Überlegungen zur/vor Nachrüstung Solarthermie

[HerrP]

Moin Freunde!

Ich bräuchte mal Tips/Gedankenanstösse... In Anbetracht der unerfreulichen Lage überlege ich Solarthermie nachzurüsten. Grundsätzlich soll es eine möglichst einfache preiswerte Lösung werden. Die Panele kämen deswegen wahrscheinlich auch nicht auf's Dach, sondern 'hinten an's Haus' auf die Süd-West Seite (hätten also am Morgen noch Schatten, Neigung ziemlich beliebig).

Einfach mal in den Raum geworfen, was mich so beschäftigt...

- aktuell (Sommer...) brauchen wir so 3..5 kWh Gas pro Tag für WW, wovon ca. die Hälfte oder mehr reine Bereitschaftsverluste sind (im Winter mal gut 2kWh/Tag gemessen als niemand da war).

- ich bräuchte einen neuen Speicher (die sind auch teuer geworden...). Zweite Wendel, mehr Inhalt (-> mehr Verluste)

- ST Anlage an die Steuerung (B3HB) anschliessen oder autonom betreiben? Kann ich (im ersten Fall) der Steuerung 'verbieten', den Brenner einzuschalten?

- Habe ich morgens noch WW zum Duschen oder ist es über Nacht abgekühlt? (klar, alles relativ, aber...)

- Wieviele Monate/Jahr reicht Solarthermie alleine für WW? Wieviel Unterstützung/Einsparung liefert sie?

- Amortisation? (klar, aktuell kennt niemand die Gaspreise nichtmal für's nächste Jahr...)

- Macht es Sinn, über Vorlaufanhebung per ST nachzudenken? Wie geht das überhaupt?

- Was kommt an Wartung auf mich zu (Flüssigkeit analysieren, tauschen und so)?

- Wie zuverlässig/unkompliziert ist so eine ST Anlage? Welches Risiko besteht für 'ausserordentliche Probleme'?

- Überdimensionierung?

- Was habe ich noch garnicht bedacht?

vielen lieben Dank für eure Anregungen!

Grüsse!

Phil

[qwert089]

Hallo Phil,

bei meinem PV Module Dealer kostet ein 410 W Modul 169€ von der Palette zum Mitnehmen.

Rechne dir mal aus was ein  1kWpeak  bei einem FlachKollektor (Wirkungsgrad mit einrechnen) kostet.

Ein Marken  Röhrenkolli ist sicher doppelt so teuer als das PV Modul.

Vielleicht hat dein WW Speicher schon eine Muffe für den Heizstab?

VG Michael

[HerrP]

hm, nach dem Lesen mehrerer Beiträge in dieser Kategorie hier und zuletzt diesem recht kompakten und dem abschliessenden Statement von @qwert089 (danke, ich schätze deine Beiträge immer wieder sehr!) hat sich die Sache wahrscheinlich erledigt. PV ist mir allerdings zu teuer, mal ganz davon abgesehen, dass ich immer noch auf meinen Zähler/antrag warte...

Allerdings bin ich über diese 'Balkon-PV-Alagen' gestolpert. Die gibt es mit 1..1,5kW für 1000..2000eu. Da ist mir die Idee gekommen, einen Heizstab in meinen vorhandenen Vitocell Speicher 100-W CVA 160L (7498993 824964101) zu basteln (was nicht ganz einfach ist, weil wahrscheinlich nicht vorgesehen, aber es gibt zb. den noch freien Anschluss für Zirkulation, leider recht weit oben).

Man bräuchte nichtmal den Wechselrichter, sondern würde einfach die PV Module an den Heizstab mit entsprechendem Widerstand anschliessen... Stromkreis unterbrechen, bevor das Wasser anfängt zu kochen...

Müsste doch eigentlich gehen, oder??

danke & beste Grüsse!

Phil

[HerrP]

Moin Michael!

Danke für deine Antwort, die ich (gerade jetzt) erst gesehen habe, nachdem ich zum zweiten mal geschrieben hab! Du warst wohl wieder schneller.

In dem kleinen Speicher gibt es soweit ich weiss keinen Flansch unten. Leider geht das aus den Unterlagen nicht so richtig hervor bzw ich erkenne es nicht klar....

Wenn ich dich richtig verstehe, meinst du auch die Lösung den Heizstab direkt an die PV Module anzuschliessen?

[qwert089]

Hallo Phil,

bei dem Speicher müsste man einen ext. Heizstab verwenden.

So in der Art wie hier

https://www.killus-technik.de/de/heizungszubehoer/elektro-heizstaebe/elektrischer-durchlauferhitzer-...

So ein Gehäuse für den EHE kann auch jede Schlosser bauen.

Die Ladung des WW Speichers kann per Schwerkraft Zirkulation oder mit einer kleinen Pumpe erfolgen.

Alternativ siehe hier

https://www.viessmann-community.com/t5/Oel/Heizstab-in-Vitocell-300-EHA-einbauen/td-p/148029

Ja man könnte einen "my-PV ELWA netzautark" nehmen.

Dann kannst du den Strom eben nur für den Heizstab nehmen, was eigentlich schade ist.

Oder ein Balkonkraftwerk  und man drosselt den Heizstab auf ca. 500 W.

So habe ich es bei meinem Heizstab neulich gemacht, der läuft mit 400 W durch in Reihe schalten von 2 der 3  Heizeinsätze.

Für die PV Seite gibt es noch viele andere Möglichkeiten, Netz gekoppelt und/oder autark.

VG Michael

[HerrP]

Hi Michael,

vielen Dank wieder! Dieser 'Durchlauferhitzer' wäre auch eine Möglichkeit, aber was spricht gegen einen in den Zirkulationsanschluss eingeschobenen Heizstab (z.B. sowas in der Art https://www.heizpatronen.info/deu/shop_product.php?r=9684)? Die Dinger kann man sich konfektionieren lassen, so dass man hoffentlich eine passende Geometrie/Leistung hinbekommen würde. Das Ding ist ja, dass die Leistung über die Oberfläche des Stabes abgegeben können werden muss, möglichst ohne dass die Siedetemperatur erreicht wird (wie rechnet man das??).

Eine 'Herausforderung' wäre der Einbau. Wohlmöglich ginge eine Art Quetschverschraubung?

Auch muss man gucken, ob man bei komplett geradem Einbau wohlmöglich mit der Opferanode kollidiert... Wie lang ist die? Kann ich die vlt einfach etwas verbiegen?

Ein 'Problem' ist, dass der Anschluss ziemlich weit oben im Speicher ist - wie gut gelingt der Wärmetransport in die unteren Schichten?

Bekomme ich irgendwo Informationen zu den relevanten Maßen des Zirkulationsanschlusses (Innendurchmesser, 'Länge' und so), ohne den erstmal aufzuschrauben?

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Wie gesagt, irgendeine PV Geschichte mit Netzkopplung möchte ich auf jeden Fall vermeiden, bis ich einen Zähler in meine bei der Sanierung neu gemachte Elektrik regulär eingebaut bekommen habe. Der Elektriker, der das betreut hatte, hat bei Zählerantrag gemerkt, dass er bei meinem Netzbetreiber garnicht gelistet ist. Und jetzt einen Elektrikermeister zu finden, der im Nachhinein einen Zählerantrag stellt, ist alles andere als einfach. Mit einem bin ich im Gespräch, warte aber seit zwei Jahren trotz wiederkehrender Nachfragen auf sein Erscheinen...

beste Grüsse!

Phil

[qwert089]

Hallo Phil,

dies Heizeinsätze haben wohl keine Sicherheitseinrichtung, oder ?

Bei einem emaillierten Speicher ist der Heizstab idR von der Verschraubung isoliert und hat einen Ableite-Widerstand von 600 Ohm eingebaut.

Die Firma bietet auch Handtuchpatronen an. Da würde ich mal anrufen und gezielt nachfragen.

Hier sieht man ein wenig das Innenleben des Speichers.

Ob die Anode im Weg ist kann man aber nicht ausschließen.

https://static.viessmann.com/resources/technical_documents/DE/de/VDP/5369912VDP00005_1.pdf?#pagemode...

Netzautark bekommt man auch hin mit einem MPPT Laderegler, einer kleinen Batterie und einem günstigen 230 V Wechselrichter.

VG 

[HerrP]

danke für den Datenblattlink!

Heizelement: Sicherheitseinrichtung? Ich vermute nein. Aber das ist ja nicht der einzige Anbieter. Ich denke, man sollte auf jeden Fall ein Heizelement mit eingebautem Thermoschalter nehmen, die wird es aber hoffentlich auch geben. s.u.

Was meinst du mit Ableitwiderstand?

"die Leistung über die Oberfläche des Stabes abgegeben können werden muss, möglichst ohne dass die Siedetemperatur erreicht wird (wie rechnet man das??)."

auf https://www.schweizer-fn.de/stoff/wuebergang_fluessigkeit/wuebergang_fluessigkeit.php hab ich was gefunden und mal mit 400W/(m2*K) gerechnet. Bei 50°C Wassertemp, 15mm Durchmesser und 50cm Länge des Stabes gehen gerade mal 470 Watt. Bei 20mm Durchmesser 625 Watt... 😕 Wahrscheinlich sind 50cm auch noch zu optimistisch.

Man braucht also auf jeden Fall einen Thermoschalter im Heizelement! (mit Millionen von Schaltspielen, was glaubich gewöhnlich nicht vorgesehen ist...)

[qwert089]

Hallo Phil,

im beiliegendem Dokument wird das mit dem Widerstand erklärt.

Das habe ich zur Flächenleistung gefunden

https://www.heatsystems.de/oberflaechenbelastung.html

https://www.tuerk-hillinger.com/wp-content/uploads/2017/09/Berechnungsgrundlagen_D.pdf

Tabelle 2

500 W reichen dir dich völlig aus,  wenn die PV das 10h  pro Tag liefert.

Irgendeine Art von Thermostat und Sicherheitstemperaturbegrenzer sind nicht dumm 🙂

VG Michael

[HerrP]

Hallo Michael!

Jetzt wird mir das klar mit dem Widerstand - besten Dank für den Speicher-Leben erhaltenden Tip!!

Klar - elektrochemische Spannungsreihe... Wahrscheinlich hätte ich bei der Anodenstrommessung dumm geguckt. Oder es nicht gemerkt, dass das 'Schutzpotential' an der Kesselhaut vorbei geht (das muss ich erstmal noch richtig verstehen). Ich muss auf jeden Fall die Messwerte vorher/nachher vergleichen, wenn ich denn einen Heizstab einbaue. Hat dieser 'Durchlauferhitzer' von oben auch so einen Widerstand? Der sitzt zwar nicht im Speicher, aber potentialtechnisch dürfte das eigentlich keinen grossen Unterschied machen, oder? Und was ist mit den Messingarmaturen??

Bei der heatsystems Geschichte geht es wohl mehr um's Material. Mit den für Wasser genannten 20W/cm2 wäre ich bei meinen oben benannten Dimensionen so bei 5..6 Kilowatt, mit den von Türk+Hillinger genannten 6,5W/cm2 für leichtverdichtete Heizelemente immer noch 1,5-2kW. Aber ich wollte ja unter 100°C bleiben, und da muss der Wärmewiderstand zur Berechnung her. Etwas 'dumm' ist, dass bei 25°C Wassertemp eben 3x soviel Leistung geht wie bei 75°C, wenn die Oberfläche des Stabes unter der Siedetemperatur bleiben soll. Man käme da wohl um eine Regelung der Oberflächentemperatur nicht drum rum (wie auch immer geartet, jedenfalls nicht ganz trivial). Oder man nimmt den Worst Case, bsw. 75°C Wasser, begrenzt die Leistung dementsprechend, und schaltet bei 75°C komplett aus. Dann kann man aber nur mit ca. 250W heizen 🙁

In jedem Falle sollte die Temperaturbegrenzung redundant (oder zumindest 'todsicher') sein, wenn man nicht Gefahr laufen will, seinen Warmwasserspeicher in einen Dampfkessel zu verwandeln... 😁

Alles in allem leider doch nicht so einfach, wie ich mir das zuerst dachte... Aber ich geb den Gedanken nicht auf! Gibt es sowas eigentlich nicht 'fertig' zu kaufen?? Eigentlich sollte es der Solarthermie ja um Längen überlegen sein, und Solarthermie findet man zu Hauf von der Stange - auf fast jedem Neubau...

beste Grüsse & wieder vielen Dank!

Phil

[HerrP]

ps. muss man eigentlich wirklich unter Siedetemperatur am Heizstab bleiben, oder kondensiert der Dampf nach ein paar Zentimetern nach oben gleich wieder?? 🤔 Dann würde ja eine einfache Überwachung der Wassertemperatur reichen... (aber oberhalb vom Heizstab)

[HerrP]

pps. und noch ne Frage: Warum reicht es nicht, den Edelstahlstab isoliert einzubauen? Es geht doch bei dem Korrosionsschutz da drum, einen Stromkreis zwischen Speicherhaut und Opferanode zu haben. Wenn da irgendwo ein Stück Edelstahl potentialfrei zwischen drin ist, ist das doch egal!?

Bezüglich der elektrischen Sicherheit muss der Mantel des Heizelementes nicht geerdet sein, da die PV Spannung auch potentialfrei (gegenüber Erde) ist, zumindest solange man keinen Regler oder sowas einbaut.

[qwert089]

>>Edelstahl potentialfrei zwischen drin ist, ist das doch egal!?

da bin ich nicht sicher. 

>>s. muss man eigentlich wirklich unter Siedetemperatur am Heizstab bleiben, o

so hoch würde ich nicht gehen, da verkalkt der Stab schnell.

>>Warmwasserspeicher in einen Dampfkessel zu verwandeln...

ja dann dichtet noch jemand das tropfende Sicherheitsventil ab dann schau es aus wie hier 😉

https://youtu.be/jbreKn4PoAc?t=73

>>nicht 'fertig' zu kaufen?? 

gibt es 

https://www.photovoltaik4all.de/my-pv-elwa-warmwasser-netzautark

VG 

[HerrP]

>>Edelstahl potentialfrei zwischen drin ist, ist das doch egal!?

da bin ich nicht sicher.

Ich bin mit einem Kesselbauer befreundet, den werde ich nach dem Urlaub mal dazu befragen, genau wie zu weiteren unserer Themen. Ich bin mir aber ziemlich sicher, dass es so ist, weil ohne 'Rückleiter' (Kontakt des Edelstahls mit der Kesselhaut) sich kein Stromkreis/-fluss ausbilden kann.

>>s. muss man eigentlich wirklich unter Siedetemperatur am Heizstab bleiben, o

so hoch würde ich nicht gehen, da verkalkt der Stab schnell.

dann müsste man ja unter 60°C bleiben, was zu nahezu null Wärmetransport bei entsprechender Wassertemperatur führt. Man verliert bei so niedrigem Temperaturniveau auch knapp die Hälfte der Speicherkapazität, dann reicht das Wasser bei meinem 160l Speicher und den >55W Verlusten wahrscheinlich morgens nicht mehr zum Duschen.

Man müsste wahrscheinlich den Heizstab regelmässig ausbauen und entkalken. Den Rhythmus muss man rausfinden, nicht dass er mit Kalk so dick wird, dass man ihn nicht mehr rausgezogen bekommt...

Was das Sieden/Kondensieren anbetrifft und wie es sich die Korrosionsthematik betreffend bsw. mit Messingverschaubungen an den Kesselstutzen verhält, weisst du auch nicht exakt, oder?

danke & Grüsse!

[HerrP]

ach ja, diese Kauflösung bekomme ich leider nicht in die 3/4 Zoll Verschraubung geschoben. und der Preis is auch ne Sache für sich....