauscher abgegeben werden,
sodass die Sole dann wesentlich wärmer wird als die Außentemperatur (wieviel ist die Frage).

2. Eine solche Anlage wird ja immer auf eine Auslegungstemperatur (ortsabhängig) von z.B. -10 Grad
ausgelegt, die es ja nur an wenigen Tagen im Jahr gibt. Die meiste Zeit hat man deutlich höhere
Temperaturen, was ja auch dazu führt, dass bei Tagestemperaturen in der Übergangszeit von >10 Grad
die Luft-Wasser Wärmepumpe eigentlich effizienter ist als eine Sole-Wasser Wärmepumpe mit Tiefenbohrung,
da dort die Sole nicht wärmer wird mit steigender Außentemperatur. Und bei der PVT Sole ist das genau so.
Man profitiert von höheren Außentemperaturen und wie in (1) erwähne zusätzlich von der Sonneneinstrahlung.

3. Gerade wenn im Sommer die Sonne so richtig bolzt, werden die Solarmodule sehr heiß und wegen
des Temperaturkoeffizienten der Module geht der Ertrag zurück. Hier kann die Sole Temperatur vom
Solarmodul wegnehmen und die PV Erzeugung steigern (lt. Hersteller wohl 5-10% übers Jahr). Außerdem
kann die Wärme natürlich genutzt werden für die Wärmepumpe oder direkt das Warmwasser.

Ich fand das Konzept deshalb ziemlich faszinierend, weil es wohl preislich sehr interessant sein kann,
weil man sich ja die Bohrung spart und trotzdem eine In-House Sole-Wasser Wärmepumpe ohne
Geräuschentwicklung nutzen kann. Oft darf man ja auch nicht Bohren.

In meinem Fall wären grob gesagt die für die Heizleistung erforderlichen PVT Module günstiger als alleine
die Bohrung für die Sole-Wasser Wärmepumpe. Das heißt: die PV Module bekommt man quasi geschenkt.

Was meint ihr zu dem Konzept - ich finde es grundsätzlich eigentlich genial.
Die Frage ist, wieviel der Hersteller Versprechen der Wahrheit entspricht !

Hat jemand von euch Daten dazu ? Hat evtl. jemand so eine Anlage ?

viele Grüße
ThommyTheKid
 
Das ist ein sehr komplexes Thema.
Im Winter kann die Sole nachts auf -12 Grad abkühlen. Im Sommer auf 80 Grad hoch gehen.
Eine Sole WP kann meist nur Temperaturen zwischen -5 und +25 Grad verarbeiten. Es gibt Geräte, die haben einen größeren Bereich, aber Nachteile gibt es leider immer.
Manche pvt Hersteller sind auch schon wieder pleite.
So richtig durchgesetzt hat sich das bisher nicht.
Der Ertrag in den Wintermonaten ist sehr gering, weil der Winter sehr wenig Sonnenstunden hat.
Nur zum "zuheizen" ist der Aufwand zu hoch. Als alleinige Heizung bisher eher ungeeignet.
 
gute Dokumente, aber ich denke, sie geben erstmal einen Überblick zum Thema PVT.
Ich habe ja von den offenen PVT Modulen gesprochen, also "uncovered PVT modules" in den Artikeln.

Was mich natürlich konkret interessieren würde wären folgende Daten:

Einfamilienhaus 250 qm - Heizleistung ca. 10 KW
vorheriger Jährlicher Gasverbrauch
n PVT Module mit x KWP Solarleistung
Wärmepumpe (welches Modell)
Verlauf Außentemperatur über Wintermonate Oktober-März (stundengenau)
Verlauf Soletemperatur über Wintermonate Oktober-März (stundengenau)
Verlauf Wärmepumpenleistung (Inverter) über Wintermonate Oktober-März (stundengenau)
Verlauf COP der Wärmepumpe über Wintermonate Oktober-März (taggenau)

ich denke, wenn man solche Daten von ein paar Referenzanlagen hätte, würde einem das einen
guten Einblick geben - oder die PVT Technik doch disqualifizieren.

Gruß
ThommyTheKid
 
ein weiterer Gesichtspunkt ist die politische Stellung zu den ganzen Systemen, man weiß nicht welche Sau die nächste Regierung durchs Dorf treibt. Wer was mit mit welchem Personal bauen und liefern kann und wie der Staat mit Zuschüssen hantiert. Ich mache erstmal nichts.
 
Die Daten kannst du dir selber zusammen stellen.
Suche im Netz nach Jahresdauerlinien.
Dazu den PV Solarertrag.
Die Datenblätter von Sole WP findet man auch im Netz. Dort ist ersichtlich, bei welchen Temperaturen, welche Leistungszahlen machbar sind.
Wenn es draußen kalt ist und der pvt Kollektor ebenfalls kalt ist, sind die Leistungszahlen schlechter als bei einer Luft WP.
Eine Kombination aus pvt und Erdkollektor bzw Sonde kann ich mir dagegen gut vorstellen. Auch, weil man den Erdkollektor oder die Sonde über die Sommermonate regenerieren kann. Dafür brauchst du eine übergeordnete Regelung mit eigener Strategie. Out of the Box gibt's da meines Wissens nichts.
Eine teure Spielerei wenn man Geld übrig hat und neues probieren will.
 
Naja, mit dem selbst zusammenstellen ist das so eine Sache.
Bei Wärmepumpenanbietern habe ich fast immer nur COP Werte
bei wenigen definierten Betriebspunken gefunden (z.B. A-7/W35, A2/W35, A7/W35)
Da haben mir auch schon sehr häufig die W55 Werte gefehlt !

Auch weiß ich selbst nicht meinen Warmwasser Anteil mit 4 Personen.
Ich kann nur von dem Gasverbrauchs-Verhältnis Sommer zu Winter in etwa
auf 8:1 (Heizung / Warmwasser) schließen. Also ist es auch schwer die Frage
zu beantworten, welche Auswirkungen der schlechtere COP bei W55 hätte,
wenn man die Angabe denn bei verschiedenen Außentemperaturen hätte.

Und eine Aussage "Gesamt COP soll xx" sein, ist mir zu wenig, da nicht
nachvollziehbar, ob das bei mir auch so sein würde.

Daher kam ich auf die Idee, dass es schon sehr interessant sein könnte,
ein ähnliches Haus (idealerweise in einer ähnlichen Region) mal mit den
oben angegebenen Verläufen zu analysieren. Das ganze ist für das Thema
PVT Kollektor aber auch Erdsonde interessant.

Denn inwieweit sich beim PVT Kollektor bestimmte Zeiten, in denen der
Kollektor doch etwas Strahlung oder gar nur Helligkeit abkriegt, auswirken,
kann ich halt quantitativ nicht sagen. Und da sehe ich schon Potential der
Anbieter, etwas, was qualitativ richtig ist, also "Die Sonne kann die Sole erwärmen",
doch übermäßig zu betonen obwohl es in der Praxis keine Nennenswerten
Steigerungen der Soletemperatur bewirkt.

Gruß
ThommyTheKid
 
Die Kennlinien für den cop findest du bei seriösen Herstellern in der Planungsunterlage oder der Montageanleitung. Sowohl für verschiedene Quellentemperaturen als auch verschiedene Vorlauftemperaturen.
Daraus kannst du dir ein Bild machen.
Die Jahresdauerlinien für Wohngebäude sehen immer sehr ähnlich aus. Das liegt daran, dass der Heizwärmebedarf ziemlich linear zur Außentemperatur verläuft. Auch die Außentemperaturen verlaufen immer ähnlich.
Wie viel Gas verbrauchst du im Jahr?
Welche Temperaturen brauchen deine Heizflächen an ganz kalten Tagen?
4 Personen? Hauptsächlich Dusche oder Badewanne?
Ich könnte überschlägig eine Simulation machen.
 
Ganz neu ist die Idee der PVT Module icht. Eher die Kombination mi einer Wärmepumpe.
Vor knapp 15 - 20 Jahren haben einige Häuser bei uns in der Gegend Hybridmodule installiert, allerdings nicht mit einer WP sondern als klassische Solarthermie. Den Hersteller scheint es immer noch zu geben, den ausführenden Betrieb gibts auch noch, aber er hat die Lösung schon länger nicht mehr im Angebot.

Die eingangs beschriebene Lösung find ich erstmal interessant, aber insbesondere der dritte genannte Vorteil stört mich.
3. Gerade wenn im Sommer die Sonne so richtig bolzt, werden die Solarmodule sehr heiß und wegen
des Temperaturkoeffizienten der Module geht der Ertrag zurück. Hier kann die Sole Temperatur vom
Solarmodul wegnehmen und die PV Erzeugung steigern (lt. Hersteller wohl 5-10% übers Jahr). Außerdem
kann die Wärme natürlich genutzt werden für die Wärmepumpe oder direkt das Warmwasser.
Im Sommer wenn die Sonne so richtig bolzt und die Module sehr warm werden, wird auch wenig bis gar keine Wärme zum Heizen oder für Warmasser benötigt. Die Sole erwärmt sich aber dennoch . Es läuft also eine Zirkulationspumpe, die schonmal zusätzlichen Strom benötigt um die Überhitzung in den Modulen zu vermeiden.
Normale Solarthermieanlagen haben üblicherweise einen recht großen Puffer, der tagsüber die überschüssige Energie aufnimmt und ggf. nachts wieder abgibt, was zusätzliche Zirkulation bedeutet.
Interessant wäre es die Sommerwärme in den Winter zu "retten", das bedeutet aber einen sehr großen Speicher. Was dann sowas wie das Sonnenhaus wäre oder eine Eisheizung.
 
Im Sommer wenn die Sonne so richtig bolzt und die Module sehr warm werden, wird auch wenig bis gar keine Wärme zum Heizen oder für Warmasser benötigt.
dann müsste eine Verschattung der Module per Jalousie erfolgen; ein Bekannter hat auch das Problem mit der Überhitzung und lässt dann Heißwasser in die Gartentonne ab....
 
Solarthermie ist anders als viele denken.
Da ist es im Sommer ganz normal, dass der Speicher irgendwann voll ist. Die Pumpe geht dann aus, der Kollektor füllt sich mit Dampf. Der Dampf überträgt dann keine Wärme mehr und die Anlage stagniert. Das ist so gewollt und solange kein Dummer in dem Moment die Pumpe wieder eingeschaltet, passiert der Anlage auch nichts. Vor Überhitzung schützen ist Quatsch, das macht die Anlage mit dem Dampfpolster selber.
Das müsste bei pvt auch so ähnlich funktionieren.
 
Der Dampf überträgt dann keine Wärme mehr und die Anlage stagniert.
So genau hab ich mit Solarthermie nicht beschäftigt.

Die Solaranlage meiner Eltern läuft im Sommerbetrieb bis die Puffer max. 75°C erreicht haben, dann geht die Pumpe aus.
Nachts wiederrum springt sie an und versucht die Temperatur der Puffer zu senken. Erst den Heizungspuffer, danach den Brauchwasserpuffer (auf eingestellte Solltemperatur). Insgesamt also recht viel Betriebsstunden für die Pumpe.
Daher die Frage, wäre es nicht sinnvoller, den Heizungspuffer im Sommer gar nicht erst hochzuheizen bzw. den Brauchwasserpuffer nur auf das notwendige Soll statt überwärmen und wieder abkühlen?
 
Thema: PVT Module und Sole-Wasser-Wärmepumpe

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