Webbasiertes Tool vergleicht Energieeffizienz und Kosten [Seite 2 von 2]
Entscheidungsgrundlage für effiziente Wärmepumpenheizsysteme im Einfamilienhaus
Bild 1: Startseite des Tools. Über die „Systemauswahl“ oben links und den Link „Dieses System analysieren“ kann der Anwender zwischen verschiedenen Wärmepumpenheizvarianten hin- und herspringen und energetische und wirtschaftliche Kenndaten analysieren. (https://heatpumpsystems.isfh.de)
Bild 2: Die energetischen Kenndaten der Systemvariante PVT + Solewärmepumpe sind unter dem Reiter „Energie“ zusammengestellt. Quickinfos liefern an wichtigen Stellen des Tools zusätzliche Erklärungen für den Nutzer. (https://heatpumpsystems.isfh.de)
Bild 3: Anteil des Strombedarfs für Heizung und Haushalt im Bestands-Einfamilienhaus, der von selbst erzeugtem Solarstrom gedeckt werden kann. (Wärmepumpen-Vergleichstool)
Tabelle 1: Vergleich der energetischen und wirtschaftlichen Kenndaten aus dem Wärmepumpen-Vergleichstool für ein Bestandsgebäude mit einem jährlichen Heizwärmebedarf von 108 kWh/m2. Für die BEG-Förderung wurde der Basissatz von 35 % für erdgekoppelte Solewärmepumpen und 30 % für Luftwärmepumpen und PVT-Solewärmepumpen angesetzt jeweils bis zu maximalen Investitionskosten von 30 000 EUR. Die Energiegestehungskosten sind ein Mischpreis zwischen Kilowattstunden Wärme und Strom. (Wärmepumpen-Vergleichstool)
Deckungsanteil durch Solarstrom
Vielen Kunden, die sich für eine Wärmepumpe mit PVT- oder PV-Anlage entscheiden, ist es wichtig, wie viel ihres erzeugten PV-Stroms sie selbst verbrauchen können. Der Deckungsanteil bzw. Autarkiegrad gibt an, welchen Anteil die eigene Solaranlage auf dem Dach am jährlichen Strombedarf für Haushalt und Heizung direkt deckt. Auf diese Frage gibt das Tool eine genaue Antwort. „Bei unseren Simulationen schauen wir uns minutenweise an, ob die PV-Anlage zu Zeiten läuft , bei denen Strom im Haushalt verbraucht wird. Dabei benutzen wir eine solaroptimierte Betriebsweise der Wärmepumpe, aber keine Batterie“, erklärt Chhugani.
Die Ergebnisse für das Bestands-Einfamilienhaus sind in Bild 3 dargestellt. Übers Jahr gesehen können Haushalte in den Varianten PVT + Solarwärmepumpe und PV + Luftwärmepumpe 21 % bzw. 20 % ihres Gesamtstrombedarfs decken. Den überwiegenden Teil des Strombedarfs decken die Hauseigentümer also weiter über Netzbezug. „Mehr geht leider nicht, weil die Hauptbetriebszeit der Wärmepumpe im Winter ist, wenn wenig Solareinstrahlung für die PV-Anlage vorhanden ist“, sagt Chhugani. Der Einsatz einer Batterie kann den Autarkiegrad deutlich erhöhen, dies ist aber im Tool derzeit nicht implementiert.
Quickinfos und andere wichtige Hinweise zur Tool-Nutzung
Das ISFH-Team hat sich bei der Gestaltung des Tools streng an die vorhandenen Normen und Richtlinien gehalten. „Für die Dimensionierung der Wärmepumpe haben wir die Richtlinie VDI 4645 genutzt, die Wirtschaft lichkeitsberechnung nach Annuitätenmethode basiert auf der VDI 2067 und die Auslegung der PVT-Flächen haben wir an der Berechnungsmethode der Kollektornorm ISO 9806 orientiert,“ erklärt Peter Pärisch, Gruppenleiter Thermische Energiesysteme beim ISFH, der die Toolentwicklung begleitete. Die Annuitätenrechnung läuft über 20 Jahre, wobei im Tool ein Kalkulationszins von 0 % voreingestellt ist. Auch Energiepreissteigerung und Inflation sind auf 0 % angesetzt. Alle Werte können aber über Schieberegler vom Nutzer variiert werden.
Die Toolentwickler weisen darauf hin, dass die VDI-Richtlinie bei der Wirtschaft - lichkeitsberechnung geothermische Wärmepumpensysteme schlechter stellt. Sie schreibt verhältnismäßig hohe Kosten für Instandsetzung, Wartung und Inspektion für Erdwärmesonden von 3 % pro Jahr vor. Bei Sole- und Luft wärmepumpen liegen diese Kosten laut der Richtlinie bei 2,5 %. Die Vorgaben hat Chhugani in der Annuitätenmethode berücksichtigt. Für die PVT- und PV-Anlagen, für die es keine Angaben in der Richtlinie gibt, haben die Toolentwickler jeweils 1 % der Investitionskosten pro Jahr angesetzt.
Zwei wichtige Hinweise will das ISFH-Team zukünft igen Nutzern noch mit auf den Weg geben. Die voreingestellten Werte beziehen sich alle auf das Einfamilien haus-Bestandsgebäude. Stellt der Nutzer auf ein Einfamilienhaus-Neubau um, teilt ihm die Quickinfo mit: „Bei Änderung des Gebäudetyps werden die Auslegung und die Kosten der Komponenten nicht automatisch umgestellt. Bitte unter Komponentenpreise prüfen und manuell anpassen“.
Der zweite wichtige Hinweis betrifft die Speicherfähigkeit der Ergebnisse. Jeder Datensatz kann über die Exportfunktion komplett als csv-Datei heruntergeladen werden. Die Eingabewerte wie auch die berechneten Kenngrößen sind tabellarisch übersichtlich, in Gruppen aufgeteilt dargestellt. Wichtig für den Nutzer ist folgender Hinweis: Wechselt er oder sie von einer Systemvariante zur anderen, dann sind die manuell veränderten Schieberegler wieder auf ihre Grundeinstellungen zurückgestellt und alle Eingabewerte basieren auf den Voreinstellungen.
Autorin:
Bärbel Epp,
Solrico, Bielefeld,
Projektpartnerin bei IntegraTE
1) Öffentlicher Zugang zum Wärmepumpen-Vergleichstool: https://heatpumpsystems.isfh.de/
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