Lösungskonzept 1: volle Autarkie

Ziele und Randbedingungen

• Batterie soll den Tagesverbrauch (Verbraucher u. Heizung) vollständig puffern
• der Anteil des zugekauften Stromes soll minimiert werden
• grosse Erdwärmepumpe für die gesamte Wohnfläche

Kalkulation Betriebskosten, JAZ 3.5

Quelle Gaspreis + Strompreis: https://www.zeit.de/wirtschaft/energiemonitor-strompreis-gaspreis-erneuerbare-energien-ausbau

Die Kalkulation läuft unter der Annahme, dass die Wärmepumpe eine JAZ von 3.5 erreicht, und man aus 1 kWh Strom 3.5 kWh Heizleistung erzielt. Vermutlich ist die JAZ deutlich niedriger.

Weiterhin ist der tägliche Heizverbrauch ein Jahresmittelwert, der auf 365 Tage verteilt wird, und kein saisonaler Wert. Der tägliche Heizverbrauch im Winter wird deutlich höher liegen, als hier berechnet. Damit ist der Energiespeicher für das Ziel, vollständig unabhängig zu sein, unterdimensioniert.

Eingangsgrössen

• JAZ: Wärmepumpe 3.5
• Effizienzfaktor Gasheizung: 95 %
• Jahresverbrauch Gasheizung: 110.000 kWh
• Täglicher PV-Ertrag Dezember/Januar in Brandenburg: 2 %/Jahresgesamtertrag
• Gaspreis: 10.8 c/kWh
• Strompreis: 27.9 c/kWh

Kalkulation Betriebskosten Wärmepumpe

• Jährliche Heizkosten (Gasheizung): 110.000 kWh x 10.8 c/kWh == 11880 EUR
• Stromäquivalent Wärmepumpe: (Jahreswert): 31429 kWh
• Stromäquivalent Wärmepumpe (Tageswert): 86.1 kWh
• Jährliche Stromkosten Wärmepumpe: 31429 kWh x 27.9 c/kWh == 8769 EUR
• Jährliche Ersparnis im Betrieb: 3111 EUR

Kalkulation Energiespeicher

Quelle Kosten Batteriespeicher: https://www.energie-experten.org/erneuerbare-energien/photovoltaik/stromspeicher/preise Quelle Kosten Batteriespeicher: https://vind.de/stromspeicher/kosten-von-stromspeicher-einfamilienhaus

• Dimensionierung Batteriespeicher: 86.1 kWh Wärmepumpe + 11 kWh Stromverbraucher -> 87.1 kWh
• Anschaffungskosten Energiespeicher (Einheitspreis): ~350 EUR/kWh
• Anschaffungskosten Energiespeicher: 350 EUR/kWh x 87.1 kWh == 30.485 EUR

Kalkulation PV-Anlage

• Jahresertrag 15 kWp in Brandenburg: 14.250 kWh
• Jahresertrag 30 kWp in Brandenburg: 28.500 kWh
• Tagesertrag (Jahresmittel) 30 kWp in Brandenburg: 28.500 kWh / 365 d == 78 kWh/d
• Täglicher Ertrag im Dezember/Januar, 30 kWp Anlage: 2 % x 28.500 kWh / 365 d == 1.5 kWh/d

Fazit

• der Speicher mit einer Investition von 30.500 EUR ist für den reinen Batteriebetrieb von Hausverbrauchern und Wärmepumpen im Winter unterdimensioniert
• eine 30 kWp PV-Anlage liefert im Jahresdurchnitt nicht so viel Energie, dass der durchschnittliche Verbrauch von Hausverbrauchern und Wärmepumpen abgedeckt wird (78 kWh/d zu 86 kWh/d)