Ausgabe 12: Analyse meiner Photovoltaik und Wärmepumpe - Update Juli 2023
Ein Einblick in die Daten einer privaten PV-Anlage und Wärmepumpe.
Viele Hausbesitzer stehen vor der Entscheidung welche Heizung sie in ihr Haus einbauen und ob sie eine Photovoltaikanlage anschaffen sollen. Mit der regelmäßigen Veröffentlichung und Analyse meiner Daten möchte ich mithelfen für diese Entscheidung eine Datenbasis zu schaffen.
Nachdem die Hälfte des Jahres 2023 um ist, bietet sich wieder die Gelegenheit auf das erste Halbjahr zurück zu schauen und die Daten meiner Photovoltaikanlage und Wärmepumpe zu analysieren.
Details zu dem Energiesystem meines Hauses finden sich hier. Die Auswertung des Jahres 2022 findet sich hier.
Photovoltaik & Batterie-System.
Für den Zeitraum Jan - März 2023 wurden folgende Werte aufgezeichnet:
Sonnenscheinstunden: 994,1 h (Quelle)
Energieernte: 8.304 kWh
Grafisch aufgetragen, zusammen mit den Jahren 2021 und 2022, ergibt sich folgender Verlauf.
Der Juni 2023 war mit 330,1 Sonnenstunden (Juni 2021: 319,5h) und 2.522kWh (Juni 2021: 2.469kWh) der ertragreichste Monat seit Inbetriebnahme meiner PV-Anlage.
Betrachtet man die akkumulierte Energiemenge des Jahres, so zeigt sich allerdings, dass 2023 bisher kein besonders ertragreiches Jahr war. Tatsächlich ist es das bisher schlechteste seit Inbetriebnahme.
Aus der Perspektive des Hausbesitzers ist insbesondere die Energiebilanz interessant, also das aufsummieren von Energiezuflüssen durch den PV-Ertrag und Netzbezug, abzüglich der Energienutzung für verschiedene Zwecke. Aufgetragen über die Monate ergibt sich folgende Grafik.
Erwartungsgemäß gab es im Juni einen beträchtlichen Überschuss, aber der nächste Winter und damit das nächste Defizit kommt bestimmt. Solange es keine Möglichkeit gibt den sommerlichen Überschuss für längere Zeiträume zu speichern, wird mein Haus weiter auf das Stromnetz angewiesen sein und damit leider allzu oft auf fossile Kraftwerke.
Aufgeschlüsselt nach verschiedenen Kategorien der Energienutzung, ergibt sich folgendes Bild.
Ein interessanter Wert steht ganz rechts in der Grafik: 540kWh Verluste. Was zunächst viel klingt, entspricht 6,5% der Energieernte. Das meiste davon sind die Verluste des Wechselrichters, der sich bei hoher PV-Leistung merklich erwärmt.
In diesem Zusammenhang möchte ich auch nochmals auf eine wichtige Einschränkung hinweisen: das Rechnen mit Energiebilanzen innerhalb gewisser Zeiträume bedeutet nicht, dass zu jedem Zeitpunkt innerhalb dieses Zeitraums auch genug elektrische Leistung zur Verfügung stand um die Energienutzung zu gewährleisten. Das wird leider oft vergessen.
Betrachtet man nun den relativen Grad der Autarkie, also die prozentuale Deckung der eigenen Energienutzung durch eigene Energieernte, ergibt sich folgendes Bild.
In den Sommermonaten sind durchgehend > 90% möglich. 100% sind schwierig zu erreichen, weil es immer wieder einzelne Lastspitzen gibt, die meine PV- bzw. Batterieanlage nicht decken kann. Dann wird elektrische Leistung aus dem Netz bezogen.
Bezieht man nun den Autarkiegrad auf das Gesamtjahr, zeigt sich dass es 2023 ziemlich gut läuft. Durch geschicktes Energiemanagement, vermeiden von Lastspitzen und entsprechendes Verhalten, kann man den Anteil des selbst genutzten Strom erhöhen.
Im Jahr 2022 lag der Autarkiegrad für das Gesamtjahr letztlich bei 74%. Die Daten für 2023 deuten an, dass es dieses Jahr möglicherweise etwas besser wird. Allerdings wachsen die Bäume nicht in den Himmel. Mehr 75-80% ist mit der in meinem Haus installierten Technik kaum möglich.
Wärmepumpe
Für den Zeitraum Jan - Juni 2023 wurden folgende Werte aufgezeichnet:
Energienutzung Heizung: 1296 kWh
Energienutzung Warmwasser: 589 kWh
Geschöpfte Wärme Heizung: 5408 kWh(th)
Geschöpfte Wärme Warmwasser: 1776 kWh(th)
Wichtige Anmerkung: An diesem Punkt sind die Arbeitszahlen der Wärmepumpe leicht auszurechnen. Aber weder die elektrische Energienutzung noch die geschöpfte Wärmemenge sind mit einem geeichten Zähler gemessen, sondern entstammen der ungenauen Schätzung der Wärmepumpe selbst.
Deshalb sind die Arbeitszahlen nicht einfach mit anderen Wärmepumpen zu vergleichen, insbesondere nicht mit denen anderer Hersteller. Gleichwohl ist die Betrachtung der eigenen Arbeitszahl über einen Zeitraum hilfreich um den Nutzen der eigenen Optimierungsmaßnahmen zu bewerten.
Da bei Luft-Wasser-Wärmepumpen die Effizienz, also die Arbeitszahl, von der Außentemperatur abhängt, betrachte ich diese immer zusammen in einem Diagramm. Die Duchschnittstemperaturen habe ich aus dieser Quelle. Bei tieferen Temperaturen sind schlechtere Arbeitszahlen zu erwarten.
Die Grafik zeigt einen erfreulichen Trend, da ich ab Frühjahr 2022 nach und nach einige Optimierungen an den Parametern der Wärmepumpe vorgenommen und hier beschrieben habe.
Neben der Heizung erwärmt die Wärmepumpe auch noch das Warmwasser. Aufgrund der höheren Prozesstemperaturen für Warmwasser ist eine schlechtere Arbeitszahl zu erwarten als für die Heizung.
Tatsächlich waren die erreichten Arbeitszahlen durchweg schlechter als im Heizbetrieb. Trotzdem ist der Graph sehr erfreulich, denn er zeigt eine Steigerung der Arbeitszahl über die Jahre und damit den Erfolg meiner Optimierungsmaßnahmen. Klar erkennbar ist auch, dass die Erwärmung von Warmwasser bei den hohen Temperaturen im Sommer effizienter ist als im Winter.
Insgesamt eine erfreuliche Tendenz. Die Maßnahmen zur Optimierung der Betriebsparameter meiner Wärmepumpe greifen. Deshalb rate ich allen Betreibern einer Wärmepumpe es selbst auszuprobieren: Teil 1, Teil 2, Teil 3.
Zuletzt noch als Referenz für Leser, die eigene Rechnungen anstellen wollen, die Werte der Energienutzung für Heizung und Warmwasser.
Zusammenfassung
Das Jahr 2023 ist bzgl. PV-Ertrag das bisher schlechteste seit Inbetriebnahme meiner Anlage Ende 2020. Aber womöglich wird das zweite Halbjahr ja noch besser.
Wesentlich wichtiger ist die Erkenntnis, dass die verschiedenen Maßnahmen wirken, die ich zur Optimierung der Wärmepumpe und zur Erhöhung des Autarkiegrads getroffen habe. In zukünftigen Blog-Artikeln werde ich weitere Aspekten davon beschreiben und hoffe euch damit zu helfen eure eigene Energienutzung zu verbessern.
Wie immer sind Kommentare willkommen, gerne öffentlich unter diesem Blogeintrag oder direkt per Email.
Mit sonnigen Grüßen,
Andreas Winckler