Heizen mit Wärmepumpe : Vergleich von auf Eigenverbrauch optimierten Photovoltaik/-Speichersystemen für Verschiedene Gebäudealtersklassen

Abstract

Diese Arbeit ist eine wirtschaftliche Betrachtung des Einflusses der Untersuchungsparameter Anstellwinkel und Batteriekapazität auf eine PV-Anlage, die in ein Gebäude mit einer Luft-Wasser Wärmepumpe speist. Nach einer Einleitung wird im Kapitel Stand der Technik die Technologien erklärt, Annahmen getroffen und Berechnungsansätze vorgestellt. Die Untersuchung wird anhand einer Jahressimulation durchgeführt. Hier werden der Einfluss der Parameter Batteriekapazität und Anstellwinkel auf die Jahressimulation untersucht. Die Jahressimulation wird für zwei Gebäude unterschiedlicher Baualtersklassen (Bestands- und Niedrigenergiehaus) mit Verbrauchsfaktoren nach VDI Norm 4655 aufgestellt. Die Erzeugung der PV-Anlage wird mittels Daten des Deutschen Wetterdienstes (Testreferenzjahr) und über die Aufteilung in Direkt- und Diffusstrahlung berechnet. Die Diffusstrahlung wird mit dem isotropen Modell berechnet. Die Jahressimulation errechnet die Wärmeversorgung für Heizenergie mittels Wärmepumpe und die Wärmeversorgung des Trinkwarmwassers mittels Wärmepumpe und ggf. Durchlauferhitzer. Anschließend kann der elektrische Energiebedarf simuliert werden. Anhand der Jahressimulation wird das System mit der Annahme verschiedener Untersuchungsparameter wirtschaftlich verglichen. Eine Anpassung des Lastgangs des Gebäudes an den PV-Ertrag stellt sich in jedem Fall als sinnvoll dar. Die Optimierung des Anstellwinkels ist unter den gegebenen Voraussetzungen nicht rentabel. Die Speicherkapazität eines Batteriespeichers mindert sie Rentabilität gegenüber einem System ohne Batteriespeicher. Für die Erhöhung des Gesamteigenverbrauchs ist die Integration eines Batteriespeicher allerdings sinnvoll und kann bei einer Erhöhung des Strompreises rentabel werden.