Autarkie: Strom und Wärme für ein Haus in der Gurkensiedlung #photovoltaik #sektorenkopplung #hauskraftwerk #e3dc #stromspeicher #sunpower

Wenn Sie wissen wollen, was dieser Beitrag mit Gurken zu tun hat: Diese Siedlung heißt schon so, seitdem ich denken kann. Also meine Eltern nennen sie so. Ich bin dort groß geworden und finde es da recht schön, auch wenn deren Bewohner die Rasenkante ab und an zu häufig mit der Nagelschere trimmen.

Was meine Eltern (84 und 74) vorhaben? Sie wollen die Welt ein wenig besser machen. Ich bin in dieser kleinen Geschichte nur als Begleiter oder Ideengeber aufgetreten. Ich will aus Sicht eines Laien berichten, wie es uns ergangen ist. Kaufmännische Kalkulationen und Hinweise zur Rentabilität finden Sie zu Hauf im Netz.

Eigentlich ist das Haus der beiden in sehr gutem Zustand. Es wurde ja auch eine Menge dran gemacht. Die beiden können quasi gar nicht anders, als ständig irgendetwas zu optimieren. Doch bei Energie und Wärme war wohl einiges im Argen, was noch gedreht werden sollte. Und das ging wohl nicht ohne den gehörigen Einsatz von Schlagbohrmaschinen und die darauffolgende, extreme Staubentwicklung. Wobei letzteres wohl eher auf die Gastherme und den Kellerumbau zurückzuführen ist – jenes Vorhaben kam gleich im Schlepptau.

In Corona-Zeiten habend die zwei den ganzen Zirkus von Handwerkern dirigiert und in den Abendstunden den Staub aus dem Haus befördert. Wenn’s nach mir ginge, hätte das noch ein Jahr warten können, bis vielleicht ein Impfstoff gefunden wird.

Den Auftrag zur Beschäftigung mit diesem Thema hatte ich schon 2017 vernommen und mich seitdem mit der Materie befasst. Ich möchte anmerken, wenn ich sowas schon mache, dann in der Regel auch gründlich. Und das geht auch nicht ohne persönliche Kontakte oder Ideengeber. Gesprächspartner oder sehr gute Tippgeber waren bislang Franz Alt, Dennis Witthus und Frank Farenski. Aus unerfindlichen Gründen trifft man diese Menschen ab und an auch an Tesla-Superchargern.

Anmerkung: Ich habe leider immer noch keinen Tesla.

Ausgangssituation:

Das 60er-Jahre Reihenendhaus hat nach dem Auszug der Kinder einen Energiebedarf von rd. 4500 kWh pro Jahr für Komfortstrom. Die in die Jahre gekommene Öl-Zentralheizung hat einen Verbrauch von rd. 2000 bis 2500 Liter Heizöl pro Jahr. Zwei der 4 Etagen werden im Sommer mit einer Klimaanlage gekühlt, 2 Durchlauferhitzer sorgen für Warmwasser. Inklusive Kühlschrank und sonstiger Verbraucher liegt der Standby-Verbrauch des Hauses im Schnitt bei 375 Watt. Das Lastprofil ist typisch für Menschen im Ruhestand, das ist der Optimalfall für den Direktverbrauch.

Eine Dachhälfte mit 30° Dachneigung hat Platz für 18 Module in Südlage, zu 100% nicht verschattet. Kein Glücksfall: Ost-West-Dächer haben mit aktuellen Modulen einen deutlichen Erntevorteil gegenüber reiner Südlage.

Ziel:

Lösung (in Teilen) aus der Abhängigkeit der Energieversorger und Schaffung größtmöglicher Autarkie mittels Sektorenkopplung und Photovoltaik. Dadurch Kostenreduktion und Erhöhung der Umweltverträglichkeit, sowie Verkleinerung des ökologischen Fußabdrucks.

Sektorenkopplung

Noch nie gehört? Durch die Kopplung zweier oder mehrerer Sektoren lässt sich enorm Energie sparen. In diesem Wort steckt heute das größtmögliche Einsparpotential: Wenn die Wärmeenergie z.B. nicht nur für die Heizung, sondern auch für Brauchwasser genutzt wird, kann enorm Energie und dadurch auch Geld gespart werden. Ölheizungen und Durchlauferhitzer sind quasi das absolute Gegenteil von diesem Prinzip – Ergo waren wir vom Optimum in diesem Haus noch Lichtjahre entfernt. Das musste dringend geändert werden.

Für viele liest sich das zwar schnell und logisch, es hat doch schon ein paar Anläufe gebraucht, das auch so rüberzubringen. Ich habe es dann mit einer Zeichnung versucht. Dass diese Zeichnung (Ausgenommen Mikro-Blockheizkraftwerk) später tatsächlich Realität werden würde, konnte ja keiner ahnen.

Ausschlüsse:

In der Findungsphase wurden verschiedene Optionen evaluiert. Es sollte keine Möglichkeit ausgeschlossen werden, ausgenommen das absolut umweltunverträgliche Heizöl, welches zudem auch jede Menge Platz im Heizungskeller für die Tanks erforderlich macht. Und es stinkt fürchterlich!

Weder eine Wärmepumpe (völlig egal, welche Wärmetauscher-Lösung) noch eine klassische Lüftungsanlage würde nach aktuellem Stand der Technik die benötigte Wärmeenergie im Winter liefern können. Also scheidet „Strom“ als Primärenergieträger für die aktuell im Handel verfügbaren Wärmeerzeuger aus.

Wenngleich technisch extrem interessant, waren weder Aufwendungen für die Beschaffung oder Wartung der am Markt verfügbaren Mikro-BHKW’s (Kraft-Wärmekopplung) in einem Verhältnis zum Nutzen noch deren Zuverlässigkeit. Senertec’s Dachs liegt z.B. auch heute noch bei rd. EUR 21.000 – also schied die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme mittels Gas ebenfalls aus.

Auswahl

Gas wird dennoch das Mittel der Wahl für Wärme sein, und zwar mit inbegriffen eine Sektorenkopplung für Brauchwasser und Heizung – mit der zusätzlich zwingend notwendigen Möglichkeit der Aufnahme eines Heizstabs zur Sektorenkopplung – für die ebenfalls geplante Photovoltaik. Über dieses Prinzip sollten alle 3 Segmente miteinander gekoppelt werden. Nach Möglichkeit soll so wenig wie möglich der selbst produzierten Energie zum Energieversorger zurückgeführt, sondern viel besser gleich selbst verbraucht werden.

Im Frühjahr bis zum Herbst kann bei gutem Wetter und bei vorausschauender Nutzung auf den Gasbezug verzichtet werden, ebenso kann bei einem Ausfall der Gastherme noch geheizt werden.

Eine Photovoltaikanlage soll den Komfortstrom und die Energie für das Heizelement liefern, sowie zukünftig „Überschussladen“ einer Renault Zoe ermöglichen (welche als Ladezicke bekannt ist).

Ein Hauskraftwerk mit integrierten Wechselrichtern sollte den Strom für die Nacht speichern und den Heizstab steuern. Das Hauskraftwerk soll für Kleinverbraucher eine Notstromversorgung bereitstellen.

Produktauswahl:

Gas-Brennwerttherme: Buderus Logamax Plus
Kombi-Wasserspeicher: Buderus, 300 Liter Edelstahl
Heizstab: MyPV AC-ELWA-E
Hauskraftwerk: E3/DC S10 Mini, 5,4 kWh Variante, Stichanschluss
Module: 18x Sunpower Maxeon 3 (400Wp) = 7,2 kWp Leistung

Projektpartner:

Das Projekt Warmwasser und Heizung wurde umgesetzt von Tycho-Martin aus Meerbusch. Photovoltaik von Ecosolar aus Duisburg. Beide mit Unterstützung der Stadtwerke Service Meerbusch Willich GmbH & Co. KG (Gasleitungsbetreiber und Stromnetzbetreiber). Alle Projekte griffen zeitlich Hand-in-Hand. Zudem musste der Keller von Öltanks und deren Sicherheitswanne befreit, sowie komplett neu gefliest werden (My-Hammer, weitere Unternehmen).

Warum?

Tycho-Martin war gesetzt, weil er sich schon in der Vergangenheit bei meinen Eltern seinen Respekt durch seine Zuverlässigkeit und Qualität verdient hat. Da war überhaupt nicht dran zu rütteln und das ist auch gut so.

Ein Hauskraftwerk gibt es inzwischen von mehreren Anbietern. Da dieses Element die meines Erachtens wichtigste Rolle übernehmen wird, war für mich schon vor der Detailplanung nicht der Preis das entscheidende Merkmal, sondern der Hersteller des Hauskraftwerks: E3/DC aus Osnabrück. Die gehören inzwischen zur Hager-Gruppe, bekannt aus dem Schaltschrankbau. Hier sieht man, wie die Dinger hergestellt werden:

Das All-In-One-Gerät ist Wechselrichter, Steuerungslogik und Batterie (modular/tauschbar), inklusive Management in einem. 10 Jahre Garantie und danach immer noch Support waren gesetzt.

Mir war wichtig, dass ich für alles einen Ansprechpartner habe und nicht drölf, alles aufeinander abgestimmt ist, 24×7 überwacht wird und in Deutschland gefertigt wird. Sonnen und andere konnten da nicht mit den Features der Anlage von Dr. Piepenbrink mithalten.

E3/DC hat mir dann eine Reihe an Fachhändlern zukommen lassen. Einer davon hat sich auch unser Herz erkämpft: Ecosolar. Herr Stukemeyer kam mit den richtigen Ideen zur richtigen Zeit. Und er hat gehalten, was er versprochen hat.

Projektmeilensteine in Reihenfolge der Umsetzung

  1. (Stadtwerke) Zuleitung Gas
  2. (Ingensiepen & Schallenberg) Entsorgung Öltanks und Heizöl, Restölvergütung
  3. (My-Hammer) neuer Bodenbelag
  4. Papierkram an die Stadtwerke Service Meerbusch Willich
  5. (Tycho-Martin) Rückbau Ölheizung
  6. (Tycho-Martin) Aufbau Gastherme und Kombispeicher mit ELWA
  7. (Eigenleistung) Neustrukturierung Hausnetzwerk, gesondertes VLAN für Smarthome/KNX
  8. Papierkram
  9. (Ecosolar) Aufbau Photovoltaikmodule auf Dach
  10. (Ecosolar+Subunternehmer) Aufbau Hauskraftwerk und neuer Zählerschrank
  11. Papierkram
  12. Neuer Steckzähler (Zwei-Richtungen) und Abbau Altzähler
  13. Finanzamt
  14. Papierkram

Stolperfallen und Negatives:

Die größten „Problembären“ waren klar die örtlichen Energieberater, und die Bundesnetzagentur mit ihrem Auftrag zur „Verhinderung des Betriebs einer Photovoltaikanlage“.

„Energieberater“

Die Stadt Meerbusch hat da so „Energieberater“. Die wollten meinen Eltern gleich noch zu einer Solarthermie raten und ihre eigenen „Dienste“ anbieten, u.a. „Finanzdienstleistungen“ für Photovoltaik.

Das Ziel war doch schon erwähnt? Besonders die Fertigstellung eines Null-Grenzkostensystems noch weit vor Ende des damals drohenden 52gWh-Deckels. Das Gespräch mit den Energieberatern bot die Gefahr einer Fehlinvestition. Ein grobes Foul, wirklich – daneben!

Gerade „Energieberater“ sollten doch mal die Grundprinzipien verstehen. Ich kann nur jeden davor warnen, sich auf die Energieberatung der Stadt zu verlassen, die haben möglicherweise doch eher eigene Interessen. Holen Sie sich immer Zweitmeinungen ein.

Solarthermie ist m.E. derweil komplett veraltet und fehleranfällig, höchstens noch für den Poolbetrieb im Sommer anzuraten. Zudem wird die nutzbare, extrem kleine Dachfläche komplett für Photovoltaik benötigt. Das kann doch nicht nur meine eigene Devise sein, alles an Photovoltaik auf’s Dach zu packen, was irgendwie geht? Wieso sind solche Leute Energieberater?

Formulare!

Ferner hatten wir befürchtet, keine Unterstützung im Dickicht der Formulare bei der Bundesnetzagentur erwarten zu können. Ganze 52 Seiten DIN-A-4-Blätter hatten wir durchzulesen und an den entscheidenden Stellen zu unterschreiben.

Die Stadtwerke haben da zwar schon eine hervorragende Checkliste, welche dennoch (mit Nachdruck!) besser mit Unterstützung vom Dienstleister für die Photovoltaik abgearbeitet wird.

Es ist zum heulen. Und das ist noch längst nicht alles.

Denn ohne diese Unterstützung von Ecosolar hätten wir – mangels Sachverstand – das nur mit extremer Verzögerung geschafft. Wer zum Geier weiß schon, welcher Zählertyp von 10 verschiedenen eingesetzt wird? Zu diesem Zeitpunkt hatte es auch noch „Missverständnisse“ gegeben und Dokumente wurden versehentlich nicht zu Ecosolar sondern direkt zu den Stadtwerken gesendet.

Was eine Vorgangsdopplung bei einer Behörde bedeutet, kann schon gleichbedeutend mit „Asterix und Obelix auf der Suche nach Passierschein A38“ sein – doch auch das wurde mit Unterstützung von Ecosolar durchgestanden.

Diese Formularjunkies sind – mit Verlaub – die größte Bremse. Vermutlich ist das auch so gewollt. Ich bin mir übrigens immer noch nicht sicher, ob wir tatsächlich alles richtig gemacht haben…

ELWA

Unser Dienstleister für Wärme bot ein passendes Komplett-System von Buderus an, bestehend aus Gas-Brennwert-Therme, Kombispeicher, Umwälzpumpen, Logik und Montage. Die einzige Schnittstelle sollte die ELWA sein, welche vom Hauskraftwerk gesteuert wird.

Die ELWA (Heizstab) war anfangs zu lang für den Wassertank. Da wir von Herrn Stukemeier (Ecosolar) direkt mit der Nase auf das richtige Produkt gestoßen wurden und das Thema Sektorenkopplung von Tycho-Martin in der Anfangsphase übersehen wurde, musste hinsichtlich des Kombispeichers umdisponiert werden und ein größeres, passendes Modell wurde geliefert. Dann passte es aber und die ELWA war schon an den Kombiwasserspeicher geschraubt, als wir noch gar keine Photovoltaik hatten.

Ferner ist die ELWA mit einem Netzwerkanschluss versehen. Die GUI des Systems ist direkt und ungeschützt im Hausnetz, damit für jedermann frei zugänglich. Das ist wirklich nicht witzig.

Demzufolge musste ein dediziertes VLAN für die ELWA und die E3/DC ab Router bereitgestellt werden, damit da keiner mit Blödsinn anstellen kann. Gottseidank hatten wir die passenden Bausteine (Lancom/Ubiquiti) hierfür schon im Haus. Es empfiehlt sich, ggf. einen erfahrenen Netzwerker in der Familie oder im Freundeskreis zu haben.

Notstromversorgung mit Fallstricken

E3/DC bewirbt die S10 Mini mit 1-phasiger Notstromversorgung. Es wird im Werbetext jedoch nicht beschrieben, dass die nur einsetzbar ist, wenn man die Stromsparfunktion des Wechselrichters deaktiviert, und dass lediglich eine Steckdose für 1500 Watt an der Unterseite und eben keine komplette Phase im Hausnetz dazu genutzt werden kann. Das ist anders als bei der S10/E oder der S10 Pro. Wenn das möglicherweise ein Nachteil ist, muss eine größere Variante mit Motorschalter verwendet werden.

Umsetzung

Rückbau Altöltanks und Heizung

Ingensiepen & Schallenberg

Der Rückbau der Altöltanks wurde von einem örtlichen Anbieter gelöst. Die Plastiktanks wurden in Einzelteile zerschnitten und durch ein kleines Lüftungsfenster nach draußen befördert. Die Handwerker arbeiteten sauber und schnell. Sie bauten die Sicherheitswanne ebenfalls mit ab, was dann allerdings mit hoher Staubentwicklung in Folge kam (logisch – klassische Abbrucharbeiten).

Gastherme und Wassertank

Tycho Martin

Auch wenn Tycho Martin sich anfangs mit der Thematik Sektorenkopplung und Heizstab (ELWA) schwer tat, hat er – mit Verlaub – einen erstklassigen Anlagenbau für die Gastherme und den Wassertank „gezaubert“, Chapeau!

Ferner hat er mehrere Warmwasserleitungen neu verlegen und den Kamin gemäß den aktuellen Richtlinien nachrüsten müssen. Alle Gewerke in seiner Hand wurden erstklassig ausgeführt. Der Heizstab wurde vor Befüllung des Warmwassertanks eingesetzt.

Wir hatten wahrlich nichts zu bemängeln! Toll!

Photovoltaik

Ecosolar

Ecosolar hat uns in wirklich allen Projektphasen sehr gut begleitet. Schon das Beratungsgespräch war sehr angenehm. Wenn ich ursprünglich mit 18 Modulen nur auf 5,6 kWp kam, hatte Stukemeier mit Sunpower wohl den richtigen Modulpartner an der Hand, so dass wir auf 7,2kWp kommen können. Die S10-Mini passt momentan ganz gut zum Lastprofil meiner Eltern und wurde mit der 6,5 kWh Batterie konfiguriert. Das reicht in der Regel.

stets gut gelaunt und mit Höhensicherung unterwegs,
generell mit praktischen Lösungen für’s Handling der Module

Der Aufbau war spektakulär und stand anfangs unter keinem guten Stern. Es war ein 13. im Monat und – na klar – der mobile Aufzug war kaputt – so schnell konnte kein pasender Ersatz gefunden werden.

Also wurden alle Module (bei einem Taupunkt von gefühlt widerlichen 18°) von Hand auf’s Dach getragen, welches wiederum nur von der Nordseite zu besteigen war – denn südlich ist ein Wintergarten und auch sonst kein sicherer Stand für Leitern zu finden. Die Handwerker haben trotzdem noch ihr Lied geträllert.

Stellen Sie sich bitte eine Kolonne von Handwerkern vor, die stets gut gelaunt und perfekt aufeinander eingespielt sind, auch bei den widerlichsten Temperaturen eine Mund-Nasenbedeckung tragen und einfach Spaß an ihrer Arbeit haben. Mit Verlaub, das habe ich so noch nicht gesehen. Dazu kommen sie bitte auch noch mit blöden Fragen des Kunden zurecht – Eigentlich müsste man dazu noch Schmerzensgeld verlangen…

Die Elektriker kannten ihr Gewerk. Es hatte Spaß gemacht, einfach nur zu beobachten. Natürlich musste ein neuer Zählerschrank mit Steckplatz für einen dieser neuartigen Zweirichtungszähler her, denn das 60er-Jahre-Haus war mit den beengten Platzverhältnissen einfach nicht für die neuen Vorschriften gerüstet, das war uns aber vorher klar.

Obwohl ich natürlich nichts dagegen gehabt hätte, den ollen Drehstromzähler bis zur nächsten Ablesung einfach rückwärts laufen zu lassen…

Am ersten Tag war ein Dachfenster ausgebaut, die Unterkonstruktion bis 14:00 verlegt, sowie die Vorarbeiten für das Speichersystem und den Zähler abgeschlossen. Am Folgetag wurden die Module verlegt und die S10 verkabelt, am 3. Tag morgens in kürzester Zeit ein Fehler behoben und die S10 fertig eingerichtet. Fertig. Das war’s.

– Weltklasse –

Auch cool: Die S10 hat die ELWA sofort gesehen, ohne dass ich irgendwas irgendwie konfigurieren musste. Im Menü der S10 ist jetzt ein eigener Unterpunkt für die ELWA.

ELWA-Ansteuerung in der S10

Was ist anders?

Anders ist jetzt, dass quasi sofort heisses Wasser kommt. Da muss kein Durchlauferhitzer mehr seine Arbeit machen. Ansonsten ist eigentlich fast alles gleich geblieben und auf Komfort muss auch nicht verzichtet werden.

Die S10 im Keller ist von meinen Eltern prima zu verstehen. Es gibt eine App auf dem Telefon (Eigentlich ein Wrapper für die Weboberfläche) und die Weboberfläche selbst.

So haben die beiden die Info, wie voll der Akku ist und wie viel Energie vom Himmel kommt. So lässt sich gleich mit einem Blick auf’s iPhone oder den Wetterbericht planen. Ist Sonne im Anmarsch, kann Wäsche gewaschen werden, die Gartenpumpe oder der Trockner laufen. Gerade jetzt wird die sonst überflüssige Energie – ohne mit der Wimper zu zucken – in die beiden Klimaanlagen gepumpt. Das geht voll in Ordnung.

Das Grinsen und das Aha der beiden hat mir wirklich gut getan.

Cool finden beide die Weboberfläche und die Möglichkeit, das alles in Graphen anzeigen zu lassen. Hier lässt sich schnell noch die eine oder andere Möglichkeit erkennen, wie man noch mehr Energie sparen könnte.

Ausserdem lassen sich prima eigene Ansichten fertigen und eben auch alles exportieren. Dazu gibt’s ein paar Einstellungsmöglichkeiten und noch weitere Features.

S10-Mini: Reicht für die beiden vollkomen.

Ohne Hauskraftwerk von E3/DC? Nicht im Leben!

Ich mag auch, dass E3/DC sogar noch dokumentiert, welche Ports in der Firewall ausgehend aufgemacht werden müssen. In den Vertragsbestimmungen für die Garantie steht, dass „Internet“ für die Fernüberwachung zwingend notwendig ist. Das ist in der Form die angenehmste Variante, besonders wenn’s gut dokumentiert ist. Wegen der ELWA habe ich das dennoch in ein eigenes VLAN eingefasst.

Papas Werkraum (Heizungskeller) sieht jetzt ansehnlich aus. Ich steh ja total auf ordentlich verlegte Kabel. Wenn man sich die E3/DC S10 mal genauer anschaut, sieht man auch, wie sauber und ordentlich die Platinen gefertigt sind und wie gut alles beschriftet und dokumentiert ist.

Jetzt ist’s hier schön und es stinkt auch nichts mehr

Mit der ELWA wird die Autarkie enorm erhöht. Ein Teil der Energie, die wir sonst einspeisen würden, geht so in den Warmwasserspeicher, und zwar adaptiv, je nach Ertragslage (Sonne/Bewölkung) im Sekundentakt. Es macht richtig Spaß, dem Ding bei der Arbeit zuzusehen. Der Gasverbrauch wird so von Frühjahr bis Herbst enorm gesenkt.

Noch offen ist die Wallbox. E3/DC bietet hier was an, aber auch andere Lösungen sind interessant. Wichtig ist mir, dass die Netzwerkkommunikation zur Wallbox steht, so dass sich Hauskraftwerk und Wallbox unterhalten können und man wahlweise einphasig von der Sonne oder dreiphasig aus dem Netz laden kann.

Die E3/DC S10 Mini ist so, wie erwartet: Unschlagbar gut.

Das ganze Projekt hat einfach Spaß gemacht. Auch meinen Eltern, trotz Lärm und Staub. Ich bin besonders stolz auf die beiden.

Wir würden uns wieder für Ecosolar, E3/DC und für Tycho-Martin entscheiden.

Danke an alle beteiligten Unternehmen!


Dieser Erfahrungsbericht wurde nicht gesponsert

Ecosolar finden Sie in Duisburg und auf den Webseiten hier:
https://www.ecosolar.de/

Tycho Martin finden Sie in Meerbusch und auf den Webseiten hier:
https://www.tycho-martin.de

Ingensiepen & Schallenberg finden Sie in Grefrath und hier:
http://www.is-tankschutz.de