Helft van een twee-onder-een-kap woning: Eerst warm water en verwarming!

Bij het installeren van een fotovoltaïsch systeem vroeg onze klant, de heer Nißle, een werktuigbouwkundige afgestudeerde uit Nedersaksen, zich af in hoeverre zelfconsumptie kon worden verhoogd. Het fotovoltaïsche systeem, dat in totaal bijna 20 kWp levert, zou een deel van de door fotovoltaïsche energie opgewekte elektriciteit moeten gebruiken door thermische koppeling met het verwarmingssysteem.

Een klassiek warmtepompsysteem voor het goed geïsoleerde huis leek ongeschikt omdat het te groot is vanwege de hoge kosten voor het warmtepompsysteem. Het vorige verwarmingssysteem wordt alleen gebruikt tijdens de verwarmingsperiode en zelfs hier was de energiebehoefte zeer laag met de bestaande gasboiler op 6.000 kWh per jaar. Zelfs met financiering zou een warmtepomp niet rendabel zijn geweest.

Na een korte zoektocht op het internet ging de beslissing al snel in het voordeel van een alternatieve oplossing: A 9 kW dompelaar en een AC•THOR 9s van my-PV vertegenwoordigen de oplossing - met totale kosten van ongeveer 1.200 € die een tiende zijn van de warmtepomp!

Voor de installatie van de AC•THOR 9s was de elektrische aansluiting via een aparte circuit naar de verdeelkast noodzakelijk.

De 9 kW dompelaar kon worden geïntegreerd in een bestaande buffervat, aangezien het buffervat al was voorbereid voor een dompelaar. De conversie was dan ook relatief goedkoop om uit te voeren.

Waarom my-PV producten?

Voor de heer Nißle was het cruciaal dat de toekomstige oplossing kon omgaan met overtollige elektriciteit van het fotovoltaïsche systeem en dat het geïntegreerd kon worden in het bestaande energiebeheersysteem. Omdat de energiestromen worden gecontroleerd met een Raspberry Pi waarop openWB's EMS is geïnstalleerd.

Een interface werd geprogrammeerd door een levendige gemeenschap, die de AC•THOR 9s kan integreren en controleren via de TCP-Modbus interface.

Vorige opbrengstgegevens en operationele ervaring

De oplossingen van my-PV zijn op tijd in gebruik genomen door de heer Nißle voor het stookseizoen in oktober 2021 en leveren sindsdien het hele huis van warm water en verwarming. Op basis van de ervaringen van de eerste vier en een half maand kan het jaarlijkse verbruik al worden geschat op ongeveer 3.200 kWh. Qua energie zou dit bijna de helft zijn van het verbruik van de gasboiler.

Door zijn functionele principe heeft de dompelaar bijna de volledige elektrische output omgezet in warmte, en het wordt ook volledig lineair gecontroleerd door my-PV. De gasboiler (zonder condensatietechnologie) daarentegen had een aanzienlijk lager rendementsniveau, aangezien een aanzienlijk deel verloren gaat aan de omgeving in de vorm van afvalwarmte via de schoorsteen.

Met deze verbruikswaarden kan het my-PV-systeem economischer worden bediend dan de bestaande gasboiler, zelfs wanneer deze volledig is aangesloten op het elektriciteitsnet (d.w.z. zonder een fotovoltaïsch systeem). De volgende kosten worden ook geëlimineerd: gasaansluiting of maandelijkse basisvergoeding, de kosten voor de schoorsteenveger, onderhoudsintervallen voor de gasboiler en de reparatie van de gasboiler.

Aangezien de energiebehoefte voor warm water en ruimteverwarming niet onbelangrijk is in de wintermaanden, heeft het gebruik van de batterijopslag van BYD geen zin voor de klant gedurende deze tijd. Om deze reden is de volgende prioriteit ingesteld voor het overschot van het fotovoltaïsche systeem:

Eerst de verbonden elektrische voertuigen (2 elektrische auto's in het huishouden), dan het verwarmingssysteem van my-PV en pas daarna de batterijopslag.

Met deze instelling vervangt het my-PV-systeem de BYD-batterijopslag als energieopslag in de winterbedrijf! Aangezien de opslagcapaciteit van de buffervoorraad zeer groot is, wordt de batterijopslag niet langer gebruikt en gaat deze na enkele dagen in een inactieve toestand. De klant heeft de SOC ingesteld op een batterijbesparende waarde van 50%. Voordelen van deze configuratie: Tijdens de verwarmingsperiode is de batterijopslag beschermd en wordt het aantal cycli per jaar verminderd, wat betekent dat een langere levensduur kan worden bereikt. Gedurende deze tijd wordt de buffervoorraad gebruikt als energieopslag; deze heeft een aanzienlijk grotere opslagcapaciteit dan de batterijopslag.

Een beetje meer details voor geïnteresseerde technici.

Een nog gedetailleerdere uitleg van het systeem: De buffertank heeft een tank-in-tank systeem. Dit betekent dat de drinkwatertank (160 l) geïntegreerd is in het bovenste gedeelte van de buffertank. De dompelaar bevindt zich ongeveer in het midden van de buffertank en dus direct onder de drinkwaterbel. Het verwarmingscircuit voor de centrale verwarming loopt via de retourleiding naar de buffertank en vervolgens terug naar de toevoer via de gasboiler. Gedurende het eerste jaar van gebruik met de dompelaar blijft de gasboiler als back-up; alleen de ingebouwde circulatiepomp wordt gebruikt voor het verwarmingscircuit.

De volgende instellingen zijn geselecteerd voor de AC•THOR 9s:

• Bedrijfsmodus verwarmingsmodus M1

• Warmwaterback-up: 50° Celsius, van 8:00 uur tot 10:00 uur en van 16:00 uur tot 21:00 uur, 6 kW.

• Dus, in de periode van 10:00 uur tot 16:00 uur kan het worden gevoed door overtollige PV. In de periode van de warmwaterback-up blijft er 3 kW over voor PV-overschot.

• Legionella programma: 65° Celsius elke 14 dagen, 9 kW

De netwerkaankoop is als volgt verdeeld:

• In de ochtend wordt 100% van de elektriciteit uit het net gehaald om warm water te garanderen.

• Als het gaat om het verkrijgen van warm water in de avond, hangt het ervan af hoeveel er van het net moet worden afgenomen, afhankelijk van de zonne-opbrengst. Op een zonnige winterdag bereikt het bovenste gedeelte van de buffertank tot 75 °C - dus er is geen elektriciteit van het net nodig in de avond.

Eerste graden van dekking

Het aandeel zonne-opbrengst was ongeveer 15% in de maanden oktober 2021 tot half februari 2022. Het moet worden opgemerkt dat het weer deze winter in Noord-Duitsland uitzonderlijk slecht was met weinig zonneschijn. Volgens de heer Nißle zou echter tot 20% van het zonne-aandeel in de stookperiode mogelijk zijn met dit systeemontwerp.

Hier zijn enkele statistische evaluaties:

Buitentemperatuur Energiebehoefte voor warm water en verwarming per dag

• -10° tot 0°: 30-35 kWh

• 0° tot 5°: 25-30 kWh

• 0° tot 5°: 25-30 kWh

• 5° tot 10°: 20-25 kWh

• 10 tot 15 graden: 10-20 kWh

• boven de 15°: minder dan 10 kWh

Maandelijkse verbruikswaarden voor warm water en verwarming

• Oktober 2021: 172 kWh

• November 2021: 534 kWh

• December 2021: 836 kWh

• Januari 2022: 800 kWh

• Februari 2022: 360 kWh (tot 16.02.22)