Clever kombiniert - Eigenverbrauch von Solarstrom am Beispiel eines Gastronomiebetriebs in Hessen

Um einen möglichst großen Anteil des Solarstroms nutzen zu können, sollte eine Möglichkeit gegeben sein, den Strom zu speichern, um ihn dann abzurufen, wenn er benötigt wird. Neben klassischen Batteriesystemen gibt es alternative Systeme, mit denen Solarstrom gespeichert werden kann. Centrosolar hat mit „Cenpac plus“ beispielsweise eine PV-Anlage mit einer Wärmepumpe gekoppelt, die als Speicher für Solarstrom dient. Damit können bis zu 50% des Stroms selbst genutzt werden.

Mehr Unabhängigkeit
Der Aartal-See in Hessen ist ein beliebtes Ausflugsziel für Freizeitsportler und Naturliebhaber. Direkt am See in der Gemeinde Bischoffen befindet sich der Aartal-Grill, der täglich von 10 bis 22 Uhr Besucher bewirtet. Der Betreiber des Grills hatte vor Installation der PV-Anlage monatliche Stromkosten von ca. 1000 Euro und einen Strombedarf von durchschnittlich 5000 kWh im Monat. Der Gastwirt wollte die hohen Stromkosten nicht länger akzeptieren. Es kam der Wunsch auf, sich ein Stück weit unabhängig von steigenden Strompreisen und damit noch höheren Kosten zu machen. Zudem war der Warmwasserboiler defekt und musste ausgetauscht werden.

Solaranlage mit einer WW-WP
 Das Gebäude, in dem der Aartal-Grill untergebracht ist, hat eine nutzbare Dachfläche von 91 m². Mit einer Ausrichtung nach Südwest und einer Neigung von 28° bietet das Dach gute Voraussetzungen für die Installation einer PV-Anlage. Aufgrund der idealen Kombination von kostengünstiger Stromerzeugung und gleichzeitiger Warmwasserbereitung hat der Betreiber sich für „Cenpac plus“ entschieden: Das System verbindet eine Solaranlage mit einer Warmwasser-Wärmepumpe und erfüllt damit beide Bedingungen.
Das System von Centrosolar besteht aus einem klassischen PV-System, das um eine Warmwasserpumpe und eine intelligente Steuerung ergänzt wird. Die Kopplung der Geräte ermöglicht es, einen hohen Teil des durch eine PV-Anlage erzeugten Stroms direkt am Ort der Entstehung zu verbrauchen. Der von der Solaranlage produzierte Strom erhitzt das Wasser im Speicher der Wärmepumpe, mehr als die Hälfte des hierfür nötigen Stroms wird durch die Solaranlage umweltfreundlich selbst produziert. Der Warmwasserspeicher der Wärmepumpe dient als Energiespeicher. Durch die Speicherung des Stroms in Form von Wärmeenergie lässt sich weitaus mehr Strom aus der Solaranlage nutzen, als es ohne Speicher möglich wäre. Die sonst üblichen Eigenverbrauchsquoten von ca. 30% können mit „Cenpac plus“ weit überschritten werden.
Kernstück der Anlage ist ein Energiemanager, der das Zusammenspiel der PV-Anlage und der Wärmepumpe regelt. Der Energiemanager steuert den Stromverbrauch des Systems und sorgt dafür, dass der benötigte Strom in sonnenreichen Stunden abgerufen und in der Wärmepumpe gespeichert wird.
Centrosolar setzt im „Cenpac plus“ das bewährte PV-Komplettsystem „Cenpac“ ein. Das System ist vorkonfektioniert und besteht aus festgelegten Komponenten (Modulen, Wechselrichter, Montagesystem), die optimal aufeinander abgestimmt sind. Bei Einfamilienhäusern hat ein „Cenpac“ eine Standardgröße von 3 oder 5 kW_p. Bei größeren Dächern oder Gewerbebetrieben sind auch höhere Leistungsklassen möglich. Die Anlage auf dem Aartal-Grill hat eine Gesamtleistung von 13,9 kW_p und besteht aus 54 Modulen.
Die eingesetzte Warmwasser-Wärmepumpe stammt aus dem Hause Glen Dimplex Deutschland. Die Pumpe nutzt die in der Umgebungsluft vorhandene Energie als Wärmequelle und erhitzt damit den täglichen Bedarf an Wasser zum Duschen, Baden oder Spülen bis 60°C. Dabei gewinnt sie bis zu 70% der für die Aufheizung benötigte Energie aus der Umgebungsluft oder der in der Raumluft vorhandenen Abwärme. Eine Warmwasser-Wärmepumpe ist sowohl im Neubau, als auch bei Bestandsbauten, eine effiziente Lösung zur Warmwasserbereitung.

Schnelle Montage
Die Installation der Anlage hat die Gecko Energies GmbH übernommen, eine Tochtergesellschaft von Centrosolar. Gecko Energies mit Sitz in Aßlar (Hessen) vertreibt PV-Anlagen an Endkunden und übernimmt den kompletten Service einschließlich der Montage der Anlage. Auch eine eventuell nötige Deinstallation und der Abtransport des bisherigen Heizsystems gehört zum Service.
Die Installation der Anlage einschließlich Anschluss der Wärmepumpe und Entsorgung des alten Boilers ging in nur zwei Tagen vonstatten. Eine Herausforderung stellte das Aufstellen der Wärmepumpe dar: Aus Platzgründen sollte die Pumpe auf dem Dachboden und nicht wie sonst üblich in den Kellerräumen aufgestellt werden. Beim Transport der Pumpe über die schmale Treppe galt es, sie nicht um mehr als 45° zu kippen. Genau wie ein Kühlschrank darf eine Wärmepumpe nicht liegend transportiert werden.
Für ein einwandfreies Funktionieren ist zudem eine gute Statik entscheidend: Der Untergrund sollte eben sein, was bei Kellerräumen meistens gegeben ist. In diesem Fall entschieden die Installateure, eine Mehrschichtplatte zu unterlegen. Zudem ist eine ausreichende Raumhöhe wichtig, die optimal mindestens 2,1 m betragen sollte. Unter dem Deckel der Wärmepumpe sitzt der Temperaturfühler, sodass ausreichend Platz vorhanden sein muss, um den Deckel abzunehmen.

Erste Ergebnisse
Die Installation der Anlage über Gecko Energies ist im November 2012 erfolgt. Am Standort Bischoffen in Hessen ist bei der gegebenen Sonneneinstrahlung mit einem Ertrag von 870 kWh pro kWp zu rechnen. Die Anlage hat eine Gesamtleistung von 13,96 kW_p, sodass von einer Stromproduktion von 11785 kWh im Jahr auszugehen ist. Die CO₂-Einsparung beträgt ca. 7 t jährlich. Aufgrund der Wahl des eingesetzten Systems kann die Eigenverbrauchsquote auf durchschnittlich bis zu 50% gesteigert werden.
Die Erfahrung nach dem ersten Vierteljahr Laufzeit der Anlage zeigt, dass je nach Jahreszeit auch höhere Eigenverbrauchsquoten möglich sind. In den vergangenen Monaten seit Anlageninstallation im November ist der Solarertrag aufgrund der reduzierten Sonneneinstrahlung in den Wintermonaten geringer als im Sommer. Während dieser Zeit wurden fast 100% des Solarstroms vor Ort verbraucht.

Optimale Bedingungen
Ein Restaurantbetrieb eignet sich optimal für die Installation einer PV-Anlage bei gleichzeitigem Selbstverbrauch des produzierten Stroms. Die zu erwartenden hohen Eigenverbrauchsquoten sind bedingt durch die für die Photovoltaik günstigen Betriebszeiten eines Restaurants: Die Zeiten, in denen Strom für den Betrieb nötig ist, decken sich in weiten Teilen mit den Zeiten, in denen Solarstrom produziert wird. Dadurch sind optimale Bedingungen für den Eigenverbrauch von Solarstrom gegeben.
Insgesamt profitiert der Anlagenbetreiber dreifach: Neben den eingesparten Kosten für Strom und die Warmwasserbereitung, bekommt er für den Teil des Solarstroms, der ins Netz eingespeist wird, eine Einspeisevergütung gemäß EEG.

Bilder: Centrosolar

KONTAKT: Centrosolar AG, 22769 Hamburg, Tel. 040 3910650, Fax 040 39106599, info@centrosolar.com, www.centrosolar.com