"Groß. Ziemlich groß." Die Frage des Monats an die Energieberatung

Unlängst schrieb uns ein Newsletter-Leser: „Wie groß müsste meine PV-Anlage sein, damit ich meinen 2.000-Liter-Pufferspeicher binnen sechs Stunden um 35 °C erwärmen könnte?“ Definitiv die Frage des Monats an die Energieberatung. Und auch wenn Sie sich das so vielleicht nicht fragen, eröffnet die Antwort einen spannenden Blick auf den Unterschied von Sommer- und Winterstrom aus Photovoltaik.

Von vorn: Um 2.000 Liter Wasser um 35 °C zu erwärmen, wird eine Energiemenge von 81,2 kWh benötigt. Bei einem Systemwirkungsgrad von geschätzten 90 % (Wechselrichter, Speicherverluste, usf.) bedarf es dazu einer Dauerleistung von 15 kW über die gesamten sechs Stunden. Oder eben eine höhere Spitzenleistung, wenn die Erzeugungsleistung zu machen Zeit etwas geringer ist.

Um das Beispiel schön an der Praxis aufzuhängen, zeigen wir hier einen Screenshot vom Monitoring einer realen PV-Anlage. Sie hat eine Leistung von 5 kWp am Wechselrichter und eine Fläche von rund 34 m².

An einem perfekten Sommertag hat die Anlage ihre Jahresbest-“Leistung“ geliefert und über den Tag beachtliche 40 kWh Strom erzeugt. Damit könnte man einen sehr energieeffizienten Kühlschrank acht Monate (!) lang betreiben.

Das heißt, unser Newsletterleser bräuchte eine Anlage mit einer Leistung von mindestens 10 kWp (ca. 70 m²), um die geforderte Energiemenge von knapp über 80 kWh für die Aufheizung binnen eines Tages bereitstellen zu können, dürfte dann aber nicht nennenswert weiteren Strom verbrauchen.

Allerdings werden die 40 kWh nicht in den geforderten 6 Stunden, sondern in rund 16 Stunden erzeugt. In den 6 Stunden von 10 -16 Uhr waren es im Sommer auf unserer beispielhaften Anlage rund 24 kWh, also müsste die Anlage schon fast viermal so groß sein, um die 81,2 kWh in sechs Stunden bereitstellen zu können, nämlich rund 20 kWp!

Der Tageshöchstwert unter optimalen Bedingungen geht im Winter bis auf 4,6 kWh zurück (natürlich geht er bis auf „0“ zurück, wenn Schnee auf der Anlage liegt, aber um die kürzesten Tage im Jahr produziert die Anlage auch unter optimalen Bedingungen nicht mehr als die knapp 5 kWh). Um die geforderte Strommenge in sechs Stunden zu erzeugen, wäre dann eine Anlagenleistung von fast 100 kWp erforderlich – mit rund 700 m² Fläche.

Ohne die Problemstellung unseres Lesers zu hinterfragen, oder warum das Wasser genau binnen sechs Stunden erwärmt werden muss, sehen wir, dass die Stromproduktion aus Photovoltaik durchaus flächenintensiv ist – und vor allem im Winter andere erneuerbare Energieträger das Gros des Bedarfs abdecken müssen.

Und dass die Idee, den Strom für die Wärmepumpe im Winter aus der eigenen PV-Anlage abzudecken, in den meisten Fällen eine eher theoretische ist – von der Stromdirekt- oder Infrarotheizung überhaupt gar nicht reden.