Warmwasser mit PV und Speicher

In einem Mehrgenerationenhaus im Kanton Aargau wird der Photovoltaikertrag des Sommers in den Winter mitgenommen – mit einem 100’000 Liter fassenden Warmwasserspeicher. Der folgende Beitrag stellt die Lösung vor.

Das erste autarkiefähige Mehrgenerationenhaus der Schweiz zu werden – das klingt nach einem ambitionierten Ziel. Doch genau das ist im Schweizer Kanton Aargau in einem kleinen Dorf umgesetzt worden.

Das 921 Quadratmeter Wohnfläche umfassende Gebäude, das zum Teil ein sanierter Altbau und zum Teil eine neu gebaute Erweiterung ist, hat viel Photovoltaik am Dach und in der Fassade integriert. Auf insgesamt acht Seiten des Gebäudes, nimmt man die Dachflächen dazu, sind 144 Kilowattpeak (kWp) installiert. Das sind schon markante Kennzahlen. Aber mit dem Innenleben des Mehrparteienhauses hat es noch mehr auf sich: Immerhin ein 100’000 Liter fassender Warmwasserspeicher, der vier Meter Durchmesser und zwölf Meter Höhe aufweist, speichert die Sonnenenergie der wärmeren Jahreszeiten auch für die Wintermonate.

Den Eigenverbrauch erhöhen
Der Bauherr Markus Ursprung wollte gerne, dass der Netzanschluss des Hauses nicht zu stark mit der eigenen Einspeisung durch die 144-kWp-Photovoltaikanlage belastet wird. Daher war der Weg frei für einen höheren Eigenverbrauch des Photovoltaikstroms. Den höheren Eigenverbrauch erreicht der Bauherr damit, dass er fünf AC•THOR 9s in seinem Mehrparteienhaus installiert hat, womit die Einspeisung gesenkt und die Energie direkt am «Produktionsort» gespeichert beziehungsweise verwendet wird. Denn der AC•THOR 9s erhitzt durch sekündlich ausgeregelte Leistung immer nur mit dem Überschussstrom von der Photovoltaikanlage den Warmwasserspeicher – also untertags, wenn ohnehin zu viel Strom für das eigene Haus beziehungsweise die Hausverbraucher zur Verfügung steht. Dabei ist es dem AC•THOR 9s egal, wie hoch die Temperatur gehoben werden soll. Der Bauherr wollte gerne kochendes, also circa 95 Grad Celsius heisses Wasser im Wasserspeicher haben. Das schafft eine Wärmepumpe nicht, weil der Temperaturhub hier bei höheren Wassertemperaturen nicht mehr erreicht werden kann.

Vom Sommer in den Winter
«Wir speichern im Sommer die Energie für den Winter, weil wir damit im Winter nicht mehr Energie benötigen als im Sommer», erklärt Markus Ursprung die Idee hinter der Anlage. Daher auch die überdimensional erscheinende Warmwasserspeicherauslegung – mit 100’000 Liter wahrscheinlich der grösste Warmwasserspeicher, der derzeit mit my-PV-Produkten im Einsatz ist. Selbst bei zwölf Personen, die in diesem Mehrgenerationenhaus wohnen, wird so der Jahreszeitenspeicher nie entleert.

Gründe für die gewählte Lösung
Nach mittlerweile über einem Jahr an Betriebserfahrung fasst der Bauherr Markus Ursprung diese mit folgendem Zitat zusammen: «Damit ich den genauen Energieinhalt des Wassertanks berechnen kann, messe ich auf jeder Höhe die Temperatur. An jeden AC•THOR 9s habe ich vier Temperaturfühler angeschlossen. Die PV-Leistung schwankt oft zwischen 20 Kilowatt (kW) und 60 kW, und genau diese Schwankungen kann der AC•THOR 9s übernehmen. Welcher andere Verbraucher kann mit solchen Leistungsschwankungen umgehen?»

Hindernisse und Besonderheiten

Die Dimensionen und die Komplexität, ein Mehrgenerationenhaus mit einer beispielsweise 250 Quadratmeter fassenden gemeinsamen Wohnfläche, zwei Küchenbereichen sowie den unterschiedlichen privaten Zimmern mit ausreichend Wärme zu versorgen, erforderte eine genaue und gut durchdachte Abstimmung hinsichtlich der technischen Auslegung. Die Komplexität war dabei sehr gross und somit der Support sehr wichtig. Der Hersteller musste genaue Angaben liefern können. Dies zeigt und zeigte sich als grösste, aber meisterbare Herausforderung für my-PV.

Personen im Haushalt

Die zwölf Personen, die das barrierefreie und altersgerechte Mehrgenerationenhaus bewohnen, bewirtschaften den Garten gemeinsam, nutzen viele Bereiche miteinander und sind vom Alter her auch sehr unterschiedlich. Mit dem grossen Warmwasserspeicher und der Kraft der Sonne, die über die AC•THOR 9s in den Speicher geleitet wird, steht den zwölf Bewohnern des Hauses im Kanton Aargau zu jeder Zeit genügend Warmwasser zur Verfügung

Überschuss nutzen

Die potenziell verfügbare Warmwassersicherstellung, die mit den Geräten von my-PV an Tagen mit geringer Sonneneinstrahlung immer aktiviert werden kann, wurde in diesem Fall nicht aktiviert.

Im Gegensatz zu einer Wärmepumpe, die für eine lange Lebenszeit auch eine lange beziehungsweise möglichst durchgängige Laufzeit aufweisen soll, kann der AC•THOR 9s schnell und je nach Überschussleistung aktiviert werden. So sind auch kurzfristige Erträge, die durch unterschiedliche Wolkengebilde beziehungsweise die Sonnenscheindauer zustande kommen, jederzeit präzise im Warmwasser durch den AC•THOR 9s abbildbar. Das heisst, dass sie für die Erwärmung des Wassers zur Verfügung stehen. So sind nicht nur die grossen Schwankungsspitzen im Haus selbst immer effizient genutzt, sondern es werden dadurch auch die Einspeisespitzen reduziert, da der Überschuss direkt im Haus verwendet wird – oder wie es der Bauherr zusammenfasst: «Ich kann Überschuss sinnvoll nutzen!»

www.my-pv.com