In den vergangenen zehn Jahren hat sich das Dreier-Team aus Photovoltaik, Stromspeicher und Wärmepumpe zur beliebten Energietechnik in Haushalten entwickelt. Wärmepumpen sind in Neubauten mittlerweile die erste Wahl.
Gerhard Popp hat diese Entwicklung vom Heizen mit Öl und Gas hin zu Photovoltaik und Wärmepumpe über die Jahre mitverfolgt. Als er für den Ruhestand ein neues Eigenheim bauen wollte, war für ihn klar, dass er diese Kombination nutzen will. „Ich wollte Ressourcen sparen und das kann man mit Photovoltaik und Speicher sehr gut“, begründet er seine Entscheidung.
Vier Jahrzehnte Erfahrung
Energie, Technik und Zahlen sind die Leidenschaft des Wirtschaftsingenieurs, der fast vier Jahrzehnte in der Energiebranche tätig war. So liegt es nahe, dass er sein Energiesystem genauestens kennt und die Energiebilanz immer im Blick hat. Was ihn beeindruckt: 5.200 Kilowattstunden Strom verbraucht die Wärmepumpe im Jahr, das entspricht 520 Litern Heizöl.
Für sein altes, etwas kleineres Haus brauchte er über 5.000 Liter Heizöl. Was ihn freut: Dass er dank des Stromspeichers über die Hälfte des Strombedarfs für die Wärmepumpe, den Haushalt und das Elektroauto solar decken kann. Diesen Anteil will er noch weiter ausbauen.
Das KfW-Effizienzhaus 40 plus hat rund 300 Quadratmeter Wohnfläche, im Juni 2018 war es bezugsfertig. Drei Personen leben in dem Haus in der Nähe von Bayreuth, zeitweise sind die Kinder und Enkel zu Besuch. Die Energietechnik hat der Fachbetrieb Gemeinhardt AG aus Oberkotzau bei Hof geplant und installiert. Für die Heizung und Erwärmung des Dusch- und Trinkwassers fiel die Entscheidung auf eine Sole-Wasser-Wärmepumpe mit vier bis zu 100 Meter tief reichenden Erdsonden.
Die Wärme wird in einem 1.000-Liter-Pufferspeicher zwischengelagert. Außerdem gibt es eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung, die ganzjährig in Betrieb ist.
Foto: Gerhard Popp
Knapp zehn Kilowatt installiert
Für die Stromversorgung installierte Gemeinhardt eine Photovoltaikanlage (34 Solarmodule) mit 9,86 Kilowatt Nennleistung. Auf dem Dach wäre Platz für mehr Module gewesen. Allerdings hätte Popp damals bei einer Anlagenleistung über zehn Kilowatt eine anteilige EEG-Umlage für den selbst verbrauchten Strom zahlen müssen. Das wollte er nicht.
Das Dach hat eine Neigung von 35 Grad und ist nach Süden ausgerichtet, perfekt also für Popps Anforderungen. So kann er viel von dem in der Mittagszeit erzeugten Solarstrom nutzen, zumal er im Stromspeicher vorgehalten werden kann. Die Optik war der Familie ebenfalls wichtig. Die schwarzen Module passen gut zu den dunklen Dachziegeln und fallen kaum auf.
Für die Stromspeicherung hat Popp das dreiphasige Hauskraftwerk S10 E des Osnabrücker Herstellers E3/DC gewählt.
Als er die Photovoltaikanlage im August 2018 in Betrieb nahm, betrug die Netto-Speicherkapazität der Akkus 10,56 Kilowattstunden.
Schnell bemerkte er, dass er von der tagsüber erzeugten Überschussenergie nachts noch mehr gebrauchen könnte. Deshalb erweiterte er sein Hauskraftwerk im Juni 2019 mit einem weiteren Batteriemodul auf 15,84 Kilowattstunden Nettokapazität.
Das hat sich für die Eigenversorgung gelohnt: „Ich kontrolliere die Daten monatlich, aber es gibt auch gute Auswertungen von E3/DC, die direkt auf die App auf dem Handy kommen“, erzählt Gerhard Popp. „Da schaue ich mir gern tagsüber mal den Speicherzustand und die aktuellen Verbrauchsdaten an.“
Interessante Analysen
Die nun folgenden Zahlen sind die durchschnittlichen Werte für ein Jahr. Popp hat dabei den Stromverbrauch für die wochenlange Trocknung nach einem Wasserschaden im Jahr 2019 herausgerechnet.
Rund 13.000 Kilowattstunden Strom benötigt Familie Popp in einem Jahr. Davon verbraucht der Haushalt inklusive einer Sauna 55 Prozent, die Wärmepumpe 40 Prozent und das Elektroauto bisher fünf Prozent. 53 Prozent des Strombedarfs deckt die Photovoltaikanlage ab, die sich zu 32 Prozent aus direkter und zu 21 Prozent aus indirekter (Speicherentladung) Deckung zusammensetzen. 47 Prozent kommen aus dem Stromnetz.
Richtig Geld gespart
Über den betrachteten Zeitraum hinweg erzeugte die Photovoltaikanlage mit knapp zehn Kilowatt Spitzenleistung rund 11.850 Kilowattstunden im Jahr, das entspricht 1.200 Kilowattstunden je Kilowatt installierter Solarleistung. „Der Ernteertrag von der Photovoltaikanlage wurde sicher begünstigt durch den sonnigen Herbst 2018 und den ertragreichen Sommer 2019“, sagt Gerhard Popp zufrieden.
36 Prozent des Solarstroms konnte die Familie direkt verbrauchen, 26 Prozent gingen in den Speicher. 38 Prozent speiste Popp zum EEG-Tarif ins Stromnetz ein.
Sein Einspeisetarif beträgt 12,2 Cent je Kilowattstunde. Für Strom vom Energieversorger zahlt Familie Popp 28 Cent je Kilowattstunde. Solarstrom erzeugt er nach Berechnungen von Matthias Gemeinhardt für zwölf Cent je Kilowattstunde. Das zeigt das Einsparpotenzial.
Einen E-Smart angeschafft
Durch den E3/DC-Speicher kann er deutlich mehr vom günstigen Solarstrom direkt nutzen. Der selbst erzeugte Strom wird zunächst im Haushalt direkt verbraucht und im zweiten Schritt in den Speicher geschickt. Der dann noch überschüssige Strom geht ins Netz.
Bei der Entscheidung, einen Zweitwagen anzuschaffen, fiel die Wahl fast zwangsläufig auf ein Elektroauto. Seit Anfang 2019 fährt Popp einen kleinen Zweisitzer. Der E-Smart hat einen Akku mit 17,5 Kilowattstunden.
Natürlich soll er überwiegend mit dem vorhandenen Sonnenstrom beladen werden. „Ich fahre meinen Smart nunmehr seit genau eineinhalb Jahren ausschließlich im Kurzstreckenverkehr“, erzählt Popp im Juni 2020. Als Verbrauch hat er 14 Kilowattstunden auf 100 Fahrkilometer ermittelt.
Rund 5.000 Kilometer im Jahr
Der Akku des E-Autos wird ausschließlich zu Hause an der Wallbox geladen. Aktuell zeigt der Tacho 7.500 Kilometer an. Das heißt, Popp fährt circa 5.000 Kilometer im Jahr. „2019 und bis Juni 2020 habe ich für die 7.500 Kilometer insgesamt rund 1.050 Kilowattstunden geladen“, berichtet Popp. „Davon stammten rund 705 Kilowattstunden direkt von der Photovoltaikanlage, das sind 67 Prozent.“
Nur wenn die Sonne nicht scheint, fährt er mit Strom aus dem Netz. Mit diesem Mix aus Eigen- und Netzstrom kosten ihn 100 Kilometer rund 2,40 Euro. „Dafür bekomme ich an der Tankstelle gerade mal zwei Liter Benzin.“
Ein ständiger Lernprozess
Wie seine Auswertung zeigt, konnte er die Eigenversorgung mit Solarstrom schon von 53 Prozent (August bis Dezember 2018) auf 58 Prozent im Jahr 2019 und auf 64 Prozent in der ersten Jahreshälfte 2020 steigern. „Und das ist noch nicht das Ende“, sagt der technikbegeisterte 65-Jährige. „Es ist ein Lernprozess. Man lernt, wie man noch mehr Solarstrom verbrauchen kann.“
Seine Frau und er haben ein energieintensives Hobby: ihre Sauna. Diese nutzen sie im Winter einmal die Woche abends. Dann scheint keine Sonne und der Speicher ist leer, deshalb wird dann zu 100 Prozent Netzstrom verbraucht. „Die Sauna verhagelt uns die Energiebilanz“, gibt Popp zu. Sie zieht Leistung aus dem Stromnetz, denn im Winter reicht die Photovoltaik dafür nicht aus.
Dafür nutzt er mit seinem Dreier-Team aus Photovoltaik, Solarakku und Wärmepumpe umso mehr saubere Energie aus der Natur – ein Dreamteam für den Klimaschutz.
Fotos: Gerhard Popp
Bundesverband Energiespeicher (BVES)
Schon 300.000 Heimspeicher in Deutschland installiert
Der Speichermarkt wächst weiter: Insgesamt ist der Umsatz im Jahr 2020 um über zehn Prozent auf 7,1 Milliarden Euro gewachsen. Das belegen neue Zahlen vom Branchenverband BVES.
Wachstumstreiber sind demnach die Trends zu Systemintegration, flexibler Sektorenkopplung und Elektromobilität insbesondere in den Marktsegmenten Privathaushalte und Gewerbe. Allein 100.000 neue Heimspeicher wurden 2020 in privaten Haushalten installiert. Die nun insgesamt installierten 300.000 Heimspeicher stellen 2,3 Gigawattstunden Kapazität bereit. Das reicht, um 170-mal mit einem Elektroauto um die Erde zu fahren.
Während die Heimspeicher überproportional wuchsen, verzeichneten die Industrie- und Gewerbespeicher pandemiebedingt einen Rückgang von etwa 20 Prozent, teilte der BVES mit. Auch dem internationalen Trend zum verstärkten Einsatz von Großspeichern in der Netzinfrastruktur entzieht sich Deutschland weiterhin. Dieses Marktsegment stagniert auf niedrigem Niveau.
